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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Fahrzeug mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Wenn
ein in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsgurt angegurteter Insasse
sich abschnallt, kann es vorkommen, dass Teile eines Gurtbandes nicht
vollständig von einem Gurtbandaufroller aufgerollt werden.
Bei einer geöffneten Fahrzeugtüre kann es dazu
kommen, dass beispielsweise das Gurtband oder auch eine daran befestigte
Steckzunge beim Schließen der Fahrzeugtüre zwischen
der Karosserie des Fahrzeugs und der Fahrzeugtüre eingeklemmt werden.
Dies kann zu Beschädigungen sowohl von Teilen des Sicherheitsgurtes
als auch von Teilen des Fahrzeugs führen.
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Aus
der gattungsbildenden
DE
92 08 518 U1 ist eine Vorrichtung zum Einziehen eines Sicherheits-Gurtbandes
bekannt. Das Sicherheits-Gurtband ist auf einer Wickelwelle eines
Sicherheitsgurt-Aufrollautomaten aufwickelbar und ist mit einer in
ein Gurtschloss einsteckbaren Steckzunge verbunden. Über
einen Sensor wird erfasst, wenn ein auf der Wickelwelle aufgewickelter
Gurtbandteil einen bestimmten Durchmesser unterschreitet. Solange
dieser Durchmesser unterschritten ist, kann durch den Elektromotor
Sicherheits-Gurtband auf die Wickelwelle aufgerollt werden. Durch
ein Einstecken der Steckzunge in das Gurtschloss kann eine Stromzufuhr
zum Elektromotor unterbrochen werden.
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Die
DE 101 36 267 A1 beschreibt
eine Sensoranordnung zur Erfassung einer Auszugslänge eines
Sicherheitsgurts. Abhängig von der Auszugslänge
wird eine Betätigungskraft für einen Luftsack
eines Insassenschutzsystems bestimmt.
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In
Zusammenhang mit einem Einklemmschutz für eine Person ist
in der
DE 10 2005
025 475 A1 eine Tür für ein Kraftfahrzeug
vorgeschlagen, welche mit einer Türbremse versehen ist.
Damit soll ein Zuwerfen aus einer weit geöffneten Türstellung
verhindert werden, um das Risiko einer Verletzung einer Person durch
die Tür zu mindern.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Einklemmen von Teilen eines Sicherheitsgurtes
beim Schließen einer Fahrzeugtüre besser zu vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt,
wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus-
und Weiterbildungen kennzeichnen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet ein Steuergerät
zur Auswertung von Signalen, eine erste Erkennungseinrichtung für
ein Angurten eines Fahrzeuginsassen und eine zweite Erkennungseinrichtung
für eine Ablageposition des Sicherheitsgurtes. Das Steuergerät
wertet Signale der ersten und der zweiten Erkennungseinrichtung
aus. Die Vorrichtung arbeitet nach einem folgenden Verfahren: Das
Steuergerät kann ein Warnsignal ausgeben, wenn die erste
Erkennungseinrichtung kein Angurten erkennt und die zweite Erkennungseinrichtung
erkennt, dass der Sicherheitsgurt sich nicht in der Ablageposition
befindet.
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Als
Steuergerät kann ein bereits im Fahrzeug befindliches Steuergerät
genutzt werden, dessen Steuerprogramm um das hier beschriebene Verfahren
ergänzt wird. Beispielsweise könnte ein bereits vorhandenes
Airbag-Steuergerät, welches zur Ansteuerung von Rückhaltesystemen
für den Insassenschutz dient, wie beschrieben ergänzt
werden.
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Durch
die erste Erkennungseinrichtung kann festgestellt werden, ob ein
Insasse mit einem Sicherheitsgurt angegurtet ist oder im Begriff
ist dies zu tun. Der Sicherheitsgurt besteht üblicherweise
aus einem Gurtband, welches mit einem Ende an dem Fahrzeug oder
an einem im Fahrzeug befindlichen Sitz befestigt ist. Das andere
Ende des Gurtbandes wird von einem Gurtbandaufroller auf einer Wickelachse
aufgewickelt. Der Gurtbandaufroller ist in der Regel ebenfalls am
Fahrzeug befestigt. Am Gurtband ist eine Steckzunge verschiebbar
befestigt. Zum Angurten führt der Insasse das Gurtband
mit der Steckzunge aus der Ablageposition um sich herum und steckt
die Steckzunge in ein üblicherweise am Fahrzeug oder an
dem Sitz befestigtes Gurtschloss, damit die Steckzunge im Gurtschloss
verriegelt wird. Der Insasse ist somit angegurtet.
