DE3903925C2 - Sicherheitsgurtanordnung für Insassen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurtanordnung für Insassen von Kraftfahrzeugen mit wenigstens einem Gurtaufroller mit einem selbstsperrenden Blockier­ mechanismus mit einer Steuermechanik zur Einsteuerung eines Sperrgliedes in die einen weiteren Gurtauszug verhindernde Blockierstellung, wobei ein Sensorsignale auswertender Fahrzeugrechner vorgesehen und mit der Steuermechanik des Gurtaufrollers gekoppelt ist und über die Steuermechanik auf ein von dem Fahrzeugrechner abgegebenes Signal das Sperrglied in die Blockierstellung eingesteuert oder in die Ruhelage rückgeführt wird.

Eine gattungsgemäße Sicherheitsgurtanordnung ist in der US-PS 43 81 829 beschrieben, bei welcher die Daten der das jeweilige Beschleunigungsverhalten des Fahrzeuges messenden beziehungsweise erfassenden Sensoren einem Rechner übermittelt werden, der bei Überschreiten vorgegebener Grenzwerte die Bestandteile eines Fahrzeugsicherheitssystems, beispielsweise eine in die Sicherheitsgurtanordnung eingeschaltete pyrotechnische Strammvorrichtung auslöst. Damit erfolgt eine Auslösung des Sicherheitsgurtsystems erst nach dem Eintreten von Grenzbeschleunigungen, so daß eine Zeitspanne zwischen dem Eintreten der zu starken Beschleunigung beziehungsweise Verzögerung und der Blockierung des Sicherheitsgurtes nicht zu vermeiden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Sicherheitsgurtanordnung der eingangs genannten Art eine systembedingte Ansprechzeit zu vermeiden und so die Sicherheit des angeschnallten Insassen weiter zu verbessern; gleichzeitig soll eine größtmögliche Bewegungsfreiheit des angeschnallten Insassen gegeben sein.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Hauptanspruch; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß aus zusätzlichen Sensoren, die Fahrbefehle auswerten, das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeuges vorausberechnet wird, um das Sperrglied schon vor dem Erreichen des jeweiligen Beschleunigungsgrenzwertes in die Blockierstellung einzusteuern oder in die Ruhelage zurückzuführen.

Aus der DE 26 40 546 A1 ist eine Sicherheitsgurtanordnung mit einem Gurtaufroller bekannt, der in seiner Ruhelage entsperrt ist und bei welchem ein geringer Druck auf das Bremspedal des Fahrzeuges zur Blockierung der Gurtaufwickelwelle führt. Bei dieser Gestaltung handelt es sich nicht um einen das Beschleunigungsverhalten vorherberechnenden Fahrzeugrechner, der unterhalb des vorgesehenen Grenzwertes eine Blockierung der Gurtaufwickelwelle gar nicht erst herbeiführt.

Mit der Erfindung ist dagegen der Vorteil verbunden, daß schon aufgrund der vom Fahrzeugführer selbst eingeleiteten Fahrbewegungen des Kraftfahrzeuges von dem vorgesehenen Fahrzeugrechner die später eintretenden physikalischen Auswirkungen der Fahrbefehle vorherberechnet werden. Dies gilt insbesondere für die auf die Fahrzeuginsassen und ihre Sicherheitsgurtanordnungen wirkenden Beschleunigungs- oder Verzögerungskräfte, welche dann schon im Vorhinein, das heißt vor Ausführung der Fahrbewegung, in ihren Werten ermittelbar sind. Diese in dem Fahrzeugrechner dann verfügbaren Daten werden nach der Erfindung verwendet, um schon im Vorfeld der eintretenden Beschleunigungen oder Verzögerungen je nach der Größe der vorher berechneten Werte die bei den Sicherheitsgurtanordnungen im Kraftfahrzeug vorgesehenen Gurtaufroller zu blockieren, das heißt deren Sperrglieder in die Blockierlage zu überführen, so daß bei dem nachfolgenden Eintreten der entsprechenden Beschleunigung oder Verzögerung die Gurtaufroller bereits sich in einer den weiteren Gurtauszug blockierenden Stellung befinden und somit im Augenblick des Auftretens der Fahrzeugbewegungen keine Freigabe an Gurtband mehr erfolgt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung hinsichtlich der Bewegungsfreiheit der angeschnallten Person ergibt sich daraus, daß der Fahrzeugrechner jeweils auch die Rückführung des Sperrgliedes mit der Freigabe des Sicherheitsgurtes herbeiführt, wenn eine Änderung der Fahrbefehle Beschleunigungswerte erwarten läßt, die unterhalb der eingestellten Ansprechschwelle der Sicherheitsgurtanordnung liegen, so daß damit eine größtmögliche Bewegungsfreiheit für die angeschnallte Person während des Fahrbetriebes des Fahrzeuges gegeben ist.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Steuermechanik des Gurtaufrollers einen das Sperrglied zwischen seiner Ruhestellung und seiner Sperrlage betätigenden Elektromagneten auf, der über eine Signalleitung mit dem Fahrzeugrechner verbunden ist, so daß bei oberhalb eines festgelegten Wertes für die zu erwartende Beschleunigung oder Verzögerung liegenden Werten der Fahrzeugrechner den Magneten aktiviert, welcher seinerseits das Sperrglied in die Sperrlage überführt beziehungsweise bei einem entsprechenden vom Farzeugrechner abgegebenen Entwarnungssignal die Blockierung des Gurtaufrollers wieder aufhebt, damit sich der Fahrzeuginsasse hinsichtlich seiner normalen Bewegungen im Kraftfahrzeug frei bewegen kann.

