DE19948661C1 - Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sicherheitsgurt, bei dem ein Sensor zum Erfassen einer Zugkraft vorgesehen ist und der Sensor mit einer Auswerteeinrichtung verbindbar ist. DOLLAR A Um sicherheitskritische Zustände bei einem Unfall bestimmter Stärke möglichst zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß der Sensor oder die Auswerteinrichtung derart ausgebildet sind, um das Erreichen eines vorgegebenen Zugkraftgrenzwertes ermitteln zu können, und daß die Auswerteeinrichtung bei Erreichen des Zugkraftgrenzwertes ein Abschaltsignal an ein oder mehrere Einrichtungen im Kraftfahrzeug abgibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug.

Insbesondere bei Zweirädern, Dreirädern (Trikes), Snowmobilen oder ähnlichen Fahrzeugen kann es vorkommen, daß das Fahrzeug nach einem Unfall in der Fahrlage steckenbleibt und der Motor durch einen mangelnden Kraftschluß, bei­ spielsweise bei Verwendung einer Fliehkraftkupplung im Antriebsstrang, nicht ab­ stirbt. Dabei ist es möglich, daß die Antriebsräder weiter angetrieben werden. Dies ist sicherheitskritisch. Zum einen kann ein Teil der Kraftstoffanlage beschädigt sein und Kraftstoff austreten. Beim Auftreffen von Kraftstoff auf heiße Motorteile oder bei einem elektrischen Kurzschluß besteht eine nicht unwesentliche Brandgefahr. Zum anderen dürfen nach einem Unfall die Antriebsräder nicht mehr weiter betrieben werden. Bisherige Einrichtungen, wie Neigungswinkelsensoren, konnten das vorge­ nannte Problem nicht zufriedenstellend lösen.

Aus der US 5,871,063 ist ein Sicherheitsgurtsystem bekannt, bei dem ein Kraftsen­ sor eine an dem Sicherheitsgurt anliegende Kraft erfaßt und an eine Auswerteein­ heit weitergibt. Die Auswerteeinheit beaufschlagt entsprechend diesem Signal einen Airbag-Generator, so daß ein Aufblasen des Airbag-Generators in Abhängigkeit von der erfaßten Kraft durchgeführt wird. Eine Abschaltung einer sicherheitskritischen Einrichtung findet hierbei jedoch nicht statt.

Aus der DE 195 08 990 A1 ist eine Fahrerrückhaltevorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, die in einer Ausführungsform aus einem beweglichen Gurtring besteht. Zur Bewegung des Rückhaltemittels von der Ruhestellung in eine Rückhaltestellung sind zwei selbstaufwickelnde und in Gegenrichtung sperrende Gurtrollen vorgese­ hen, an denen das Rückhaltemittel mit den aufwickelbaren Gurten befestigt ist. Beim Umkippen des Fahrzeugs werden die das Rückhaltemittel haltenden Gurte freigegeben, so dass sie von den selbstaufwickelnden Gurtrollen aufgerollt und da­ mit in die Rückhaltestellung gezogen werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Sicherheitsgurtsystem für ein Kraft­ fahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß nach einem Unfall ein Abschalten von sicherheitskritischen Einrichtungen in einem Kraftfahrzeug er­ möglicht ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, im Bereich eines Si­ cherheitsgurtes einen Sensor vorzusehen, der mit einer Auswerteeinrichtung ver­ bunden ist, wobei entweder allein durch den Sensor oder durch die Kombination von Sensor und Auswerteeinrichtung eine Detektion des Erreichens eines vorgege­ benen Zugkraftgrenzwertes möglich ist. Mit anderen Worten wird von der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren festge­ stellt, ob der Sicherheitsgurt bei einem Kraftfahrzeug über ein bestimmtes Maß hin­ aus belastet wird. Ist dies der Fall, so schließt man darauf, daß ein Unfall bestimm­ ter Stärke stattgefunden hat. Die Auswerteeinrichtung erzeugt dann ein Abschaltsi­ gnal, welches an eine oder mehrere sicherheitskritische Einrichtungen im Kraftfahr­ zeug abgegeben wird.

Von besonderem Vorteil ist die Erfindung bei der Verwendung in Einspurfahrzeugen. Gerade bei Einspurfahrzeugen ist das Sicherheitsniveau noch nicht auf dem glei­ chen Niveau wie bei Automobilen.

Als Einrichtungen, denen das Abstandssignal zur Verfügung gestellt werden kann, sind beispielsweise das Bordnetz, die Kraftstoffversorgung, das Getriebe oder das Zündsystem anzugeben. Darüber hinaus können natürlich noch andere Einrichtun­ gen mit dem Abschaltsignal versorgt werden. Erhält eine dieser Einrichtungen ein Abschaltsignal, so wird das entsprechende System stillgesetzt.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, mit welcher erhöhte Zug­ kräfte in dem Gurtsystem, wie sie z. B. bei einem Frontaufprall auftreten, sicher er­ kannt werden können. Vorzugsweise kann dabei der Sensor zur Erfassung der Zug­ kraft sowohl im Untergurt, beispielsweise im Gurtschloß oder im Gurtschloßbock, als auch im Obergurt, beispielsweise im Aufrollautomaten, im Gurtband oder in der Gurtschloßzunge, angeordnet sein. Natürlich ist auch eine Kombination von mehre­ ren Sensoren möglich.

