DE102008000984B4

DE102008000984B4 - Belt reel unit and method for rolling up at least one webbing and belt system for an occupant protection system in a vehicle with at least one such belt reel unit

Info

Publication number: DE102008000984B4
Application number: DE102008000984.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Lich; Gian Antonio D'Addetta
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2028-04-04
Also published as: DE102008000984A1

Abstract

Gutaufrolleinheit (10, 10b) für mindestens ein Gurtband (12, 12b), mit mindestens einem in einer Befestigungseinheit (14, 14b) gelagerten, korrespondierenden Aufrollmodul (16, 16b), welches eine auf einer Welle drehbar gelagerte Spindel aufweist, auf der das korrespondierende Gurtband (12, 12b) aufrollbar ist, mindestens einer Messeinrichtung (20, 20b) und mindestens einer Auswerte- und Steuereinheit (22), welche durch Auswerten von mindestens einer während eines Crashs von der Messeinrichtung (20, 20b) erfassten physikalischen Größe mindestens eine im Gurtband (12, 12b) wirkende Kraft (F) ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Messeinrichtung (20, 20b) mindestens einen absolut messenden Sensor (30.1, 30.1b) aufweist und die mindestens eine physikalische Größe an der Befestigungseinheit (14, 14b) erfasst, wobei die Messeinrichtung (20, 20b) die Befestigungseinheit (14, 14b) an eine Karosserie des Fahrzeugs (24, 24b) anbindet.

Gutaufrolleinheit (10, 10b) for at least one webbing (12, 12b), with at least one in a mounting unit (14, 14b) mounted, corresponding Aufrollmodul (16, 16b) having a rotatably mounted on a shaft spindle, on which corresponding webbing (12, 12b) can be rolled up, at least one measuring device (20, 20b) and at least one evaluation and control unit (22), which by evaluating at least one detected during a crash by the measuring device (20, 20b) physical quantity at least a force (F) acting in the webbing (12, 12b), characterized in that the at least one measuring device (20, 20b) has at least one absolutely measuring sensor (30.1, 30.1b) and the at least one physical variable at the fastening unit ( 14, 14b), wherein the measuring device (20, 20b) binds the fastening unit (14, 14b) to a body of the vehicle (24, 24b).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Gurtaufrolleinheit sowie einem Verfahren zum Aufrollen von mindestens einem Gurtband sowie einem Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit mindestens einer Gurtaufrolleinheit nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a belt retractor and a method for rolling up at least one webbing and a belt system for an occupant protection system in a vehicle with at least one belt retractor according to the preamble of the independent claims.

Bei einem Gurtsystem unterscheidet man je nach Anordnung unterschiedliche Arten, wie beispielsweise einen Beckengurt, einen Schräg-Schultergurt, einen Dreipunktgurt, einen 4- oder 6-Punkt Hosenträgergurt, einen Beltbag, einen Bag-in-Belt oder Kombinationen dieser Gurtsysteme.In a belt system, a distinction is made depending on the arrangement of different types, such as a lap belt, a diagonal shoulder strap, a three-point belt, a 4- or 6-point harness belt, a belt bag, a bag-in-belt or combinations of these belt systems.

Der Dreipunktgurt, der einen auch als Retraktor bezeichneten Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer und je nach Ausführungsform auch mit einem Gurtkraftbegrenzer umfasst, ist heute das am meisten verbaute Gurtsystem. Im Gegensatz hierzu ist der reine Beckengurt, wie man ihn heutzutage z.B. in Verkehrsflugzeugen findet, aus nahezu allen Fahrzeuganwendungen verschwunden und ist in der Regel durch den Dreipunktgurt ersetzt worden.The three-point belt, which also includes a belt retractor, also referred to as a retractor, with a belt tensioner and, depending on the embodiment, a belt force limiter, is today the most widely used belt system. In contrast, the pure lap belt, as it is today, for example, in commercial aircraft, has disappeared from almost all vehicle applications and has usually been replaced by the three-point belt.

Beim Dreipunktgurt verläuft das Gurtband von einem Befestigungspunkt am Sitzgestell oder meistens vom Fahrzeugboden ausgehend über das Becken des Insassen. In der Schlosszunge befindet sich in heute typischen Ausführungsvarianten eine Öse in der das Gurtband umgelenkt wird und von da ab diagonal über die Brust des Insassen nach oben geführt wird. Durch einen Umlenkbeschlag, welcher sich in der Regel an der B-Säule befindet, wird das Gurtband nach unten zum Gurtaufroller oder auch Gurtautomat geführt. Alternativ findet man bei sitzintegrierten Gurtsystemen diesen Umlenkbeschlag auch im Sitz selbst integriert. Weiterhin werden alternative Gurtsysteme mit getrenntem Becken- und Schultergurt eingesetzt, d.h. diese beiden Gurtsegmente werden in Höhe der Gurtschlosszunge vernäht und jeweils von einem separaten Aufroller angesteuert. Diese Systeme werden als Dual-Spool-Retraktoren bezeichnet.In the three-point belt, the webbing runs from an attachment point on the seat frame or mostly from the vehicle floor, starting over the pelvis of the occupant. In today's typical variant of the tongue in the tongue is an eyelet in which the webbing is deflected and from then on is guided diagonally over the chest of the occupant upwards. Through a deflection fitting, which is usually located on the B-pillar, the webbing is guided down to the belt retractor or belt machine. Alternatively you will find integrated in seat integrated seat belt systems this deflection fitting. Furthermore, alternative harness systems with separate pelvic and shoulder straps are used, i. These two belt segments are sewn at the level of Gurtschlosszunge and each driven by a separate reel. These systems are referred to as dual-spool retractors.

Für das Gurtband fordert man allgemein eine breite Form, um im Falle einer Kollision eine für den Insassen erträgliche Flächenpressung zu erhalten. Typischerweise besitzen die Gurtbänder eine Querschnittsbreite von ca. 50 mm. Darüber hinaus werden eine gute Bruch- und Rutschsicherheit und eine gute Umweltbeständigkeit gefordert. Diese Parameter sind in der ECE-Regelung Nr. 16 festgelegt. Der Sicherheitsgurt selbst besteht aus einem geflochtenen Garn, meistens aus Polyester. Alternative Entwicklungen verfolgen ein Bag-in-Belt bzw. Beltbag-Prinzip, bei dem ein gurtintegrierter Airbag enthalten ist, der nach Entfaltung beispielsweise eine Rollenform einnimmt und damit für eine noch idealere Flächenpressung auf den Körper des Insassen sorgen kann. Die Bruchfestigkeit eines Standardgurtes beträgt ungefähr 14.7 kN, dieser wird jedoch in der Praxis meist für Kräfte zwischen 25 kN und 30 kN ausgelegt.For the webbing generally requires a broad shape, in order to obtain in the event of a collision for the occupant tolerable surface pressure. Typically, the straps have a cross-sectional width of about 50 mm. In addition, good breakage and slip resistance and good environmental resistance are required. These parameters are defined in ECE Regulation No. 16. The seatbelt itself is made of a braided yarn, mostly of polyester. Alternative developments follow a bag-in-belt or belt bag principle, in which a belt-integrated airbag is included, which occupies, for example, a roll shape after deployment, and thus provide an even more ideal surface pressure on the body of the occupant. The breaking strength of a standard belt is approximately 14.7 kN, but this is usually designed in practice for forces between 25 kN and 30 kN.

Der im System integrierte Retraktor bzw. Gurtaufroller hat zur Aufgabe dem Insassen im Fahrbetrieb ein hohes Maß an Komfort zu bieten. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1, 4 und 5 gelöst. Das auf einer Spule aufgewickelte Gurtband wird bei einer Vorwärtsbewegung des Insassen, gegen eine geringe Rückzugsfederkraft freigegeben. Hierbei beträgt die Kraft typischerweise 5 bis 10 N und wird durch eine im Retraktor verbaute, vorgespannte Feder zur Verfügung gestellt. Die Sperrung des Gurtbandes kann basierend auf den zwei nachfolgenden Prinzipien gesteuert werden.The integrated retractor or belt retractor has the task of providing the occupant with a high level of comfort while driving. This object is achieved with the features of the independent claims 1, 4 and 5. The wound on a spool webbing is released during a forward movement of the occupant, against a low return spring force. Here, the force is typically 5 to 10 N and is provided by a built-in retractor, preloaded spring available. The locking of the webbing may be controlled based on the following two principles.