Alternativ kann vorgesehen sein, der Steuermechanik des Gurtaufrollers einen das Sperrglied betätigenden Hebel zuzuordnen, der seinerseits über eine mechanische Welle mit einem vom Fahrzeugrechner ansteuerbaren Stellglied verbunden ist. Hierzu ist es aus der US-PS 28 25 581 bereits bekannt, das Sperrglied eines Gurtaufrollers auf einer über einen Magneten zu betätigenden Welle anzuordnen, so daß eine externe Betätigung des Sperrgliedes möglich ist.

Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der entsprechende Hebel entweder unmittelbar oder aber auch mittelbar auf das Sperrglied einwirken und dieses in die Blockierlage bringen beziehungsweise rückführen. Bei einer mittelbaren Kopplung des betreffenden Hebels mit dem Sperrglied blockiert der Hebel die Steuermechanik des Gurtaufrollers so, daß schon ein leichter Auszug des Gurtbandes sofort die Auslenkung des Sperrgliedes in die Blockierlage herbeiführt beziehungsweise ein nachlassender Gurtzug aufgrund der gurtaufrollerseitig eingestellten Federmechanik die Blockierung wieder aufhebt.

Soweit in einem Kraftfahrzeug mehrere Sicherheitsgurtanordnungen mit mehreren darin vorgesehenen und arbeitenden Sicherheitsgurtaufrollern vorgesehen sind, können die einzelnen Sicherheitsgurtaufroller im Kraftfahrzeug unabhängig voneinander arbeiten und jeder für sich über jeweils eigene Ansteuerleitungen und Übertragungsglieder mit dem Fahrzeugrechner gekoppelt sein. Die DE 30 01 780 A1 zeigt hierzu eine einen Rechner aufweisende elektronische Steuereinheit, die jeweils mit Bestandteilen eines Sicherheitsgurtsystems wie Strammeinrichtung für das Gurtband oder aufblasbares Luftkissen (Airbag) gekoppelt ist und im Auslösefall für eine unmittelbare Ansteuerung der jeweiligen Sicherheitseinrichtung sorgt.

In einer Patentanmeldung mit älteren Zeitrang (DE 37 37 554 A1) ist weiterhin bereits die Auswertung der Bremssignale bei einem Kraftfahrzeug insoweit angesprochen, als die aus einem Anti-Blockiersystem zu gewinnenden Informationen im Hinblick auf eine kritische Geschwindigkeitsänderung ergänzend für die Auslösung von Sicherheitseinrichtungen herangezogen werden. Eine weitere Patentanmeldung mit älteren Zeitrang (DE 38 03 426 A1) beschreibt die Erfassung des von einem Beschleunigungssensor abgegebenen Signals über mindestens zwei Zeitabschnitte, woraus dann eine Prognose für die zu erwartende Vorverlagerung der Insassen abgeleitet beziehungsweise berechnet wird.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere Gurtaufroller von mehreren im Kraftfahrzeug vorgesehenen Sicherheitsgurtanordnungen miteinander jeweils mittels eines Übertragungsgliedes verbunden und das Übertragungsglied seinerseits an das mit dem Fahrzeugrechner gekoppelte Stellglied angeschlossen ist.

