DE29717477U1 - Device for fastening a seat belt that can be fastened to a vehicle body - Google Patents
Device for fastening a seat belt that can be fastened to a vehicle bodyInfo
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Description
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An einer Fahrzeugkarosserie befestigbare Vorrichtung zum Aufrollen eines SicherheitsgurtesDevice for retracting a safety belt that can be attached to a vehicle body
Die Erfindung betrifft eine an einer Fahrzeugkarosserie befestigbare Vorrichtung zum Aufrollen eines Sicherheitsgurtes, mit einer Elektronikeinheit.The invention relates to a device for rolling up a safety belt, which can be attached to a vehicle body, with an electronic unit.
Die passive Sicherheitstechnik im Automobil gewinnt zunehmend an Bedeutung. Für die jeweils einem Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurte werden derzeit mechanische Gurtkraftbegrenzer eingesetzt, die üblicherweise einen Torsionsstab enthalten, der auf eine vorbestimmte Kraft bzw. ein vorbestimmtes Drehmoment eingestellt ist. Der Gurtkraftbegrenzer ist in die Gurtaufrollmechanik integriert. Die mechanischen Gurtkraftbegrenzer werden in Richtung einer einstellbaren Gurtkraft weiterentwickelt, wobei diese Einstellung elektrisch geschieht. Dabei wird die Gurtkraft vorwiegend in Abhängigkeit vom Gewicht einer auf dem jeweiligen Fahrzeugsitz sitzenden Person und der Unfallschwere eingestellt. Weiter enthält die Gurtaufrollvorrichtung eine pyrotechnisch arbeitende Gurtstraffereinrichtung, die ausgelöst wird, um im Falle eines Unfalls Gurtlose aufzunehmen, damit ein Fahrzeuginsasse nicht unzulässig weit nach vorne verlagert wird.Passive safety technology in automobiles is becoming increasingly important. Mechanical belt force limiters are currently used for the seat belts assigned to each vehicle seat. These usually contain a torsion bar that is set to a predetermined force or torque. The belt force limiter is integrated into the belt retractor mechanism. The mechanical belt force limiters are being further developed towards an adjustable belt force, with this adjustment being made electrically. The belt force is mainly set depending on the weight of a person sitting on the vehicle seat and the severity of the accident. The belt retractor also contains a pyrotechnic belt tensioner device that is triggered to take up slack in the event of an accident so that a vehicle occupant is not displaced too far forward.
Airbag-Einheiten werden nicht nur in das Lenkrad und in die Schalttafel vor dem Beifahrer eingebaut, sondern befinden sich auch seitlich in den Längsholmen zum Schutz vor Kopfverletzungen, in Türen zum Schutz vor Beckenverletzungen usw.. Für die Auslösung der Seiten-Airbags werden derzeit dezentrale Beschleunigungsaufnehmer-Satelliten im Fahrzeug meist unter demAirbag units are not only installed in the steering wheel and in the dashboard in front of the passenger, but are also located on the sides of the longitudinal beams to protect against head injuries, in doors to protect against pelvic injuries, etc. To trigger the side airbags, decentralized acceleration sensor satellites are currently installed in the vehicle, usually under the
Fahrzeugsitz auf dem Querträger oder an der B-Säule angebracht. Diese Satelliten werden zur Signalerfassung, Aufbereitung und Übertragung der Signale an eine zentrale Auslöseeinheit verwendet, von der aus alle Airbags angesteuert werden. Durch die stark ansteigende Anzahl der passiven Sicherheitselemente im Fahrzeug nehmen auch die in der zentralen Airbag-Steuereinheit erforderlichen Endstufen zur Auslösung der Zündeinheiten der einzelnen Airbag-Einheiten zu. In der Folge davon liegt die Pinanzahl an der zentralen Airbag-Steuereinheit heute bereits in einem Bereich von 56 Nutzpins.Vehicle seat on the cross member or on the B-pillar. These satellites are used to capture, process and transmit the signals to a central triggering unit, from which all airbags are controlled. Due to the sharp increase in the number of passive safety elements in the vehicle, the output stages required in the central airbag control unit to trigger the ignition units of the individual airbag units are also increasing. As a result, the number of pins on the central airbag control unit is already in the range of 56 useful pins.