Bei einem ersten Prinzip sorgt ein Kugelsensor bei einer der ECE-Regel 16 entsprechenden Fahrzeugverzögerung von mindestens 0.45 g oder bei einer Fahrzeugschräglage für eine Aktivierung des Sperrmechanismus. Dabei wird eine Stahlkugel in einer definierten Mulde ausgelenkt und sorgt für eine mechanische Sperrung. Bei einem zweiten Prinzip wird bei einem Auszug von 50 mm und einer gleichzeitigen Auszugsbeschleunigung von mehr als 0.8 g ebenfalls ein Sperrmechanismus aktiviert. Hierbei dient ein Feder-Masse-System als Sensorik, welches beispielsweise als Fliehkraftregler realisiert und im Gurtaufroller verbaut ist.In a first principle, a ball sensor provides one of the ECE rules 16 corresponding vehicle deceleration of at least 0.45 g or at a vehicle lean for activation of the locking mechanism. Here, a steel ball is deflected in a defined trough and ensures a mechanical lock. In a second principle, a locking mechanism is also activated with an extension of 50 mm and a simultaneous pull-out acceleration of more than 0.8 g. This is a spring-mass system as a sensor, which is realized for example as centrifugal governor and installed in the belt retractor.

Da der Insasse bei einem Unfall möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt werden soll, wird typischerweise die überschüssige Gurtlose, die beispielsweise aufgrund von dicker Kleidung bzw. komfortbedingt entsteht, durch eine pyrotechnische Straffung nach Crashbeginn beseitigt. Neuerdings werden reversible elektromechanische Aktuatoren (EMA) als reversible Gurtstraffer eingesetzt, die in einer kritischen Fahrsituation aktiviert werden und somit ein Mehr an überflüssiger Gurtlose beseitigen, da sie vor dem Crash zum Einsatz kommen. Kommt es dennoch zu einer Kollision, wird zusätzlich die pyrotechnische Gurtstraffung aktiviert. Im Vergleich zur bisher bekannten pyrotechnischen Gurtstraffung läuft die elektromotorische Straffung in einem anderen Zeitbereich ab. So laufen die pyrotechnische Gurtstraffung beispielsweise innerhalb von ungefähr 10 ms und die elektromechanische Gurtstraffung innerhalb von ungefähr 200 ms ab. Generell können bei Gurtstraffung unterschiedliche Prinzipien zum Einsatz kommen, wie z.B. mechanische Gurtstraffer, die über einen Energiespeicher aktiviert werden, pyrotechnische Straffer, Aufrollerstraffer, Langrohrstraffer und Kurzrohrstraffer, Kugelstraffer, Gurtstraffer mit Wankelprinzip und Aufrollerstraffer mit Zahnstange sowie Schlossstraffer und Endbeschlagsstraffer.Since the occupant is to be coupled as early as possible to the vehicle deceleration in the event of an accident, the excess belt slack, which arises, for example, due to thick clothing or comfort, is eliminated by a pyrotechnic tightening after the crash. Recently reversible electromechanical actuators (EMA) are used as reversible belt tensioners, which are activated in a critical driving situation and thus eliminate more excess slack, as they are used before the crash. If a collision nevertheless occurs, the pyrotechnic belt tightening is additionally activated. Compared to the previously known pyrotechnic belt tightening, the electromotive tightening takes place in a different time range. For example, the pyrotechnic belt tightening takes place within approximately 10 ms and the electromechanical belt tightening takes approximately 200 ms. Belt tensioning can generally use different principles, such as mechanical belt tensioners that are activated via an energy store, pyrotechnical tensioners, retractor tensioners, long tube tensioners and short tube tensioners, ball tensioners, belt tensioners with Wankel principle and Retractor with rack, as well as lock tightener and end tightener.

Durch die gezielte Ankopplung kann es zu sehr starken Belastungen für den Insassen vorwiegend im Kopf- und Thoraxbereich kommen. Diese Belastungsspitzen können zu teilweise schweren Verletzungen führen und sollen beispielsweise durch Gurtkraftbegrenzer reduziert werden. Hierbei basiert das Prinzip der Gurtkraftbegrenzung auf einer Freigabe des Gurtbandes ab einer bestimmten wirkenden Gurtbandkraft F von beispielsweise mehr als 3.0 bis 4.5 kN. Generell kann die Kraftbegrenzung durch mechanische Energiewandlungsprinzipien, wie beispielsweise durch Zerstörung, z.B. durch Reißnähte am Gurtband oder Reißbleche, oder durch Verformung, z.B. durch Torsionsstäbe im Aufroller, oder durch Reibung, z.B. durch Lamellenbremsen, teilweise auch mehrstufig erfolgen. Durch die beschriebenen Maßnahmen soll gewährleistet werden, dass die Energieaufnahme bei gleichbleibender Gurtkraft mittels zunehmender Vorverlagerung des Insassen erfolgt, d.h. dass der Frontairbag ab einem bestimmten Zeitpunkt beispielsweise nach einer Zeitspanne von ungefähr 40 bis 60 ms den Insassen vom Gurtsystem „übernimmt“. Dabei soll die kinetische Energie des Insassen beim Crash möglichst günstig auf die Komponenten des Insassenschutzsystems und des Innenraums verteilt werden.The targeted coupling can lead to very heavy loads for the occupants, mainly in the head and thorax area. These peak loads can sometimes lead to serious injuries and should be reduced, for example by belt force limiters. Here, the principle of Gurtkraftbegrenzung based on a release of the webbing from a certain acting Gurtbandkraft F, for example, more than 3.0 to 4.5 kN. In general, force limitation may be provided by mechanical energy conversion principles, such as by destruction, e.g. by tear seams on the webbing or tear sheets, or by deformation, e.g. by torsion bars in the retractor, or by friction, e.g. by multi-disc brakes, sometimes also in several stages. The measures described are intended to ensure that the energy absorption takes place with constant belt force by means of increasing forward displacement of the occupant, i. that the front airbag at a certain time, for example, after a period of about 40 to 60 ms "takes over" the occupants from the belt system. The kinetic energy of the occupant in the crash should be distributed as cheaply as possible to the components of the occupant protection system and the interior.

Die heute eingesetzten Systeme reduzieren die Gurtkraft beispielsweise über eine Mechanik auf Basis eines gekoppelten Torsionsstabs oder über eine Keilbremse. Beispielsweise wird in der Offenlegungsschrift DE 44 36 810 A1 ein Sicherheitsgurtaufroller vorgeschlagen, bei dem ein energieabsorbierendes Element als Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist. Dabei ist dieses Element in der Gurtspule angeordnet und mit einem Wellenstück der Gurtspule derart verbunden, dass dies eine Drehung der Gurtspule aufgrund eines Gurtbandauszuges zulässt. Dabei nimmt das Absorptionselement die durch das Gurtband eingeleitete Energie auf und wirkt somit als Lastbegrenzer, da er die auf den Körper einwirkende Rückhaltekraft aufgrund seiner Energieabsorptionsfähigkeit begrenzt. Hierdurch wird die Gurtkraft in einer passiven Art gemessen bzw. sofort auf dieser Basis eine Ansteuerung vorgenommen. Die passive Messung der Kraft bezieht sich dabei auf die mechanisch mögliche und eingestellte Begrenzerkraft, ab der aufgrund der Ausführung bzw. den Materialeigenschaften des Absorptionselements eine Sollverformung beginnt.The systems used today reduce the belt force, for example, via a mechanism based on a coupled torsion bar or via a wedge brake. For example, in the published patent application DE 44 36 810 A1 a seat belt retractor proposed in which an energy absorbing element is provided as a force limiting device. In this case, this element is arranged in the belt reel and connected to a shaft portion of the belt reel such that this allows rotation of the belt reel due to a Gurtbandauszuges. In this case, the absorption element absorbs the energy introduced by the webbing and thus acts as a load limiter because it limits the restraining force acting on the body due to its energy absorption capacity. As a result, the belt force is measured in a passive manner or immediately made on this basis a control. The passive measurement of the force refers to the mechanically possible and set limiter force, from which a desired deformation begins due to the design or the material properties of the absorption element.