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Bei
einer Auswertung der ersten Erkennungseinrichtung kann unterschieden
werden, ob ein Insasse bereits angegurtet ist oder ob er gerade
dabei ist sich an- oder abzugurten. In einer Ausführung kann
als erste Erkennungseinrichtung ein Gurtschlossschalter verwendet
werden. Durch diesen Gurtschlossschalter wird eine im Gurtschloss
verriegelte Steckzunge erkannt. Wird keine im Gurtschloss verriegelte
Steckzunge erkannt, ist der Insasse nicht angegurtet. In einer anderen
Ausführung kann die erste Erkennungseinrichtung aus einer
Kamera bestehen, mittels derer über bekannte Verfahren
der Bildverarbeitung beispielsweise ein Verlauf des Gurtbandes ausgewertet
wird und somit erkannt werden kann, ob ein Insasse angegurtet ist
oder nicht. Es kann auch erkannt werden, ob ein Insasse gerade im Begriff
ist, sich an- oder abzuschnallen.
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In
der Ablageposition verläuft das Gurtband auf einem im Wesentlichen
direkten Weg von dem am Fahrzeug oder am Sitz befestigten Ende bis
zu dem Gurtbandaufroller, wobei das Gurtband auf diesem Weg beispielsweise
durch einen Höhenversteller oder durch eine Sitzlehne auch
umgelenkt werden kann. Somit ist der Verlauf des Gurtbandes in der
Ablageposition konstruktiv definiert. Es besteht in der Ablageposition
keine Gefahr, dass das Gurtband beim Schließen einer geöffneten
Fahrzeugtür zwischen Fahrzeugtür und Fahrzeugkarosserie
eingeklemmt wird. Dies ist in Zusammenhang mit der vorschlagsgemäßen
Lösung das wesentliche Merkmal der Ablageposition.
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Die
zweite Erkennungseinrichtung kann erfassen, ob sich der Sicherheitsgurt
in seiner Ablageposition befindet oder nicht.
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Diese
Erkennungseinrichtung kann aus einem Sensor bestehen, welcher erfassen
kann, ob das Gurtband vollständig vom Gurtbandaufroller
aufgewickelt ist. Vollständig aufgewickelt ist das Gurtband,
wenn sich der Sicherheitsgurt in seiner Ablageposition befindet.
Der Sensor für ein vollständig aufgewickeltes
Gurtband kann in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt
sein.
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In
einer Ausführung ist am Sicherheitsgurt eine Markierung
angebracht, welche durch einen Sensor ausschließlich bei
vollständig aufgewickeltem Gurtband erkannt wird. Diese
Markierung kann mechanisch ausgeführt sein, zum Beispiel
in Form einer Verdickung. Ein Sensor zur Erkennung dieser mechanischen
Markierung könnte beispielsweise ein Schalter sein, welcher
durch die Verdickung betätigt wird.
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In
einer anderen Ausführung kann am Gurtband eine optische
Markierung angebracht sein, welche in bekannter Weise mittels einer
Lichtschranke oder einer Messung eines Lichtreflexes erkannt werden
kann. In einer weiteren Ausführung kann am Gurtband eine
magnetische Markierung angebracht sein, welche beispielsweise mit
Hilfe eines so genannten Reed-Schalters erkannt werden kann, indem
die magnetische Markierung den Reed-Schalter öffnet oder
in einer anderen Ausführung schließt, wenn sie
sich ihm annähert. Analog sind auch kapazitive oder induktive
Markierungen am Gurtband mit entsprechenden Sensoren in bekannter
Weise möglich.
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Zu
Erkennung, dass das Gurtband vollständig aufgewickelt ist,
ist es ebenso möglich, die Menge des auf der Wickelachse
des Gurtbandaufrollers aufgewickelten Gurtbandes zu messen. Eine
beispielhafte Ausführungsform für eine solche
Messung ist in der
DE
92 08 518 U1 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform
wird bei Überschreiten eines Grenzwertes für einen
Durchmesser des aufgewickelten Gurtbandes ein Kontakt geschaltet.