Insgesamt nimmt der infolge der zunehmend differenzierten passiven Sicherheitstechnik erforderliche Platzbedarf für die jeweiligen Komponenten, der Verkabelungsaufwand, der Montageaufwand und der Sensorikaufwand erheblich zu.Overall, the space required for the respective components, the cabling effort, the assembly effort and the sensor effort are increasing considerably as a result of the increasingly differentiated passive safety technology.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den mit der zunehmend differenzierten passiven Sicherheitstechnik im Automobil verbundenen Platzbedarf für die einzelnen Komponenten, Verkabelungsaufwand, Montageaufwand usw. zu vermindern.The invention is based on the object of reducing the space required for the individual components, wiring effort, assembly effort, etc. associated with the increasingly differentiated passive safety technology in automobiles.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.This problem is solved with the features of the main claim.
Durch die Integration von Elektronik in die normalerweise in dem Pfosten B eines Personenkraftwagens untergebrachte Gurtaufrollvorrichtung kann Sensorik und Rechenkapazität mit den zugehörigen Ansteuerausgängen unmittelbar in die Gurtaufrollvorrichtung integriert werden, wodurch der Platzbedarf für Sensoren abnimmt, Verkabelungsaufwand eingespart wird und die Montage vereinfacht wird.By integrating electronics into the belt retractor, which is normally housed in post B of a passenger car, sensors and computing capacity with the associated control outputs can be integrated directly into the belt retractor, thereby reducing the space required for sensors, saving on wiring and simplifying assembly.
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Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gerichtet.The subclaims are directed to advantageous embodiments of the device according to the invention.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.The invention is explained below using schematic drawings by way of example and with further details.
Es stellen dar:They represent:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Gurtaufrollvorrichtung, undFig. 1 is a schematic side view of a belt retractor, and
Fig. 2 ein Blockschaltbild der in die Gurtaufrollvorrichtung integrierten Elektronikeinheit.Fig. 2 is a block diagram of the electronic unit integrated into the belt retractor.
Gemäß Fig. 1 ist ein Sicherheitsgurt 2, der beispielsweise einem Fahrersitz zugeordnet ist, von einer Wickelwalze 4 auf- und abwickelbar, die in einem Grundkörper 6 gelagert ist. Der Grundkörper 6 ist über nicht dargestellte Befestigungsmittel am Pfosten B (Mittelpfosten) eines Personenkraftwagens befestigt. Die Drehung der Wickelwalze 4 ist mittels eines Blockiermechanismus 8 in Abhängigkeit vom Beschleunigungs- und/oder Neigungszustand des Fahrzeugs blockierbar, so daß die Längenänderbarkeit des Sicherheitsgurtes 2 dann gesperrt ist. Weiter enthält die Lagerung der Wickelwalze 4 einen Gurtkraftbegrenzungsmechanismus 10, mittels dessen die maximale Kraft, mit der der Sicherheitsgurt 2 von der blockierten Wikkelwalze 4 abgewickelt werden kann, begrenzt.According to Fig. 1, a safety belt 2, which is assigned to a driver's seat, for example, can be wound up and unwound by a winding roller 4, which is mounted in a base body 6. The base body 6 is attached to the post B (central post) of a passenger car using fastening means (not shown). The rotation of the winding roller 4 can be blocked by means of a blocking mechanism 8 depending on the acceleration and/or inclination state of the vehicle, so that the length changeability of the safety belt 2 is then blocked. Furthermore, the bearing of the winding roller 4 contains a belt force limiting mechanism 10, by means of which the maximum force with which the safety belt 2 can be unwound from the blocked winding roller 4 is limited.