Ein bewährtes Prinzip zur Gurtkraftmessung ist die Wegmessung an einem kraftbeaufschlagten, federnden Element, wie beispielsweise einer Biegefeder, einer Torsionsfeder oder einer Schraubenfeder. Eine Überlast kann hier leicht abgefangen werden, indem das federnde Element ab einem konstruktiv festgelegten Weg oder Winkel an einen beispielsweise als Stufe oder Kante ausgebildeten, mechanischen Anschlag läuft.A proven principle for belt force measurement is the distance measurement on a force-loaded, resilient element, such as a spiral spring, a torsion spring or a coil spring. An overload can be easily intercepted here by the resilient element runs from a constructively fixed path or angle to an example designed as a step or edge, mechanical stop.

In der DE 103 22 699 A1 wird beispielsweise eine Kraftmesseinheit zur Messung einer an einem Gurtschloss wirkenden Gurtkraft mit einer Biegefeder vorgeschlagen. Die Kraftmesseinheit umfasst ein Gehäuse mit einer Öffnung, einem in dem Gehäuse bewegbaren Anker, der die Öffnung mit einer Lasche durchragt, einen Anschlag, der die Bewegbarkeit der Lasche aus dem Gehäuse gegen eine elastische Abstützung begrenzt, und einen Sensor zur Erfassung der Position des bewegbaren Ankers. Das Gehäuse ist zwischen dem Gurtschloss und einer Verankerung anbringbar. Hierbei erfolgt die elastische Abstützung über eine Biegefeder, die sich an dem Anker und beidseitig des Ankers abstützt.In the DE 103 22 699 A1 For example, a force measuring unit is proposed for measuring a belt force acting on a buckle with a bending spring. The force measuring unit comprises a housing having an opening, an armature movable in the housing, which projects through the opening with a tab, a stop, which limits the mobility of the tab from the housing against an elastic support, and a sensor for detecting the position of the movable anchor. The housing is attachable between the buckle and an anchorage. Here, the elastic support via a spiral spring, which is supported on the armature and both sides of the armature.

In der DE 10 2005 031 031 A1 wird eine Vorrichtung zur Einstellung einer Gurtkraft eines Sicherheitsgurts in einem Fahrzeug beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung stellt die Gurtkraft in Abhängigkeit von einer Messung der Gurtkraft und einem Sollwert für die Gurtkraft ein. Der Gurtkraftsensor ermittelt die im Gurtschloss wirkende Gurtkraft. Zudem können Kraftmessbolzen im Gestell des Sitzes vorgesehen werden, über welche die Insassenmasse bestimmt werden kann.In the DE 10 2005 031 031 A1 An apparatus for adjusting a belt force of a seat belt in a vehicle is described. The described device adjusts the belt force as a function of a measurement of the belt force and a set value for the belt force. The belt force sensor determines the belt force acting in the belt buckle. In addition, force measuring bolts can be provided in the frame of the seat, via which the occupant mass can be determined.

In der DE 103 46 625 A1 wird eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Insassenposition in einem Fahrzeug beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung führt eine Messung einer Gurtauszugslänge in Abhängigkeit von der Zeit durch. Zusätzlich kann ein Gurtkraftsensor vorgesehen werden, über welchen die Gurtkraft in Abhängigkeit von der Zeit gemessen wird, um eine Insassenposition zu ermitteln.In the DE 103 46 625 A1 An apparatus for determining an occupant position in a vehicle is described. The device described performs a measurement of a belt extension length as a function of time. In addition, a belt force sensor may be provided over which the belt force is measured versus time to determine an occupant position.

In der DE 103 36 123 A1 wird eine Vorrichtung zur Messung einer an einem Gurtband eines Dreipunkt-Sicherheitsgurtes eines Kraftfahrzeugs wirkenden Zugkraft beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung weist eine Messstelle auf, welche zwischen einem Verankerungspunkt des Sicherheitsgurtes am Fahrzeug und einem mit dem Sicherheitsgurt zu verbindenden gegenüber dem Verankerungspunkt gegen eine Federspannung beweglichen Verbindungseinrichtung angeordnet ist. Hierbei weist die Messstelle einen Magnetsensor auf, welcher zwischen gleichnamigen Polen zweier Permanentmagnete beweglich angeordnet ist. Der Magnetsensor kann beispielsweise als Hall-Sensor oder magnetoresistiver Sensor ausgeführt werden.In the DE 103 36 123 A1 a device for measuring a force acting on a webbing of a three-point seat belt of a motor vehicle pulling force is described. The device described has a measuring point, which is arranged between an anchoring point of the safety belt on the vehicle and a seat belt to be connected with respect to the anchoring point against a spring tension movable connection means. Here, the measuring point on a magnetic sensor which is movably arranged between the same poles of two permanent magnets. The magnetic sensor can be implemented, for example, as a Hall sensor or magnetoresistive sensor.

In der DE 10 2004 032 658 A1 wird ein gattungsgemäßer Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt beschrieben. Der beschriebene Gurtaufroller weist eine drehbar gelagerte Gurtspule, ein mit der Gurtspule koaxial gekoppeltes Antriebsrad, einen Elektromotor, der das Antriebsrad mit variabler Antriebskraft antreiben kann, und eine elektronische Steuereinheit auf, die den Elektromotor ansteuern kann. Die Gurtspule ist begrenzt drehbar gegenüber dem Antriebsrad und es ist ein Sensor vorgesehen, der bei einer Drehung der Gurtspule relativ zu dem Antriebsrad ein Signal erzeugt, das repräsentativ für die im Sicherheitsgurt wirkende Gurtbandkraft ist und der elektronischen Steuereinheit zugeführt wird. Der Sensor kann beispielsweise als Magnetfeldsensor, Hall-Sensor oder GMR-Sensor ausgeführt werden.In the DE 10 2004 032 658 A1 a generic belt retractor for a vehicle seat belt is described. The belt retractor described has a rotatably mounted belt reel, a coaxially coupled to the belt reel Drive wheel, an electric motor that can drive the drive wheel with variable driving force, and an electronic control unit that can control the electric motor. The belt reel is limitedly rotatable relative to the drive wheel and a sensor is provided which generates a signal representative of the webbing force acting in the seat belt upon rotation of the belt reel relative to the drive wheel and is supplied to the electronic control unit. The sensor can be designed, for example, as a magnetic field sensor, Hall sensor or GMR sensor.

