DE102022130287A1 - Restraint device for an occupant sitting on a vehicle seat of a motor vehicle, vehicle seat with a restraint device and restraint system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rückhalteeinrichtung (4) für einen auf einem Fahrzeugsitz (1) eines Kraftfahrzeuges sitzenden Insassen mit
- einem Gurtaufroller (6) mit
- einem fahrzeugfest befestigbaren Rahmen und
- einer in dem Rahmen drehbar gelagerten Gurtwelle, und
- einem mit einem Ende auf der Gurtwelle aufwickelbaren Sicherheitsgurt (5), welcher zur Rückhaltung des Insassen über die Schulter des Insassen zugeführt wird, wobei
- ein die Drehbewegung der Gurtwelle detektierender Drehwinkelsensor (16) vorgesehen ist, und
- ein Positionssensor (15) vorgesehen ist, welcher ein den Zuführwinkel des Sicherheitsgurtes (5) über die Schulter des Insassen repräsentierendes Signal erzeugt. The invention relates to a restraint device (4) for an occupant sitting on a vehicle seat (1) of a motor vehicle, with
- a belt retractor (6) with
- a frame that can be fixed to the vehicle and
- a belt shaft rotatably mounted in the frame, and
- a safety belt (5) which can be wound onto the belt shaft at one end and which is guided over the shoulder of the occupant to restrain the occupant, whereby
- a rotation angle sensor (16) is provided which detects the rotational movement of the belt shaft, and
- a position sensor (15) is provided which generates a signal representing the feed angle of the seat belt (5) over the shoulder of the occupant.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückhalteeinrichtung für einen auf einem Fahrzeugsitz eines Kraftfahrzeuges sitzenden Insassen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 3 und ein Rückhaltesystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 7.The present invention relates to a restraint device for an occupant sitting on a vehicle seat of a motor vehicle with the features of the preamble of claim 1, a vehicle seat with the features of the preamble of claim 3 and a restraint system with the features of the preamble of claim 7.

Als Rückhalteeinrichtungen für die auf den Fahrzeugsitzen sitzenden Insassen in Kraftfahrzeugen haben sich insbesondere 3-Punkt-Gurte bewährt, welche als ein Grundelement einen Sicherheitsgurt aufweisen, welcher mit einem Ende auf einer Gurtwelle eines an einer Seite des Fahrzeugsitzes fahrzeugfest befestigten Gurtaufroller aufwickelbar ist und mit dem anderen Ende mit einem Endbeschlag an derselben Seite des Fahrzeugsitzes fahrzeugfest befestigt ist. Ferner ist auf dem Sicherheitsgurt eine verschiebbare Gurtzunge vorgesehen, welche zur Unterteilung des Sicherheitsgurtes in einen die Brust des Insassen kreuzenden Diagonalgurtabschnitt und einen das Becken des Insassen kreuzenden Beckengurtabschnitt in einem auf der anderen Seite des Fahrzeugsitzes fahrzeugfest befestigten Gurtschloss verriegelbar ist. Die Gurtwelle, auf der der Sicherheitsgurt aufwickelbar ist, ist in einem Rahmen des Gurtaufrollers drehbar gelagert und weist eine Blockiereinrichtung auf, welche in Abhängigkeit von dem Überschreiten einer vorbestimmten Auszugsbeschleunigung des Sicherheitsgurtes und/oder dem Überschreiten einer vorbestimmten Fahrzeugverzögerung aktiviert wird und eine weitere Drehung der Gurtwelle in Auszugsrichtung des Sicherheitsgurtes zur Rückhaltung des Insassen blockiert.Three-point belts have proven particularly useful as restraint devices for the occupants sitting on vehicle seats in motor vehicles. These have a safety belt as a basic element, one end of which can be wound onto a belt shaft of a belt retractor that is fixed to the vehicle on one side of the vehicle seat, and the other end of which is fixed to the vehicle with an end fitting on the same side of the vehicle seat. The safety belt also has a movable belt tongue that can be locked in a belt buckle that is fixed to the vehicle on the other side of the vehicle seat in order to divide the safety belt into a diagonal belt section that crosses the occupant's chest and a lap belt section that crosses the occupant's pelvis. The belt shaft on which the safety belt can be wound is rotatably mounted in a frame of the belt retractor and has a blocking device which is activated as a function of the exceeding of a predetermined pull-out acceleration of the safety belt and/or the exceeding of a predetermined vehicle deceleration and blocks further rotation of the belt shaft in the pull-out direction of the safety belt in order to restrain the occupant.

Ferner können moderne Rückhalteeinrichtungen zusätzlich mit reversiblen und/oder irreversiblen Gurtstraffern und/oder steuerbaren oder nicht steuerbaren Kraftbegrenzungseinrichtungen versehen sein, durch welche die Rückhaltecharakteristik der Rückhalteeinrichtung insbesondere hinsichtlich einer möglichst geringen Insassenbelastung weiter optimiert werden kann.Furthermore, modern restraint devices can additionally be provided with reversible and/or irreversible belt tensioners and/or controllable or non-controllable force limiting devices, by means of which the restraint characteristics of the restraint device can be further optimized, in particular with regard to the lowest possible occupant load.

