DE102005042508A1

DE102005042508A1 - Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Gurtaufrollers sowie elektrischer Gurtaufroller

Info

Publication number: DE102005042508A1
Application number: DE102005042508A
Authority: DE
Inventors: Rainer Burkart
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2007-03-15
Also published as: US20070057107A1; JP2007069897A

Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Gurtaufrollers, wobei der Gurtaufroller einen Elekromotor, der eine Gurtspule zumindest in Gurtbandeinzugsrichtung antreiben kann, und einen fahrzeugsensitiven Blockiermechanismus mit einer Sperrklinke aufweist, die in eine Blockierverzahnung einsteuerbar ist, um eine Drehung der Gurtspule in Gurtbandauszugsrichtung zu blockieren, umfaßt folgende Schritte:
- Betreiben des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zur Straffung des Gurtbands,
- automatische Überwachung bestimmter Lösekriterien für die Freigabe des Gurtaufrollers nach Beendigung der Gurtbandstraffung, und
- Einleiten eines erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zum Lösen der Sperrklinke, wenn die Lösekriterien erfüllt sind, wobei die Überwachung während des erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors fortgesetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines elektrischen Gurtaufrollers. Die Erfindung betrifft ferner einen elektrischen Gurtaufroller.

Ein elektrischer Gurtaufroller umfaßt üblicherweise eine an einen Elektromotor gekoppelte Gurtspule, die zumindest in Gurtbandeinzugsrichtung angetrieben werden kann. Ein solcher Gurtaufroller ist Teil eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems, mit dem beim Erkennen einer kritischen Fahrsituation verschiedene Vorkehrungen getroffen werden, um einen Fahrzeuginsassen möglichst optimal vor negativen Folgen zu schützen. Die getroffenen Maßnahmen können beispielsweise das Verändern der Neigung einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, das Schließen von Fahrzeugfenstern, das Vorstraffen des Sicherheitsgurtes und weitere Maßnahmen umfassen. Alle diese Maßnahmen sind reversibel und wiederholt durchführbar; sobald sich das Fahrzeug wieder in einem stabilen Zustand befindet, werden die betroffenen Komponenten zurück in ihren Ausgangszustand gebracht.

Hinsichtlich des Gurtaufrollers bedeutet dies, daß der Sicherheitsgurt, der vom Elektromotor beim Erkennen einer kritischen Fahrsituation aufgewickelt wurde, um die sogenannte Gurtlose im Sicherheitsgurt weitestgehend zu beseitigen, wieder freigegeben wird, sobald der als kritisch erkannte Fahrzeugzustand nicht mehr vorliegt.

Während oder nach dem Straffvorgang kann es zu einer fahrzeugsensitiven Blockierung der Gurtspule kommen, beispielsweise bei einer Bremsung des Fahrzeugs. Bei einem Gurtaufroller, der einen fahrzeugsensitiven Blockiermechanismus mit einer Sperrklinke aufweist, bedeutet dies ein vollständiges Einsteuern der Sperrklinke in eine Blockierverzahnung, so daß eine Drehung der Gurtspule in Gurtbandauszugsrichtung blockiert ist. Die Blockierverzahnung ist üblicherweise hinterschnitten und übt somit bei Belastung eine die Sperrklinke in die Blockierverzahnung hineinziehende Kraft aus, um die bei einem Unfall wirkenden hohen Blockierlasten zwischen der Blockierverzahnung und der Sperrklinke zuverlässig übertragen zu können.

Um dem Fahrzeuginsassen anschließend, wenn der als kritisch erkannte Fahrzeugzustand nicht mehr vorliegt, wieder einen Gurtbandauszug zu ermöglichen, muß die eingesteuerte Sperrklinke aus der Blockierverzahnung gelöst werden (Entriegelung). Hierfür ist ein erneutes kurzzeitiges Betreiben des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung erforderlich (Entriegelungsimpuls), um die Gurtspule mit der Blockierverzahnung bzw. mit der Sperrklinke um einen bestimmten Winkel zu drehen, so daß die Sperrklinke aus der Blockierverzahnung herausfallen kann. Mit Hilfe eines Sensors wird bei Erreichen eines vorbestimmten Winkels der Entriegelungsbetrieb des Elektromotors beendet.

