DE102021208188B4 - Webbing unit for a vehicle safety system and vehicle safety system having a webbing unit - Google Patents

Abstract

Gurtbandeinheit (12) für ein Fahrzeugsicherheitssystem (10), mit einem Gurtband (18) und mindestens einem piezoresistiven Sensor (20, 34, 36, 38), der auf dem Gurtband (18) angeordnet oder in das Gurtband (18) eingearbeitet ist, wobei der Sensor (20, 34, 36, 38) sich in Längsrichtung des Gurtbands (18) betrachtet zumindest abschnittsweise entlang des Gurtbands (18) erstreckt , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (20, 34, 36, 38) ein Draht (24) ist, und dass der mindestens eine Sensor (20, 34, 36, 38) einen ersten und einen zweiten Leiter (26, 28) umfasst, die zueinander konzentrisch angeordnet sind, wobei zwischen den Leitern (26, 28) ein piezoelektrisches Material (29) angeordnet ist.

Webbing unit (12) for a vehicle safety system (10), with a webbing (18) and at least one piezoresistive sensor (20, 34, 36, 38) which is arranged on the webbing (18) or incorporated into the webbing (18), wherein the sensor (20, 34, 36, 38), viewed in the longitudinal direction of the webbing (18), extends at least in sections along the webbing (18), characterized in that the at least one sensor (20, 34, 36, 38) is a wire (24) and that the at least one sensor (20, 34, 36, 38) comprises a first and a second conductor (26, 28) which are arranged concentrically to one another, wherein between the conductors (26, 28) a piezoelectric Material (29) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gurtbandeinheit für ein Fahrzeugsicherheitssystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Fahrzeugsicherheitssystem mit einer Gurtbandeinheit.The invention relates to a seat belt unit for a vehicle safety system of a motor vehicle and a vehicle safety system with a seat belt unit.

Gurtbandeinheiten in Fahrzeugsicherheitssystemen von Kraftfahrzeugen haben in der Regel lediglich eine Rückhaltefunktion. Um verschiedene Parameter wie beispielsweise eine Rückhaltekraft auf einen Fahrzeuginsassen, eine Beschleunigung des Fahrzeuginsassen, die Anwesenheit eines Fahrzeuginsassen auf einem Fahrzeugsitz etc. zu überwachen, sind üblicherweise mehrere separate Überwachungs- und Messeinrichtungen im Fahrzeug vorhanden. Dadurch ist eine zuverlässige Überwachung aufwendig und kostenintensiv.Belt strap units in vehicle safety systems in motor vehicles generally only have a restraining function. In order to monitor various parameters such as a restraining force on a vehicle occupant, acceleration of the vehicle occupant, the presence of a vehicle occupant on a vehicle seat, etc., there are usually a number of separate monitoring and measuring devices in the vehicle. As a result, reliable monitoring is complex and cost-intensive.

Eine gattungsgemäße Gurtbandeinheit ist aus der CN 113 071 446 A bekannt. Diese zeigt eine Gurtbandeinheit für ein Fahrzeugsicherheitssystem mit einem Gurtband und mindestens einem piezoresistiven Sensor, der in das Gurtband eingearbeitet ist, wobei sich die Sensoren in Längsrichtung des Gurtbandes erstrecken.A generic webbing unit is from CN 113 071 446 A known. This shows a seat belt unit for a vehicle safety system with a seat belt and at least one piezoresistive sensor that is incorporated into the seat belt, with the sensors extending in the longitudinal direction of the seat belt.

Ein als Draht ausgebildeter Sensor ist aus der DE 10 2006 015 969 B3 bekannt.A trained as a wire sensor is from DE 10 2006 015 969 B3 known.

Die DE 10 2019 133 484 A1 zeigt ein Gurtband mit einem als Folie ausgebildeten Sensor, mit dem das Gurtband versehen ist.The DE 10 2019 133 484 A1 shows a webbing with a sensor designed as a film, with which the webbing is provided.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gurtbandeinheit für ein Fahrzeugsicherheitssystem und ein Fahrzeugsicherheitssystem bereitzustellen, das neben der Rückhaltefunktion weitere Funktionen hat, und bei der eine einfache und stabile Sensorintegration möglich ist.It is therefore an object of the present invention to provide a seat belt unit for a vehicle safety system and a vehicle safety system which has other functions in addition to the restraining function and in which simple and stable sensor integration is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gurtbandeinheit für ein Fahrzeugsicherheitssystem, mit einem Gurtband und mindestens einem piezoresistiven Sensor, der auf dem Gurtband angeordnet oder in das Gurtband eingearbeitet ist, wobei der Sensor sich in Längsrichtung des Gurtbands betrachtet zumindest abschnittsweise entlang des Gurtbands erstreckt.This object is achieved according to the invention by a seat belt unit for a vehicle safety system, with a seat belt and at least one piezoresistive sensor, which is arranged on the seat belt or is incorporated into the seat belt, the sensor extending at least in sections along the seat belt, viewed in the longitudinal direction of the seat belt.

Ein piezoresistiver Sensor verändert seinen elektrischen Widerstand bei Zug- und/oder Druckbelastung, beispielsweise bei einer Bewegung des Fahrzeuginsassen sowie bei einer auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Beschleunigung. Daher können anhand einer Änderung des elektrischen Widerstands des Sensors diverse Parameter gemessen und überwacht werden, insbesondere eine Kraft im Gurtband während einer Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen, beispielsweise wenn das Fahrzeug abrupt abgebremst wird, eine Anwesenheit eines Fahrers auf einem Sitz und/oder eine Sitzposition. Ein besonderer Vorteil ist, dass das Gurtband während einer Fahrt direkt am Fahrzeuginsassen anliegt, wodurch es auch möglich ist, Biosignale wie eine Atemfrequenz oder einen Herzschlag zu messen.A piezoresistive sensor changes its electrical resistance under tensile and/or pressure loads, for example when the vehicle occupant moves and when the vehicle occupant is accelerated. Therefore, various parameters can be measured and monitored based on a change in the electrical resistance of the sensor, in particular a force in the webbing during acceleration of a vehicle occupant, for example when the vehicle is braked abruptly, a presence of a driver on a seat and/or a seat position. A particular advantage is that the seat belt rests directly on the vehicle occupant during a journey, which also makes it possible to measure biosignals such as breathing rate or heartbeat.

