DE60110549T2 - Kraftsensor für einen gurt - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Insassenrückhaltesystem, das einen Sensor zur Ermittlung der Gurtspannung umfasst, der anzeigt, ob ein Kindersitz vorhanden ist.
  • Ein Kraftfahrzeug ist typischerweise mit einem Airbagsystem ausgestattet, das Airbag-Luftkissen auslöst, um die Insassen bei einem Aufprall zu schützen. Die Auslösung eines Airbag-Luftkissens muss notwendigerweise schnell geschehen, um durch den Aufprall verursachten Verletzungen vorzubeugen. Wegen der Geschwindigkeit, mit der das Airbag-Luftkissen aufspringt, und der vom Aufblasen des Airbag-Luftkissens ausgehenden Wucht ist die Entfaltung eines Airbag-Luftkissens zum Schutz von Kleinkindern ungeeignet. Darüber hinaus ist die Anbringung eines Kindersitzes mit der beabsichtigten Funktion des Airbagsystems nicht vereinbar. Obwohl für Fahrzeuge, die mit einem Airbagsystem ausgestattet sind, Warnungen und Verbote, Kinder in den Entfaltungsbereich eines Airbags zu setzen oder dort Kindersitze zu verwenden, heute zum Standard gehören, werden solche Warnungen möglicherweise missachtet, was unerwünschte Folgen nach sich zieht.
  • Passive Warnungen und Hinweise können durch ein aktives System ergänzt werden, das den Insassentyp, der den Sitz benutzt, erkennt und die Airbagauslösung aufgrund vorgegebener Kriterien deaktiviert. Eines dieser in Fachkreisen bekannten Systeme ist ein gewichtsbasiertes Insassenerkennungssystem. Ein gewichtsbasiertes System umfasst im Sitz angebrachte Sensoren, die eine Bestimmung des Gewichts der Person auf diesem Sitz ermöglichen. Solche Systeme sind so eingestellt, dass der Airbag deaktiviert wird, nachdem festgestellt wurde, dass das Gewicht der Person unter einem bestimmten vorgegebenen Gewicht liegt. Solche Systeme arbeiten gut, können allerdings getäuscht werden, wenn ein Kindersitz über den Gewichtssensoren angebracht wird. Der Kindersitz ist typischerweise am Sitz eines Kraftfahrzeugs befestigt, indem der Sicherheitsgurt um oder durch den Kindersitz geführt wird. Der Sicherheitsgurt des Kraftfahrzeugs sichert ein Kind nicht in derselben Weise, wie wenn er verwendet wird, um eine erwachsene Person zu sichern. Stattdessen wird der Sicherheitsgurt zur Befestigung des Kindersitzes verwendet, und daraufhin sichert der Kindersitz das Kind. Weil der Sicherheitsgurt den Kindersitz sichert, wird er fester angezogen als wenn er wie gewöhnlich verwendet wird, um eine Person zu sichern. Wenn der Sicherheitsgurt fest um den Kindersitz gezurrt wird, wirkt eine große Kraft auf den Sitz und damit auch auf die Gewichtssensoren. Eine solche Kraft kann das Gewichtssensorsystem täuschen, so dass es davon ausgeht, dass sich auf dem Beifahrersitz ein großer Erwachsener statt eines Kindersitzes befindet, und daher die Auslösung des Airbag-Luftkissens nicht deaktiviert.
  • Aus diesen Gründen ist es wünschenswert und notwendig, ein Verfahren und ein Gerät zu entwickeln, mit deren Hilfe erkannt und unterschieden werden kann, ob sich eine erwachsene Person oder ein Kindersitz auf dem Sitz befindet, damit die Auslösung des Airbag-Luftkissens deaktiviert werden kann, wenn sich ein Kindersitz auf dem Sitz befindet.