Die Wickelwalze 4 ist mittels eines GurtStraffermechanismus 12 in Richtung einer Straffung des Sicherheitsgurtes 2 antreibbar, wobei die Straffung durch den Gurtkraftbegrenzermechanismus 10 auf einen einstellbaren Wert begrenzt ist. Zur Auslösung des Gurtstraffermechanismus 12 ist eine Zündeinheit 14 vorgesehen.The winding roller 4 can be driven by means of a belt tensioner mechanism 12 in the direction of tightening the safety belt 2, whereby the tightening is limited to an adjustable value by the belt force limiter mechanism 10. An ignition unit 14 is provided for triggering the belt tensioner mechanism 12.
Der Aufbau des Blockiermechanismus 8, des Gurtkraftbegrenzungsmechanismus 10 und des Gurtstraffermechanismus 12 sind an sich bekannt und werden daher nicht im einzelnen erläutert.The structure of the blocking mechanism 8, the belt force limiting mechanism 10 and the belt tensioner mechanism 12 are known per se and are therefore not explained in detail.
Zur Ansteuerung der Mechanismen 8, 10 und 12 dient eine Elektronikeinheit 16, die über Leitungen 18 mit der Zündeinheit 14 und über Leitungen 20 mit dem Blockiermechanismus 8 und dem Gurtkraftbegrenzungsmechanismus 10 verbunden ist. Die Elektronikeinheit 16 ist über einen Schalter 22, beispielsweise den Betriebsschalter des Kraftfahrzeugs, mit dem Bordnetz verbunden. Eine Datenleitung 24, beispielsweise eine BUS-Leitung, verbindet die Elektronikeinheit 16 mit weiteren Elektronikeinheiten des Fahrzeugs.An electronic unit 16 is used to control the mechanisms 8, 10 and 12. This unit is connected to the ignition unit 14 via lines 18 and to the blocking mechanism 8 and the belt force limiting mechanism 10 via lines 20. The electronic unit 16 is connected to the vehicle electrical system via a switch 22, for example the operating switch of the motor vehicle. A data line 24, for example a BUS line, connects the electronic unit 16 to other electronic units of the vehicle.
Vorteilhafterweise ist das Gehäuse der Elektronikeinheit 16 einteilig mit dem Grundkörper 6 verbunden. Zumindest bildet die Elektronikeinheit 16 zusammen mit den genannten Komponenten der Sicherheitsgurtaufrollvorrichtung eine vollständig vormontierte Einheit, die insgesamt in den Pfosten B oder an geeignete Stellen in die Karosseriestruktur eingebaut wird.Advantageously, the housing of the electronic unit 16 is connected in one piece to the base body 6. At least the electronic unit 16 together with the above-mentioned components of the seat belt retractor forms a completely pre-assembled unit, which is installed as a whole in the post B or at suitable locations in the body structure.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Elektronikeinheit 16:Fig. 2 is a block diagram of the electronic unit 16:
Die Elektronikeinheit 16 enthält einen Mikrocomputer 26 mit Mikroprozessor und zugehörigen Speichern, ein Interface 28 zum Umwandeln von aus einer Datenleitung 24 ausgelesenen Daten in computergerechte Form oder zum Umwandeln von vom Mikrocomputer 26 ausgegebenen Daten in für die Datenleitung 24 geeignete Form. Die Datenleitung 24 kann Bestandteil eines seriellen BUS-Systems sein, wie es beispielsweise als CAN-BUS in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird. Die Datenleitung 24 ist mit weiteren Elektronikeinheiten, beispielsweise einer zentralen Airbag-Auslöseeinheit 3 0 verbunden. Die Elektronikeinheit 16 enthält weiter einen Beschleunigungssensor 32 zur Erfassung von Querbeschleunigungen des Fahrzeugs, einen Beschleunigungssensor 34 zur Erfassung von Längsbeschleunigungen des Fahrzeugs, einen Rollover-Sensor 36 sowie einen Gurtwickelsensor 38, der als Inkrementsensor die Drehstellung der Wickelwalze 4 erfaßt. Zur Energieversorgung der Elektronikeinheit 16 ist eine Energieversorgungseinheit 40 vorgesehen, die vom Bordnetz gespeist wird.The electronic unit 16 contains a microcomputer 26 with a microprocessor and associated memories, an interface 28 for converting data read from a data line 24 into a computer-compatible form or for converting data output by the microcomputer 26 into a form suitable for the data line 24. The data line 24 can be part of a serial BUS system, such as is used as a CAN BUS in motor vehicles. The data line 24 is connected to other electronic units, such as a central airbag triggering unit 30. The electronic unit 16 also contains an acceleration sensor 32 for detecting transverse accelerations of the vehicle, an acceleration sensor 34 for detecting longitudinal accelerations of the vehicle, a rollover sensor 36 and a belt winding sensor 38, which acts as an increment sensor to detect the rotational position of the winding roller 4. To supply energy to the electronic unit 16, a power supply unit 40 is provided, which is fed from the on-board network.