Im Artikel „Sagenhaft sensibel“ von Tim Schröder, aus „bild der wissenschaft“ vom 23.05.2006 wird ein iBolt als intelligenter Bolzen beschrieben, der das Gewicht eines Passagiers exakt ermitteln kann. Mit dem iBolt wird der Sitz an den Stahlschienen am Fahrzeugboden befestigt. Der iBolt weist im Inneren einen „Biegebalken“ und einen Magneten auf. Direkt daneben sitzt ein so genannter Hall-Sensor - ein Halbleiter, in dem sich die elektrische Spannung in Abhängigkeit von einem Magnetfeld und dessen Stärke ändert. Nimmt jemand Platz, wird über den Biegebalken der Hall-Sensor vom Magnet weggedrückt. Das Magnetfeld - und damit die Spannung - ändert sich je nach Gewicht des Passagiers unterschiedlich stark. Dadurch lässt sich ermitteln, ob ein Kind oder ein Erwachsener eingestiegen ist - und der Airbag kann mit angemessener Stärke zünden.In the article "Legendously sensitive" by Tim Schröder, from "bild der wissenschaft" of 23.05.2006, an iBolt is described as an intelligent bolt that can accurately determine the weight of a passenger. With the iBolt, the seat is fastened to the steel rails on the vehicle floor. The iBolt features a "bending beam" and a magnet inside. Next to it sits a so-called Hall sensor - a semiconductor in which the electrical voltage changes depending on a magnetic field and its strength. If someone takes a seat, the Hall sensor is pushed away from the magnet by the bending beam. The magnetic field - and thus the voltage - changes to different degrees depending on the weight of the passenger. This will determine if a child or an adult has gotten in - and the airbag can ignite with adequate strength.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufrollen von mindestens einem Gurtband mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Gurtaufrolleinheit mindestens eine Messeinrichtung und mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit aufweist, welche durch Auswerten von mindestens einer während eines Crashs von der Messeinrichtung erfassten physikalischen Größe mindestens eine im Gurtband wirkende Kraft ermittelt. Bei einem Crash kommt es zu einer Vorverlagerung eines Fahrzeuginsassen, was sich in einer Änderung des Kraftflusses im Gurtband ausdrückt. Diese Kraftflussänderung wird in vorteilhafter Weise direkt in der Gurtaufrolleinheit durch die erfindungsgemäße Messeinrichtung gemessen und durch die erfindungsgemäße Auswerte- und Steuereinheit ausgewertet. Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit ermöglicht somit in vorteilhafter Weise eine aktive Messung der im Gurtband wirkenden Kraft während eines Crashs. Ebenfalls von Vorteil sind die zu erwartenden geringen Kosten, da dieses Prinzip der Kraftmessung im Vergleich zu anderen aufwändigen mechanischen Prinzipien, wie beispielsweise gekoppelte Torsionsstäbe, einfach umsetzbar und die dafür notwendigen Komponenten günstig herstellbar sind. Insbesondere kann die Messung der Gurtkraft nicht nur während, sondern auch vor dem Crash als direktes Signal erfolgen, so dass dieses Signal auch für weitere aktive und/oder passive Sicherheitssysteme und Auslösealgorithmen als Eingabesignal zur Verfügung steht und damit einen deutlichen Nutzen zur Reduktion der Fahrzeuginsassenbelastung beiträgt. Ein weiterer Vorteil der aktiven Gurtkraftmessung ist die zusätzliche Nutzung des direkten Signals im Airbagsteuergerät als Plausibilisierungssignal für die Vorverlagerung eines Fahrzeuginsassen sowie zur verbesserten Ansteuerung der Rückhaltemittel insbesondere der Frontrückhaltemittel. Ein weiterer Vorteil liegt in der Nutzung der aktiven Gurtkraftmessung bei Seitenkollisionen. Hierbei ist die Gurtkraft ein Indikator, ob sich der Fahrzeuginsasse im Gurt bewegt. Ebenfalls hilfreich ist die aktive Gurtkraftmessung bei stoßabgewandten Fahrzeugkollisionen mit Insasse-Insasse-Interaktion. In vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemäße Kraftmessprinzip in allen gängigen bzw. konventionellen Gurtaufrolleinheiten ohne großen Änderungsaufwand eingesetzt werden.The belt retracting unit according to the invention or the inventive method for winding at least one webbing with the features of independent claim 1 has the advantage that the belt retractor has at least one measuring device and at least one evaluation and control unit, which by evaluating at least one during a crash determined by the measuring device physical quantity determined at least one force acting in the webbing force. In a crash, there is a forward displacement of a vehicle occupant, which is expressed in a change in the power flow in the webbing. This flux change is advantageously measured directly in the belt retractor by the measuring device according to the invention and evaluated by the evaluation and control unit according to the invention. The belt retracting unit according to the invention thus advantageously enables an active measurement of the force acting in the belt during a crash. Another advantage is the expected low cost, since this principle of force measurement in comparison to other complex mechanical principles, such as coupled torsion bars, easy to implement and the necessary components are inexpensive to produce. In particular, the measurement of the belt force can take place not only during but also before the crash as a direct signal, so that this signal is also available for further active and / or passive safety systems and triggering algorithms as an input signal and thus contributes significantly to the reduction of the vehicle occupant load , Another advantage of the active belt force measurement is the additional use of the direct signal in the airbag control unit as a plausibility signal for the forward displacement of a vehicle occupant and for improved control of the restraining means, in particular the front restraint. Another advantage is the use of active belt force measurement in side collisions. Here, the belt force is an indicator of whether the vehicle occupant moves in the belt. Also helpful is the active belt force measurement in impact-averted vehicle collisions with occupant-in-vehicle interaction. Advantageously, the force measuring principle according to the invention can be used in all current or conventional belt retracting units without much modification effort.

Hierbei erfasst die mindestens eine Messeinrichtung die mindestens eine physikalische Größe an der Befestigungseinheit. Hierdurch ist das erfindungsgemäße Kraftmessprinzip nicht auf speziell hierfür entwickelte Gurtaufrolleinheiten festgelegt, sondern kann ohne großen Aufwand in allen gängigen Gurtaufrolleinheiten eingesetzt werden.In this case, the at least one measuring device detects the at least one physical variable on the fastening unit. As a result, the force measuring principle according to the invention is not set to specially developed for this purpose Gurtaufrolleinheiten, but can be used without great effort in all major Gurtaufrolleinheiten.

Zudem ist die mindestens eine Messeinrichtung als iBolt-Einheit ausgeführt, die mindestens einen absolut messenden Sensor aufweist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Messeinrichtung ermöglicht die Verwendung eines bereits bei Kraftfahrzeugen eingesetzten Messprinzips bzw. eines Kraftmesselements ohne einen erheblichen Zusatzaufwand zu betreiben, da hierfür ein konventioneller iBolt-Sensor eingesetzt werden kann. Der Einsatz eines solchen Kraftmesselements ergibt die Möglichkeit eine Kraft in z-Richtung zu erfassen, wobei Momente um die x- bzw. y-Achse sowie Kräfte in x- und y-Richtung kompensiert und unterdrückt werden. Somit ergibt sich eine genaue Ermittlung der im Gurtband während eines Crashs wirkenden Kraft. Günstigerweise muss das erfindungsgemäße Messprinzip nicht bereits in der Entwicklungsphase der Gurtaufrolleinheit bzw. bei Auslegung der Gurtaufrolleinheit berücksichtigt und somit die Auslegung der Gurtaufrolleinheit bereits bei Entwicklungsbeginn festgelegt werden, da die iBolt-Einheit ohne großen Aufwand zur Nachrüstung geeignet ist. Vorzugsweise ergibt sich somit durch den Einsatz eines iBolt-Systems eine Einsparung von Entwicklungskosten und einen Mehrnutzen für das bereits in Kraftfahrzeugen verwendete iBolt-System, da keine großen Änderungen an bestehenden Gurtaufrolleinheiten vorzusehen sind.In addition, the at least one measuring device is designed as an iBolt unit, which has at least one absolute measuring sensor. The inventive design of the measuring device allows the use of a measuring principle already used in motor vehicles or a force measuring element without a considerable additional effort to operate, as this, a conventional iBolt sensor can be used. The use of such a force-measuring element makes it possible to detect a force in the z-direction, whereby moments about the x or y axis as well as forces in the x and y directions are compensated and suppressed. This results in an accurate determination of the force acting in the webbing during a crash force. Conveniently, the measuring principle according to the invention does not already have to be taken into account in the development phase of the belt retractor or in the design of the belt retractor and thus the design of the belt retractor already be set at the beginning of development, since the iBolt unit is suitable for retrofitting without much effort. Preferably, the use of an iBolt system thus results in a saving of development costs and an added benefit for the iBolt system already used in motor vehicles, since no major changes have to be made to existing belt retracting units.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Gurtaufrolleinheit möglich. The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim 1 belt retractor are possible.

In vorteilhafter Weise befestigt die als iBolt ausgebildete Messeinrichtung die Befestigungseinheit über eine Montageplatte an einer Fahrzeugkarosserie. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise bei kleinerem Bauraumbedarf sowie geringerem Gewicht der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit eine deutliche Material- und Kostenersparnis, da auf zusätzliche Befestigungselemente verzichtet werden kann.Advantageously, the measuring device designed as an iBolt fixes the fastening unit via a mounting plate on a vehicle body. This results in an advantageous manner with a smaller space requirement and lower weight of the belt retractor according to the invention a significant material and cost savings, as can be dispensed with additional fasteners.