Erfindungsgemäß ist der Sensor ein Draht. Ein Draht lässt sich besonders einfach in ein Gurtband integrieren und hat zudem eine ausreichende Stabilität und Flexibilität, um den im Gurtband wirkenden Zug- und Druckbelastungen standzuhalten und oft auf- und abgewickelt zu werden.According to the invention, the sensor is a wire. A wire can be integrated particularly easily into a webbing and also has sufficient stability and flexibility to withstand the tensile and compressive loads acting in the webbing and to be wound up and unwound frequently.

Der Draht umfasst erfindungsgemäß einen ersten und einen zweiten Leiter, die zueinander konzentrisch angeordnet sind, wobei zwischen den Leitern ein piezoelektrisches Material angeordnet ist. Bei einer Belastung und/oder Formänderung des Drahts ändert sich der elektrische Widerstand des piezoelektrischen Materials, der zwischen den Leitern gemessen werden kann.According to the invention, the wire comprises a first and a second conductor which are arranged concentrically to one another, with a piezoelectric material being arranged between the conductors. When the wire is stressed and/or deformed, the electrical resistance of the piezoelectric material, which can be measured between the conductors, changes.

Der Draht hat beispielsweise einen Durchmesser von maximal 0,5 mm. Auf diese Weise lässt sich der Draht einfach in das Gewebe des Gurtbands einarbeiten, ohne dass der Draht die Flexibilität des Gurtbands negativ beeinflusst oder optisch störend wirkt. Zudem wird ein derartiger Draht von einem Fahrzeuginsassen nicht bewusst als Sensor wahrgenommen.The wire has a maximum diameter of 0.5 mm, for example. In this way, the wire can be easily worked into the fabric of the webbing without the wire having a negative effect on the flexibility of the webbing or having an optically disruptive effect. In addition, such a wire is not consciously perceived by a vehicle occupant as a sensor.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor in das Gurtband eingewebt oder als Nähfaden oder Teil eines Nähfadens durch Nähen am Gurtband befestigt. Dadurch lässt sich der Sensor in einer definierten Lage am Gurtband fixieren. Insbesondere wird zuverlässig vermieden, dass sich der Sensor vom Gurtband lösen oder verrutschen kann. Ein eingewebter Sensor hat dabei den Vorteil, dass der Sensor bereits bei der Fertigung des Gurtbands in dieses eingearbeitet werden kann, während ein durch Nähen befestigter Sensor den Vorteil hat, dass dieser auch noch nach der Fertigung des Gurtbands an diesem befestigt werden kann. According to one embodiment, the sensor is woven into the webbing or attached to the webbing by sewing as a suture or part of a suture. This allows the sensor to be fixed in a defined position on the webbing. In particular, it is reliably avoided that the sensor can become detached from the belt strap or slip. A woven-in sensor has the advantage that the sensor can already be worked into the webbing during its manufacture, while a sensor attached by sewing has the advantage that it can also be attached to the webbing after it has been manufactured.

Es ist auch denkbar, dass mehrere piezoresistive Sensoren vorhanden sind, wobei mindestens einer der Sensoren eingewebt und mindestens einer der Sensoren durch Nähen am Gurtband befestigt ist.It is also conceivable that several piezoresistive sensors are present, with at least one of the sensors being woven in and at least one of the sensors being attached to the webbing by sewing.

Der Draht kann, in Draufsicht auf das Gurtband betrachtet, geradlinig entlang des Gurtbands oder mäanderförmig verlaufen.Viewed in a plan view of the webbing, the wire can run in a straight line along the webbing or in a meandering manner.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Sensor eine Folie, die insbesondere auf das Gurtband aufgeklebt ist. Eine Folie hat den Vorteil, dass sie sich besonders einfach und schnell großflächig befestigen lässt.According to a further embodiment, the at least one sensor is a foil which is in particular glued onto the belt strap. Has a slide the advantage that it can be fastened particularly easily and quickly over a large area.

Wenn mehrere Sensoren vorhanden sind, kann mindestens ein Sensor als Draht und mindestens ein Sensor als Folie ausgebildet sein.If several sensors are present, at least one sensor can be designed as a wire and at least one sensor as a film.

Sowohl ein Draht als auch eine Folie wirken sich nicht negativ auf die Ergonomie des Fahrzeugsicherheitssystems aus.Both a wire and a foil do not negatively affect the ergonomics of the vehicle security system.

Gemäß einer Ausführungsform erstreckt bzw. erstrecken sich der zumindest eine Sensor oder, bei mehreren Sensoren, alle Sensoren zusammen über eine Länge von mindestens 60 %, insbesondere wenigstens 90 % des Gurtbands. Auf diese Weise sind auch dann Messungen zuverlässig möglich, wenn das Gurtband aufgrund unterschiedlicher Sitzpositionen und/oder unterschiedlicher Körpergröße verschiedener Fahrzeuginsassen unterschiedlich weit ausgezogen ist.According to one embodiment, the at least one sensor or, in the case of several sensors, all sensors together extend or extend over a length of at least 60%, in particular at least 90% of the webbing. In this way, measurements are also reliably possible when the seat belt is pulled out to different extents due to different seating positions and/or different body sizes of different vehicle occupants.

Beispielsweise können mehrere Sensoren in Längsrichtung des Gurtbands voneinander beabstandet am Gurtband vorgesehen sein. Dadurch ist es möglich, Sensoren gezielt in Bereichen des Gurtbands anzubringen, in denen üblicherweise Belastungen auftreten, die zur Feststellung bestimmter Parameter von Interesse sind, während andere Bereiche, die üblicherweise wenig belastet werden, frei von Sensoren sind. Auf diese Weise ist die Gurtbandeinheit besonders kosteneffizient.For example, several sensors can be provided on the webbing spaced apart from one another in the longitudinal direction of the webbing. This makes it possible to attach sensors in a targeted manner in areas of the belt webbing in which loads that are of interest for determining certain parameters usually occur, while other areas that are usually subjected to little load are free of sensors. In this way, the webbing unit is particularly cost-effective.