Von der Elektronikeinheit 16 werden angesteuert: die Zündeinheit 14 für den Gurtstraffermechanismus 12 {Fig. 1), ein Gurtschloß 42, eine Zündeinheit 44 für einen ersten Seiten-Airbag und eine Zündeinheit 46 für einen weiteren Seiten-Airbag.The electronic unit 16 controls: the ignition unit 14 for the belt tensioner mechanism 12 {Fig. 1), a belt buckle 42, an ignition unit 44 for a first side airbag and an ignition unit 46 for a further side airbag.
Der Aufbau der beschriebenen Bausteine ist an sich bekannt und wird daher nicht im einzelnen erläutert.The structure of the described building blocks is known per se and is therefore not explained in detail.
Die Gesamtfunktion der beschriebenen Schaltung ist folgende:The overall function of the described circuit is as follows:
Für die Auslösung der Zündeinheit 14 für den Gurtstraffermechanismus 12 oder den Gurtkraftbegrenzermechanismus 10 ist eineTo trigger the ignition unit 14 for the belt tensioner mechanism 12 or the belt force limiter mechanism 10, a
genaue Kenntnis der Fahrzeuglage und der Fahrzeugverzögerung erforderlich, die von den Sensoren 32, 34 und 36 erfaßt wird. Zusätzlich ist von Vorteil, das Gewicht der auf dem jeweiligen Sitz sitzenden Person zu kennen, das über die Datenleitung 24 von der zentralen Auslöseeinheit 30 gesendet wird, die mit einem Gewichtssensor verbunden ist. Zusätzlich ist es vorteilhaft, den Wickelzustand des Sicherheitsgurtes 2 zu kennen, der mit dem Gurtwickelsensor 38 erfaßt wird. Die genannten Signale bzw. Informationen werden im Mikrocomputer 26 mit Hilfe dort abgelegter Algorithmen umgerechnet und führen zur Erzeugung eines Zündimpulses für die Zündeinheit 14. Die Zündeinheit 14 kann mehrstufig gezündet werden, so daß eine differenzierte Gurtstraffung oder Gurtkraftbegrenzung möglich ist.precise knowledge of the vehicle position and the vehicle deceleration is required, which is recorded by the sensors 32, 34 and 36. It is also advantageous to know the weight of the person sitting on the respective seat, which is sent via the data line 24 from the central trigger unit 30, which is connected to a weight sensor. It is also advantageous to know the winding state of the seat belt 2, which is recorded by the belt winding sensor 38. The above-mentioned signals or information are converted in the microcomputer 26 with the help of algorithms stored there and lead to the generation of an ignition pulse for the ignition unit 14. The ignition unit 14 can be ignited in several stages, so that a differentiated belt tensioning or belt force limitation is possible.