Ein Problem bei solchen Rückhalteeinrichtungen ist es, dass die Rückhaltung des Insassen voraussetzt, dass sich der Insasse auch tatsächlich angeschnallt hat. Da die angelegte Rückhalteeinrichtung grundsätzlich auch eine zumindest geringe Einschränkung der Bewegungsfreiheit des Insassen zur Folge hat, gibt es Insassen, wie z.B. Berufskraftfahrer, die das Anlegen der Rückhalteeinrichtung grundsätzlich ablehnen. Ferner besteht weiter das grundsätzliche Problem, dass die Insassen das Anlegen der Rückhalteeinrichtung mitunter vergessen.One problem with such restraint systems is that restraining the occupant requires that the occupant has actually fastened their seat belt. Since the restraint system in place generally results in at least a slight restriction of the occupant's freedom of movement, there are occupants, such as professional drivers, who refuse to use the restraint system on principle. There is also the fundamental problem that occupants sometimes forget to use the restraint system.

Um den Insassen an das Anlegen der Rückhalteeinrichtung zu erinnern, haben sich Gurtwarner bewährt, welche einen akustisch wahrnehmbaren Warnton aussenden, wenn der Insasse die Rückhalteeinrichtung nicht angelegt hat. Dieser akustische Warnton kann mit zunehmender Zeitdauer intensiver werden, so dass auch der unwillige Insasse die Rückhalteeinrichtung schließlich anlegt, um den Warnton auszuschalten. Der Gurtwarner umfasst neben einer Insassenerkennung z.B. einen Gurtschlosssensor, welcher den Steckzustand der Gurtzunge detektiert.To remind the occupant to put on the restraint system, belt warning devices have proven to be effective. These emit an acoustic warning tone when the occupant has not put on the restraint system. This acoustic warning tone can become more intense over time, so that even the unwilling occupant eventually puts on the restraint system to turn off the warning tone. In addition to occupant detection, the belt warning device also includes a belt buckle sensor, for example, which detects whether the belt tongue is inserted.

Es hat sich herausgestellt, dass besonders unwillige Insassen einen Scheinanlegezustand vortäuschen, indem sie eine einzelne Gurtzunge in das Gurtschloss einstecken, welche nicht mit einem Sicherheitsgurt verbunden ist. Ferner gibt es auch Insassen, welche den Sicherheitsgurt ausziehen, die Gurtzunge in dem Gurtschloss verriegeln und sich anschließend auf den Sicherheitsgurt setzen.It has been found that particularly reluctant passengers pretend to be wearing a seat belt by inserting a single tongue into the buckle that is not connected to a seat belt. There are also passengers who pull out the seat belt, lock the tongue into the buckle and then sit on the seat belt.

Ferner haben sich zur Rückhaltung der Insassen aufblasbare Airbags bewährt, welche an der Fahrzeugstruktur befestigt sind und im Unfall aufgeblasen werden und den Insassen vor einem Aufprall auf die innere Fahrzeugstruktur schützen. Zur Optimierung der Rückhaltefunktion der Airbags können diese mittels Spannbändern, Aufreißnähten oder steuerbaren Gasgeneratoren zu einer bestimmten insassenspezifischen Geometrie aufgeblasen werden. Hierzu ist es erforderlich, den Insassentyp zu detektieren, wobei es ausreicht, den Insassentyp grob nach Größe und/oder nach der Größe des Bauchumfanges zu klassifizieren. Eine solche Insassendetektierung und Klassifizierung kann ferner auch zur Steuerung der steuerbaren Kraftbegrenzungseinrichtung oder der steuerbaren Straffeinrichtung genutzt werden.Inflatable airbags have also proven to be effective in restraining occupants. These are attached to the vehicle structure and are inflated in the event of an accident, protecting the occupant from impact with the vehicle's internal structure. To optimize the restraining function of the airbags, they can be inflated to a specific occupant-specific geometry using tensioning straps, tear seams or controllable gas generators. To do this, it is necessary to detect the occupant type, whereby it is sufficient to classify the occupant type roughly according to size and/or the size of the waist circumference. Such occupant detection and classification can also be used to control the controllable force limiting device or the controllable tensioning device.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rückhalteeinrichtung, einen Fahrzeugsitz und ein Rückhaltesystem bereitzustellen, welche eine verbesserte Erkennung einer nicht bestimmungsgemäßen Verwendung der Rückhalteeinrichtung und eine Insassenerkennung ermöglichen.Against this background, the object of the invention is to provide a restraint device, a vehicle seat and a restraint system which enable improved detection of improper use of the restraint device and occupant detection.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Rückhalteeinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Fahrzeugsitz mit den Merkmalen von Anspruch 3 und ein Rückhaltesystem mit den Merkmalen von Anspruch 7 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.To solve the problem, a restraint device with the features of claim 1 and a vehicle seat with the features of claim 3 and a restraint system with the features of claim 7 are proposed. Further preferred developments of the invention can be found in the subclaims, the figures and the associated description.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein die Drehbewegung der Gurtwelle detektierender Drehwinkelsensor vorgesehen ist, und ein Positionssensor vorgesehen ist, welcher ein den Zuführwinkel des Sicherheitsgurtes über die Schulter des Insassen repräsentierendes Signal erzeugt.According to the basic idea of the invention, it is proposed that a rotation angle sensor detecting the rotational movement of the belt shaft is and a position sensor is provided which generates a signal representing the feed angle of the seat belt over the shoulder of the occupant.