Die Aufgabe wird des Weiteren erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrzeugsicherheitssystem mit einer Gurtbandeinheit, die wie vorhergehend beschrieben ausgebildet ist, und einer Steuereinheit, die eingerichtet ist, Signale des Sensors der Gurtbandeinheit zu erfassen und in Abhängigkeit von mindestens einem erfassten Signal eine oder mehrere der folgenden Aktionen durchzuführen:

• - eine Gurtvorspannung des Gurtbands zu steuern oder zu regeln,
• - eine Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen anhand einer im Gurtband wirkenden Kraft zu erfassen,
• - zu erkennen, ob das Gurtband sich in einer korrekten Position befindet,
• - zu erkennen, ob ein Kindersitz korrekt montiert ist,
• - eine Sitzposition eines Fahrzeuginsassen zu erfassen,
• - einen Zeitpunkt einer Auslösung eines Gassacks zu steuern,
• - ein Gasvolumen in einem Gassack zu steuern,
• - Vitalfunktionen eines Fahrzeuginsassen, der das Gurtband angelegt hat, zu detektieren, und
• - eine Mensch-Maschine-Interaktion zu realisieren.

The object is also achieved according to the invention by a vehicle safety system with a seat belt unit that is designed as described above, and a control unit that is set up to detect signals from the sensor of the seat belt unit and, depending on at least one detected signal, one or more of the following actions to carry out:

• - to control or regulate a belt pretension of the belt webbing,
• - to detect an acceleration of a vehicle occupant based on a force acting in the seat belt,
• - to recognize whether the webbing is in a correct position,
• - to recognize whether a child seat is correctly fitted,
• - to detect a seating position of a vehicle occupant,
• - to control a point in time at which a gas bag is triggered,
• - to control a gas volume in a gas bag,
• - to detect vital functions of a vehicle occupant who has put on the seat belt, and
• - to realize a human-machine interaction.

Ein derartiges Fahrzeugsicherheitssystem ist besonders vielseitig. Insbesondere hat ein derartiges Fahrzeugsicherheitssystem den Vorteil, dass eine Vielzahl von Funktionen anhand der erfassten Signale optimiert werden kann. Zum Beispiel können der Zeitpunkt der Auslösung eines Gassacks, ein Gassackvolumen und eine Gurtvorspannung des Gurtbands optimiert sein. Zusätzlich kann ein Hinweis an den Fahrer erfolgen, wenn festgestellt wird, dass die Sitzposition des Fahrzeuginsassen oder die Position des Gurtbands nicht optimal sind. Auf diese Weise lässt sich die Ergonomie im Fahrzeug optimieren. Auch die Sicherheit lässt sich erhöhen, zum Beispiel indem eine Warnung erfolgen kann, wenn ein Kindersitz nicht korrekt montiert ist, oder wenn ungewöhnliche Vitalfunktionen festgestellt werden, die auf gesundheitliche Probleme oder Erschöpfung des Fahrers hinweisen. Außerdem können durch die zusätzliche Mensch-Maschine-Schnittstelle zusätzliche Eingabemöglichkeiten für einen Fahrzeuginsassen geschaffen werden. Beispielsweise kann durch eine Berührung des Gurtbands an einer bestimmten Stelle ein Befehl des Fahrzeuginsassen erfasst werden.Such a vehicle security system is particularly versatile. In particular, such a vehicle safety system has the advantage that a large number of functions can be optimized using the detected signals. For example, the time at which a gas bag is triggered, a gas bag volume and a belt pretensioning of the belt webbing can be optimized. In addition, a message can be sent to the driver if it is determined that the seating position of the vehicle occupant or the position of the seat belt is not optimal. In this way, the ergonomics in the vehicle can be optimized. Safety can also be increased, for example by being able to issue a warning if a child seat is not fitted correctly, or if unusual vital signs are detected that indicate health problems or exhaustion on the part of the driver. In addition, additional input options can be created for a vehicle occupant through the additional man-machine interface. For example, a command from the vehicle occupant can be detected by touching the seat belt at a specific point.

Das Fahrzeugsicherheitssystem kann einen elektronischen Speicher umfassen, in welchem verschiedene Druckmuster hinterlegt sind, die jeweils ein Belastungsszenario des Gurtbands darstellen, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, das erfasste Signal des mindestens einen Sensors mit den hinterlegten Druckmustern zu vergleichen und bei Übereinstimmung des Signals mit einem hinterlegten Druckmuster auf ein bestimmtes Szenario zu schließen. Derartige Szenarien können beispielsweise folgende sein: Das Gurtband ist korrekt angelegt, ein Kindersitz ist korrekt montiert, die Vitalfunktionen des Fahrers sind unauffällig etc.The vehicle safety system can include an electronic memory in which various pressure patterns are stored, each representing a stress scenario of the belt webbing, the control unit being set up to compare the detected signal of the at least one sensor with the stored pressure patterns and, if the signal matches, with a stored one Infer print patterns to a specific scenario. Such scenarios can be, for example, the following: the seat belt is correctly put on, a child seat is correctly fitted, the vital signs of the driver are normal, etc.

Ein Druckmuster ist zu verstehen als ein bestimmtes Signal des mindestens einen Sensors oder als eine bestimmte Kombination von Signalen mehrerer Sensoren, das bzw. die auf ein definiertes Belastungsszenario des Gurtbands schließen lässt bzw. lassen. Beispielsweise umfasst ein Druckmuster ein Signal oder mehrere Signale, wobei Belastungen auf das Gurtband und/oder Umlenkungen des Gurtbands in definierten Abständen entlang des Gurtbands festgestellt werden.A pressure pattern is to be understood as a specific signal from at least one sensor or as a specific combination of signals from a number of sensors, which indicates a defined loading scenario for the belt webbing. For example, a pressure pattern includes a signal or multiple signals, with loads on the webbing and/or deflections of the webbing being detected at defined intervals along the webbing.