  • WO99/12012 (Breed Automotive Technology Inc) beschreibt eine Vorrichtung zur Messung der Gurtspannung. Dieses Gerät ist in eine Sicherheitsgurtbefestigung integriert. WO99/29538 (Automotive Systems Lab Inc) beschreibt einen Hall-Effekt-Gurtstraffer, der eine Mehrkomponenten-Anordnung umfasst. WO99/27337 (Automotive System Lab Inc) beschreibt einen Villari-Effekt-Gurtspannungssensor, der mit einer Sicherheitsgurtbefestigung gekoppelt ist. US-A-5.996.421 (Breed Automotive Technology Inc) beschreibt einen Gurtspannungssensor, der ein flexibles Potentiometer verwendet: Eine Feder ist in einer Sicherheitsgurtbefestigung angebracht, in der ein flexibles Potentiometer montiert ist: Der Widerstand ist proportional zur Kraft.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Baugruppe und ein Verfahren zur Messung der auf einen Sicherheitsgurt wirkenden Zugkräfte, so dass ermittelt werden kann, ob sich eine Person oder ein Kindersitz auf einem Sitz befindet.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Insassenrückhalte-Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das über ein Airbagsystem verfügt, wobei die besagte Baugruppe Folgendes umfasst: eine Sicherheitsgurt-Baugruppe, die mindestens zwei miteinander koppelbare Gurtabschnitte aufweist; eine Sensorbaugruppe, die an mindestens einem der besagten Gurtabschnitte befestigt ist und dazu dient, die Kraft auf dem besagten Gurt zu ermitteln; eine Steuerung, die elektrisch an die besagte Sensorbaugruppe und das Airbagsystem angeschlossen ist, so dass der Wert für eine Kraft am besagten Gurt, der größer als ein vorbestimmter Wert ist, anzeigt, dass ein Kindersitz vorhanden ist; dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Sensorbaugruppe drei Zinken umfasst, die von einem gemeinsamen Rücken ausgehen; wobei ein mittlerer Zinken zwischen den äußeren Zinken angeordnet ist und einen Dehnmessstreifen beinhaltet, der zur Messung der Auslenkung des besagten mittleren Zinkens dient; wobei der besagte Gurt derart durch die besagten Zinken geführt wird, dass die Kraft auf dem besagten Gurt bewirkt, dass der besagte mittlere Zinken quer zur Kraft auf dem besagten Gurt ausgelenkt wird, und die Kraft auf dem besagten Gurt proportional zur Auslenkung des besagten mittleren Zinkens ist, so dass die auf den Gurt wirkenden Zugkräfte ermittelt werden können. Der Dehnmessstreifen ist elektrisch an eine im Fahrzeug angebrachte Steuerung angeschlossen, die verwendet wird um festzustellen, ob eine Deaktivierung des Airbags notwendig ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Zugkraftsensor-Baugruppe für einen Sicherheitsgurt für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das eine Sicherheitsgurt-Baugruppe und ein Airbagsystem aufweist, wobei die besagte Baugruppe einen Dehnmessstreifen umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbaugruppe drei Zinken aufweist, die von einem gemeinsamen Rücken ausgehen; wobei ein mittlerer Zinken zwischen den äußeren Zinken angeordnet ist und der besagte Dehnmessstreifen auf dem besagten mittleren Zinken angeordnet ist, um die Auslenkung des besagten mittleren Zinkens zu messen; wobei der Sicherheitsgurt derart durch die besagten Zinken geführt wird, dass die Kraft auf dem besagten Gurt bewirkt, dass der besagte mittlere Zinken quer zur Kraft auf dem Gurt ausgelenkt wird, wobei die Auslenkung des besagten mittleren Zinkens proportional zu der auf den Gurt wirkenden Kraft ist, so dass die auf den Sicherheitsgurt wirkenden Zugkräfte ermittelt werden können. Diese Anordnung sorgt dafür, dass der Sensor ohne Modifikationen des Sicherheitsgurtes angebracht werden kann. Die Größe der Auslenkung des mittleren Zinkens ist proportional zu der auf den Gurt wirkenden Zugkraft, die verwendet wird um zu ermitteln, ob sich ein eine Person oder ein Kindersitz auf einem Sitz befindet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Unterscheidung bereitgestellt, ob sich in einem Kraftfahrzeug eine Person oder ein Kindersitz auf einem Sitz befindet, wobei das besagte Verfahren folgende Schritte beinhaltet: Messen der Kraft, die auf einen Sicherheitsgurt ausgeübt wird; Übermitteln des gemessenen Werts der Kraft an eine Steuerung; Vergleichen des Werts einer Kraft mit einem vorgegebenen Wert für die Kraft; und Erkennen, dass ein Kindersitz vorhanden ist, sofern der gemessene Wert für die Kraft größer als der vorgegebene Wert für die Kraft ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbaugruppe drei Zinken umfasst, die von einem gemeinsamen Rücken ausgehen, wobei ein mittlerer Zinken zwischen äußeren Zinken angeordnet ist und der besagte Dehnmessstreifen auf dem besagten mittleren Zinken angeordnet ist, um die Auslenkung des besagten mittleren Zinkens zu messen; wobei der Sicherheitsgurt derart durch die besagten Zinken geführt ist, dass die Kraft auf dem Sicherheitsgurt den besagten mittleren Zinken quer zu der Kraft auslenkt, die auf den Sicherheitsgurt wirkt, wobei die Auslenkung des besagten mittleren Zinkens proportional zur Kraft auf dem Gurt ist, so dass die auf den Sicherheitsgurt wirkenden Zugkräfte ermittelt werden können.