Die vorgeschlagene Rückhalteeinrichtung ermöglicht eine einfache Erkennung eines Scheinanlegezustandes des Sicherheitsgurtes oder eines nicht angelegten Sicherheitsgurtes, indem zunächst über den Drehwinkelsensor eine Drehbewegung der Gurtwelle und damit eine Auszugsbewegung des Sicherheitsgurtes als solches detektiert wird. Sofern der Sicherheitsgurt nicht ausgezogen und angelegt wurde, kann dies sehr einfach durch das Signal des Drehwinkelsensors detektiert werden, der bisher erforderliche Gurtschlosssensor kann damit entfallen. Anschließend wird der Zuführwinkel des Sicherheitsgurtes auf den Insassen mittels des Positionssensors detektiert. Sofern der Zuführwinkel außerhalb eines definierten Bereichs eines Zuführwinkels für einen ordnungsgemäßen Anschnallzustand liegt, kann dadurch unmittelbar ein Rückschluss auf einen Scheinanlegezustand getroffen werden. Damit kann zum Beispiel ein Scheinanlegezustand detektiert werden, wenn sich der Insasse auf den Sicherheitsgurt gesetzt hat und der Sicherheitsgurt zwischen der Rückenlehne und dem Rücken des Insassen verläuft. Ferner kann durch die über den Drehwinkelsensor detektierte Anzahl der Umdrehungen der Gurtwelle und den Drehwinkel der Gurtwelle ein Rückschluss auf die Auszugslänge des Sicherheitsgurtes und damit ein Rückschluss auf die körperlichen Proportionen wie z.B. Größe, Brustumfang und Brustbreite des Insassen vorgenommen werden.The proposed restraint device enables easy detection of a seat belt that is not fastened or that is not fastened by first detecting a rotational movement of the belt shaft and thus an extension movement of the seat belt as such via the rotation angle sensor. If the seat belt has not been pulled out and fastened, this can be detected very easily by the signal from the rotation angle sensor, which means that the previously required belt buckle sensor can be omitted. The feed angle of the seat belt on the occupant is then detected by the position sensor. If the feed angle is outside a defined feed angle range for a proper belt fastening state, a conclusion can be drawn immediately as to a false fastening state. This means that a false fastening state can be detected, for example, if the occupant has sat down on the seat belt and the seat belt runs between the backrest and the occupant's back. Furthermore, the number of revolutions of the belt shaft and the angle of rotation of the belt shaft detected by the angle of rotation sensor can be used to determine the extension length of the seat belt and thus the physical proportions such as height, chest circumference and chest width of the occupant.

Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Umlenkeinrichtung vorgesehen ist, an der der Sicherheitsgurt in Richtung auf den Insassen umgelenkt ist, und der Positionssensor die Position und Ausrichtung des Sicherheitsgurtes nach der Umlenkung in Richtung auf den Insassen detektiert. Durch die Umlenkeinrichtung wird der Sicherheitsgurt in Richtung des Insassen umgelenkt, so dass der Gurtaufroller selbst an einer für den Einbau günstigen Stelle angeordnet werden kann. Der Sicherheitsgurt erstreckt sich dann unabhängig von dem Anschnallzustand und dem auf dem Fahrzeugsitz sitzendenden Insassen von dem Gurtaufroller zu der Umlenkeinrichtung und wird erst an der Umlenkeinrichtung in Richtung auf den Insassen oder im nicht angeschnallten Zustand in eine Parkstellung umgelenkt. Durch die vorgeschlagene Anordnung des Positionssensors wird die Anordnung und Ausrichtung des Sicherheitsgurtes unmittelbar in der Zuführung auf den Insassen detektiert, so dass daraus unmittelbar ein Rückschluss gezogen werden kann, ob sich der Insasse angeschnallt hat oder nicht.It is further proposed that a deflection device be provided at which the seat belt is deflected towards the occupant, and that the position sensor detects the position and orientation of the seat belt after it has been deflected towards the occupant. The deflection device deflects the seat belt towards the occupant so that the belt retractor itself can be arranged at a location that is convenient for installation. The seat belt then extends from the belt retractor to the deflection device regardless of whether the belt is fastened or whether the occupant is sitting on the vehicle seat, and is only deflected towards the occupant at the deflection device or into a parking position when the belt is not fastened. The proposed arrangement of the position sensor means that the arrangement and orientation of the seat belt is detected directly in the feed to the occupant so that a conclusion can be drawn immediately as to whether the occupant has fastened their belt or not.

Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Fahrzeugsitz mit einer Rückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, vorgeschlagen, bei dem der Gurtaufroller in einer Rückenlehne des Fahrzeugsitzes befestigt ist. Durch die Anordnung des Gurtaufrollers in der Rückenlehne bildet der Fahrzeugsitz mit dem Gurtaufroller für den darauf sitzenden Insassen eine Rückhaltung über den von dem Gurtaufroller angezogenen Sicherheitsgurt, welche unabhängig von der Stellung, Anordnung und Ausrichtung des Fahrzeugsitzes im Fahrzeug ist. Dies ist insbesondere bei autonom fahrenden Fahrzeugen von Vorteil, bei denen die Fahrzeugsitze in erheblich größeren Verstellbereichen und insbesondere drehbar verstellbar sind.Furthermore, to solve the problem, a vehicle seat with a restraint device according to one of claims 1 or 2 is proposed, in which the belt retractor is attached to a backrest of the vehicle seat. By arranging the belt retractor in the backrest, the vehicle seat with the belt retractor forms a restraint for the occupant sitting on it via the seat belt pulled by the belt retractor, which is independent of the position, arrangement and orientation of the vehicle seat in the vehicle. This is particularly advantageous in autonomously driving vehicles in which the vehicle seats can be adjusted in considerably larger adjustment ranges and in particular can be rotated.