Insbesondere umfasst ein Druckmuster Signale, die auf eine Umlenkung des Gurtbands in mindestens einem definierten Bereich des Gurtbands sowie auf einen Druck auf das Gurtband in mindestens einem weiteren definierten Bereich des Gurtbands schließen lassen. Ein derartiges Druckmuster tritt zum Beispiel bei der Montage eines Kindersitzes auf. Dadurch kann die Steuereinheit, wenn ein Signal gemessen wird, das mit dem hinterlegten Druckmuster übereinstimmt, erkennen, dass ein Kindersitz korrekt montiert wurde. Es ist auch denkbar, dass verschiedene Druckmuster für unterschiedliche Modelle von Kindersitzen hinterlegt sind.In particular, a pressure pattern includes signals that indicate a deflection of the webbing in at least one defined area of the webbing and pressure on the webbing in at least one other defined area of the webbing close bands. Such a pressure pattern occurs, for example, when installing a child seat. As a result, the control unit can recognize that a child seat has been installed correctly when a signal is measured that matches the stored pressure pattern. It is also conceivable that different print patterns are stored for different models of child seats.

Alternativ oder zusätzlich kann im Druckmuster hinterlegt sein, dass in bestimmten Bereichen des Gurtbands keine Belastungen auftreten.Alternatively or additionally, the print sample can state that no loads occur in certain areas of the webbing.

Ein weiteres Druckmuster kann ein Signal beziehungsweise eine Signalabfolge sein, bei dem Belastungen des Gurtbands in einer bestimmten zeitlichen Frequenz wiederholt auftreten.Another pressure pattern can be a signal or a signal sequence in which loads on the belt webbing occur repeatedly at a specific time frequency.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

• - 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsicherheitssystem mit einer erfindungsgemäßen Gurtbandeinheit,
• - 2 einen piezoresistiven Sensor gemäß einer Ausführungsform,
• - 3 eine Gurtbandeinheit gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
• - 4 eine Gurtbandeinheit gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
• - 5 eine Gurtbandeinheit gemäß noch einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
• - 6 verschiedene, von den in 5 veranschaulichten Sensoren erzeugte Signale,
• - 7 einen Fahrzeuginsassen auf einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeugsicherheitssystem gemäß 1,
• - 8 ein weiteres, von einem Sensor erzeugtes Signal, und
• - 9 eine Gurtbandeinheit gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Further advantages and features emerge from the following description and from the attached drawings, to which reference is made. In the drawings show:

• - 1 schematically a vehicle safety system according to the invention with a belt strap unit according to the invention,
• - 2 a piezoresistive sensor according to an embodiment,
• - 3 a webbing unit according to a further embodiment of the invention,
• - 4 a webbing unit according to a further embodiment of the invention,
• - 5 a webbing unit according to yet another embodiment of the invention,
• - 6 different, from the in 5 illustrated sensors generated signals,
• - 7 according to a vehicle occupant in a vehicle seat of a vehicle with a vehicle security system 1 ,
• - 8th another signal generated by a sensor, and
• - 9 a webbing unit according to a further embodiment of the invention.

1 veranschaulicht schematisch ein Fahrzeugsicherheitssystem 10 mit einer Gurtbandeinheit 12, einem Spannungsmesser 14 und einer Steuereinheit 16. Die Gurtbandeinheit 12 ist der Einfachheit halber stark verkürzt dargestellt. Tatsächlich kann die Gurtbandeinheit 12 mehrere Meter lang sein. 1 FIG. 12 schematically illustrates a vehicle safety system 10 including a webbing assembly 12, a tension meter 14, and a control unit 16. The webbing assembly 12 is shown greatly abbreviated for the sake of simplicity. In fact, the webbing assembly 12 can be several meters long.

Die Gurtbandeinheit 12 umfasst ein Gurtband 18 sowie mindestens einen piezoresistiven Sensor 20, der auf dem Gurtband 18 angeordnet oder in das Gurtband 18 eingearbeitet ist.The webbing unit 12 includes a webbing 18 and at least one piezoresistive sensor 20 which is arranged on the webbing 18 or incorporated into the webbing 18 .

Der Spannungsmesser 14 ist mit dem Sensor 20 verbunden, um ein Ausgangssignal des Sensors 20 zu messen.The voltmeter 14 is connected to the sensor 20 to measure an output of the sensor 20 .

Wenn das Gurtband 18 belastet wird, beispielsweise gedehnt und/oder umgelenkt, lässt sich dies anhand einer Änderung des gemessenen Spannungssignals feststellen. Dabei können auch kleinste Bewegungen aufgrund von Vibrationen oder aufgrund eines Herzschlags eines Fahrzeuginsassen, der das Gurtband 18 angelegt hat, eine Änderung des Spannungssignals hervorrufen.If the belt strap 18 is loaded, for example stretched and/or deflected, this can be determined from a change in the measured voltage signal. In this case, even the smallest movements due to vibrations or due to a heartbeat of a vehicle occupant who has put on the seat belt 18 can cause a change in the voltage signal.

Das gemessene Signal kann von der Steuereinheit 16 erfasst werden. Insbesondere ist die Steuereinheit 16 eingerichtet, das Signal des Sensors 20 kontinuierlich zu überwachen.The measured signal can be recorded by the control unit 16 . In particular, the control unit 16 is set up to continuously monitor the signal from the sensor 20 .

In 1 ist lediglich ein Sensor 20 dargestellt, der sich in Längsrichtung des Gurtbands 18 betrachtet über eine Länge von mindestens 60 %, insbesondere wenigstens 90 % des Gurtbands 18 erstreckt. Insbesondere erstreckt sich der Sensor 20 geradlinig entlang des Gurtbands 18, d.h. parallel zur Längserstreckung des Gurtbands 18.In 1 only one sensor 20 is shown, which extends over a length of at least 60%, in particular at least 90%, of the webbing 18 viewed in the longitudinal direction of the webbing 18 . In particular, the sensor 20 extends in a straight line along the belt strap 18, i.e. parallel to the longitudinal extension of the belt strap 18.