Besonders vorteilhaft ist, dass die ermittelte Kraft zur Ansteuerung und/oder Aktivierung von Gurtkraftbegrenzungsmitteln vorgesehen ist. Zur adaptiven Anpassung der Gurtkraftbegrenzung kann das Steuersystem zusätzliche Daten eines Sensorsystems auswerten, welche Informationen über Crashschwere und/oder Insassen und/oder Innenraum und/oder Fahrzeugumgebung umfassen, d.h. somit können beispielsweise junge Insassen besser durch Vorgeben eines höheren Kraftbegrenzungsniveaus und einer zugehörigen Charakteristik geschützt werden. Damit wird letztendlich eine kontrollierte Vorverlagerung des Insassen zugelassen und eine Optimierung des gesamten Rückhaltesystems, welches beispielsweise den Airbag, den Gurt, den Sitz usw. umfasst, unterstützt. Dies bedeutet, dass je nach Crashschwere eine definierte Gurtkraftbegrenzung erfolgen kann und der durch eine Vorverlagerung eines Fahrzeuginsassen bedingte Auszug des Gurtbandes eine Reduktion der Gurtkraft bereits im Vorfeld berücksichtigt. Es ist daher im Crashfall ein homogenerer Bewegungsablauf des Insassen im Fahrzeug zu erwarten. Ein weiterer Vorteil besteht in der möglichen Umsetzung von verschiedenen Variationsmöglichkeiten, wie beispielsweise eines variablen Kraftbegrenzungseingangslevels, eines variablen Startzeitpunkts für die weiteren Kraftbegrenzungsniveaus usw., und eine damit verbundene Variabilität der gesamten degressiven Begrenzungscharakteristik in Abhängigkeit von den individuellen Vorgaben eines zu schützenden Insassen, wie Alter, Größe, Gewicht usw.It is particularly advantageous that the determined force is provided for the activation and / or activation of Gurtkraftbegrenzungsmitteln. For adaptive adjustment of the belt force limitation, the control system can evaluate additional data of a sensor system, which includes information about crash severity and / or occupants and / or interior and / or vehicle environment, i. thus, for example, young occupants can be better protected by providing a higher level of force limitation and associated characteristics. This ultimately allows a controlled forward displacement of the occupant and an optimization of the entire restraint system, which includes, for example, the airbag, the seat belt, etc., supported. This means that depending on the severity of the crash, a defined belt force limitation can take place and the excursion of the belt caused by a forward displacement of a vehicle occupant already takes into account a reduction of the belt force in advance. It is therefore to expect a more homogeneous movement of the occupant in the vehicle in the event of a crash. A further advantage is the possible implementation of various possible variations, such as a variable force limiting input level, a variable starting time for the further force limiting levels, etc., and associated variability of the overall degressive limiting characteristic depending on the individual specifications of an occupant to be protected, such as age , Size, weight, etc.

Ein bevorzugtes Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 4 weist mindestens eine Gurtaufrolleinheit mit mindestens einem Gurtband und mindestens einem in einer Befestigungseinheit gelagerten, korrespondierenden Aufrollmodul auf, welches eine auf einer Welle drehbar gelagerte Spindel aufweist, auf der das korrespondierende Gurtband aufrollbar ist, wobei mindestens eine Messeinrichtung und mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit vorgesehen ist, welche durch Auswerten von mindestens einer während eines Crashs von der Messeinrichtung erfassten physikalischen Größe eine im Gurtband wirkende Kraft ermittelt. Das Gurtsystem ermöglicht in vorteilhafter Weise ein an Unfallsituation und Insassen optimal angepasstes Schutzsystem.A preferred belt system for an occupant protection system in a vehicle with the features of independent claim 4 comprises at least one belt retractor with at least one webbing and at least one mounted in a mounting unit, corresponding Aufrollmodul having a rotatably mounted on a shaft spindle on which the corresponding Webbing is rolled up, wherein at least one measuring device and at least one evaluation and control unit is provided, which determines by evaluating at least one detected during a crash by the measuring device physical quantity acting in the webbing force. The belt system advantageously enables a system optimally adapted to the accident situation and occupants.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.

Figurenlistelist of figures

1 shows a schematic block diagram of a belt system for an occupant protection system in a vehicle with a belt retractor according to the invention.
2 shows a schematic cross-sectional view of a conventional belt retractor, in which the force is measured via a Hall sensor unit.
3 shows a schematic plan view of a mounting plate for a belt retractor according to the invention, in which the force is measured via an iBolt unit.
4 shows a schematic cross-sectional view of the belt reeling unit according to the invention with a mounted in a fastening unit Aufrollmodul.
5 shows a schematic perspective view of the belt retractor according to the invention, wherein the iBolt unit between the belt retractor and a vehicle body is arranged.
6 shows a schematic perspective view of a belt system with a conventional belt retracting unit.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug 24 ein Sensorsystem 26, eine Messeinrichtung 20, eine Auswerte- und Steuereinheit 22, ein Steuersystem 28 und mindestens ein Rückhaltemittel, das eine Gurtaufrolleinheit 10 mit Aufrollmodul 16 und korrespondierendem Gurtband 12 umfasst.How out 1 includes a harness system for an occupant protection system in a vehicle 24 a sensor system 26 , a measuring device 20 , an evaluation and control unit 22 , a tax system 28 and at least one retaining means comprising a belt retracting unit 10 with roll-up module 16 and corresponding webbing 12 includes.

Über die im Bereich der Gurtaufrolleinheit 10 angeordnete Messeinrichtung 20 und die Auswerte- und Steuereinheit 22 ermittelt das Steuersystem 28 die in dem mindestens einen Gurtband 12 wirkende Kraft F. Zusätzlich sensiert das Sensorsystem 26 Informationen über einen Fahrzeuginnenraum, ein Fahrzeugumfeld, einen Aufprall und/oder Fahrzeugdynamikgrößen. Das Steuersystem 28 empfängt die erfassten Informationen vom Sensorsystem 26 und wertet die empfangenen Informationen zur Ermittlung einer aktuellen Fahrsituation aus, wobei das Steuersystem 28 die ermittelte aktuelle Fahrsituation dahingehend auswertet, ob eine Aktivierung des mindestens einen Rückhaltemittels erforderlich ist oder nicht. Die empfangenen Informationen über Fahrdynamikgrößen in Verbindung mit den Informationen aus dem Fahrzeugumfeld ermöglichen dem Steuersystem 28 eine vorausschauende Ansteuerung von reversiblen Rückhaltemitteln, wenn die Wahrscheinlichkeit für eine mögliche Kollision, wie beispielsweise einen Aufprall auf ein Hindernis, einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt.About in the area of the belt reel unit 10 arranged measuring device 20 and the evaluation and control unit 22 determines the tax system 28 in the at least one webbing 12 acting force F. In addition, the sensor system senses 26 Information about a vehicle interior, a vehicle environment, an impact and / or vehicle dynamics quantities. The tax system 28 receives the collected information from the sensor system 26 and evaluates the received information for discovery a current driving situation, the control system 28 evaluates the determined current driving situation to the extent that an activation of the at least one restraint means is required or not. The received information about driving dynamics variables in conjunction with the information from the vehicle environment enable the control system 28 a predictive control of reversible restraint means when the probability of a possible collision, such as an impact on an obstacle, exceeds a predetermined threshold.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 6 ist das mindestens eine Rückhaltemittel als Gurtaufrolleinheit 10 mit mindestens einem Gurtband 12 und mindestens einem korrespondierenden Aufrollmodul 16 ausgeführt, das in einer Befestigungseinheit 14 gelagert ist, wobei natürlich auch weitere Rückhaltemittel wie beispielsweise Airbags und/oder eine Sitzaktuatorik vorhanden sein können. Das Aufrollmodul 16 wirkt auf das korrespondierende Gurtband 12 ein, welches bei einer Kollision, wie beispielsweise einem Front-, Seiten- oder Heckcrash, einem Überschlag usw. eine entsprechende Rückhaltewirkung auf den Insassen ausübt. Bei dem Gurtband 12 kann es sich sowohl um ein Schultergurtband als auch um ein Beckengurtband handeln. In 1 ist beispielhaft eine Gurtaufrolleinheit 10 dargestellt, wobei im Fahrzeug 24 in der Regel mehrere Gurtaufrolleinheiten 10 angeordnet sind, da für jeden Gurt im Fahrzeug 24 eine solche erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit 10 vorgesehen wird. Die Funktionsweise der Gurtaufrolleinheit 10 passt sich ohne Probleme in ein bestehendes Rückhaltesystemkonzept bestehend aus Sensorsystem 26, Messeinrichtung 20, Auswerte- und Steuereinheit 22, Steuersystem 28 und Rückhaltemittel 10, 12 ein. Das in der Befestigungseinheit 14 gelagerte Aufrollmodul 16 besitzt eine auf einer Welle 34 drehbar gelagerte Spindel 18 auf der das Gurtband 12 aufrollbar ist.In the illustrated embodiments according to 1 to 6 this is at least one retaining means as a belt retracting unit 10 with at least one webbing 12 and at least one corresponding roll-up module 16 carried out in a fastening unit 14 is stored, of course, further retaining means such as airbags and / or Sitzaktuatorik can be present. The roll-up module 16 acts on the corresponding webbing 12 a, which in a collision, such as a front, side or rear crash, a rollover, etc. exerts a corresponding retention effect on the occupant. At the webbing 12 it can be either a shoulder strap or a lap belt. In 1 is an example of a belt retractor 10 shown in the vehicle 24 usually several belt retracting units 10 are arranged there for each belt in the vehicle 24 Such a belt retracting unit according to the invention 10 is provided. The operation of the belt retractor 10 adapts without problems in an existing restraint system concept consisting of sensor system 26 , Measuring equipment 20 , Evaluation and control unit 22 , Control system 28 and retention means 10 . 12 on. That in the attachment unit 14 mounted reeling module 16 has one on a shaft 34 rotatably mounted spindle 18 on the webbing 12 can be rolled up.

