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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Steuerung eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems, das abhängig von der
Kraft arbeitet, die auf einen Gurt einwirkt.
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Die
US 5,996,421 A lehrt
die Messung einer Zugkraft, die auf einen Gurt, nach Einstecken
einer mit dem Gurt verbundenen Gurtschlossplatte in ein Gurtschloss,
einwirkt. Das Messsignal wird mit einem Gewichtskraftmesssignal
für eine
Gewichtskraft kombiniert, die auf den Fahrzeugsitz einwirkt, um
die Sitzbelegung durch einen Fahrzeuginsassen oder durch einen Kindersitz
zu bestimmen. Das Aufblasen des Beifahrer-Airbags wird abhängig vom
Ergebnis dieses Auswertungsverfahrens eingestellt.
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Die
DE 196 04 483 C1 lehrt
ein Rückhaltesystem
für ein
Kraftfahrzeug, bei dem, in Abhängigkeit
von den Körperdaten
eines Fahrzeuginsassen, seine/ihre Sitzposition und der Verlauf
des Crashs, eine Regulierung des Kraft/Wegverlaufs in der Lastbegrenzungsvorrichtung
durchgeführt
wird, um die durch das Gurtband auf den Körper des Fahrzeuginsassen mitgeteilte
Rückhaltekraft
zu justieren. In diesem Fall lässt
sich eine Messung der auf das Gurtband wirkenden Kraft vornehmen.
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Die
WO 01/87676 lehrt die Messung der Zugkraft, die auf das Gurtband
einwirkt, zusammen mit der Gewichtskraft, die auf den Fahrzeugsitz
einwirkt, mithilfe der Kraftmessvorrichtung, die im Bereich der
Gurtschlossbefestigung vorgesehen ist, um Sitzbelegung zu bestimmen.
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Die
US 5718451 , die dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 entspricht, betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung
eines Insassen-Rückhaltesystems
eines Fahrzeug, das die Position des Insassen, das Körperprofil
des Insassen, den Crashtyp und die Schwere des Crashs, die auf den
Gurt ausgeübte
Kraft berücksichtigt
und reguliert, auf diesen Parametern beruhend, die Geschwindigkeit
und die Menge des Gurts, die es freigibt, um maximale Insassen-Energieabsorption
bereitzustellen und, wenn angemessen, löst es das Aufblasen eines oder
mehrerer Airbags aus. Die Regulierung der Gurtfreigabe wird durch
einen Elektromotor erzielt, der mit der Gurtrolle gekoppelt ist
und durch die Vorrichtung gesteuert wird.
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Die
DE 10141240 bezieht sich
auf eine Vorrichtung zur Steuerung der Gurtfreigabe, die einen Getriebemotor
mit einem Elektroantrieb zum Koppeln an die Gurtspule über ein
Untersetzungsgetriebe umfasst. Das Untersetzungsgetriebe kann selektiv
mit der Gurtspule über
eine steuerbare Kupplung verbunden werden.
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Die
US2002/0011123 offenbart einen Sensor für Gurtspannung, der von einem
Villari (magnetostriktiven) Effekt Gebrauch macht. Es ist ein Sensorgehäuse vorgesehen,
das den Villari-Sensor einschließt und axiale Bewegung eines
Tauchkolbens zulässt,
wobei der Sensor die Zugkräfte
in zusammenpressende Kräfte
umsetzt, die auf den Villari-Sensor einwirken. Eine einzelne Feder 50 befindet sich
zwischen einem Tauchkolben und dem zweiten Ende der Sensorstange,
um die Sensorstange in Richtung eines Endes des Sensorgehäuses vorzubelasten.
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In Übereinstimmung
mit Anspruch 1 und den davon abhängigen
Ansprüchen
ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems
bereitgestellt, das abhängig
von einer auf einen Sitzgurt wirkenden Kraft arbeitet.