Es können jedoch auch mehrere Sensoren 20 vorgesehen sein, die in Längsrichtung des Gurtbands 18 voneinander beabstandet am Gurtband 18 vorgesehen sind. In diesem Fall ist die Steuereinheit 16 eingerichtet, die Signale aller Sensoren 20 zu erfassen.However, a plurality of sensors 20 can also be provided, which are provided on the belt strap 18 at a distance from one another in the longitudinal direction of the belt strap 18 . In this case, the control unit 16 is set up to acquire the signals from all sensors 20 .

Die Steuereinheit 16 ist insbesondere eingerichtet, in Abhängigkeit von dem mindestens einen erfassten Signal eine oder mehrere der folgenden Aktionen durchzuführen:

• - eine Gurtvorspannung des Gurtbands 18 zu steuern oder zu regeln,
• - eine Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen anhand einer im Gurtband 18 wirkenden Kraft zu erfassen,
• - zu erkennen, ob das Gurtband 18 sich in einer korrekten Position befindet,
• - zu erkennen, ob ein Kindersitz korrekt montiert ist,
• - eine Sitzposition eines Fahrzeuginsassen zu erfassen,
• - einen Zeitpunkt einer Auslösung eines Gassacks zu steuern,
• - ein Gasvolumen in einem Gassack zu steuern,
• - Vitalfunktionen eines Fahrzeuginsassen, der das Gurtband 18 angelegt hat, zu detektieren, und
• - eine Mensch-Maschine-Interaktion zu realisieren.

The control unit 16 is set up, in particular, to carry out one or more of the following actions depending on the at least one detected signal:

• - to control or regulate a belt pretensioning of the belt webbing 18,
• - to detect an acceleration of a vehicle occupant based on a force acting in the seat belt 18,
• - to recognize whether the webbing 18 is in a correct position,
• - to recognize whether a child seat is correctly fitted,
• - to detect a seating position of a vehicle occupant,
• - to control a point in time at which a gas bag is triggered,
• - to control a gas volume in a gas bag,
• - To detect vital signs of a vehicle occupant who has put on the belt webbing 18, and
• - to realize a human-machine interaction.

Das Fahrzeugsicherheitssystem 10 umfasst außerdem einen elektronischen Speicher 22, auf den die Steuereinheit 16 zugreifen kann. In dem elektronischen Speicher 22 sind verschiedene Druckmuster hinterlegt, die jeweils ein Belastungsszenario des Gurtbands 18 darstellen.The vehicle security system 10 also includes an electronic memory 22 which the control unit 16 can access. Various print patterns are stored in the electronic memory 22 , each of which represents a loading scenario for the belt strap 18 .

Die Steuereinheit 16 ist eingerichtet, das erfasste Signal des mindestens einen Sensors 20 mit den hinterlegten Druckmustern zu vergleichen und bei Übereinstimmung des Signals mit einem hinterlegten Druckmuster auf ein bestimmtes Szenario zu schließen.The control unit 16 is set up to compare the detected signal of the at least one sensor 20 with the stored print pattern and, if the signal matches a stored print pattern, to infer a specific scenario.

Wenn die Steuereinheit 16 ein bestimmtes Szenario erkennt, kann die Steuereinheit 16 einen Hinweis für einen Fahrzeuginsassen veranlassen, um diesen darauf hinzuweisen, dass ein bestimmtes Szenario vorliegt. Zum Beispiel erfolgt ein Hinweis als Bestätigung, dass ein Kindersitz korrekt montiert oder ein Gurtband 18 korrekt angelegt ist.If the control unit 16 recognizes a specific scenario, the control unit 16 can initiate a notification for a vehicle occupant in order to inform them that a specific scenario is present. For example, a note is given as confirmation that a child seat has been correctly installed or a seat belt 18 has been correctly put on.

Bei dem in 1 veranschaulichten Sensor 20 handelt es sich um einen Draht 24. Dieser ist in 2 veranschaulicht, wobei in 2 lediglich ein kurzer Abschnitt des Drahts 24 dargestellt ist.At the in 1 illustrated sensor 20 is a wire 24. This is in 2 illustrated, where in 2 only a short section of wire 24 is shown.

Der Draht 24 hat einen Durchmesser von maximal 0,5 mm.The wire 24 has a maximum diameter of 0.5 mm.

Gemäß der in 2 veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Sensor 20 einen ersten Leiter 26 und einen zweiten Leiter 28, die zueinander konzentrisch angeordnet sind. Zwischen den Leitern 26, 28 ist ein piezoelektrisches Material 29 angeordnet, das bei einer Dehnung oder Biegung des Drahts 24 seinen Widerstand ändert.According to the 2 In the illustrated embodiment, the sensor 20 includes a first conductor 26 and a second conductor 28 arranged concentrically to each other. Arranged between the conductors 26, 28 is a piezoelectric material 29 which changes its resistance when the wire 24 is stretched or bent.

3 zeigt schematisch eine Gurtbandeinheit 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform, die anstelle der in 1 gezeigten Gurtbandeinheit 12 in dem Fahrzeugsicherheitssystem 10 verwendet werden kann. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ist der Sensor 20 im Unterschied zu 1 mäanderförmig angeordnet. Dadurch wird in Querrichtung betrachtet ein größerer Bereich des Gurtbands 18 mit dem Sensor 20 abgedeckt, sodass bestimmte Belastungen besser erkannt werden können. 3 shows schematically a webbing unit 12 according to a further embodiment, which instead of in 1 The webbing assembly 12 shown may be used in the vehicle security system 10. At the in 3 illustrated embodiment, the sensor 20 is different from 1 arranged meandering. As a result, a larger area of the belt webbing 18 is covered by the sensor 20 when viewed in the transverse direction, so that specific loads can be better detected.