Zum Messen der im Gurtband 12 wirkenden Kraft F wird erfindungsgemäß eine Messeinrichtung 20 und mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit 22 verwendet, welche durch Auswerten von mindestens einer während eines Crashs von der Messeinrichtung 20 erfassten physikalischen Größe eine im Gurtband 12 wirkende Kraft F ermittelt. Die Messeinrichtung 20 erfasst die mindestens eine physikalische Größe an der Befestigungseinheit 14 des Aufrollmoduls 16. Die Auswerte- und Steuereinheit 22 kann hierbei sowohl integriert in der Messeinrichtung 20 als auch separat ausgeführt sein. Bei separater Ausführungsform kann die Auswerte- und Steuereinheit 22 beispielsweise im Hauptsteuergerät des Insassenschutzsystems, im AirbagSteuergerät etc. oder auch an der Befestigungseinheit 14 des Aufrollmoduls 16 vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die ermittelte Kraft F zur Ansteuerung und/oder Aktivierung von Gurtkraftbegrenzungsmitteln vorgesehen.For measuring in the webbing 12 acting force F according to the invention is a measuring device 20 and at least one evaluation and control unit 22 used by evaluating at least one during a crash of the measuring device 20 recorded physical size one in the webbing 12 Acting force F determined. The measuring device 20 detects the at least one physical quantity on the fastening unit 14 of the reeling module 16 , The evaluation and control unit 22 This can be both integrated in the measuring device 20 as well as be executed separately. In a separate embodiment, the evaluation and control unit 22 For example, in the main control unit of the occupant protection system, in the airbag control unit, etc. or on the mounting unit 14 of the reeling module 16 be provided. Preferably, the determined force F intended to control and / or activation of Gurtkraftbegrenzungsmitteln.

Das hierbei eingesetzte Prinzip der Kraftmessung erfolgt vorzugsweise mittels eines iBolt-Prinzips. Hierbei wird die Gurtkraft F aktiv und vorzugsweise kontinuierlich erfasst. In herkömmlichen Gurtaufrolleinheiten erfolgt die Messung der Gurtkraft F überwiegend in passiver Form, indem beispielsweise ein Torsionsstab als Basiskomponente eines Gurtkraftbegrenzungsmoduls verwendet wird, welcher über definierte Sollverformungsschwellen ab einem bestimmten Kraftniveau zur Kraftbegrenzung verdreht wird. Dadurch wird letztendlich schon bei der Produktion des Gurtkraftbegrenzungsmoduls eine fest vordefinierte Charakteristik fixiert. Damit wird die Gurtkraft F nicht explizit bestimmt, sondern zur direkten Reaktion verwendet. Ausgehend von den entsprechenden Verformungen könnte nach Einsatz der Rückhaltemittel nach dem Crash geprüft werden, welche Schwelle erreicht wurde, soweit diese Komponenten nicht anderweitig zerstört wurden.The principle of force measurement used here is preferably carried out by means of an iBolt principle. In this case, the belt force F is detected actively and preferably continuously. In conventional belt retracting units, the belt force is measured F predominantly in passive form, for example, by using a torsion bar as the basic component of a Gurtkraftbegrenzungsmoduls which is rotated over defined set deformation thresholds above a certain level of force to limit the force. As a result, a fixed predefined characteristic is finally fixed during the production of the belt force limiting module. This will be the belt force F not explicitly determined, but used for direct reaction. Based on the corresponding deformations could be checked after use of the restraint means after the crash, which threshold was reached, as far as these components were not otherwise destroyed.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen Gurtaufrolleinheit 10, 10a, mit einem in einer Befestigungseinheit 14, 14a gelagerten Aufrollmodul 16, 16a. Hierbei erfolgt die Messung einer im Gurtband 12, 12a wirkenden Kraft F über eine als Hall-Sensor-Einheit 27 ausgebildete Messeinrichtung 20, 20a, die mindestens einen Hall-Magneten 27.1 als Messwertgeber und mindestens einen Hall-Sensor 27.2 als Messwertaufnehmer umfasst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der als Hall-Magnet 27.1 ausgebildete Messwertgeber an der in der Spindel 18, 18a in einem Lager 33 verbauten Welle 34, 34a und der als Hall-Sensor 27.2 ausgebildete Messwertaufnehmer an der Befestigungseinheit 14, 14a angeordnet. Alternativ kann der als Hall-Magnet 27.1 ausgebildete Messwertgeber bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel an der Befestigungseinheit 14, 14a angeordnet werden, und der als Hall-Sensor 27.2 ausgebildete Messwertaufnehmer kann an der Welle 34, 34a angeordnet werden. Die Kraftmessung erfolgt über den Hall-Sensor 27.2, der eine relative Auslenkung eines Bauteils, im vorliegenden Fall eine relative Auslenkung der Welle 34, 34a misst, wobei die relative Auslenkung ein Maß für die im Gurtband 12, 12a wirkende Kraft F darstellt. Hierzu ist die Spindel 18, 18a, auf der das Gurtband 12, 12a auf- und abgerollt werden kann, mit einem ersten Ende 18.1 einseitig fixiert. Hieraus ergibt sich in Bezug auf ein zweites Ende 18.2 der Spindel 18, 18a ein Hebel, welcher bei Arretierung des Gurtbandes 12, 12a und daraus resultierender Beaufschlagung des Gurtbandes 12, 12a mit einer Gurtkraft F eine Relativbewegung des freien bzw. entkoppelten zweiten Endes 18.2 gegenüber der Befestigungseinheit 14, 14a ausführt. Alternativ hierzu sind auch weitere Sensorprinzipien, wie beispielsweise auf der Welle 34, 34a angeordnete Dehnungsmessstreifen oder andere wegmessende Sensoren denkbar. Darüber hinaus weist die herkömmliche Gurtaufrolleinheit 10, 10a gemäß 1 eine Überlastschutzeinrichtung 32 auf, welcher derart ausgestaltet ist, dass bei zu hoher Gurtkraft F ein mechanischer Anschlag der Welle 34, 34a an der Messseite erfolgt, so dass ein Brechen der Welle 34, 34a verhindert wird, wobei auch weitere einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Überlastschutzeinrichtungen denkbar sind. 2 shows an embodiment of a conventional belt retracting unit 10 . 10a , with one in a mounting unit 14 . 14a stored Aufrollmodul 16 . 16a , Here, the measurement is carried out in the webbing 12 . 12a acting force F via a Hall sensor unit 27 trained measuring device 20 . 20a that have at least one Hall magnet 27.1 as a transmitter and at least one Hall sensor 27.2 includes as a transducer. In the present embodiment, the Hall magnet 27.1 trained transmitters at the in the spindle 18 . 18a in a warehouse 33 installed shaft 34 . 34a and as a Hall sensor 27.2 trained transducers on the mounting unit 14 . 14a arranged. Alternatively, as a Hall magnet 27.1 trained transmitter in a non-illustrated embodiment of the mounting unit 14 . 14a be arranged, and as a Hall sensor 27.2 trained transducer can be connected to the shaft 34 . 34a to be ordered. The force is measured via the Hall sensor 27.2 , the relative deflection of a component, in the present case a relative deflection of the shaft 34 . 34a measures, with the relative deflection is a measure of the in the webbing 12 . 12a Acting force F represents. For this purpose, the spindle 18 . 18a on which the webbing 12 . 12a can be rolled up and down, with a first end 18.1 fixed on one side. This results in terms of a second end 18.2 the spindle 18 . 18a a lever, which when locking the webbing 12 . 12a and resulting loading of the webbing 12 . 12a with a belt force F a relative movement of the free or decoupled second end 18.2 opposite the fixing unit 14 . 14a performs. Alternatively, other sensor principles, such as on the shaft 34 . 34a arranged strain gauges or other wegmessende sensors conceivable. In addition, the conventional belt retractor unit 10 . 10a according to 1 an overload protection device 32 on, which is designed such that too high a belt force F a mechanical stop of the shaft 34 . 34a done on the measuring side, causing a breakage of the shaft 34 . 34a is prevented, with other suitable to a professional appear appropriate overload protection devices are conceivable.