In einer weiteren Ausführung kann durch die Messung einer
Drehbewegung der Wickelachse beim Auf- und Abrollen des Gurtbandes
erfasst werden, ob das Gurtband vollständig aufgewickelt
ist. Hierzu sind beispielsweise Messungen eines Drehwinkels der
Wickelachse mit Erkennung der Drehrichtung geeignet. In einer anderen Ausführung
kann eine Erkennung der Ablageposition des Sicherheitsgurtes mit
Hilfe einer Kamera und bekannten Methoden der Bildverarbeitung erfolgen.
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Das
Steuergerät erfasst Signale der ersten Erkennungseinrichtung
und der zweiten Erkennungseinrichtung und wertet diese aus. Wenn
die erste Erkennungseinrichtung kein Angurten erkennt und die zweite
Erkennungseinrichtung erkennt, dass der Sicherheitsgurt sich nicht
in der Ablageposition befindet, kann das Steuergerät ein
Warnsignal ausgeben. Generell können bei der Auswertung
Zeitverzögerungen berücksichtigt werden, was sowohl
für die Signale der Erkennungseinrichtungen möglich
ist, als auch für die Ausgabe des Warnsignals durch das
Steuergerät. Hierdurch kann es beispielsweise ermöglicht werden,
dem Insassen ausreichend Zeit für den An- oder Abschnallvorgang
zu geben, ohne dass direkt vom Steuergerät ein Warnsignal
ausgegeben wird.
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Beispielhaft
könnte ein Anschnallvorgang wie folgt ablaufen: Nachdem
die zweite Erkennungseinrichtung erkannt hat, dass der Sicherheitsgurt
sich in der Ablageposition befindet, wechselt dieser Zustand, wenn
der Insasse den Gurt aus der Ablageposition entnimmt. Die zweite
Erkennungseinrichtung erfasst nun, dass der Sicherheitsgurt sich
nicht in der Ablageposition befindet. Die erste Erkennungseinrichtung
erkennt aber noch kein Angurten, da beim Anschnallen für
den Weg des Gurtbandes mit der Steckzunge von der Ablageposition
bis zum Gurtschloss einige Zeit benötigt wird. Während
dieser Zeit von wenigen Sekunden wird das Steuergerät die Ausgabe
des Warnsignals unterdrücken. Erst wenn nach Überschreitung
dieser Zeitspanne die erste Erkennungseinrichtung immer noch kein
Angurten erkennt, kann das Steuergerät das Warnsignal ausgeben.
Auf ähnliche Weise kann vom Steuergerät eine Zeitverzögerung
berücksichtigt werden, wenn ein angegurteter Insasse sich
nur kurz abschnallen und darauf hin sofort wieder anschnallen möchte.
Genauso kann hierdurch beim Abschnallen berücksichtigt werden,
dass das Gurtband für den Weg vom Gurtschloss bis zu seiner
Ablageposition ebenfalls einige Zeit benötigt. Durch diese
Maßnahme werden unnötige Warnungen vermieden.
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In
einer bevorzugten Ausführung kann das Steuergerät
eine zusätzliche Erkennungseinrichtung für einen Öffnungszustand
der Fahrzeugtür auswerten. Hierdurch wird es beispielsweise
ermöglicht, dass das Steuergerät nur dann ein
Warnsignal ausgeben kann, wenn die Fahrzeugtür geöffnet
ist und damit ein Risiko eines Einklemmens von Teilen des Sicherheitsgurtes
beim Schließen der Fahrzeugtür überhaupt
erst besteht. Die zusätzliche Erkennungseinrichtung für
einen Öffnungszustand der Fahrzeugtür kann beispielsweise
aus einem Sensor bestehen, welcher in bekannter Weise mechanisch,
optisch, magnetisch, kapazitiv, induktiv oder nach ähnlichen Verfahren
arbeitet. Beispielsweise kann der bekannte mechanische Kontaktschalter
von Fahrzeugtüren verwendet werden. Auch für die
zusätzliche Erkennungseinrichtung kann eine Kamera mit
Verfahren der Bildverarbeitung eingesetzt werden. Selbstverständlich
kann dies die gleiche Kamera sein, welche auch für die
erste oder die zweite Erkennungseinrichtung eingesetzt werden kann.