Dabei ist die Umlenkeinrichtung bei einem Fahrzeugsitz nach Anspruch 3 mit einer Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 2 bevorzugt in einem oberen Randabschnitt der Rückenlehne angeordnet, so dass der Sicherheitsgurt in der Zuführung auf den Insassen von oben über die Schulter des Insassen verläuft.In a vehicle seat according to claim 3 with a restraint device according to claim 2, the deflection device is preferably arranged in an upper edge section of the backrest, so that the safety belt in the feed to the occupant runs from above over the shoulder of the occupant.

Weiter vorgeschlagen, dass der Positionssensor in dem Fahrzeugsitz einen Abstand des Sicherheitsgurtes zu der Rückenlehne detektiert. Der Abstand des Sicherheitsgurtes zu der Rückenlehne ist eine sehr einfach zu detektierende Kenngröße und ermöglicht unter Berücksichtigung der Position des Positionssensors eine sehr einfache Ermittlung des Verlaufes des Sicherheitsgurtes in der Zuführung auf den Insassen.It is further proposed that the position sensor in the vehicle seat detects a distance between the seat belt and the backrest. The distance between the seat belt and the backrest is a very easy-to-detect parameter and, taking into account the position of the position sensor, enables the path of the seat belt in the feed to the occupant to be determined very easily.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der Positionssensor den Winkel des Sicherheitsgurtes in Bezug zu einer orthogonal zu der Rückenlehne verlaufenden Schwenkachse detektiert. Dies kann z.B. durch die Detektierung der Überdeckung des Positionssensors von dem Sicherheitsgurt verwirklicht sein. Damit wird es ermöglicht, einen in Richtung der Sitzfläche oder weg von dem Fahrzeugsitz gerichtete Ausrichtung des Sicherheitsgurtes zu detektieren.It is further proposed that the position sensor detects the angle of the seat belt in relation to a pivot axis that runs orthogonally to the backrest. This can be achieved, for example, by detecting the overlap of the position sensor with the seat belt. This makes it possible to detect an orientation of the seat belt that is directed towards the seat surface or away from the vehicle seat.

Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Rückhaltesystem mit einer Rückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, oder einem Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 3 bis 6, vorgeschlagen, bei dem eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, in welcher aus den Signalen des Drehwinkelsensors und des Positionssensors ein Steuersignal erzeugt wird. In der Auswerteeinrichtung werden die Signale des Drehwinkelsensors und des Positionssensors miteinander kombiniert, wodurch wiederum ein genauerer Rückschluss auf den Anschnallzustand und die Anschnallgeometrie des Sicherheitsgurtes ermöglicht wird.Furthermore, to solve the problem, a restraint system with a restraint device according to one of claims 1 or 2, or a vehicle seat according to one of claims 3 to 6, is proposed, in which an evaluation device is provided in which a control signal is generated from the signals of the angle of rotation sensor and the position sensor. In the evaluation device, the signals of the angle of rotation sensor and the position sensor are combined with one another, which in turn enables a more precise conclusion to be drawn about the buckle state and the buckle geometry of the seat belt.

Weiter wird vorgeschlagen, dass in dem Rückhaltesystem eine steuerbare Airbageinrichtung und/oder eine steuerbare Kraftbegrenzungseinrichtung und/oder eine steuerbare Straffeinrichtung vorgesehen ist, und die Airbageinrichtung und/oder die Kraftbegrenzungseinrichtung und/oder die Straffeinrichtung in Abhängigkeit von dem Steuersignal gesteuert wird. Die vorgeschlagene Weiterentwicklung ist insofern von Vorteil, da die Rückhaltung des Insassen durch die vorgeschlagene Steuerung der Airbageinrichtung, Kraftbegrenzungseinrichtung und/oder Straffeinrichtung insassenindividuell und insbesondere in Abhängig von dem Anschnallzustand und der Anschnallgeometrie verwirklicht werden kann.It is further proposed that a controllable airbag device and/or a controllable force limiting device and/or a controllable tensioning device is provided in the restraint system, and that the airbag device and/or the force limiting device and/or the tensioning device is controlled as a function of the control signal. The proposed further development is advantageous in that the restraint of the occupant can be implemented individually for each occupant and in particular as a function of the belt fastening state and the belt fastening geometry by means of the proposed control of the airbag device, force limiting device and/or tensioning device.

Weiter wird vorgeschlagen, dass eine akustische und/oder optische Warneinrichtung vorgesehen ist, und die optische und/oder akustische Warneinrichtung in Abhängigkeit von dem Steuersignal aktiviert wird. Durch die akustische und/oder optische Warneinrichtung kann der Insasse auf einen fehlerhaft und/oder nicht angelegten Sicherheitsgurt aufmerksam gemacht werden.It is further proposed that an acoustic and/or optical warning device is provided, and that the optical and/or acoustic warning device is activated depending on the control signal. The acoustic and/or optical warning device can alert the occupant to a seat belt that is incorrectly fastened and/or not fastened.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

  • 1 einen erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz mit einer erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung in einer Schrägansicht und ein vergrößerter Ausschnitt davon, und
  • 2 eine Frontalansitz des Fahrzeugsitzes und der Rückhalteeinrichtung der 1, und
  • 3 eine Seitenansicht des Fahrzeugsitzes und der Rückhalteeinrichtung der 1 mit einem Lenkrad und einer Airbageinrichtung.
The invention is explained below using preferred embodiments with reference to the attached figures.
  • 1 a vehicle seat according to the invention with a restraint device according to the invention in an oblique view and an enlarged section thereof, and
  • 2 a frontal fit of the vehicle seat and the restraint system of the 1 , and
  • 3 a side view of the vehicle seat and the restraint system of the 1 with a steering wheel and an airbag device.