  • Das Verfahren und die Baugruppe der vorliegenden Erfindung liefern die notwendigen Informationen um zu erkennen und unterscheiden, ob sich eine Person oder ein Kindersitz auf dem Sitz befindet, so dass die Auslösung eines Airbags im Fahrzeug verhindert werden kann, wenn sich ein Kindersitz auf dem Sitz befindet.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden für Fachleute aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ersichtlich. Die Zeichnungen, die der ausführlichen Beschreibung beigefügt sind, können kurz wie folgt beschrieben werden:
  • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Sitzes und der Insassenrückhalte-Baugruppe, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist;
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform des Kraftsensors;
  • 3 zeigt eine Explosionsdarstellung der ersten Ausführungsform des Kraftsensors;
  • 4 zeigt eine Ansicht der ersten Ausführungsform, die von einem Gehäuse umgeben ist; und
  • 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines nicht erfindungsgemäßen Kraftsensors, an dem der Sicherheitsgurt angebracht ist.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Gemäß den Abbildungen, wobei gleiche Nummernzeichen gleiche oder entsprechende Teile für die verschiedenen Ansichten kennzeichnen, betrifft die vorliegende Erfindung eine Insassenrückhalte-Baugruppe wie allgemein bei 10 in 1 dargestellt. Die Baugruppe 10 umfasst einen Sicherheitsgurt 12, der zwei Abschnitte 14, 16 und einen Sensor 18 aufweist. Die Baugruppe 10 ist im Inneren eines Kraftfahrzeugs 20 angeordnet, das über ein Airbagsystem 22 verfügt. Eine Steuerung 24 ist im Inneren des Kraftfahrzeugs 20 angeordnet und kommuniziert über elektrische Leitungen 26 mit dem Sensor 18. Die Steuerung 24 kommuniziert ferner mit dem Airbagsystem 22. Üblicherweise ist das Airbagsystem 22 innerhalb der Instrumententafel 28 angeordnet und so positioniert, dass es einer auf dem Beifahrersitz 30 sitzenden Person Schutz bietet. Der Fachmann wird erkennen, dass die vorliegende Erfindung überall platziert und in jedes beliebige Gurt-Rückhaltesystem an jeder Stelle im Kraftfahrzeug 20 integriert und mit dem Airbagsystem 22 gekoppelt werden kann. Der Sensor 18 befindet sich vorzugsweise am fest stehenden oder nicht aufrollbaren Abschnitt von Sicherheitsgurt 12.
  • Gemäß 2 umfasst der Sensor 18 Zinken 32, die von einem gemeinsamen Rücken 34 ausgehen. Die Zinken 32 umfassen einen mittleren Zinken 36, der zwischen zwei äußeren Zinken 38 angeordnet ist. Auf dem mittleren Zinken 36 ist ein Dehnmessstreifen 40 angeordnet, der die Auslenkung des mittleren Zinkens 36 misst. Als Dehnmessstreifen 40 kann jeder dem Fachmann bekannte Typ verwendet werden. Der Dehnmessstreifen 40 ist mittels der Leitungen 26 elektrisch an die Steuerung 24 im Inneren des Kraftfahrzeugs 20 angeschlossen.
  • Der Sensor 18 wird befestigt, indem der Sicherheitsgurt 12 oberhalb der äußeren Zinken und unterhalb des mittleren Zinkens 36 geführt wird, so dass eine Schleife 42 im Sicherheitsgurt 12 entsteht. Die Kraft (deren Richtung durch die Pfeile A gekennzeichnet wird), die auf den Sicherheitsgurt 12 wirkt, strafft die Schleife 42, wodurch auf den mittleren Zinken 36 eine Kraft quer zu der Kraft auf dem Sicherheitsgurt ausgeübt wird, wie durch Pfeil B gezeigt. Die Auslenkung des mittleren Zinkens, die durch die Straffung des Sicherheitsgurts 12 bewirkt wird, wird vom Dehnmessstreifen 40 gemessen. Die Auslenkung des mittleren Zinkens 36 ist proportional zu der Kraft, die auf den Sicherheitsgurt 12 ausgeübt wird, und bewirkt daher eine Messung der auf den Sicherheitsgurt 12 ausgeübten Kräfte und dieser Messwert wird an die Steuerung 24 übermittelt.