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Die
gemessene Zugkraft lässt
sich zur Einstellung der Gurtband-Kontaktkraft auswerten, die sich
auf den Komfort des rückgehaltenen
Fahrzeuginsassen unter normalen Fahrkonditionen auswirkt. Das Messsignal
für die
auf den Sitzgurt wirkende Zugkraft lässt sich zur Einstellung der
Rückhaltefunktionen
in einer Pre-Crash-Fahrkondition auswerten. Die Detektion einer
Pre-Crash-Fahrkondition kann, beispielsweise, aus der Auswertung
von Sensorsignalen gewonnen werden, die Fahrzeugdynamik registrieren.
Durch Auswertung der Sensorsignale lässt sich eine potenzielle Crash-Kondition
erkennen, wie es beispielsweise aus der
DE 100 29 061 A1 und der
US 6,394,495 B1 bekannt
ist. Das Messsignal für
die auf den Sitzgurt wirkende Zugkraft kann in diesem Fall zusammen
mit den Sensorsignalen ausgewertet werden, die zum Erkennen der Pre-Crash-Fahrkondition
benutzt werden. Die Veränderung
der Sitzkomponenten, speziell der Rückenlehne und des Sitzträgers, kann
von einem Elektroantrieb ausgeführt
werden, wie es beispielsweise aus der
DE 199 61 799 A1 bekannt
ist. Bei einem Crash kann die auf den Sitzgurt wirkende und während des Crashs
gemessene Zugkraft zur Einstellung der Menge Aufblasgas ausgewertet
werden, die einem Airbag zugeführt
wird. Das Messsignal lässt
sich außerdem,
während
des Crashs, zur Einstellung der Rückhaltekraft des Sitzgurts,
beeinflusst durch einen Lastbegrenzer, auswerten.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Vorrichtung zur Regulierung oder Steuerung eines Rückhaltesystems
eines Kraftfahrzeugs eine Kraftmessvorrichtung, die im Weg der Kraft
zwischen einem Befestigungspunkt des Sitzgurts am Fahrzeug und dem Sitzgurt
angeordnet ist; ein Auswertgerät,
das an die Kraftmessvorrichtung angeschlossen ist und das von der
Kraftmessvorrichtung bereitgestellte Messsignale auswertet; mindestens
einen Elektroantrieb, der mit dem Auswertgerät verbunden ist und der abhängig von
den Messsignalen gesteuert wird wodurch der mindestens eine Elektroantrieb
mit den Komponenten eines Gurtstraffers des Sitzgurts in Abhängigkeit
von den Messsignalen verbunden werden kann.
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Auswertschaltung, die mit einer Kraft messenden
Vorrichtung für
die auf den Sitzgurt wirkende Zugkraft verbunden ist.
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2 zeigt
eine Kraft messende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
mit der die auf einen Sitzgurt wirkende Zugkraft gemessen wird.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform einer
Kraft messenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, mit der die auf einen Sitzgurt wirkende Zugkraft gemessen
wird.
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Auswertgeräts 8, in dem die,
durch eine Kraftmessvorrichtung 1 gemessenen, Zugkräfte an einem
Sitzgurt 21, in den 2 und 3 gezeigt,
eines Kraftfahrzeugs auf eine computerunterstützte Weise ausgewertet werden.
Das Auswertgerät 8 kann
ein programmierbarer Computer oder eine Computerkomponente sein.
Die Auswertung wird auf solch eine Weise ausgeführt, dass Rückhaltefunktionen eins Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems
eines Kraftfahrzeugs durch jedes Auswertergebnis reguliert oder
gesteuert werden.
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Das
Auswertgerät 8 umfasst
eine Sensoreinheit 4, die normale Fahrkonditionen des Kraftfahrzeugs
erkennt und eine vorzugsweise elektronisch konstruierte Schaltungsschaltvorrichtung 3 auf
solch eine Weise auslöst,
dass die für
normale Fahrkonditionen relevanten gemessenen Werte der Kraftmessvorrichtung 1 an
ein Steuergerät 2 weitergeleitet
werden, zum Beispiel um die Kontaktkraft einzustellen, die ein durch
den Sitzgurt rückgehaltener
Fahrzeuginsasse fühlt,
wie es später
beschrieben werden wird.