4 zeigt schematisch noch eine Gurtbandeinheit 12, die ebenfalls anstelle der in 1 gezeigten Gurtbandeinheit 12 in dem Fahrzeugsicherheitssystem 10 verwendet werden kann. 4 shows a schematic diagram of a belt strap unit 12, which also replaces the one shown in 1 The webbing assembly 12 shown may be used in the vehicle security system 10.

Gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsform ist der Sensor 20 eine Folie 30, die auf dem Gurtband 18 angeordnet ist, beispielsweise aufgeklebt ist.According to the 4 illustrated embodiment, the sensor 20 is a film 30 which is arranged on the webbing 18, for example glued.

Die Folie 30 umfasst beispielsweise eine piezoresisitive Schicht, wobei auf einer Oberseite und einer Unterseite der piezoresisitiven Schicht jeweils eine elektrisch leitende Schicht aufgebracht ist. Bei der in 4 gezeigten Ansicht ist eine der elektrisch leitenden Schichten 32 zu sehen. Um eine Berührung eines Fahrzeuginsassen mit der elektrisch leitenden Schicht 32 zu vermeiden, kann zusätzlich eine Isolierung auf dem Sensor 20 angeordnet sein, die in 4 der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.The film 30 comprises, for example, a piezoresistive layer, with an electrically conductive layer being applied to a top side and a bottom side of the piezoresistive layer. At the in 4 The view shown shows one of the electrically conductive layers 32 . In order to prevent a vehicle occupant from coming into contact with the electrically conductive layer 32, insulation can also be arranged on the sensor 20, which in 4 is not shown for the sake of simplicity.

5 veranschaulicht schematisch eine weitere Gurtbandeinheit 12, die ebenfalls in dem in 1 gezeigten Fahrzeugsicherheitssystem 10 verwendet werden kann. Zusätzlich sind in 5 mehrere Spannungsmesser 14 dargestellt. 5 schematically illustrates another webbing unit 12, which is also shown in FIG 1 shown vehicle security system 10 can be used. Additionally are in 5 multiple voltmeters 14 shown.

Die in 5 veranschaulichte Gurtbandeinheit 12 umfasst mehrere Sensoren 34, 36, 38, die in Längsrichtung des Gurtbands 18 voneinander beabstandet am Gurtband 18 vorgesehen sind. Dabei sind in 5 die Bereiche 40 gekennzeichnet, in denen jeweils ein Sensor 34, 36, 38 vorgesehen ist. Bei den Sensoren 34, 36, 38 kann es sich dabei wahlweise um einen Draht 24, wie in 5 veranschaulicht, oder um eine Folie 30 handeln.In the 5 Illustrated webbing unit 12 comprises a plurality of sensors 34, 36, 38 which are spaced apart from one another in the longitudinal direction of the webbing 18 on the webbing 18 are provided. are in 5 the areas 40 marked, in each of which a sensor 34, 36, 38 is provided. The sensors 34, 36, 38 can optionally be a wire 24, as in 5 illustrated, or a film 30 act.

Die Darstellung in 5 ist dabei nicht maßstabsgetreu. Insgesamt erstrecken sich die Sensoren 34, 36, 38 zusammen sich über eine Länge von mindestens 60 %, insbesondere wenigstens 90 % des Gurtbands 18.The representation in 5 is not true to scale. Overall, sensors 34, 36, 38 together extend over a length of at least 60%, in particular at least 90%, of belt strap 18.

Bei einer Belastung des Gurtbands 18 kann jeder der Sensoren 34, 36, 38 ein Signal erzeugen, das von der Steuereinheit 16 erfasst wird.When the belt webbing 18 is loaded, each of the sensors 34 , 36 , 38 can generate a signal that is detected by the control unit 16 .

In 6 sind beispielhaft die Signale dargestellt, insbesondere Spannungssignale, die von den Sensoren 34, 36, 38 erzeugt werden, wenn ein Fahrzeuginsasse 42 das Gurtband 18 ordnungsgemäß angelegt hat, wie es in 7 veranschaulicht ist.In 6 the signals are shown by way of example, in particular voltage signals, which are generated by the sensors 34, 36, 38 when a vehicle occupant 42 has put on the seat belt 18 properly, as is shown in 7 is illustrated.

Dabei befindet sich einer der Sensoren 34 im Bereich des Beckens des Fahrzeuginsassen, ein weiterer Sensor 36 im Bereich einer Umlenkung des Gurtbands 18 und noch ein weiterer Sensor 38 im Bereich des Rumpfes eines Fahrzeuginsassen.One of the sensors 34 is located in the area of the pelvis of the vehicle occupant, another sensor 36 in the area of a deflection of the seat belt 18 and yet another sensor 38 in the area of the torso of a vehicle occupant.

Das von dem Sensor 36 erzeugte Signal ist am größten, da der Sensor 36 im Bereich der Umlenkung des Gurtbands 18 am stärksten verformt wird.The signal generated by the sensor 36 is the greatest since the sensor 36 is deformed the most in the area of the deflection of the belt webbing 18 .

Das von dem Sensor 34 im Bereich des Beckens erzeugte Signal ist relativ gering, da das Gurtband 18 im Beckenbereich zwar verformt, aber nicht stark belastet wird.The signal generated by the sensor 34 in the area of the pelvis is relatively small, since the belt strap 18 is deformed in the pelvic area but is not heavily loaded.

Dasselbe gilt grundsätzlich auch für den Sensor 38 im Bereich des Rumpfes. Allerdings erfasst der Sensor 38, da er quer über die Brust eines Fahrzeuginsassen 42 verläuft, zusätzlich auch Vitalfunktionen des Fahrzeuginsassen 42. Das durch die Vitalfunktionen hervorgerufene Signal wird mit dem durch die Verformung des Gurtbands 18 hervorgerufenen Signal überlagert.The same applies in principle to the sensor 38 in the area of the fuselage. However, since the sensor 38 runs across the chest of a vehicle occupant 42, it also detects vital functions of the vehicle occupant 42. The signal produced by the vital functions is superimposed with the signal produced by the deformation of the seat belt 18.