  • Gemäß 3 und 4 umschließen ein Gehäuse 44 und eine Abdeckung 46 den Sensor 18, um ihn vor Fehler auslösenden Kontakten zu schützen. Das Gehäuse 44 und die Abdeckung 46 kaschieren den Sensor 18 und die zugehörigen Leitungen 26 ferner, um für ein gefälligeres Aussehen zu sorgen. Das Gehäuse 44 und die Abdeckung 46 sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt und werden durch eine einfache Schnappverschlussanordnung 48 miteinander verbunden. Wie für den Fachmann zu erkennen, kann die Anordnung aus Gehäuse 44 und Abdeckung 46 von jedem auf diesem technischen Gebiet bekannten Typ sein.
  • Der gemessene Wert der Kraft wird an die Steuerung 24 übermittelt und mit einem vorgegebenen Wert für die Kraft verglichen. Der vorgegebene Wert für die Kraft ist größer als der Wert für die Kraft, die normalerweise auf eine Person ausgeübt wird und für die Person nicht erträglich wäre, wäre allerdings bezeichnend für den Wert der Kraft, die auf den Sicherheitsgurt 12 ausgeübt wird, um einen Kindersitz 58 (in 1 dargestellt) in Position zu halten.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst darüber hinaus ein Verfahren, das derart unterscheidet zwischen einer Person und dem Kindersitz 58, dass das Airbagsystem 22 deaktiviert werden kann, falls der Kindersitz 58 erkannt wird. Das Verfahren beinhaltet die Messung der auf den Sicherheitsgurt 12 ausgeübten Kraft, indem ein Sensor 18, 60 am Sicherheitsgurt 12 bereitgestellt wird, der den Wert der Kraft auf dem Sicherheitsgurt 12 an die Steuerung 24 übermittelt. Wie oben beschrieben, wird die Kraft mit Hilfe des Dehnmessstreifens 40, 56 gemessen, der auf dem Sensor 18, 60 angeordnet ist. Der Dehnmessstreifen 40, 56 misst die Stärke der Zugkraft, die vom Sicherheitsgurt 12 auf den Sensor 18, 40 ausgeübt wird. Der gemessene Wert der Kraft wird mit dem vorgegebenen Wert für die Kraft verglichen. Wie oben beschrieben, ist der vorgegebene Wert für die Kraft ein Wert für die Kraft, die als unerträglich für eine Person definiert ist und bezeichnend ist für den Wert der Kraft, die normalerweise aufgewendet wird, um den Kindersitz 58 im Kraftfahrzeug 20 zu befestigen. Falls der Wert der Kraft auf dem Sicherheitsgurt 12 kleiner als der vorgegebene Wert ist, bleibt das Airbagsystem 22 aktiviert. Falls der gemessene Wert für die Kraft hingegen größer als der vorgegebene Wert für die Kraft ist, wird das Airbagsystem 22 deaktiviert, weil erkannt wurde, dass der Kindersitz 58 vorhanden ist.
  • Die vorstehende Beschreibung ist beispielhaft und nicht nur eine wesentliche spezielle Darlegung. Die Erfindung ist in beispielhafter Weise beschrieben worden, und es ist klar, dass die verwendete Terminologie ihrem Wesen nach verbal beschreibend und nicht einschränkend gemeint ist. Viele Abweichungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung sind vor dem Hintergrund der offenbarten Lehre möglich. Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind offenbart worden; der Fachmann wird allerdings erkennen, dass sich bestimmte Modifikationen im Schutzbereich dieser Erfindung bewegen. Deshalb kann die Erfindung selbstverständlich im Rahmen der beigefügten Ansprüche auf eine andere Weise realisiert werden als hier speziell beschrieben wurde. Aus diesem Grunde müssen die nachfolgenden Ansprüche studiert werden, um den tatsächlichen Schutzbereich und Inhalt dieser Erfindung zu bestimmen.

Claims (13)

  1. Zugkraftsensor-Baugruppe für einen Sicherheitsgurt für ein Kraftfahrzeug (20), das mit einer Sicherheitsgurt-Baugruppe und einem Airbagsystem (22) ausgestattet ist, wobei die Zugkraftsensor-Baugruppe Folgendes umfasst: einen Dehnmessstreifen; dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbaugruppe drei Zinken umfasst, die von einem gemeinsamen Rücken ausgehen; wobei ein mittlerer Zinken (36) zwischen äußeren Zinken (38) angeordnet ist und der besagte Dehnmessstreifen (40) auf besagtem mittleren Zinken angeordnet ist, um die Auslenkung des besagten mittleren Zinkens zu messen; wobei der Sicherheitsgurt derart durch die besagten Zinken geführt ist, dass die Kraft auf dem Sicherheitsgurt den mittleren Zinken quer zur Kraft auf dem Sicherheitsgurt auslenkt, wobei die Auslenkung des mittleren Zinkens proportional zur Kraft auf dem Gurt ist, so dass die auf den Sicherheitsgurt wirkenden Zugkräfte ermittelt werden können.