Es kann zweckmäßig sein, das Gurtschloß 42 mit einer gewissen Verzögerung nach einem Unfall zu öffnen, was ebenfalls vom Mikrocomputer 26 aus gesteuert wird.It may be expedient to open the belt buckle 42 with a certain delay after an accident, which is also controlled by the microcomputer 26.
Für die Zündung der beiden Seiten-Airbags, beispielsweise eines vorderen oder eines hinteren Seiten-Airbags im Karosserieholm und/oder in der Türe oder am Fahrzeugsitz, ist eine genaue Kenntnis des Verzögerungszustandes des Fahrzeugs nötig, die mittels der Sensoren 32, 34 und 36 sowie gegebenenfalls weiteren Informationen aus der zentralen Steuereinheit 30 gewonnen wird. Auch die Zündeinheiten 34 und 46 können mehrstufig sein, so daß eine differenzierte Entfaltung der zugehörigen Luftsäcke erfolgt.To ignite the two side airbags, for example a front or rear side airbag in the body pillar and/or in the door or on the vehicle seat, precise knowledge of the deceleration state of the vehicle is necessary, which is obtained using the sensors 32, 34 and 36 and, if necessary, further information from the central control unit 30. The ignition units 34 and 46 can also be multi-stage, so that a differentiated deployment of the associated airbags takes place.
Die Zündeinheiten 14, 44 und 46 werden von der Elektronikeinheit 16 vorteilhafterweise ständig auf ihre Funktion hin über-The ignition units 14, 44 and 46 are advantageously constantly monitored for their function by the electronic unit 16.
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prüft, indem ihr Widerstand durch Beaufschlagung mit geringen Spannungen und Messung des zugehörigen Stroms bestimmt wird. Somit ist eine Diagnose der Zündeinheiten 14, 44 und 46 möglich. Ebenso kann der Zustand des Gurtschlosses 42 (geschlossen oder offen) abgefragt werden, was Voraussetzung für die Aktivierung des GurtStraffermechanismus 12 oder des Gurtkraftbegrenzermechanismus 10 ist.checks by determining their resistance by applying low voltages and measuring the associated current. This makes it possible to diagnose the ignition units 14, 44 and 46. The status of the belt buckle 42 (closed or open) can also be queried, which is a prerequisite for activating the belt tensioner mechanism 12 or the belt force limiter mechanism 10.
Vorteilhafterweise enthält die Elektronikeinheit 16 zusätzlich einen an sich bekannten mechanischen Sicherheitsschalter 48, der alle Auslösungen sperrt, wenn nicht eine gewisse Mindestbeschleunigung vorliegt und damit gegen Fehlauslösungen sichert.Advantageously, the electronic unit 16 additionally contains a mechanical safety switch 48, which is known per se and blocks all triggering unless a certain minimum acceleration is present, thus protecting against false triggering.
Im Mikrocomputer 26 können Algorithmen abgelegt sein, die eine Zündung der Zündeinheiten 44 und 46 autark nur durch die Elektronikeinheit 16 herbeiführen. Alternativ können die Algorithmen zusätzliche Informationen von der zentralen Auslöseeinheit 30 verwenden oder die zentrale Auslöseeinheit 30 kann auch die Zündung der Zündeinheiten 44 und 46 steuern. 20Algorithms can be stored in the microcomputer 26 that cause ignition of the ignition units 44 and 46 independently only by the electronic unit 16. Alternatively, the algorithms can use additional information from the central trigger unit 30 or the central trigger unit 30 can also control the ignition of the ignition units 44 and 46. 20
Die Endstufen für die Zündeinheiten 14, 44 und 46 sind vorteilhafterweise in die Elektronikeinheit 16 integriert und werden von der Energieversorgungseinheit 40 mit Strom versorgt, so daß für die Zündeinheiten 14, 44 und 46 keine getrennten Steuer- und Leistungsleitungen erforderlich sind.The output stages for the ignition units 14, 44 and 46 are advantageously integrated into the electronic unit 16 and are supplied with power by the energy supply unit 40, so that no separate control and power lines are required for the ignition units 14, 44 and 46.