Die in 6 dargestellten Spannungsverläufe können in dem elektronischen Speicher 22 zusammen als ein Druckmuster hinterlegt sein. Wenn beispielsweise alle drei von den Sensoren 34, 36, 38 abgegebenen Signale mit den in 6 dargestellten Signalen übereinstimmen, erkennt die Steuereinheit 16 folgende Szenarien: Das Gurtband 18 ist korrekt angelegt und die Vitalfunktionen sind i. O.In the 6 illustrated voltage curves can be stored in the electronic memory 22 together as a print pattern. If, for example, all three signals emitted by the sensors 34, 36, 38 with the in 6 correspond to the signals shown, the control unit 16 recognizes the following scenarios: The belt strap 18 has been put on correctly and the vital functions are i. O.

Solange der Fahrzeuginsasse 42 relativ ruhig auf dem Fahrzeugsitz sitzt, kann ein von einem Sensor 20, 34, 36, 38 abgegebenes Signal relativ konstant sein, wobei geringe Schwankungen auf Grund von Fahrzeugvibrationen oder kleinen Bewegungen des Fahrzeuginsassen 42 auftreten.As long as the vehicle occupant 42 is sitting relatively still in the vehicle seat, a signal emitted by a sensor 20, 34, 36, 38 can be relatively constant, with small fluctuations due to vehicle vibrations or small movements of the vehicle occupant 42 occurring.

8 veranschaulicht ein weiteres von einem Sensor 20, 34, 36, 38 abgegebenes Signal, beispielsweise ein von dem Sensor 38 abgegebenes Signal, wenn dieser im Bereich des Rumpfes eines Fahrzeuginsassen 42 angeordnet ist. 8th 12 illustrates another signal emitted by a sensor 20, 34, 36, 38, for example a signal emitted by the sensor 38 when it is arranged in the region of the torso of a vehicle occupant 42.

Wie in 8 zu sehen ist, steigt das Signal zu einem Zeitpunkt t₁ schlagartig an. Dies deutet darauf hin, dass eine starke negative Beschleunigung auf den Fahrzeuginsassen 42 wirkt, wie sie beim Auffahren auf ein Hindernis oder einem starken Abbremsen des Fahrzeugs auftreten kann.As in 8th can be seen, the signal rises abruptly at a point in time t ₁ . This indicates that a strong negative acceleration acts on the vehicle occupants 42, as can occur when hitting an obstacle or when the vehicle brakes sharply.

Die Steuereinheit 16 ist eingerichtet, anhand eines wie in 6 dargestellten Signals eine Beschleunigung des Fahrzeuginsassen 42 zu erfassen, insbesondere anhand des erfassten Spannungssignals.The control unit 16 is set up using a method as in 6 illustrated signal to detect an acceleration of the vehicle occupant 42, in particular based on the detected voltage signal.

Es ist auch möglich, anhand des Spannungssignals zunächst auf eine im Gurtband wirkende Kraft zu schließen. Diese kann wiederum dazu dienen, die Beschleunigung des Fahrzeuginsassen 42 festzustellen.It is also possible to use the voltage signal to initially deduce a force acting in the belt webbing. This in turn can be used to determine the acceleration of the vehicle occupant 42 .

Die Steuereinheit 16 kann des Weiteren eingerichtet sein, unter Berücksichtigung einer Ausgangssitzposition des Fahrzeuginsassen 42 und anhand der auf den Fahrzeuginsassen 42 wirkenden Beschleunigung auf eine Verlagerung des Fahrzeuginsassen 42 zu schließen.The control unit 16 can furthermore be set up to infer a displacement of the vehicle occupant 42 , taking into account an initial seating position of the vehicle occupant 42 and based on the acceleration acting on the vehicle occupant 42 .

Unter Berücksichtigung der Verlagerung des Fahrzeuginsassen 42 kann die Steuereinheit 16 wiederum einen Zeitpunkt einer Auslösung eines Gassacks steuern und/oder ein Gasvolumen in einem Gassack regulieren.Taking into account the displacement of the vehicle occupant 42, the control unit 16 can in turn control the point in time at which an airbag is deployed and/or regulate a gas volume in an airbag.

9 veranschaulicht schematisch eine weitere Gurtbandeinheit 12, die ebenfalls in dem in 1 gezeigten Fahrzeugsicherheitssystem 10 verwendet werden kann. Bei der in 9 dargestellten Ausführungsform, sind, ähnlich wie bei der in 5 gezeigten Ausführungsform, mehrere Sensoren 34, 36, 38 in Längsrichtung voneinander beabstandet am Gurtband 18 vorgesehen. 9 schematically illustrates another webbing unit 12, which is also shown in FIG 1 shown vehicle security system 10 can be used. At the in 9 illustrated embodiment, are, similar to the in 5 shown embodiment, a plurality of sensors 34, 36, 38 spaced apart in the longitudinal direction on the webbing 18 is provided.

In 9 sind die Sensoren 34, 36, 38 in Form einer Folie veranschaulicht. Alternativ können jedoch auch Sensoren 34, 36, 38 in Form eines Drahts 24 verwendet werden.In 9 the sensors 34, 36, 38 are illustrated in the form of a foil. Alternatively, however, sensors 34, 36, 38 in the form of a wire 24 can also be used.

Mittels der in 9 dargestellten Sensoren 34, 36, 38 sind Bedienfelder 44 gebildet, durch die eine Mensch-Maschine-Interaktion verwirklicht ist.by means of the in 9 Sensors 34, 36, 38 shown are formed control panels 44 through which a man-machine interaction is realized.

Die Bedienfelder 44 können mit Symbolen versehen sein.The control panels 44 can be provided with symbols.

Wenn ein Fahrzeuginsasse eines der Bedienfelder 44 berührt, hat dies eine Änderung des Spannungssignals zur Folge. Die Steuereinheit 16 erfasst diese Änderung des Spannungssignals und ist eingerichtet, basierend auf der Eingabe des Fahrzeuginsassen eine Aktion durchzuführen.When a vehicle occupant touches one of the control panels 44, this results in a change in the voltage signal. The control unit 16 detects this change in the voltage signal and is configured to take an action based on the vehicle occupant's input.