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Das
Auswertgerät
8 umfasst
eine Pre-Crash-Sensoreinheit
5, mit der es bestimmt ob sich
das Fahrzeug in einer Pre-Crash-Kondition befindet. Diese Art von
Pre-Crash-Sensoreinheit ist zu Beispiel aus der
DE 100 29 061 A1 oder aus
der
DE 199 61 799
A1 bekannt. Sensorsignale werden aus der Pre-Crash-Sensoreinheit
5 ausgewertet,
wobei sie die Fahrdynamik reproduzieren und einen potenziellen Crash
anzeigen.
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Wenn
die Pre-Crash-Sensoreinheit 5 eine Pre-Crash-Kondition
erkennt, wird die Schaltungsschaltvorrichtung 3 betätigt. Die
Schaltungsschaltvorrichtung 3 ist dann für die Kraftmesssignale
der Kraftmessvorrichtung 1 offen, die zur Steuereinheit 2 gesendet
werden, die zur Steuerung eines Elekrtroantriebs 9 verwendet
wird, der funktionsfähig
mit einem Gurtstraffer 10 verbunden ist. Die Kraftmesssignale
werden an Steuergeräte 17, 18 zur
Positionierung der Sitzkomponenten in Positionen weitergeleitet,
die für
Pre-Crash-Konditionen geeignet sind. Die Steuervorrichtungen 17, 18 können an
Positioniervorrichtungen 12, 13 für den Sitzträger und
die Rückenlehne
angeschlossen werden. Einstellwertsender 14, 15 werden
aktiviert, die vorbestimmte Einstellwerte zur Positionierung des
Sitzträgers
und der Rückenlehne,
abhängig
von der Pre-Crash-Kondition bereitstellen.
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Das
Auswertgerät 8 umfasst
weiter eine Sensoreinheit 6, mit der bestimmt werden kann,
ob das Fahrzeug in einen Crash verwickelt ist. Diesbezüglich wertet
die Sensoreinheit 6 entsprechende Sensorsignale aus, die
Informationen über
einen Crash liefern.
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Bei
einem Crash wird die Schaltungsschaltvorrichtung 3 von
der Sensoreinheit 6 betätigt,
sodass die Kraftmesssignale der Kraftmessvorrichtung 1 an
die entsprechenden Steuereinheiten für jede der Fahrzeuginsassen-Rückhaltefunktionen
weitergeleitet werden. Das Kraftmesssignal der Messvorrichtung 1 wird
an eine Steuervorrichtung 19 zum Auslösen eines Airbags weitergeleitet.
Diesbezüglich
ist die Steuervorrichtung 19 an einen Airbag-Gasgenerator 11 angeschlossen.
Die Steuerung des Airbag-Gasgenerators 11 wird
in Abhängigkeit
von einem Einstellwert ausgeführt,
der von einem Einstellwertsender 16 bereitgestellt wird.
Der Einstellwertsender 16 wird durch ein entsprechendes
Signal von der Sensoreinheit 6 aktiviert.
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Die
Funktion des in der 1 repräsentierten Rückhaltesystems
wird nachstehend in den verschiedenen Fahrkonditionen, wie normale
Fahrkonditionen, Pre-Crash-Konditionen und Crash-Konditionen, ausführlicher beschrieben.
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Bei
normalen Fahrkonditionen besteht die Möglichkeit, dass das Messsignal
der Kraft messenden Vorrichtung
1 zusammen mit einem Signal
ausgewertet wird, das proportional zu einer Gewichtskraft ist. Das
zur Gewichtskraft proportionale Signal stellt Informationen bereit,
ob der zugeordnete Fahrzeugsitz von einer Person oder einem Kindersitz
besetzt ist. Anhand der Auswertung der beiden Signale kann die Sitzbelegung
bestimmt werden wie es beispielsweise aus der
US 6,081,759 A oder
US 5,996,421 A bekannt
ist.