In den 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Fahrzeugsitz 1 mit einer Sitzfläche 3, einer Rückenlehne 2 und einer Kopfstütze 9 zu erkennen. Ferner ist an dem Fahrzeugsitz 1 eine Rückhalteeinrichtung 4 mit einem Gurtaufroller 6, einem Sicherheitsgurt 5, einer Umlenkeinrichtung 18, einem an dem Fahrzeugsitz 1 befestigtes Gurtschloss 7, einer nicht dargestellten, verschieblich auf dem Sicherheitsgurt 5 geführten Gurtzunge und einem ebenfalls nicht dargestellten an dem Fahrzeugsitz 1 befestigten Endbeschlag vorgesehen. Das Gurtschloss 7, der Endbeschlag und der Gurtaufroller 6 können auch an der externen Fahrzeugstruktur befestigt sein, sofern eine Befestigung an dem Fahrzeugsitz nicht möglich ist, oder der Fahrzeugsitz nur soweit verschieblich bzw. beweglich ist, dass der darauf sitzende Insasse in allen möglichen Stellungen des Fahrzeugsitzes 1 und Unfallszenarien sicher zurückgehalten wird.In the 1 and 2 a vehicle seat 1 according to the invention with a seat surface 3, a backrest 2 and a headrest 9 can be seen. Furthermore, a restraint device 4 with a belt retractor 6, a safety belt 5, a deflection device 18, a belt buckle 7 attached to the vehicle seat 1, a belt tongue (not shown) that is slidably guided on the safety belt 5 and an end fitting (also not shown) attached to the vehicle seat 1 is provided on the vehicle seat 1. The belt buckle 7, the end fitting and the belt retractor 6 can also be attached to the external vehicle structure if attachment to the vehicle seat is not possible or the vehicle seat is only displaceable or movable to the extent that the occupant sitting on it is safely restrained in all possible positions of the vehicle seat 1 and accident scenarios.

Der Gurtaufroller 6 umfasst eine nicht dargestellte Gurtwelle, welche drehbar in einem fahrzeugfest befestigten ebenfalls nicht dargestellten Rahmen gelagert ist. Der Sicherheitsgurt 5 ist mit seinem oberen Ende an der Gurtwelle gehalten, welche gegenüber dem Rahmen in Aufwickelrichtung federbelastet ist, so dass der Sicherheitsgurt 5 an diesem Ende selbsttätig aufgewickelt wird und beim Ausziehen gegen die Federkraft ausgezogen wird. Der Gurtaufroller 6 und der nicht dargestellte Endbeschlag sind an derselben Seite des Fahrzeugsitzes 1 befestigt, während das Gurtschloss 7 an der gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugsitzes 1 befestigt ist. Zum Anlegen des Sicherheitsgurtes 5 zieht der Insassen den Sicherheitsgurt 5 aus und verriegelt die Gurtzunge in dem Gurtschloss, wodurch sich die bewährte 3-Punkt-Geometrie des Sicherheitsgurtes 5 mit dem die Brust des Insassen kreuzenden Diagonalgurtabschnitt 10 und dem das Becken kreuzenden Beckengurtabschnitt 11 ergibt.The belt retractor 6 comprises a belt shaft (not shown) which is rotatably mounted in a frame (also not shown) which is fixed to the vehicle. The seat belt 5 is held with its upper end on the belt shaft, which is spring-loaded in the winding direction relative to the frame, so that the seat belt 5 is automatically wound up at this end and is pulled out against the spring force when pulled out. The belt retractor 6 and the end fitting (not shown) are fastened to the same side of the vehicle seat 1, while the belt buckle 7 is fastened to the opposite side of the vehicle seat 1. To fasten the seat belt 5, the occupant pulls out the seat belt 5 and locks the belt tongue in the belt buckle, resulting in the proven 3-point geometry of the seat belt 5 with the diagonal belt section 10 crossing the occupant's chest and the lap belt section 11 crossing the pelvis.

Ferner umfasst die Rückhalteeinrichtung 4 einen in einem oberen Randabschnitt 8 der Rückenlehne 2 unterhalb der Umlenkeinrichtung 18 angeordneten Positionssensor 15 und einen der Gurtwelle des Gurtaufrollers 6 zugeordneten Drehwinkelsensor 16. Die Rückhalteeinrichtung 4 in dem Fahrzeugsitz 1 ist Teil eines in der 3 zu erkennenden Rückhaltesystems, welches ferner eine Auswerteeinrichtung 17, eine in einem Lenkrad 19 angeordnete steuerbare Airbageinrichtung 14, eine der Gurtwelle des Gurtaufroller 6 zugeordnete steuerbare Kraftbegrenzungseinrichtung 12 und eine steuerbare ebenfalls der Gurtwelle zugeordnete Straffeinrichtung 13 umfasst.Furthermore, the restraint device 4 comprises a position sensor 15 arranged in an upper edge section 8 of the backrest 2 below the deflection device 18 and a rotation angle sensor 16 associated with the belt shaft of the belt retractor 6. The restraint device 4 in the vehicle seat 1 is part of a 3 to be recognized restraint system, which further comprises an evaluation device 17, a controllable airbag device 14 arranged in a steering wheel 19, a controllable force limiting device 12 assigned to the belt shaft of the belt retractor 6 and a controllable tensioning device 13 also assigned to the belt shaft.