Konkrete Ausführungsformen des Sensors zum Erfassen einer Zugkraft bedienen sich entweder einer Druck- oder Zugkraftmeßeinrichtung, eines elektrischen Leiters, der derart ausgebildet und angeordnet ist, daß bei Erreichen des Zugkraftgrenz­ wertes dieser Leiter unterbrochen wird, eines elastisch verformbaren Elements, wel­ ches mit einem Schalter gekoppelt ist, oder einer Lichtschranke, die einen vordefi­ nierten Ausschnitt eines Gurtteils überwacht.

Bei Verwendung einer Druck- oder Zugkraftmeßeinrichtung kann ein Meßstreifen, ein Piezoelement, ein Induktions- oder ein Kapazitätselement verwendet werden, wodurch der zwischen zwei Elementen des vorgenannten Sicherheitsgurtes aufge­ baute Druck oder Zug, der eben aus dem Zug an dem Sicherheitsgurt resultiert, erfaßt wird. Solche Druck- oder Zugkraftmeßeinrichtungen können beispielsweise im Gurtschloß angeordnet sein.

Alternativ ist die Realisierung des Zugkraftsensors im Form eines elektrischen Lei­ ters möglich, welcher bei Überschreiten des Zugkraftgrenzwertes unterbrochen wird. Beispielsweise können Leiterplatinen verwendet werden, die bei einer Krafteinwir­ kung über dem Grenzwert elastisch oder inelastisch deformiert wird, so daß ein elektrischer Schalt- oder Steuerkreis unterbrochen wird.

Bei Verwendung einer Lichtschranke - beispielsweise eines Opto-Halbleiters - kann eine kalibrierte Bohrung bzw. ein vordefinierter Ausschnitt in einem Bereich über­ wacht werden. Bei Überschreiten des Zugkraftgrenzwertes wird die Lichtschranke durch Deformation des Bereiches unterbrochen. Eine solche Anordnung ist insbe­ sondere zum Einsatz im Bereich der Gurtschloßzungen oder bei Befestigungsla­ schen am Lagerbock möglich.

Verwendet man einen normalen elektrischen Leiter als Zugkraftsensor, so genügt es diesen so anzuordnen, daß er bei Erreichen des Zugkraftgrenzwertes unterbro­ chen wird. In diesem Fall würde der durch den Leiter fließende Strom bzw. die da­ durch übermittelte Spannung unterbrochen werden, so daß auch ohne Auswerteein­ richtung bereits eine Information über das Überschreiten des Zugkraftgrenzwertes vorliegt.

Ein elektrischer Leiter kann in einfacher Form durch Einarbeiten eines Meldedrah­ tes in das Gurtband bzw. im Übergangsbereich Gurtband/Endbeschlag angeordnet sein.

Die vorliegende Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Sicherheitsgurtteil mit Gurt­ schloß,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Gurtschloßteils aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematische Teilausschnittsdarstellung eines Gurtband/Endbe­ schlags-Bereichs.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Teil eines Sicherheitsgurtsystems (Untergurt) mit einem Gurtschloß 1 dargestellt, welches über ein Halteblech 3 an einem Lagerbock 6 ei­ nes Kraftfahrzeugs befestigt ist. Der andere Teil des Sicherheitsgurtsystems, näm­ lich der Obergurt, ist vorliegend nicht dargestellt.

Auf dem Halteblech 3 ist ein Dehnmeßstreifen 2 angeordnet, der eine Dehnung des Halteblechs 3 registrieren und ein entsprechendes Signal über ein Kabel 7 (vgl. Fig. 2) an eine nicht dargestellte Auswerteeinrichtung weitergibt. Zusätzlich ist eine Lichtschranke 4 auf dem Halteblech 3 aufgebracht. Die Lichtschranke 4 ist so an­ geordnet, daß eine sich darunter befindliche, durch das Halteblech 3 und dem La­ gerbock 6 koaxial erstreckende Bohrung durchstrahlt werden kann.

Wird der Gurt und damit über das Gurtschloß 1 das Halteblech 3 einer bestimmten Zugkraft ausgesetzt, so gibt der Dehnmeßstreifen 2 (alternativ könnte auch ein Pie­ zoelement eingesetzt sein) ein dieser Zugkraft entsprechendes Signal an die Aus­ werteeinrichtung über das Kabel 7 ab. Die Auswerteeinrichtung erfaßt dieses Si­ gnal, wertet es aus und generiert aber einer bestimmten Signalstärke ein Abschalt­ signal, welches an ein oder mehrere Einrichtungen, die im Fahrzeug angeordnet und vorliegend nicht dargestellt sind, abgegeben wird.