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Aufgrund
der Auslösung
der Schaltungsschaltvorrichtung 3 bei normalen Fahrkonditionen wird
das Kraftsignal der Kraftmessvorrichtung 1 an das Steuergerät 2 weitergeleitet,
das an den Elektroantrieb 9 angeschlossen ist. Der Elektroantrieb 9 ist vorzugsweise
ein Gleichstrommotor, vorzugsweise ein kollektorloser Gleichstrommotor.
Ein Einstellwertsender 7 wird weiter durch die Sensoreinheit 4 für normale
Fahrkonditionen auf einen vorbestimmten Einstellwert für eine Zugspannung
eingestellt, die auf den Sitzgurt 21 wirkt. Der Einstellwert
dieser Zugspannung kann von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängen. Je
höher die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs, desto höher der Einstellwert für die auf den
Sitzgurt 21 wirkende Zugspannung. Das Messsignal der Kraftmessvorrichtung 1 repräsentiert
den Ist-Wert der auf den Sitzgurt wirkenden Zugspannung. Der Ist-Wert
wird mit dem Einstellwert in der Steuereinheit 2 verglichen
und der Elektroantrieb 9 wird abhängig vom Vergleichsergebnis
aktiviert. Dies resultiert vorzugsweise in einer Einstellung der
Gurtband-Kontaktkraft, mit der der Sitzgurt mit dem Körper des Fahrzeuginsassen
in Kontakt kommt und sich auf den Komfort während normaler Fahrkonditionen
auswirkt. Diese Gurtband-Kontaktkraft lässt sich, wie bereits erwähnt, abhängig von
der Fahrzeuggeschwindigkeit einstellen. In diesem Fall kann der
Elektroantrieb 9, zusätzlich
zur Wiederherstellung der Kraft, mit der eine bewegliche Feder des Gurtstraffers 10 den
Sitzgurt strafft, betätigt
werden. Beim Herausziehen des Sitzgurts, d.h. mit einer Zugkraft
nahe oder gleich null, kann der Elektroantrieb 9 entsprechend
für eine
schnelle Gurtbandaufrollung des Gurtaufrollers 10 betätigt werden.
Der Sitzgurt wird somit schnell in seine Parkposition gebracht.
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Wenn
die Sensoreinheit 5 eine Pre-Crash-Kondition identifiziert,
wird die Schaltungsschaltvorrichtung 3 auf so eine Weise
betätigt, dass
das Messsignal der Kraftmessvorrichtung 1 zu den Steuereinheiten 2, 17, 18 weitergeleitet
wird. Die entsprechenden Einstellwertsender 7, 14, 15 werden aktiviert.
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Eine
für das
Vorspannen des Sitzgurts benötigte
Zugkraft kann durch den Einstellwertsender 7 als ein Einstellwert
vorbestimmt werden. Der Einstellwert wird in der Steuereinheit 2 mit
dem durchverbundenen Ist-Wert, der von der Kraftmessvorrichtung 1 gemessenen
Zugkraft, verglichen. Abhängig
vom Vergleichsergebnis wird der Elektroantrieb 9 betätigt, der,
falls anwendbar, ein entsprechendes Drehmoment über eine Kupplung auf die Gurtrolle
des Gurtaufrollers 10 überträgt, um die
Möglichkeit
von Gurtlose zu verhindern, das Gurtband in den Gurtaufroller 10 aufgerollt
wird und der Sitzgurt mit der erforderlichen Zugspannung belastet.
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Gleichzeitig
kann der Sitzträger
und/oder die Rückenlehne
eines Sitzes, auf dem ein Fahrzeuginsasse sitzt, in eine für eine Pre-Crash-Kondition
bevorzugte Position gebracht werden. Entsprechende Positionssignale
werden den Steuergeräten 17, 18 als
Einstellwerte durch die Einstellwertsender 14, 15 bereitgestellt.