Sowohl die steuerbare Kraftbegrenzungseinrichtung 12, als auch die steuerbare Straffeinrichtung 13 und die steuerbare Airbageinrichtung 14 können aber auch anders angeordnet sein. So können die steuerbare Kraftbegrenzungseinrichtung 12 und die steuerbare Straffeinrichtung ebenso dem Gurtschloss 7, dem Endbeschlag oder der Umlenkeinrichtung 18 zugeordnet sein. Ferner kann die steuerbare Airbageinrichtung 14 auch in einer Instrumententafel, in einer Dachstruktur, in einer Seitenstruktur oder um Fußraum des Fahrzeuges angeordnet sein.However, both the controllable force limiting device 12 and the controllable tensioning device 13 and the controllable airbag device 14 can also be arranged differently. For example, the controllable force limiting device 12 and the controllable tensioning device can also be assigned to the belt buckle 7, the end fitting or the deflection device 18. Furthermore, the controllable airbag device 14 can also be arranged in an instrument panel, in a roof structure, in a side structure or in the footwell of the vehicle.

Der Drehwinkelsensor 16 ist so angeordnet, dass er ein von der Drehbewegung der Gurtwelle abhängiges Signal erzeugt, aus dem auch durch Zählen der Umdrehungen und des Drehwinkels der Gurtwelle direkt die Abzugslänge des Sicherheitsgurtes 5 von der Gurtwelle ermittelt werden kann. Der Positionssensor 15 ist in der Rückenlehne 2 unterhalb der Umlenkeinrichtung 18 angeordnet und mit seinem Sensorfeld so ausgerichtet, dass er bei einem Verschwenken des Sicherheitsgurtes 5 um eine orthogonal zur Rückenlehne 2 ausgerichtete Schwenkachse 21 durch die sich ändernde Überdeckung ein sich änderndes Signal erzeugt, welches einen Rückschluss auf die Ausrichtung des Sicherheitsgurtes 5 ermöglicht. Dabei ermöglicht die Signaländerung insbesondere eine Detektion der Ausrichtung des Sicherheitsgurtes 5 in Richtung zur Außenseite O, zur Innenseite I, nach oben U und nach unten D, wie in der vergrößerten Darstellung der 1 zu erkennen ist. Ferner ist der Positionssensor 15 zusätzlich so ausgebildet, dass er auch ein sich veränderndes Signal erzeugt, wenn sich der in der 3 gezeigte Abstand A des Sicherheitsgurtes 5 zu dem Positionssensor 15 verändert.The angle of rotation sensor 16 is arranged in such a way that it generates a signal that depends on the rotation of the belt shaft, from which the length of the seat belt 5 pulled off the belt shaft can also be determined directly by counting the revolutions and the angle of rotation of the belt shaft. The position sensor 15 is arranged in the backrest 2 below the deflection device 18 and is aligned with its sensor field in such a way that when the seat belt 5 is pivoted about a pivot axis 21 aligned orthogonally to the backrest 2, it generates a changing signal due to the changing overlap, which a conclusion about the orientation of the safety belt 5 is made possible. The signal change enables in particular a detection of the orientation of the safety belt 5 in the direction of the outside O, the inside I, upwards U and downwards D, as shown in the enlarged illustration of the 1 Furthermore, the position sensor 15 is additionally designed so that it also generates a changing signal when the 3 shown distance A of the seat belt 5 to the position sensor 15 changes.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung 4 ist darin zu sehen, dass ein Scheinanlegezustand oder auch ein nicht angelegter Sicherheitsgurt 5 sehr einfach und zuverlässig erkannt werden kann, indem zunächst durch das Signal des Drehwinkelsensors 16 das Ausziehen des Sicherheitsgurtes 5 und über den Positionssensor 15 die Lage und Ausrichtung des Sicherheitsgurtes 5 detektiert wird. Ein Gurtschlosssenor ist damit nicht mehr erforderlich und kann damit auch nicht durch das Einstecken einer einfachen Gurtzunge ohne einen Sicherheitsgurt umgangen werden.The advantage of the restraint device 4 according to the invention is that a false fastening state or even an unfastened seat belt 5 can be detected very easily and reliably by first detecting the pulling out of the seat belt 5 via the signal from the angle of rotation sensor 16 and the position and orientation of the seat belt 5 via the position sensor 15. A belt buckle sensor is therefore no longer required and cannot be bypassed by inserting a simple belt tongue without a seat belt.

Dabei kann ein Scheinanlegezustand des Sicherheitsgurtes 5 insbesondere dadurch erkannt werden, indem der Positionssensor 15 eine Ausrichtung und Anordnung des Sicherheitsgurtes 5 erkennt, welche außerhalb eines für einen ordnungsgemäßen Anlegezustand definierten Bereichs der Ausrichtung und Anordnung des Sicherheitsgurtes 5 liegt.In this case, a false fastening state of the seat belt 5 can be detected in particular by the position sensor 15 detecting an orientation and arrangement of the seat belt 5 which lies outside a range of the orientation and arrangement of the seat belt 5 defined for a proper fastening state.