Soweit schließlich im Rahmen einer Sicherheitsgurtanordnung auch eine die Klemmung des Gurtbandes herbeiführende Klemmvorrichtung vorgesehen ist, erstreckt sich die Erfindung auch darauf, das Auslöseelement für die Klemmvorrichtung an den Fahrzeugrechner zu koppeln, wobei die Auslöseschwellen für die Blockierung der Gurtaufroller und der Klemmvorrichtung unterschiedlich hoch einzustellen sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel wieder­ gegeben, welches nachstehend beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt in schaubildlicher Darstellung einen an ein mit einem Fahrzeugrechner verbundenes Stellglied gekoppelten Gurtaufroller. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine indirekte Ansteuerung des Sperrgliedes über einen der Blockier­ mechanik zuzurechnenden Hebel.

Der dargestellte Gurtaufroller 10 arbeitet als solcher nach dem Stand der Technik und dem insoweit nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung zählenden radialen Sperrprinzip, gemäß welchem ein formschlüssig mit der Gurtaufwickelwelle des Gurtaufrollers 10 verbundenes Sperrglied über ein gurtbandsensitiv wirkendes und/oder auf Beschleunigung oder Verzögerung des Gurtaufrollers selbst ansprechendes Steuersystem radial in die Innenverzahnung eines mit dem Gurt­ aufrollergehäuse 12 verbundenen Druckringes 13 ausge­ steuert wird. Teil des Steuersystems ist eine Steuer­ scheibe 14, die im Hinblick auf die gurtbandsensitive Steuerung von einer G-Wert-Feder 15 beaufschlagt und zum Zusammenwirken mit einem nicht dargestellten, die auf den Gurtaufroller wirkende Beschleunigung oder Verzögerung erfassenden Sensor mit einer Außen­ verzahnung 16 versehen ist. Ein Anhalten der beim Normalbetrieb des Gurtaufrollers 10 sich mit der Gurtaufwickelwelle mitdrehenden Steuerscheibe 14 führt in einer an sich bekannten Weise zur radialen Auslenkung des Sperrgliedes und Blockierung des weiteren Auszuges von Gurtband 17 vom Gurtaufroller 10. Auf einem als drehbare Welle ausgebildeten Übertragungsglied 11 ist weiterhin in der Ebene des Steuersystems 14 ein Hebel 18 mit einem derartigen Schwenkbereich fest angeordnet, daß der Hebel 18 im Auslösefall in die Außenverzahnung 16 der Steuer­ scheibe 14 des Gurtaufrollers 10 eingreift und in seiner Ruhelage die Steuerscheibe 14 für deren Drehung mit der Gurtaufwickelwelle des Gurtaufrollers 20 freigibt.

Das Übertragungsglied 11 ist an seinem freien Ende an ein Stellglied 19 angeschlossen, welches über eine Signalleitung 21 mit dem Fahrzeugrechner 20 des Kraft­ fahrzeuges verbunden ist. Das Stellglied 19 weist eine Mechanik auf, die aufgrund eines vom Fahrzeug­ rechner 20 empfangenen Signals das Übertragungsglied 11 entweder im oder entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verdreht.

Wird im Fahrzeugrechner 20 aufgrund der vom Fahrer des Kraftfahrzeuges über das Gas- und/oder das Brems­ pedal abgegebenen Fahrbefehle eine Fahrzeugbeschleuni­ gung vorberechnet, in welcher oberhalb des zulässigen Grenzwertes liegende Beschleunigungen oder Verzögerungen auf den Körper des Fahrzeuginsassen und damit auf den Gurtaufroller wirken, so wird ein entsprechendes Signal vom Fahrzeugrechner 20 über die Signalleitung 21 an das Stellglied 19 übermittelt, welches daraufhin das Übertragungsglied 11 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, so daß der Hebel 18 in die Außenverzahnung 16 der Steuer­ scheibe 14 eingreift.

Bei der in diesem Ausführungsbeispiel verwirklichten indirekten Kopplung der Steuermechanik mit dem Sperr­ glied genügt bei blockierter Steuerscheibe 14 schon ein ganz geringer Gurtauszug, um in an sich bekannter Weise aufgrund der Relativbewegung zwischen Gurtauf­ wickelwelle und Steuerscheibe die Auslenkung des Sperrgliedes herbeizuführen, so daß auch ohne einen tatsächlich erfolgenden Gurtauszug bei eingeschwenktem Hebel 18 die Blockierlage des Gurtaufrollers 10 zwangs­ läufig eingestellt ist, ohne daß dies den Fahrzeug­ insassen aufgrund einer tatsächlich erfolgenden Be­ schleunigung oder Verzögerung bewußt wird.