Die Steuergeräte 17, 18 vergleichen die
Einstellwerte mit gemessenen Ist-Positionen für den Sitzträger und/oder
die Rückenlehne,
wodurch die Änderungsvorrichtungen 12 und 13,
abhängig vom
Vergleichsergebnis, entsprechend betätigt werden. Die Ist-Positionen
des Sitzträgers
werden von einem Sitzträger-Positionssensor 36 gemessen
und die Ist-Positionen
der Rückenlehne
werden von einem Rückenlehnen-Positionssensor 35 gemessen. In
jedem Fall können
mehrere Sensoren für
diesen Zweck verwendet werden. Die bereits oben erwähnte Regulierung
oder Steuerung der auf den Sitzgurt wirkenden Zugspannung wird gleichzeitig
wie für
das Vorspannen des Sitzgurts in der Pre-Crash-Phase durchgeführt.
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Falls
die Sensoreinheit 6 einen Crash erkennt, werden die von
der Kraftmessvorrichtung 1 zum Steuergerät 2 geführte Verbindung,
die vom Rückenlehnen-Positionssensor 35 zum
Steuergerät 18 geführte Verbindung,
die vom Sitzträger-Positionssensor 36 zum
Steuergerät 17 geführte Verbindung und
die von einem Airbag-Auslösezustandssensor 37 zum
Steuergerät 19 geführte Verbindung
durch die Schaltungsschaltvorrichtung 3 auf offen geschaltet.
Die Einstellwertsender 7, 14, 15, 16 werden
aktiviert. Die Kraftmessvorrichtung 1 ist über die
Schaltungsschaltvorrichtung 3 mit den Einstellwertsendern 7, 16 verbunden.
Das von der Kraft messenden Vorrichtung 1 bei einem Crash
gemessene Kraftsignal enthält
Informationen über
die Schwere des Crashs und/oder die Größe oder das Gewicht des einen
Sitzgurt tragenden Fahrzeuginsassen. Davon und, falls anwendbar,
von weiteren Signalen abhängig,
die Informationen über
das Körpergewicht
des Fahrzeuginsassen und/oder die Schwere des Crashs und/oder die
Position des Fahrzeuginsassen im Fahrzeug enthalten, werden die
Einstellwerte der Einstellwertsender 7, 16 eingestellt.
Die Positionseinstellwerte der Einstellwertsender 14, 15 entsprechen Positionen,
die der Sitzträger
und die Rückenlehne bei
einem Crash annehmen sollen. Aufgrund des Rückenlehnen-Positionssensors 35 und des
Sitzträger-Positionssensors 36 werden
die entsprechenden Ist-Positionen für die Rückenlehne und den Sitzträger gemessen.
Die gemessenen Werte werden in den Steuergeräten 17, 18 mit
den Einstellwerten der Einstellwertsender 14, 15 verglichen
und die Rückenlehnen-Änderungsvorrichtung 13 und/oder
die Sitzträger-Änderungsvorrichtung 12 wird
entsprechend betätigt,
sodass die Rückenlehne
und der Sitzträger bei
einem Crash die eingestellten Positionen annehmen.
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Abhängig von
der Schwere des Crashs und/oder des Gewichts des angeschnallten
Fahrzeuginsassen zeigt der Einstellwertsender 7 eine vorbestimmte
Kraftgwegkennlinie zur Aktivierung eines in den Gurtaufroller 10 integrierten
Lastbegrenzers an. Das von der Kraftmessvorrichtung 1 bereitgestellte
Messsignal liefert in jedem Fall die Ist-Größe der auf den Sitzgurt wirkenden
Zugkraft, die in jedem Fall mit dem Zugkraftwert der vorbestimmten
Kennlinie verglichen wird. Von diesem Vergleich abhängig wird
der Elektroantrieb 9, der mit dem Lastbegrenzer oder der
Gurtrolle des Gurtaufrollers 10 verbunden ist, entsprechend
betätigt,
sodass der Lastbegrenzereffekt der vorbestimmten Kennlinie entspricht.