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Es
kann vorteilhaft sein, dass die Auswertung des Öffnungszustands
der Fahrzeugtür auch dynamisch erfolgen kann. Dies bedeutet,
dass eine Unterscheidung zwischen einem Schließen oder Öffnen erfolgt
oder auch eine zumindest grobe Bestimmung der Bewegungsgeschwindigkeit
der Fahrzeugtür durchgeführt wird. Es wird somit
ermöglicht, dass vom Steuergerät ein Warnsignal
nur beim Schließen und nicht beim Öffnen ausgegeben
wird. Bei schnellen Bewegungsgeschwindigkeiten der Fahrzeugtür kann
ein Warnsignal früher ausgegeben werden als bei langsamen
Bewegungsgeschwindigkeiten.
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Durch
das vom Steuergerät ausgegebene Warnsignal kann eine optische,
eine akustische oder eine haptische Anzeige ausgelöst werden.
Hierdurch soll insbesondere eine Person, welche die Fahrzeugtüre
schließt, darauf aufmerksam gemacht werden, dass ein Risiko
des Einklemmens von Teilen des Sicherheitsgurtes in der Fahrzeugtür
gegeben ist, damit dieses Risiko durch erhöhte Aufmerksamkeit
der Person reduziert wird.
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Eine
optische Anzeige kann beispielsweise eine Lichtquelle sein, wie
etwa eine Lampe oder eine Leuchtdiode. Diese Lichtquelle ist vorzugsweise
in einem günstigen Sichtbereich anzubringen, wie zum Beispiel
im Bereich eines Türgriffes.
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Eine
alternativ oder ergänzend angesteuerte, akustische Anzeige
kann beispielsweise ein Summer oder ein Lautsprecher sein. Hierdurch
kann ein Warnsignal, ein Sprachhinweis oder ähnliches ausgegeben
werden.
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Eine
haptische Anzeige kann insbesondere durch die Ansteuerung eines
Elektromagneten oder durch die Ansteuerung eines Motors mit Unwucht ausgelöst
werden. Beide Ausführungsformen ermöglichen es
in bekannter Art, Bewegungen zu erzeugen, wie beispielsweise Vibrationen
oder ein Klopfen. Wird in einer Ausführungsart eine Vibration
beispielsweise an einem Türgriff der Fahrzeugtür
eingeleitet, ermöglicht dies in der oben beschriebenen
Weise die Warnung einer Person, welche im Begriff ist, die Fahrzeugtür
zu schließen.
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Alternativ
oder ergänzend kann durch das Warnsignal eine Türbremse
ausgelöst werden. Durch die Türbremse wird ein
Schließen der Fahrzeugtür erschwert oder verhindert.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Türbremse
ist ein ausfahrbarer Abstandsbolzen, welcher in ausgefahrener Stellung
einen Mindestabstand zwischen Fahrzeugtür und Fahrzeugkarosserie
sicherstellt. Hierdurch kann ein Einklemmen von Teilen des Sicherheitsgurtes
in der Fahrzeugtür verhindert werden. Um einen stoßgedämpften
Anschlag der Türbremse zu erreichen, kann deren Kontaktoberfläche
beispielsweise mit einer gummierten Beschichtung ausgerüstet
sein. Um ein Schließen einer geöffneten Fahrzeugtüre
zu vermeiden, kann eine Bewegung der Fahrzeugtüre verhindert
oder zumindest eingeschränkt werden. Dies kann beispielsweise
durch eine ansteuerbare form- oder kraftschlüssig wirkende
Bremseinrichtung dargestellt werden. Ein Ausführungsbeispiel
einer Tür mit Türbremse ist in der
DE 10 2005 025 475 A1 beschrieben.
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Das
Steuergerät kann zusätzlich zu dem Warnsignal
eine Aktuatorik auslösen, durch welche ein Aufwickeln von
Gurtband auf die Wickelachse des Gurtbandaufrollers bewirkt oder
unterstützt wird. Bei einem üblichen Gurtbandaufroller
wirkt durch eine vorgespannte Feder ein Drehmoment auf die Wickelachse,
damit ein entspanntes Gurtband durch eine so erzeugte Rückzugkraft
auf die Wickelachse aufgewickelt wird. Hierdurch soll nach dem Abschnallen
das Sicherheitsgurtband in seine Ablageposition zurückgezogen
werden. Aus Komfortgründen wird die Rückzugkraft
möglichst niedrig gewählt, so dass das Gurtband
möglichst wenig auf die Brust eines angegurteten Fahrzeuginsassen
drückt. Eine komfortorientierte Auslegung der Rückzugkraft
kann dazu führen, dass das Gurtband nach dem Abschnallen
nicht immer vollständig in seine Ablageposition zurückgezogen
wird. Eine zusätzlich zu dem Warnsignal angesteuerte Aktuatorik
kann diese Rückzugkraft erhöhen oder ersetzen.