  2. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das besagte Kraftsignal von einer Steuerung (24) empfangen wird, die im Kraftfahrzeuginneren angeordnet ist, wobei die besagte Steuerung dem Airbagsystem signalisiert, dessen Auslösung zu deaktivieren, sofern das Kraftsignal größer als ein vorgegebener Wert ist, der das Vorhandensein eines Kindersitzes anzeigt.
  3. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der besagte Sensor in einem Gehäuse (44) angeordnet ist, das eine Abdeckung (46) aufweist.
  4. Baugruppe nach Anspruch 3, wobei das besagte Gehäuse aus Kunststoff hergestellt ist und die besagte Abdeckung am besagten Gehäuse einrastet.
  5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der besagte Sicherheitsgurt durch die besagten Zinken geführt wird, ohne den Sicherheitsgurt zu modifizieren.
  6. Insassenrückhalte-Baugruppe für ein Kraftfahrzeug (20), das eine Zugkraftsensor-Baugruppe für einen Sicherheitsgurt wie in Anspruch 1 beansprucht und ein Airbagsystem (22) aufweist, wobei die besagte Insassenrückhalte-Baugruppe ferner Folgendes umfasst: eine Sicherheitsgurt-Baugruppe, die mindestens zwei miteinander koppelbare Gurtabschnitte (14, 16) aufweist eine Steuerung (24), die elektrisch an die besagte Sensorbaugruppe und das Airbagsystem angeschlossen ist, so dass ein Wert einer Kraft auf dem besagten Gurt, der größer ist als ein vorgegebener Wert für die Kraft, anzeigt, dass ein Kindersitz vorhanden ist.
  7. Baugruppe nach Anspruch 6, wobei die besagte Steuerung mit dem besagten Airbagsystem kommuniziert und die Auslösung des besagten Airbagsystems deaktiviert, sofern das Vorhandensein des Kindersitzes angezeigt wird.
  8. Baugruppe nach Anspruch 6, die an den besagten Gurtabschnitten befestigt werden kann, ohne den besagten Gurt zu modifizieren.
  9. Baugruppe nach Anspruch 6, wobei der besagte Sensor in einem Gehäuse (44) angeordnet ist, das eine Abdeckung (46) aufweist.
  10. Baugruppe nach Anspruch 9, wobei das besagte Gehäuse aus Kunststoff hergestellt ist und die besagte Abdeckung am besagten Gehäuse einrastet.
  11. Verfahren zur Unterscheidung, ob sich in einem Kraftfahrzeug eine Person oder ein Kindersitz auf einem Sitz befindet, wobei das besagte Verfahren folgende Schritte umfasst: Messung der auf einen Sicherheitsgurt ausgeübten Kraft; Übermittlung des gemessenen Werts der Kraft an eine Steuerung; Vergleich des Werts der Kraft mit einem vorgegebenen Wert für die Kraft; Erkennung, dass ein Kindersitz vorhanden ist, sofern der gemessene Wert für die Kraft größer als der vorgegebene Wert für die Kraft ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Baugruppe drei Zinken aufweist, die von einem gemeinsamen Rücken ausgehen, wobei ein mittlerer Zinken (36) zwischen äußeren Zinken (38) angeordnet ist, und der besagte Dehnmessstreifen (40) auf besagtem mittleren Zinken angeordnet ist, um die Auslenkung des besagten mittleren Zinkens zu messen; wobei der Sicherheitsgurt derart durch die besagten Zinken geführt ist, dass die Kraft auf dem Sicherheitsgurt bewirkt, dass der mittlere Zinken quer zur Kraft auf dem Sicherheitsgurt ausgelenkt wird, wobei die Auslenkung des mittleren Zinkens proportional zur Kraft auf dem Gurt ist, so dass die auf den Sicherheitsgurt wirkenden Zugkräfte ermittelt werden können.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Kraftfahrzeug (20) ein Airbagsystem (22) umfasst, und das darüber hinaus den Schritt umfasst, dass die Auslösung des Airbagsystems deaktiviert wird, nachdem erkannt wurde, dass ein Kindersitz vorhanden ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der vorgegebene Wert für die Kraft ferner als der Wert für die Kraft definiert ist, die für Personen normalerweise nicht erträglich ist, die aber üblicherweise aufgewendet wird, um einen Kindersitz an seinem Platz zu befestigen.
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