Der Elektroantrieb 9 kann in diesem Fall auf eine bekannte
Art mit einem Lastbegrenzer zusammenarbeiten, beispielsweise eines
in den Gurtaufroller 10 integrierten Drehstabs, um die
gewünschte
Kennlinie zu erzielen.
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Wie
aus der
DE 199 02 483 bekannt
ist, können
von einer Detektion der Gurtrollenrotation gewonnene Signale ausgewertet
werden. Eine Verbindung des Elektroantriebs
9 mit dem Gurtaufroller
10 in
den verschiedenen Fahrkonditionen ist aus der
DE 197 31 689 C1 bekannt.
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Abhängig vom
Messsignal der Kraftmessvorrichtung 1 und, falls anwendbar,
von den oben erwähnten
Sensorsignalen, kann der Aufblasdruck im Einstellwertsender 16 als
ein Einstellwert für
das Aufblasen eines Airbags voreingestellt werden. Mittels des Airbag-Aufblaszustandssensors 37 wird
in jedem Fall der Ist-Zustand des Airbag-Aufblasdrucks bestimmt
und im Steuergerät 19 mit
dem vorbestimmten Einstellwert verglichen. Abhängig vom Vergleichsergebnis
wird der Airbag-Gasgenerator 11 während der Airbag-Auslösung gesteuert.
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Die
Steuerung der Auslösung
des Airbags sowie das Ausziehen des vom Lastbegrenzer des Sitzgurts 21 belasteten
Gurtbands aus dem Gurtaufroller 10 kann im Auswertgerät 8 zusammenkoordiniert
werden, indem die Steuerprozesse in den Steuergeräten 2, 19 kombiniert
werden, um eine optimale Rückhaltefunktion
zu erzielen.
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Wie
bereits oben erwähnt,
lässt sich
eine Bewertung der Schwere des Crashs durch das Messsignal der Kraftmessvorrichtung 1 realisieren,
indem das Körpergewicht
des Fahrzeuginsassen berücksichtigt
wird. Ein hohes Kraftmesssignal enthält Informationen über einen
schweren Crash, wenn das Gewicht des Fahrzeuginsassen relativ gering
ist. Ein schneller Anstieg im Kraft messenden Signal deutet auf
einen schweren Crash hin. Auf diese Weise lässt sich eine frühe Detektion
der Schwere des Crashs erzielen und die entsprechenden Einstellwerte
für die Kennlinien
des Lastbegrenzers können
im Einstellwertsender 7 sowie das Aufblasen im Einstellwertsender 16 vorbestimmt
werden.
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Die 2 und 3 zeigen
Ausführungsformen
für die
Kraft messende Vorrichtung 1. In der in der 2 Ausführungsform
befindet sich die Kraftmessvorrichtung 1 in einem Gurtschloss
des Sitzgurts 21. Das Gurtschloss 26 enthält in einem Gehäuse einen
Gurtschlossrahmen 27, der aus zwei Platten besteht, die im
Wesentlichen parallel zueinander laufen und miteinander verbunden
sind. Zwischen den Platten des Rahmens 27 ist ein nicht
weiter repräsentierter
auf eine bekannte Weise positionierter Einschubkanal für eine Gurtschlossplatte 30, mit
welcher der Sitzgurt 21 verbunden ist. Am Rahmen 27 ist
eine nicht weiter repräsentierte
Verriegelungsvorrichtung auf eine bekannte Weise angeordnet, mit
der die Gurtschlossplatte mit dem Rahmen 27, während des
Einschiebens der Gurtschlossplatte 30 in das Gurtschloss
verriegelt wird.
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Der
Rahmen 27 ist auf eine lineare Weise gegenüber einem
Verankerungsteil 29 in Richtung eines Doppelpfeils 38 bewegbar
montiert. Diesbezüglich
ist ein Schlitz 31 im Verankerungsteil 29 bereitgestellt,
durch den sich ein sicher mit dem Rahmen 27 verbundener
Führungsbolzen 32 erstreckt.
Das Verankerungsteil 29 ist mit der Fahrzeugstruktur auf
eine bekannte Weise durch ein Verankerungskabel 28 sicher
verbunden.