Ferner kann durch die erfindungsgemäße Rückhalteeinrichtung 4 eine sehr einfache Insassenklassifizierung vorgenommen werden, mittels derer in einem erfindungsgemäßen Rückhaltesystem mit einer steuerbaren Airbageinrichtung 14, einer steuerbaren Kraftbegrenzungseinrichtung 12 und/oder einer steuerbaren Straffeinrichtung eine insassenspezifische Steuerung der Rückhaltung des Insassen vorgenommen werden kann.Furthermore, the restraint device 4 according to the invention can be used to carry out a very simple occupant classification, by means of which an occupant-specific control of the restraint of the occupant can be carried out in a restraint system according to the invention with a controllable airbag device 14, a controllable force limiting device 12 and/or a controllable tensioning device.

So kann z.B. ein großer Insasse dadurch erkannt werden, indem eine Auszugslänge des Sicherheitsgurtes 5 detektiert wird, welche größer als ein definierter Wert ist, und der Positionssensor 15 einen größeren Abstand A also einen größeren Winkel des Sicherheitsgurtes 5 im Vergleich zu einem vorbestimmten Abstand A oder Winkel in Bezug zu der Rückenlehne 2 detektiert. Ferner kann im Umkehrschluss ein kleiner Insasse dadurch erkannt werden, wenn die Auszugslänge des Sicherheitsgurtes 5 und der Abstand A kleiner als ein vorbestimmter Wert sind.For example, a tall passenger can be identified by detecting an extension length of the seat belt 5 that is greater than a defined value and the position sensor 15 detecting a larger distance A, i.e. a larger angle of the seat belt 5, compared to a predetermined distance A or angle in relation to the backrest 2. Furthermore, conversely, a short passenger can be identified if the extension length of the seat belt 5 and the distance A are smaller than a predetermined value.

In gleicher Weise kann ein korpulenter Insasse mit einem gro-ßen Brustumfang von einem schlanken Insassen mit einem kleinen Brustumfang unterschieden werden.In the same way, a corpulent occupant with a large chest circumference can be distinguished from a slim occupant with a small chest circumference.

Der Positionssensor 15 ist in der Rückenlehne 2 unterhalb der Umlenkeinrichtung 18 angeordnet und mit seinem Sensorfeld auf die der Rückenlehne 2 zugewandte Oberseite des Sicherheitsgurtes 5 gerichtet. Damit wird die Ausrichtung des Sicherheitsgurtes 5 im Bereich des sich von der Umlenkeinrichtung 18 ersteckenden Diagonalgurtabschnittes 10 detektiert, welcher maßgeblich für die Rückhaltung des Oberkörpers des Insassen ist und an diesem anliegt. Da die Anordnung und Ausrichtung des Diagonalgurtabschnittes 10 besonders repräsentativ für den Anschnallzustand und die körperlichen Proportionen des Insassen sind, ist damit eine besonders genaue und zuverlässige Detektierung des Anschnallzustandes und der körperlichen Proportionen möglich. Die körperlichen Proportionen sind wiederum maßgeblich für das Gewicht des Insassen und dessen Geometrie, welche wiederum entscheidend für die Rückhaltung des Insassen sind, so dass durch eine entsprechende insassenspezifische Ansteuerung der Airbageinrichtung 14, der Kraftbegrenzungseinrichtung 12 und der Straffeinrichtung 13 die Rückhaltung des Insassen individuell verbessert werden kann. Dabei wird die Insassendetektierung und die Detektierung des Anschnallzustandes allein durch die Verwendung von zwei Sensoren nämlich des Drehwinkelsensors 16 und des Positionssensors 15 ermöglicht, wobei die geringen Mehrkosten durch den Entfall des bisher vorgesehene Gurtschlosssensors kompensiert werden.The position sensor 15 is arranged in the backrest 2 below the deflection device 18 and its sensor field is directed at the top of the seat belt 5 facing the backrest 2. This detects the alignment of the seat belt 5 in the area of the diagonal belt section 10 extending from the deflection device 18, which is crucial for restraining the upper body of the occupant and rests against it. Since the arrangement and alignment of the diagonal belt section 10 are particularly representative of the seat belt status and the physical proportions of the occupant, this enables particularly precise and reliable detection of the seat belt status and the physical proportions. The physical proportions are in turn crucial for the weight of the occupant and their geometry, which in turn are crucial for restraining the occupant, so that the restraint of the occupant can be individually improved by appropriate occupant-specific control of the airbag device 14, the force limiting device 12 and the tensioning device 13. The occupant detection and the detection of the seat belt fastening state are made possible solely by the use of two sensors, namely the angle of rotation sensor 16 and the position sensor 15, whereby the small additional costs are compensated by the elimination of the previously provided belt buckle sensor.

Ferner umfasst das Rückhaltesystem zusätzlich eine steuerbare akustische und/oder optische Warneinrichtung 20, welche mittels eine von der Auswerteeinheit 17 generierten Signals, dass wiederum aus den Signalen des Drehwinkelsensors 16 und/oder des Positionssensors 15 generiert wird aktiviert wird und den Insassen auf einen falsch oder nicht angelegten Sicherheitsgurt 5 aufmerksam macht.Furthermore, the restraint system additionally comprises a controllable acoustic and/or optical warning device 20, which is activated by means of a signal generated by the evaluation unit 17, which in turn is generated from the signals of the angle of rotation sensor 16 and/or the position sensor 15, and alerts the occupant to an incorrectly fastened or not fastened seat belt 5.