Ein bekanntes Beispiel für eine solche Aktuatorik ist ein
Elektromotor, welcher auf die Wickelachse wirken kann, so dass deren Drehung
unterstützt oder bewirkt wird. Anstelle des Elektromotors
sind andere bekannte Antriebssysteme möglich, wie etwa
eine pneumatische Unterstützung.
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Ergänzend
zu den beschriebenen Maßnahmen können weiche,
schlagdämpfende Materialien in den Bereichen verwendet
werden, welche durch ein Einklemmen von Teilen des Sicherheitsgurtes
beim Schließen der Fahrzeugtüre einer erhöhten
Belastung ausgesetzt werden. Beispiele für solche Bereiche
sind ein Einstiegsbereich, die Fahrzeugtür und die Steckzunge
des Sicherheitsgurtes.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur
dargestellt und nachfolgend erläutert.
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Die
Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild der Vorrichtung.
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Ein
Steuergerät 1 wertet Signale einer ersten Erkennungseinrichtung 2 und
einer zweiten Erkennungseinrichtung 3 aus. Die erste Erkennungseinrichtung 2 kann,
wie oben beschrieben, erkennen, ob ein Fahrzeuginsasse angegurtet
ist oder nicht. Wie in der Beschreibung ausgeführt kann
die zweite Erkennungseinrichtung erkennen, ob sich ein Sicherheitsgurt
in seiner Ablageposition befindet oder nicht. Erhält das
Steuergerät 1 von der ersten Erkennungseinrichtung 2 die
Information, dass sich der Fahrzeuginsasse nicht mit dem Sicherheitsgurt
angegurtet hat, und erhält das Steuergerät 1 von
der zweiten Erkennungseinrichtung 3 gleichzeitig die Information, dass
der Sicherheitsgurt sich nicht in seiner Ablageposition befindet,
so kann das Steuergerät 1 ein Warnsignal 4 ausgeben,
welches in der Figur als durchgezogene Linie dargestellt ist.
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Ergänzend
kann das Steuergerät 1 eine in der Figur gestrichelt
dargestellte zusätzliche Erkennungseinrichtung 5 für
einen Öffnungszustand der Fahrzeugtür auswerten.
So kann in einem Ausführungsbeispiel ausschließlich
bei geöffneter Fahrzeugtür ein Warnsignal 4 durch
das Steuergerät 1 ausgegeben werden.
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Durch
das Warnsignal 4 kann eine Anzeige 6 ausgelöst
werden. Diese Anzeige 6 ist in dem in der Figur gezeigten
Beispiel als optische Anzeige 6 in Form einer Leuchte ausgeführt.
Alternativ oder ergänzend kann durch das Warnsignal 4 eine
in der Figur gestrichelt dargestellte Türbremse 7 ausgelöst werden.
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Ergänzend
kann das Steuergerät 1 zusätzlich zu
dem Warnsignal 4 eine in der Figur gestrichelt dargestellte
Aktuatorik 8 ansteuern, durch welche ein Aufwickeln vom
Gurtband auf eine Wickelachse bewirkt oder unterstützt
wird. Bei dem Ausführungsbeispiel mit der zusätzlichen
Erkennungseinrichtung 5 für einen Öffnungszustand
der Fahrzeugtür, kann diese Aktuatorik 8 selbstverständlich
auch bei geschlossener Fahrzeugtür durch das Steuergerät 1 angesteuert
werden.
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- 1
- Steuergerät
- 2
- erste
Erkennungseinrichtung
- 3
- zweite
Erkennungseinrichtung
- 4
- Warnsignal
- 5
- zusätzliche
Erkennungseinrichtung
- 6
- Anzeige
- 7
- Türbremse
- 8
- Aktuatorik
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 9208518
U1 [0003, 0017]
- - DE 10136267 A1 [0004]
- - DE 102005025475 A1 [0005, 0026]