Bei bekannten Gurtaufrollersteuerungen erfolgt die Entriegelung dann, wenn sich das Fahrzeug über eine bestimmte, einstellbare Zeitspanne (z.B. eine Sekunde) unterhalb des Beschleunigungslimits des fahrzeugsensitiven Blockiermechanismus befindet. Treten nun aber nach der überwachten Zeitspanne noch während des Entriegelungsimpulses erneut hohe Bescheunigungen auf, z.B. durch Bremsen oder Einlenken des Fahrzeugs, bleibt die Sperrklinke trotz des Entriegelungsimpulses aufgrund des fahrzeugsensitiven Blockiermechanismus eingesteuert. In diesem Fall ist bei wiedererlangtem stabilen Fahrzeugzustand also ein Gurtbandauszug nicht ohne weiteres möglich, was den Komfort des Fahrzeuginsassen einschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine flexible Steuerung für einen elektrischen Gurtaufroller zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Gurtaufrollers, wobei der Gurtaufroller einen Elektromotor, der eine Gurtspule zumindest in Gurtbandeinzugsrichtung antreiben kann, und eine Sperrklinke aufweist, die in eine Blockierverzahnung einsteuerbar ist, um eine Drehung der Gurtspule in Gurtbandauszugsrichtung zu blockieren, mit folgenden Schritten:

– Betreiben des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zur Straffung des Gurtbands,
– automatische Überwachung bestimmter Lösekriterien für die Freigabe des Gurtaufrollers nach Beendigung der Gurtbandstraffung, und
– Einleiten eines erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zum Lösen der Sperrklinke, wenn die Lösekriterien erfüllt sind, wobei die Überwachung während des erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors fortgesetzt wird.

Gemäß der Erfindung erfolgt eine Überwachung der Lösekriterien nicht nur vor, sondern auch während des Entriegelungsimpulses. Die fortgesetzte Überwachung ermöglicht es, den Fall des Ansprechens des fahrzeugsensitiven Blockiermechanismus des Gurtaufrollers während des Entriegelungsimpulses (was zu einem Verbleiben der Sperrklinke in der Blockierverzahnung führt) zu erkennen und daraufhin weitergehende Maßnahmen zu ergreifen, um die Sperrklinke aus der Blockierverzahnung zu lösen, wenn das Fahrzeug wieder einen stabilen Zustand eingenommen hat.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erneute kurzzeitige Betreiben des Elektromotors in Gurtbandein zugsrichtung zum Lösen der Sperrklinke vorzeitig abgebrochen, wenn die Lösekriterien zu einem Zeitpunkt während des erneuten kurzzeitigen Betreibens nicht erfüllt sind.

Nach einem Abbruch des erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zum Lösen der Sperrklinke wird dieser Schritt dann erneut eingeleitet, sobald die Lösekriterien wieder erfüllt sind. Eine mehrfache Wiederholung des Einleitens und Abbrechens des Entriegelungsimpulses ist möglich, wenn die Umstände dies erfordern. Es wird also nach jedem Abbruch des Entriegelungsvorgangs erneut versucht, die Sperrklinke zu lösen, wenn das Fahrzeug wieder einen stabilen Zustand erreicht hat.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Überwachung der Lösekriterien so lange fortgesetzt, bis das erneute kurzzeitige Betreiben des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung tatsächlich zu einem Lösen der Sperrklinke geführt hat. Dadurch ist auch in besonderen Situationen eine zuverlässige Entriegelung des Gurtaufrollers nach einer Gurtstraffung sichergestellt. Dies erhöht den Komfort des Fahrzeuginsassen, da ein Verbleiben der Sperrklinke in der Blockierverzahnung bei Erreichen eines stabilen Fahrzeugzustands ausgeschlossen ist.

Die Erfüllung der Lösekriterien basiert vorzugsweise auf Beschleunigungsinformationen, die von wenigstens einem Sensor bereitgestellt werden.