Claims (8)

Gurtbandeinheit (12) für ein Fahrzeugsicherheitssystem (10), mit einem Gurtband (18) und mindestens einem piezoresistiven Sensor (20, 34, 36, 38), der auf dem Gurtband (18) angeordnet oder in das Gurtband (18) eingearbeitet ist, wobei der Sensor (20, 34, 36, 38) sich in Längsrichtung des Gurtbands (18) betrachtet zumindest abschnittsweise entlang des Gurtbands (18) erstreckt , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (20, 34, 36, 38) ein Draht (24) ist, und dass der mindestens eine Sensor (20, 34, 36, 38) einen ersten und einen zweiten Leiter (26, 28) umfasst, die zueinander konzentrisch angeordnet sind, wobei zwischen den Leitern (26, 28) ein piezoelektrisches Material (29) angeordnet ist.Webbing unit (12) for a vehicle safety system (10), with a webbing (18) and at least one piezoresistive sensor (20, 34, 36, 38) which is arranged on the webbing (18) or incorporated into the webbing (18), wherein the sensor (20, 34, 36, 38), viewed in the longitudinal direction of the belt (18), extends at least in sections along the belt (18), characterized in that the at least one sensor (20, 34, 36, 38) is a wire (24) and that the at least one sensor (20, 34, 36, 38) comprises a first and a second conductor (26, 28) which are arranged concentrically to one another, wherein between the conductors (26, 28) a piezoelectric Material (29) is arranged. Gurtbandeinheit (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (24) einen Durchmesser von maximal 0,5 mm hat.Webbing unit (12) after claim 1 , characterized in that the wire (24) has a maximum diameter of 0.5 mm. Gurtbandeinheit (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (20, 34, 36, 38) in das Gurtband (18) eingewebt oder als Nähfaden oder Teil eines Nähfadens durch Nähen am Gurtband (18) befestigt ist.Webbing unit (12) after claim 1 or 2 , characterized in that the at least one sensor (20, 34, 36, 38) is woven into the webbing (18) or is attached to the webbing (18) as a sewing thread or part of a sewing thread by sewing. Gurtbandeinheit (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (20, 34, 36, 38) eine Folie (30) ist, die auf das Gurtband (18) aufgeklebt ist.Webbing unit (12) after claim 1 , characterized in that the at least one sensor (20, 34, 36, 38) is a film (30) which is glued to the webbing (18). Gurtbandeinheit (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (20, 34, 36, 38) oder, bei mehreren Sensoren (20, 34, 36, 38), alle Sensoren (20, 34, 36, 38) zusammen sich über eine Länge von mindestens 60 % des Gurtbands (18) erstreckt bzw. erstrecken.Belt webbing unit (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor (20, 34, 36, 38) or, in the case of several sensors (20, 34, 36, 38), all sensors (20, 34, 36 , 38) together extend over a length of at least 60% of the webbing (18). Gurtbandeinheit (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoren (20, 34, 36, 38) in Längsrichtung des Gurtbands (18) voneinander beabstandet am Gurtband (18) vorgesehen sind.Strap unit (12) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of sensors (20, 34, 36, 38) are provided on the strap (18) spaced apart from one another in the longitudinal direction of the strap (18). Fahrzeugsicherheitssystem (10) mit einer Gurtbandeinheit (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Steuereinheit (16), die eingerichtet ist, Signale des Sensors (20, 34, 36, 38) der Gurtbandeinheit (12) zu erfassen und in Abhängigkeit von mindestens einem erfassten Signal eine oder mehrere der folgenden Aktionen durchzuführen: - eine Gurtvorspannung des Gurtbands (18) zu steuern oder zu regeln, - eine Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen (42) anhand einer im Gurtband (18) wirkenden Kraft zu erfassen, - zu erkennen, ob das Gurtband (18) sich in einer korrekten Position befindet, - zu erkennen, ob ein Kindersitz korrekt montiert ist, - eine Sitzposition eines Fahrzeuginsassen (42) zu erfassen, - einen Zeitpunkt einer Auslösung eines Gassacks zu steuern, - ein Gasvolumen in einem Gassack zu steuern, - Vitalfunktionen eines Fahrzeuginsassen (42), der das Gurtband (18) angelegt hat, zu detektieren, und - eine Mensch-Maschine-Interaktion zu realisieren.Vehicle safety system (10) with a seat belt unit (12) according to one of the preceding claims and a control unit (16) which is set up to detect signals from the sensor (20, 34, 36, 38) of the seat belt unit (12) and, depending on at least perform one or more of the following actions on a detected signal: - to control or regulate a belt pretensioning of the belt webbing (18), - to detect an acceleration of a vehicle occupant (42) based on a force acting in the seat belt (18), - to recognize whether the webbing (18) is in a correct position, - to recognize whether a child seat is correctly fitted, - to detect a seating position of a vehicle occupant (42), - to control a point in time at which a gas bag is triggered, - to control a gas volume in a gas bag, - To detect vital signs of a vehicle occupant (42) who has put on the seat belt (18), and - to realize a human-machine interaction. Fahrzeugsicherheitssystem (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugsicherheitssystem (10) einen elektronischen Speicher (22) umfasst, in welchem verschiedene Druckmuster hinterlegt sind, die jeweils ein Belastungsszenario des Gurtbands (18) darstellen, wobei die Steuereinheit (16) eingerichtet ist, das erfasste Signal des mindestens einen Sensors (20, 34, 36, 38) mit den hinterlegten Druckmustern zu vergleichen und bei Übereinstimmung des Signals mit einem hinterlegten Druckmuster auf ein bestimmtes Szenario zu schließen.Vehicle security system (10) according to claim 7 , characterized in that the vehicle safety system (10) comprises an electronic memory (22) in which different print patterns are stored, each representing a load scenario of the seat belt (18), wherein the control unit (16) is set up, the detected signal of the at least to compare a sensor (20, 34, 36, 38) with the stored print pattern and, if the signal matches a stored print pattern, to conclude a specific scenario.

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