Es versteht sich, daß jede Gurtaufrollvorrichtung des Fahrzeugs mit einer Elektronikeinheit versehen sein kann, wobei die Ausstattung jeder Elektronikeinheit mit Sensoren und Algorithmen dem jeweiligen Bedarf zweckentsprechend erfolgen kann.It is understood that each belt retractor in the vehicle can be equipped with an electronic unit, whereby each electronic unit can be equipped with sensors and algorithms as required.
über die Datenleitung 24 können der Elektronikeinheit 16 beispielsweise folgende Informationen zugeführt werden:The following information, for example, can be supplied to the electronic unit 16 via the data line 24:
- Gewicht einer auf dem zugehörigen Sitz sitzenden Person (für Gurtstraffung und Gurtkraftbegrenzung), Kindersitzerkennung (Sperrung einer Airbag-Auslösung), Gurtblockierung.- Weight of a person sitting on the corresponding seat (for belt tensioning and belt force limitation), child seat detection (blocking airbag deployment), belt locking.
Von der Elektronikeinheit 16 an die zentrale Steuereinheit 30 wird über die Datenleitung 24 beispielsweise folgende Information gegeben:The following information, for example, is sent from the electronic unit 16 to the central control unit 30 via the data line 24:
Zündinformation Seiten-Airbags (falls von der zentralen Steuereinheit aus gezündet wird), Gurtschloßzustand,Side airbag ignition information (if triggered by the central control unit), Seat belt buckle status,
Diagnoseegebnis (für Fehleranzeige), Rollover (für Airbag-Auslösung), Beschleunigung in Längs- und Seitenrichtung {Airbag-Auslösung). Diagnostic result (for error display), rollover (for airbag deployment), acceleration in longitudinal and lateral direction {airbag deployment).
Die beispielsweise erläuterte Erfindung führt u.a. zu folgenden Vorteilen:The invention explained as an example leads to the following advantages, among others:
Durch die in die Gurtaufrollvorrichtung integrierte Elektronik können die derzeit üblichen mechanischen Lösungen durch elektronisch angesteuerte, intelligente Lösungen ersetzt werden. Es wird Montagezeit gespart, da anstatt mehrerer Einheiten (Gurtaufroller, Seiten-Airbag-Satellit) nur noch ein Modul montiert werden muß. Die Anzahl der Steckerpins an der zentralenThanks to the electronics integrated into the belt retractor, the currently common mechanical solutions can be replaced by electronically controlled, intelligent solutions. Assembly time is saved, as only one module needs to be installed instead of several units (belt retractor, side airbag satellite). The number of connector pins on the central
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Airbag-Auslöseeinheit wird vermindert. Die Auslösezeiten der Seiten-Airbags können verringert werden, wenn die Auslöseendstufen direkt und nicht mehr über die zentrale Auslöseeinheit angesteuert werden. Es werden Leitungen eingespart. Durch integrierte Sensoren (Drehraten- oder Low-G-Sensoren) und die Vernetzung mit der Zentraleinheit können im Zentralgerät Algorithmen zur Überrollerkennung ablaufen.Airbag triggering unit is reduced. The triggering times of the side airbags can be reduced if the triggering end stages are controlled directly and no longer via the central triggering unit. Cables are saved. Thanks to integrated sensors (rotation rate or low-G sensors) and networking with the central unit, algorithms for rollover detection can run in the central unit.
Claims (4)
- eine Neigungs- und/oder Überrollsensorik (36), und eine Einrichtung zur Auswertung der Signale einer Neigungs- und/oder überrollsensorik (36).a device for evaluating the signals of a child seat detection electronics,
- an inclination and/or rollover sensor system (36), and a device for evaluating the signals from an inclination and/or rollover sensor system (36).
Gurtwickelsensor (38) .Rollover sensor (36) and
Belt winding sensor (38) .
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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