Der Sensor kann ein mechanischer Sensor sein, mittels dem die fahrzeugsensitive Ansteuerung der Sperrklinke erfolgt.

Die Erfüllung der Lösekriterien kann (zusätzlich) von Beschleunigungsinformationen abhängen, die von Sensoren zur Ermittlung der Längs- und/oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs bereitgestellt werden.

Die Lösekriterien beinhalten insbesondere ein Nichtüberschreiten von Beschleunigungswerten über eine vorgegebene Zeitspanne, wobei die vorgegebene Zeitspanne nach einem Abbruch des erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors (d.h. vor einem erneuten Entriegelungsimpuls) verringert werden kann. Dies beinhaltet auch den vollständigen Entfall einer solchen Zeitspanne.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Einleiten des erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zum Lösen der Sperrklinke nur bei vorher detektiertem Gurtbandauszug erfolgt. Diese Maßnahme beruht auf der Erkenntnis, daß die Sperrklinke nur während eines Gurtbandauszugs in die Blockierverzahnung hineingezogen werden kann, nicht aber während eines Gurtbandeinzugs oder Gurtbandstillstands. Ein Entriegelungsbetrieb des Elektromotors wird nur dann eingeleitet, wenn die Voraussetzung für eine in die Blockierverzahnung hineingezogene Sperrklinke tatsächlich vorliegt. In allen anderen Fällen wird dem Fahrzeuginsassen ein zusätzlicher Anstieg der Gurtbandkraft erspart, da davon ausgegangen werden kann, daß eine Entriegelung nicht erforderlich ist.