Die 3 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit 10, 10b mit einem in einer Befestigungseinheit 14, 14b gelagerten Aufrollmodul 16, 16b. Hierbei erfolgt die Messung einer im Gurtband 12, 12b wirkenden Kraft F über eine als iBolt-Einheit 30, 30b ausgebildete Messeinrichtung 20, 20b, die mindestens einen absolut messenden Sensor 30.1, 30.1b aufweist. 3 zeigt die Montageplatte 36 in einer Draufsicht. In 4 ist die Gurtaufrolleinheit 10, 10b mit dem in der Befestigungseinheit 14, 14b gelagerten Aufrollmodul 16, 16b dargestellt, wobei die Gurtaufrolleinheit 10, 10b über die Montageplatte 36 vorzugsweise an einer B-Säule des Fahrzeugs 24, 24b befestigt ist. 5 zeigt nun die erfindungsgemäße Ausgestaltung, bei welcher die als iBolt-Einheit 30, 30b ausgebildete Messeinrichtung 20, 20b zwischen Gurtaufrolleinheit 10, 10b und Fahrzeugkarosserie bzw. B-Säule des Fahrzeugs 24, 24b angeordnet ist. Hierbei ist vorgesehen, dass die iBolt-Einheit 30, 30b die Befestigungseinheit 14, 14b über die Montageplatte 36 an der Fahrzeugkarosserie 24, 24b befestigt. Selbstverständlich sind auch eine andere Lage der iBolt-Einheit 30, 30b oder eine andere Anbindung der iBolt-Einheit 30, 30b an die Karosserie des Fahrzeugs 24 denkbar. Ferner ist auch eine im Vergleich zu 5 spiegelverkehrte Einbaulage der iBolt-Einheit 30, 30b denkbar, so dass die iBolt-Einheit 30, 30b bauraumsparend innerhalb der Gurtaufrolleinheit 10, 10b angeordnet ist.The 3 to 5 show an embodiment of the invention Gurtaufrolleinheit 10 . 10b with one in a mounting unit 14 . 14b stored Aufrollmodul 16 . 16b , Here, the measurement is carried out in the webbing 12 . 12b acting force F via a designed as iBolt unit 30, 30b measuring device 20 . 20b that have at least one absolute measuring sensor 30.1 . 30.1 b having. 3 shows the mounting plate 36 in a top view. In 4 is the belt retractor unit 10 . 10b with the in the mounting unit 14 . 14b stored Aufrollmodul 16 . 16b shown, wherein the belt retracting unit 10 . 10b over the mounting plate 36 preferably on a B-pillar of the vehicle 24 . 24b is attached. 5 now shows the embodiment according to the invention, in which formed as the iBolt unit 30, 30b measuring device 20 . 20b between the belt reel unit 10 . 10b and vehicle body or B-pillar of the vehicle 24 . 24b is arranged. It is provided that the iBolt unit 30, 30b, the fastening unit 14 . 14b over the mounting plate 36 on the vehicle body 24 . 24b attached. Of course, another location of the iBolt unit 30 . 30b or another connection of the iBolt unit 30 . 30b to the body of the vehicle 24 conceivable. Furthermore, one too is compared to 5 mirrored mounting position of the iBolt unit 30 . 30b conceivable, so the iBolt unit 30 . 30b Space-saving within the belt reel unit 10 . 10b is arranged.

6 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Gurtsystems mit einer herkömmlichen Gurtaufrolleinheit 10, 10c, welche eine Integration zweier Hall-Sensor-Einheiten 27, 27.1c, 27.2c in einen sogenannten Dual-Spool-Retraktor vorsieht. Ein Dual-Spool-Retraktor wird bei einem Gurtsystem eingesetzt, bei welchem beispielsweise aus Komfort und/oder Sicherheitsgründen getrennte Becken- und Schultergurtbänder und damit getrennte Aufrollmodule vorliegen. Hierbei ist während eines Crashfalls über eine erste Messeinrichtung 20, 20.1c in dem ersten Aufrollmodul 16, 16.1c die in dem als Schultergurt ausgeführten ersten Gurtband 12, 12.1c wirkende Kraft F ermittelbar, wobei über eine zweite Messeinrichtung 20, 20.2c in dem zweiten Aufrollmodul 16, 16.2c die in dem als Beckengurt ausgeführten zweiten Gurtband 12, 12.2c wirkende Kraft F ermittelbar ist. Bevorzugt weisen die Aufrollmodule 16, 16.1c, 16.2c getrennte Befestigungseinheiten 14, 14.1c, 14.2c auf. 6 shows a schematic perspective view of a belt system with a conventional belt retracting unit 10 . 10c which integrates two Hall sensor units 27 . 27.1c . 27.2c in a so-called dual-spool retractor. A dual-spool retractor is used in a harness system in which, for example, for comfort and / or safety reasons separate pelvic and Schultergurtbänder and thus separate Aufrollmodule present. This is during a crash via a first measuring device 20 . 20.1c in the first roll-up module 16 . 16.1c in the designed as a shoulder strap first strap 12 . 12.1c Acting force F detectable, with a second measuring device 20 . 20.2c in the second roll-up module 16 . 16.2c in the executed as a lap belt second webbing 12 . 12.2c Acting force F can be determined. Preferably, the Aufrollmodule 16 . 16.1c . 16.2c separate fastening units 14 . 14.1c . 14.2c on.

Die ermittelte mindestens eine Kraft F, F1, F2 ist zur Ansteuerung und/oder Aktivierung von Gurtkraftbegrenzungsmitteln vorgesehen. Die Ansteuerung und/oder Aktivierung der Gurtkraftbegrenzungsmittel kann in Abhängigkeit eines Signals aus dem Steuersystem 28 erfolgen. Vorzugsweise wird das Steuersystem 28 in Form eines Steuergeräts ausgeführt, das beispielsweise als Airbagsteuergerät ausgeführt ist, wobei auch andere Steuergeräte zur Ansteuerung denkbar sind. Hierbei sieht das Steuersystem 28, wie oben bereits ausgeführt ist, die Erfassung der mindestens einen Gurtkraft F, F1, F2 vor, welche über die Messeinrichtung 20 und die Auswerte- und Steuereinheit 22 erfolgt. Durch einen Auswertealgorithmus wird ein entsprechendes Signal generiert, welches die Gurtkraftbegrenzungsmittel ansteuert und/oder aktiviert. Vorzugsweise bietet die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit 10 die Möglichkeit, nicht nur so wie bisher vor dem Crash bzw. kurz danach, sondern auch während des gesamten Crashverlaufs rückkoppelnd auf die Gurtkraftniveaus einzuwirken.The determined at least one force F . F1 . F2 is intended to control and / or activation of Gurtkraftbegrenzungsmitteln. The activation and / or activation of the belt force limiting means may be dependent on a signal from the control system 28 respectively. Preferably, the control system becomes 28 executed in the form of a control unit, which is designed for example as an airbag control unit, with other control devices for control are conceivable. Here is the control system 28 as already stated above, the detection of the at least one belt force F . F1 . F2 ago, which about the measuring device 20 and the evaluation and control unit 22 he follows. By an evaluation algorithm, a corresponding signal is generated which activates and / or activates the belt force limiting means. The belt retracting unit according to the invention preferably offers 10 the possibility not only to act as previously before the crash or shortly thereafter, but also during the entire course of the crash feedback-acting on the belt force levels.