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Die
Kraft messende Vorrichtung 1 umfasst ein erstes Sensorteil 39 und
ein zweites Sensorteil 40. Das erste Sensorteil 39 wird
zusammen mit dem Rahmen 27 bewegt. Das zweite Sensorteil 40 ist
fest mit dem Verankerungsteil 29 verbunden. Die Verschiebung
des Rahmens, welche die Zugkraft des Sitzgurts 21 beeinflusst,
z.B. durch Vorwärtsverschiebung
des angeschnallten Fahrzeuginsassen, wird gegen die Kraft der zwei
Federn 23, 24 ausgeführt. In der 2 wirkt
diese Kraft in Richtung des nach oben zeigenden Pfeils. Die Federn
können
mechanische Federn, beispielsweise Spiralfedern oder Tellerfedern
sein, die ein Federmaterial oder geeignet konstruierte Federkörper umfassen.
In diesem Fall wird eine Distanz A zwischen dem Führungsbolzen 32,
der sich mit dem Rahmen 27 bewegt und der Oberkante des
Schlitzes 31 im Verankerungsteil 29 geändert. Diese Änderung
in der Distanz wird von der Kraftmessvorrichtung 1 auf
der Basis der Verschiebung der zwei Sensorteile 39, 40 relativ
zueinander gemessen. Die Verschiebung oder Änderung in der Distanz ist
proportional zur Zugkraft auf den Sitzgurt 21.
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Zwischen
den zwei Federn 23, 24 befindet sich eine Stützplatte 25,
die auf verschiebbare Weise gegenüber dem Rahmen 27 montiert
ist. Die zwei Federn 23, 24 weisen variierende
Federkonstanten auf. Die Federkonstante der Feder 23 ist
so bemessen, dass sie, innerhalb der Auswirkungen von Zugkräften, beispielsweise
bis zu 100N oder geringfügig
höhere
Federkenndaten zeigt. Die Federkonstante der Feder 24 ist
so bemessen, dass sie in diesem Zugkraftbereich als ein starrer
Körper
fungiert. Die Zugkräfte,
die während
normaler Fahrkonditionen oder in der Pre-Crash-Phase von der Kraftmessvorrichtung 1 gemessen
werden, befinden sich vorzugsweise im Messbereich der Feder 23.
In diesem Fall sind dieses die Zugkräfte, die bei der Platzierung
des Sitzgurts gemessen werden, d.h. während des Einschiebens der
Gurtschlossplatte 30 in das Gurtschloss 36 und, falls
anwendbar, der damit verbundenen Detektion der Sitzbelegung. Dieses
sind die Kräfte,
die bei der Komforteinstellung der Gurtband-Kontaktkraft auftreten,
mit welcher der Sitzgurt mit dem Körper des Fahrzeuginsassen während normaler
Fahrkonditionen in Kontakt kommt. Die zur Steuerung der Nachspannkraft,
während
des Vorspannens in der Pre-Crash-Phase, erforderlichen Kräfte befinden
sich ebenso in diesem vorbestimmten Messbereich.
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Die
Federkonstante der zweiten Feder 24 ist so bemessen, dass
zwischen dem Zugkraftbereich, in dem Messungen gegen die Kräfte der
Feder 23 vorgenommen werden und dem Zugkraftbereich, in dem
Messungen gegen die Kraft der Feder 24 vorgenommen werden
eine Kraft von ca. 300 bis 400 N auftritt. Im Kraftmessbereich der
zweiten Feder 24 wird die erste Feder 23 auf einen
Block gedrückt,
sodass sie wie ein starrer Körper
wirkt. Der Kraftmessbereich der Feder 24 erstreckt sich
vorzugsweise von 500 N bis 5 kN. In diesem Messbereich werden Kräfte, die
während
eines Crashs auftreten, von der Kraftmessvorrichtung gemessen.