Die Lichtschranke durchstrahlt die oben beschriebene Bohrung solange, wie das Halteblech 3 nicht durch eine Zugkrafteinwirkung um einen vordefinierten Bereich gedehnt wird. Ab einer bestimmten Dehnung, die einer definierten Zugkraft ent­ spricht, verschieben sich die im Halteblech 3 und Lagerbock 6 vorgesehenen Boh­ rungen relativ zueinander, so daß sie von der Lichtschranke nicht mehr durchstrahlt werden können. Ein entsprechendes Signal wird dann ebenfalls zu der Auswerte­ einrichtung abgegeben. Vorliegend kann die Auswerteeinrichtung aus einer Kombi­ nation des Dehnmeßstreifensignals und des Lichtschrankensignals auf verschiede­ ne Belastungswerte schließen und je nach in der Auswerteeinrichtung hinterlegtem Algorithmus zu verschiedenen Zeitpunkten das Abschaltsignal abgeben.

Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Hier ist der Ausschnitt eines Sicherheitsgurtsystems am Gurtbandende des Obergurtes dargestellt. Das Gurt­ band 20 ist in Fig. 3 an der Befestigungslasche 22 befestigt. Aus einem Teil des Gurtes am Gurtbandende ist eine Schleife gebildet, welche von einem Meldedraht 21 umwickelt ist. Der Meldedraht 21 ist in einer solchen Stärke ausgebildet, daß er bei einer Belastung des Gurtbandes über den Zugkraftgrenzwert hinaus reißt. Damit wird eine elektrische Verbindung unterbrochen, was von einer elektrischen Aus­ werteeinheit erfaßt wird.

Insgesamt ist mit der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zum Abschalten von Kraftfahrzeugsystemen vorgestellt, welche sich der an einem Sicherheitsgurt auf­ tretenden Zugkraft bedient. Bei Vorliegen einer über einem Grenzwert liegenden Zugkraft wird von einer Sensor-/Auswerteeinheit ein Abschaltsignal abgegeben, was zur Abschaltung von Zündung, Kraftstoff-Fördersystem oder anderen Fahr­ zeugsystemen dienen kann. Insbesondere bietet die vorliegende Erfindung gegen­ über herkömmlichen Beschleunigungs- und Neigungssensoren folgende Vorteile. Sie funktioniert lageunabhängig, was besonders bei Zweirädern o. ä. Fahrzeugen wichtig ist. Sie ist unabhängig von Umwelteinflüssen. Die vorliegende Sensorik weist keine EMV-Relevanz auf. Neben einem einfachen technischen Aufbau ist sie unempfindlich, beispielsweise gegenüber Motor- und Fahrzeugvibrationen. Ferner muß keine Dämpfungs- und Verzögerungszeit in Kauf genommen werden.

Claims (9)

1. Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sicherheitsgurt, bei dem ein Sensor zum Erfassen einer Zugkraft vorgesehen ist und der Sensor mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist, wobei der Sensor oder die Auswerteeinrichtung derart ausgebildet sind, um das Erreichen eines vorgegebenen Zugkraftgrenzwertes zu ermitteln, und die Auswerteeinrichtung bei Erreichen des Zugkraftgrenzwertes ein Ab­ schaltsignal an eine oder mehrere sicherheitskritische Einrichtungen im Kraftfahrzeug abgibt.

2. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug ein Einspurfahrzeug ist.

3. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen das Bordnetz, die Kraftstoffversorgung, das Getriebe oder das Zündsystem sind.

4. Sicherheitsgurtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zugkraftsensor im Gurtschloß, im Gurtschloßbock, im Aufroll­ automat, am Gurtband oder an der Gurtschloßzunge befindet.

5. Sicherheitsgurtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zugkraftsensor eine Druck- oder Zugkraftmeßeinrichtung vorgese­ hen ist.

6. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Druck- oder Zugkraftmeßeinrichtung ein Dehnmeßstreifen, ein Pie­ zoelement, ein Induktions- oder ein Kapazitätssensor verwendet sind.

7. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zugkraftsensor ein elektrischer Leiter dient, der derart ausgebildet und angeordnet ist, daß er bei Erreichen des Zugkraftgrenzwertes am Si­ cherheitsgurt unterbrochen wird.

8. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zugkraftsensor ein mit einem elastisch verformbaren Element ge­ koppelter Schalter dient.

9. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Zugkraftschalter eine Lichtschranke verwendet ist, die einen vor­ definierten Ausschnitt überwacht, wobei der Ausschnitt sich bei überschrei­ ten des Zugkraftgenzwertes verändert, insbesondere geschlossen wird.