Die Erfindung schafft auch einen elektrischen Gurtaufroller mit einer Steuerung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Steuerung muß dabei nicht zwingend in den Gurtaufroller integriert sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Diagramm, in dem Gurtkraftimpulse dargestellt sind, die bei der Steuerung eines erfindungsgemäßen elektrischen Gurtaufrollers auftreten können.
Ein elektrischer Gurtaufroller für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem umfaßt, wie eingangs beschrieben, eine üblicherweise über ein Untersetzungsgetriebe an einen Elektromotor gekoppelte Gurtspule und einen Blockiermechanismus mit einer fahrzeugsensitiv ansteuerbaren Sperrklinke, die in eine hinterschnittene Blockierverzahnung einsteuerbar ist. Im folgenden wird die erfindungsgemäße Steuerung eines solchen Gurtaufrollers beschrieben.
Bei Erkennen einer kritischen Fahrsituation wird die Straffunktion des elektrischen Gurtaufrollers aktiviert und durch das Betreiben des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung die Gurtlose entfernt. Dieser Vorgang entspricht dem in der Figur dargestellten Straffimpuls 10. Währenddessen oder kurz nach dem Straffimpuls 10 kann es zu einer Einsteuerung der Sperrklinke des fahrzeugsensitiven Blockiermechanismus in die Blockierverzahnung kommen, wenn nach der Gurtbandstraffung ein Gurtbandauszug erfolgt.
Zum sicheren Entriegeln der Gurtspule ist ein erneutes kurzzeitiges Betreiben des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung notwendig, was in der Figur als Entriegelungsimpuls 12 dargestellt ist. Der Entriegelungsimpuls 12 wird aber nur dann eingeleitet, wenn bestimmte Lösekriterien erfüllt sind, die einen stabilen Fahrzeugzustand anzeigen. Die Lösekriterien beinhalten im wesentlichen Beschleunigungsgrenzwerte, deren Überschreitung als instabiler Fahrzeugzustand gewertet wird. Um festzustellen, ob die Lösekriterien erfüllt sind oder nicht, werden Signale von Beschleunigungssensoren ausgewertet, die an verschiedenen Stellen im Fahrzeug angebracht sein können. Auch die Informationen eines mechanischen Sensors im Gurtaufroller, mittels dem die fahrzeugsensitive Ansteuerung der Sperrklinke erfolgt, können zur Bestimmung des Fahrzeugzustands herangezogen werden.
Werden die Beschleunigungsgrenzwerte nach der Gurtstraffung über eine vorgegebene Zeit (z.B. eine Sekunde) nicht überschritten, leitet die Steuerung einen Entriegelungsimpuls 12 ein, um die Sperrklinke aus der Blockierverzahnung zu lösen. Eine Besonderheit liegt darin, daß die Überwachung mit der Einleitung des Entriegelungsimpulses 12 nicht beendet, sondern fortgesetzt wird. Erkennt die Steuerung, daß während des Entriegelungsbetriebs des Elektromotors die Lösekriterien nicht mehr erfüllt sind, wird der Entriegelungsimpuls 12 vorzeitig abgebrochen. In der Figur ist ein solcher abgebrochener Entriegelungsimpuls mit dem Bezugszeichen 14 gekennzeichnet.
Erst wenn die Lösekriterien wieder erfüllt sind, wird erneut ein Entriegelungsimpuls 12 eingeleitet. Sollte es erneut zu einem Abbruch dieses Entriegelungsimpulses aufgrund nicht mehr erfüllter Lösekriterien kommen, werden diese Schritte so oft wiederholt, bis ein Entriegelungsimpuls 12 vollständig durchlaufen und die Sperrklinke aus der Blockierverzahnung gelöst wurde. Die vorgegebene Zeitspanne für die Nicht-Überschreitung der Beschleunigungsgrenzwerte kann dabei verringert werden oder ganz entfallen.
Nach Beendigung des Entriegelungsbetriebs wird auch die Überwachung der Lösekriterien beendet und der Elektromotor mittels eines Kupplungslöseimpulses 16 ausgekuppelt.
Gemäß einer Weiterbildung der Steuerung des elektrischen Gurtaufrollers wird ein Entriegelungsimpuls 12 grundsätzlich nur dann eingeleitet, wenn nach der Gurtbandstraffung ein Gurtbandauszug detektiert wurde, da nur dann die Voraussetzung für eine in die Blockierverzahnung hineingezogene Blockierklinke vorliegt.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Gurtaufrollers, wobei der Gurtaufroller einen Elektromotor, der eine Gurtspule zumindest in Gurtbandeinzugsrichtung antreiben kann, und einen fahrzeugsensitiven Blockiermechanismus mit einer Sperrklinke aufweist, die in eine Blockierverzahnung einsteuerbar ist, um eine Drehung der Gurtspule in Gurtbandauszugsrichtung zu blockieren, mit folgenden Schritten: – Betreiben des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zur Straffung des Gurtbands, – automatische Überwachung bestimmter Lösekriterien für die Freigabe des Gurtaufrollers nach Beendigung der Gurtbandstraffung, und – Einleiten eines erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zum Lösen der Sperrklinke, wenn die Lösekriterien erfüllt sind, wobei die Überwachung während des erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors fortgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erneute kurzzeitige Betreiben des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zum Lösen der Sperrklinke vorzeitig abgebrochen wird, wenn die Lösekriterien zu einem Zeitpunkt während des erneuten kurzzeitigen Betreibens nicht erfüllt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Abbruch des erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zum Lösen der Sperrklinke dieser Schritt erneut eingeleitet wird, sobald die Lösekriterien wieder erfüllt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung der Lösekriterien so lange fortgesetzt wird, bis das erneute kurzzeitige Betreiben des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zu einem Lösen der Sperrklinke geführt hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Lösen der Sperrklinke der Elektromotor ausgekuppelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfüllung der Lösekriterien auf Beschleunigungsinformationen basiert, die von wenigstens einem Sensor bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein mechanischer Sensor ist, mittels dem die fahrzeugsensitive Ansteuerung der Sperrklinke erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfüllung der Lösekriterien von Beschleunigungsinformationen abhängt, die von Sensoren zur Ermittlung der Längs- und/oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösekriterien ein Nichtüberschreiten von Beschleunigungswerten über eine vorgegebene Zeitspanne beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitspanne nach einem Abbruch des erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors verringert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einleiten des erneuten kurzzeitigen Betreibens des Elektromotors in Gurtbandeinzugsrichtung zum Lösen der Sperrklinke nur bei vorher detektiertem Gurtbandauszug erfolgt.
Elektrischer Gurtaufroller mit einer Steuerung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.