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In
der Ausführungsform,
die in der 3 gezeigt ist, befinden sich
die zwei Federn 23, 24 zwischen einem End-Fitting 20,
das an einem Verankerungspunkt 34, beispielsweise durch
eine Schraubverbindung mit der Fahrzeugstruktur verbunden ist und
einem Messelement 33, das gegenüber dem End-Fitting 20,
abhängig
von der auf den Sitzgurt 21 einwirkenden Zugkraft, bewegbar
montiert ist. Das Messelement 33 ist auf dem End-Fitting 20 in
der durch den Doppelpfeil 37 angezeigten Richtung gegen
die Kraft der zwei Federn 23, 24 auf eine lineare Weise
bewegbar montiert. Zwischen den zwei Federn 23, 24 befindet
sich die ringförmige
Stützplatte 25,
die gegenüber
dem End-Fitting 20 auf eine lineare Weise bewegbar montiert
ist. Das Messelement 33 ist ein Kolben, dessen Kolbenstange
für die
lineare Führung
der zwei Federn 23, 24 und der ringförmigen Stützplatte 25 benutzt
wird. Das Messelement kann außerdem
eine weitere geeignete Form zeigen. Das Ende des Sitzgurts 21 ist
am Messelement 33 in einer Tragöse 22 befestigt. Bei
einer Zugwirkung am Sitzgurt 21 in Richtung des nach oben
zeigenden Pfeils in der 3, wird die Distanz A zwischen
den Sensorteilen 39, 40 wie in der Ausführungsform
der 2 gezeigt, geändert.
Die Änderung
in der Distanz ist proportional zur Zugkraft, die auf den Sitzgurt 21 einwirkt.
Die Änderung
in der Distanz und damit der Zugkraft wird aufgezeichnet, aufgrund
dessen, dass die Kraftmessvorrichtung 1 die zwei Sensorteile 39, 40 umfasst.
In dieser Ausführungsform
ist das Sensorteil 39 am Messelement 33 und das
Sensorteil 40 am End-Fitting 20 befestigt.
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In
den repräsentierten
Ausführungsbeispielen
wird die Messung der Änderung
in der Distanz von bekannten Sensorteilen ausgeführt. Diese können Sensorteile 39, 40 sein,
in denen eine Magnetfeldänderung
ausgeführt
wird, die von einem der zwei Sensorteile 39, 40 aufgezeichnet
und auf eine bekannte Weise in ein elektrisches Signal umgesetzt wird.
Eines der Sensorteile 39, 40 kann eine Feldplatte
sein, die auf der Basis einer der Hall-Spannungen, die während der
Distanzänderung
geschaffen werden, ein entsprechendes elektrisches Signal, als ein Kraftmesssignal
bereitstellt. Die Sensorteile 39, 40 können auch
so konstruiert sein, dass eine Änderung in
elektrischer Kapazität,
Induktivität
oder elektrischem Widerstand, verursacht durch die Bewegung des
Messelements 33, von ihnen aufgezeichnet werden kann. Für die Kraftmessvorrichtung 1 können Sensorteile 39, 40 verwendet
werden, die, abhängig von
einer Änderung
in der Distanz, ein elektrisches Signal proportional zur Änderung
in der Distanz bereitstellen. Wie oben erwähnt wird die Kraftmessung innerhalb
zweier Kraftmessbereiche durchgeführt, die das Federvorspannen
der Federn 23, 24 umfassen.
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Die
zwei Federn 23, 24 in der Ausführungsform der 2 und 3 sind
im Kraftweg in Reihe angeordnet, der zwischen dem Verankerungspunkt
am Kraftfahrzeug und dem Sitzgurt 21 wirkt. Statt der mechanischen
Spiralfedern, die in den 2 und 3 repräsentiert
sind, können
Tellerfedern oder andere Federkomponenten, zum Beispiel Gummifedern
mit entsprechenden Elastizitätsmodulen
oder geeignet konstruierte Federkörper, verwendet werden. Mehr
als zwei Federn können
außerdem
im Kraftweg in Reihe für
das Einstellen weiterer Messbereiche verbunden werden.