Eine erste mögliche Umsetzung einer Begrenzung der Kraft F, F1, F2 sieht das Steuersystem 28 vor, welches vorzugsweise das Airbagsteuergerät ist, in dem Kollisionssignale über das Sensorsystem 26 erfasst und ausgewertet werden. Andere Steuergeräte, welche eine Kollisionserfassung durchführen, können ebenfalls verwendet werden. Weiterhin dienen Signale, die beispielsweise physikalische Größen wie Beschleunigung und/oder Druck und/oder Körperschall und/oder Temperatur repräsentieren, zur Kollisionserfassung und können entsprechend verwendet werden. Zukünftig ist es denkbar, dass Umfeldsensierungssysteme ebenfalls eine drohende Kollision erfassen und entsprechend im Steuergerät 28 je nach erwarteter Kollisionsschwere zur Beurteilung und Ansteuerung von Rückhaltemitteln herangezogen werden. Ebenfalls können andere Fahrzeugsysteme, wie beispielsweise Fahrdynamikregelsysteme entsprechende Information zur Auswertung an das Steuersystem 28 senden. Darüber hinaus können auch Navigationsdaten zur Entscheidungsfindung verwendet werden. Weiterhin können als Eingangssignale auch insassenrelevante Größen herangezogen werden, wie z.B. Gewicht, Alter, Geschlecht oder Größe. Zusätzlich bietet sich die Verarbeitung von innenraumrelevanten Daten an, wie z.B. Sitzposition in Längsrichtung, Sitzlehneneinstellung, Sitzposition des Insassen relativ zum Sitz usw. Außer den oben erwähnten Eingangsdaten dient die gemessene Gurtkraft F, F1, F2 als Kerneingangssignal, zumal sich darüber die entsprechenden Gurtkraftniveaus bzw. das Erreichen dieser Gurtkraftniveaus ermitteln lassen.A first possible implementation of a limitation of the force F . F1 . F2 sees the tax system 28 in front of, which is preferably the airbag control unit, in the collision signals via the sensor system 26 recorded and evaluated. Other controllers that perform collision detection may also be used. Furthermore, signals representing physical quantities such as acceleration and / or pressure and / or structure-borne noise and / or temperature are used for collision detection and can be used accordingly. In the future, it is conceivable that environmental sensing systems also detect an imminent collision and accordingly in the control unit 28 Depending on the expected collision severity, it can be used to assess and control restraints. Likewise, other vehicle systems, such as vehicle dynamics control systems corresponding information for evaluation to the control system 28 send. In addition, navigation data can be used for decision-making. Furthermore, occupant-relevant variables can be used as input signals, such as weight, age, gender or size. In addition, the processing of interior relevant data, such as seat position in the longitudinal direction, seat back adjustment, seating position of the occupant relative to the seat, etc. In addition to the above-mentioned input data, the measured belt force F, F1, F2 serves as a core input signal, especially about the corresponding belt force levels or Make sure that these belt force levels are reached.

Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit stellt über die aktive Gurtkraftmessung und die in Abhängigkeit dieser Gurtkraft einstellbare Gurtkraftbegrenzung bzw. die einstellbaren/schaltbaren Gurtkräfte in vorteilhafter Weise ein ideales Feld für die Individualisierung des Insassenschutzes zur Verfügung. Insgesamt können eine entsprechende Ansteuerung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit und deren Kraftbegrenzung in Abhängigkeit von der ermittelten Gurtkraft in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von der Kollisionssituation und damit von der prognostizierten Crashschwere erfolgen. Durch die mögliche Individualisierung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in Bezug auf Alter, Größe, Gewicht, Geschlecht können die Gurtkraftniveaus in vorteilhafter Weise individuell an die Insassen angepasst werden. So kann das Gurtkraftniveau bei leichtgewichtigen Insassen beispielsweise abgesenkt werden, um im Crashfall ein ausreichendes Gurtkraftniveau zur Aktivierung der Gurtkraftbegrenzung und dem damit verbundenen verlängerten Auszug des Gurtbandes zu bewirken. Dadurch können Kraftspitzen im Brust- und Kopfbereich und damit das Verletzungsrisiko auch für leichtgewichtige Insassen reduziert werden. Im Gegenzug kann die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit durch Erhöhen des Gurtkraftniveaus auch an sehr schweren Personen angepasst werden, um eine verfrühte Lösung der Kraftbegrenzung zu verhindern. Dies bewirkt, dass der sehr schwere Insasse nicht zu früh an den Airbag übergeben wird und kein Durchschlagen des Insassen erfolgt.The belt retracting unit according to the invention advantageously provides an ideal field for the individualization of the occupant protection via the active belt force measurement and the belt force limitation or the adjustable / shiftable belt forces which can be adjusted as a function of this belt force. Overall, a corresponding activation of the belt retracting unit according to the invention and its limitation of force as a function of the ascertained belt force can advantageously take place as a function of the collision situation and thus of the predicted crash severity. Due to the possible individualization of the belt retracting unit according to the invention in terms of age, height, weight, gender, the belt force levels can advantageously be adapted individually to the occupants. Thus, the belt force level can be lowered in lightweight occupants, for example, to effect a sufficient amount of belt force to activate the Gurtkraftbegrenzung and the associated extended extension of the webbing in the event of a crash. As a result, force peaks in the chest and head area and thus the risk of injury can also be reduced for lightweight occupants. In turn, the belt retracting unit according to the invention can be adapted by increasing the Gurtkraftniveaus even on very heavy people to prevent a premature solution of the force limit. This causes the very heavy occupant is not passed too early to the airbag and no penetration of the occupant takes place.

Claims

Gutaufrolleinheit (10, 10b) for at least one webbing (12, 12b), with at least one in a mounting unit (14, 14b) mounted, corresponding Aufrollmodul (16, 16b) having a rotatably mounted on a shaft spindle, on which corresponding webbing (12, 12b) can be rolled up, at least one measuring device (20, 20b) and at least one evaluation and control unit (22), which by evaluating at least one detected during a crash by the measuring device (20, 20b) physical quantity at least a force (F) acting in the webbing (12, 12b), characterized in that the at least one measuring device (20, 20b) has at least one absolutely measuring sensor (30.1, 30.1b) and the at least one physical variable at the fastening unit ( 14, 14b), wherein the measuring device (20, 20b) binds the fastening unit (14, 14b) to a body of the vehicle (24, 24b).

Good roll unit after Claim 1 , characterized in that the iBolt unit (30, 30b) formed measuring device (20, 20b), the fastening unit (14, 14b) via a mounting plate (36) attached to the body of the vehicle (24, 24b).

Gutaufrolleinheit according to any one of the preceding claims, characterized in that the determined in the at least one webbing (12, 12b) acting force (F) is provided for driving and / or activation of Gurtkraftbegrenzungsmitteln.

Belt system for an occupant protection system in a vehicle characterized by at least one material reel unit (10, 10b) according to one of Claims 1 to 3 ,

A method of rolling up at least one webbing (12, 12b) with at least one in a fastening unit (14, 14b) of a webbing retracting unit (10, 10b) according to any one of Claims 1 to 3 mounted, corresponding Aufrollmodul (16, 16b), which has a shaft rotatably mounted on a spindle, on which the webbing (12, 12b) is rolled, wherein by evaluating at least one during a crash of a measuring device (20, 20b) detected physical force at least one in the webbing (12, 12b) acting force (F) is determined, characterized in that the at least one measuring device (20, 20b) at least one absolute measuring sensor (30.1, 30.1b) and the at least one physical size detected at the fixing unit (14, 14b), wherein the measuring device (20, 20b) connects the fixing unit (14, 14b) to a body of the vehicle (24, 24b).