Claims (9)

Rückhalteeinrichtung (4) für einen auf einem Fahrzeugsitz (1) eines Kraftfahrzeuges sitzenden Insassen mit -einem Gurtaufroller (6) mit -einem fahrzeugfest befestigbaren Rahmen und -einer in dem Rahmen drehbar gelagerten Gurtwelle, und -einem mit einem Ende auf der Gurtwelle aufwickelbaren Sicherheitsgurt (5), welcher zur Rückhaltung des Insassen über die Schulter des Insassen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass -ein die Drehbewegung der Gurtwelle detektierender Drehwinkelsensor (16) vorgesehen ist, und -ein Positionssensor (15) vorgesehen ist, welcher ein den Zuführwinkel des Sicherheitsgurtes (5) über die Schulter des Insassen repräsentierendes Signal erzeugt.Restraint device (4) for an occupant sitting on a vehicle seat (1) of a motor vehicle, with -a belt retractor (6) with -a frame that can be fixed to the vehicle and -a belt shaft that is rotatably mounted in the frame, and -a safety belt (5) that can be wound up on the belt shaft with one end and that is fed over the shoulder of the occupant to restrain the occupant, characterized in that -a rotation angle sensor (16) is provided that detects the rotational movement of the belt shaft, and -a position sensor (15) is provided that a signal representing the feed angle of the seat belt (5) over the shoulder of the occupant is generated. Rückhalteeinrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass -eine Umlenkeinrichtung (18) vorgesehen ist, an der der Sicherheitsgurt (5) in Richtung auf den Insassen umgelenkt ist, und -der Positionssensor (15) die Position und Ausrichtung des Sicherheitsgurtes (5) nach der Umlenkung in Richtung auf den Insassen detektiert.Restraint device (4) according to Claim 1 , characterized in that - a deflection device (18) is provided, at which the safety belt (5) is deflected in the direction of the occupant, and - the position sensor (15) detects the position and orientation of the safety belt (5) after the deflection in the direction of the occupant. Fahrzeugsitz (1) mit einer Rückhalteeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass -der Gurtaufroller (6) in einer Rückenlehne (2) des Fahrzeugsitzes (1) befestigt ist.Vehicle seat (1) with a restraint device (4) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that - the belt retractor (6) is fastened in a backrest (2) of the vehicle seat (1). Fahrzeugsitz (1) nach Anspruch 3 mit einer Rückhalteeinrichtung (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass -die Umlenkeinrichtung (18) in einem oberen Randabschnitt (8) der Rückenlehne (2) angeordnet ist.Vehicle seat (1) after Claim 3 with a restraint device (4) according to Claim 2 , characterized in that - the deflection device (18) is arranged in an upper edge portion (8) of the backrest (2). Fahrzeugsitz (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass -der Positionssensor (15) einen Abstand (A) des Sicherheitsgurtes (5) zu der Rückenlehne (2) detektiert.Vehicle seat (1) according to one of the Claims 3 or 4 , characterized in that - the position sensor (15) detects a distance (A) of the seat belt (5) to the backrest (2). Fahrzeugsitz (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass -der Positionssensor (15) den Winkel (W) des Sicherheitsgurtes (5) in Bezug zu einer orthogonal zu der Rückenlehne (2) verlaufenden Schwenkachse detektiert.Vehicle seat (1) according to one of the Claims 3 until 5 , characterized in that - the position sensor (15) detects the angle (W) of the seat belt (5) in relation to a pivot axis running orthogonal to the backrest (2). Rückhaltesystem mit einer Rückhalteeinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, oder mit einem Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass -eine Auswerteeinrichtung (17) vorgesehen ist, in welcher aus den Signalen des Drehwinkelsensors (16) und des Positionssensors (15) ein Steuersignal erzeugt wirdRestraint system with a restraint device (4) according to one of the Claims 1 or 2 , or with a vehicle seat according to one of the Claims 3 until 6 , characterized in that -an evaluation device (17) is provided in which a control signal is generated from the signals of the angle of rotation sensor (16) and the position sensor (15) Rückhaltesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass -eine steuerbare Airbageinrichtung (14) und/oder eine steuerbare Kraftbegrenzungseinrichtung (12) und/oder eine steuerbare Straffeinrichtung (13) vorgesehen ist, und -die Airbageinrichtung (14) und/oder die Kraftbegrenzungseinrichtung (12) und/oder die Straffeinrichtung (13) in Abhängigkeit von dem Steuersignal gesteuert wird.Restraint system according to Claim 7 , characterized in that - a controllable airbag device (14) and/or a controllable force limiting device (12) and/or a controllable tensioning device (13) is provided, and - the airbag device (14) and/or the force limiting device (12) and/or the tensioning device (13) is controlled in dependence on the control signal. Rückhaltesystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass -eine akustische und/oder optische Warneinrichtung (20) vorgesehen ist, und -die optische und/oder akustische Warneinrichtung (20) in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal aktiviert wird.Restraint system according to Claim 7 or 8th , characterized in that - an acoustic and/or optical warning device (20) is provided, and - the optical and/or acoustic warning device (20) is activated in dependence on the control signal.
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