Ist die entsprechende Fahrzeugsituation beendet, so verschwenkt auf ein entsprechendes Signal vom Fahrzeugrechner 20 hin das Stellglied 19 das Übertragungsglied 11 im Uhrzeigersinn zurück, so daß der Hebel 18 die Steuerscheibe 14 freigibt und den weiteren Gurtauszug nicht mehr blockiert.

Wie im einzelnen nicht weiter dargestellt, kann das Übertragungsglied 11 beispielsweise in flexibler Ausführung auch zu mehreren im Rahmen von mehreren Sicherheitsgurt­ anordnungen im Kraftfahrzeug angeordneten Gurtauf­ rollern geführt sein und bei ihrer Verdrehung über entsprechend angeordnete Hebel die Steuermechanik der weiterhin angeschlossenen Gurtaufroller entsprechend blockieren.

Ferner zählen zum Bereich der Erfindung auch Lösungen, bei denen ein dem Hebel 18 entsprechender Hebel un­ mittelbar auf das gurtaufrollerseitig bewegliche Sperrglied wirkt. In einer Abwandlung der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, anstelle der mechanischen Hebel beispielsweise Elektromagneten auf das Sperr­ glied wirken zu lassen, wobei diese Elektromagneten auf entsprechende Signale vom Fahrzeugrechner 20 hin erregt bzw. gesteuert werden.

Claims (8)

1. Sicherheitsgurtanordnung für Insassen von Kraftfahrzeugen mit wenigstens einem Gurtaufroller mit einem selbstsperrenden Blockiermechanismus mit einer Steuermechanik zur Einsteuerung eines Sperrgliedes in die einen weiteren Gurtauszug verhindernde Blockierstellung, wobei ein Sensorsignale auswertender Fahrzeugrechner vorgesehen und mit der Steuermechanik des Gurtaufrollers gekoppelt ist und über die Steuermechanik auf ein von dem Fahrzeugrechner abgegebenes Signal das Sperrglied in die Blockierstellung eingesteuert oder in die Ruhelage rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus zusätzlichen Sensoren, die Fahrbefehle auswerten, das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeuges vorausberechnet wird, um das Sperrglied schon vor dem Erreichen der jeweiligen Beschleunigungsgrenzwerte in die Blockierstellung einzusteuern oder in die Ruhelage zurückzuführen.

2. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermechanik (14) des Gurtaufrollers (10) einen das Sperrglied zwischen der Ruhestellung und der Sperrlage bewegenden Elektromagneten aufweist, der über eine Signal­ leitung (21) mit dem Fahrzeugrechner (20) des Fahrzeuges verbunden ist.

3. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermechanik (14) des Gurtaufrollers (10) mit einem das Sperrglied betätigenden Hebel (18) gekoppelt ist, der über ein als Welle ausgebildetes Übertragungsglied (11) mit einem vom Fahrzeugrechner (20) ansteuerbaren Stellglied (19) verbunden ist.

4. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (18) unmittelbar auf das Sperrglied des Gurtaufrollers (10) ein­ wirkt.

5. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (18) indirekt auf das Sperrglied des Gurtaufrollers (10) einwirkt.

6. Sicherheitsgurtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gurtaufroller (10) von mehreren im Kraftfahrzeug vorgesehenen Sicherheitsgurtanordnungen unabhängig voneinander arbeiten und über jeweils eigene Ansteuerleitungen (21) und Übertragungsglieder (11) mit dem Fahrzeugrechner (20) gekoppelt sind.

7. Sicherheitsgurtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gurtaufroller (10) von mehreren im Kraftfahrzeug vorgesehenen Sicherheitsgurtanordnungen miteinander jeweils mittels eines Übertragungsgliedes (11) verbunden und das Übertragungsglied (11) an das mit dem Fahrzeugrechner (20) gekoppelte Stellglied (19) angeschlossen ist.

8. Sicherheitsgurtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Auslösefall die Klemmung des Gurtbandes herbeiführende Klemmvorrichtung vorgesehen ist, daran das Auslöseelement für die Klemmvorrichtung mit dem Fahrzeugrechner (20) gekoppelt ist.