DE10005010A1 - Verfahren und Sicherheits-Rückhalteeinrichtung zum Zurückhalten eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Zurückhalten eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz vorgeschlagen, wobei der Insasse bei Erkennen eines kritischen Fahrzustandes über einen Gurtstraffer mit einer Kraft (S2, S4, S5) in den Fahrzeugsitz gezogen wird und dann in einer zurückgezogenen Position mit einer Haltekraft (S3, S6) auf dem Fahrzeugsitz gehalten wird. Hierbei wird die Haltekraft (S3, S6) geringer gewählt als die Kraft (S2, S4, S5) zum Zurückziehen des Insassen. Daneben wird auch eine Sicherheits-Rückhalteeinrichtung zum Zurückhalten des Insassen auf einem Fahrzeugsitz während eines kritischen Fahrzustandes, insbesondere zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben, wobei die Sicherheits-Rückhalteeinrichtung einen Sicherheitsgurt oder dergleichen, eine vorausschauende Erkennung für einen gefährlichen Fahrzustand und eine Insassenpositionserkennung aufweist, wobei bei Erkennen eines gefährlichen Fahrzustandes ein Gurtstraffer mit einer Kraft beaufschlagt wird und dadurch der Insasse in den Fahrzeugsitz gezogen wird, wobei der Insasse in einer zurückgezogenen Position mit einer Haltekraft auf dem Fahrzeugsitz gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zurückhalten eines In­ sassen auf einem Fahrzeugsitz gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1, sowie eine Sicherheits-Rückhalteeinrichtung zum Zurückhalten des Insassen auf einem Fahrzeugsitz während eines Verkehrsunfalls, insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 13.

Sicherheits-Rückhaltesysteme befinden sich heutzutage auf den meisten Sitzen in Kraftfahrzeugen. Sie dienen dazu, bei einer Verunfallung des Fahrzeuges die Verletzungen der Insassen mög­ lichst gering zu halten. Dabei werden heutzutage aktive Syste­ me, wie insbesondere Sicherheitsgurte und sogenannte Airbags, eingesetzt.

Sicherheitsgurte werden in Kraftfahrzeugen schon seit langer Zeit eingesetzt. Es sind daher auch viele verschiedene Arten von sogenannten Gurten bekannt, die zur Sicherheit von in Fahr­ zeugen befindlichen Personen dienen. So werden beispielsweise viele Fahrzeuge mit im Handel befindlichen Gurten ausgerüstet, die entweder an zwei oder an drei Befestigungspunkten im Fahr­ zeug angeordnet sind, und die bei einem plötzlichen scharfen Abbremsen oder Aufprallen des Fahrzeuges auf ein Hindernis ein infolge der Trägheitskraft bedingtes Nachvornfliegen der Körper der im Fahrzeug befindlichen Personen verhindern sollen.

Prallt ein Fahrzeug, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, auf ein Hindernis, so werden die Insassen infolge der Träg­ heitskraft nach vorn geschleudert. Bei Nichtvorhandensein von Sicherheitseinrichtungen enden derartige Unfälle für im Fahr­ zeug befindliche Personen meist mit schweren, zum Teil tödli­ chen Verletzungen. Sind die Fahrzeuge dagegen unter anderem mit Sicherheitsgurten ausgerüstet, so bestehen zwar für die Insas­ sen meist Überlebenschancen, dennoch kommt es aber immer wieder zu Verletzungen insbesondere im Brust- und Schulterbereich. Die Ursachen hierfür liegen darin, daß sich die Insassen häufig in einer Sitzposition befinden, in der sie sich nicht an der Rüc­ kenlehne anlehnen.

Um zu vermeiden, daß der Gurt bei einem Aufprall oder einer starken Bremsung zu lang eingestellt ist, wurde beispielsweise in der DE-OS 22 27 121 ein Rückhaltegurtsystem beschrieben, bei dem ein Gurtstrammer verwendet wird, der den Sitzgurt zurück­ zieht, wenn eine Fahrzeugkollision auftritt. Hierdurch kann ge­ währleistet werden, daß sich der Insasse in der für ihn günsti­ gen Sitzposition während des Aufpralles befindet.

Die DE 44 11 184 beschreibt ein Rückhaltegurtsystem, bei dem eine auf den Sitzgurt ausgeübte Strammkraft in drei Schritten gesteuert wird. Mit Hilfe eines sogenannten Vorstrammers wird nämlich der Sitzgurt vor einem Fahrzeugzusammenstoß nur bis zu einer vorgegebenen Vorspannkraft gespannt, die jedoch in einem zweiten Schritt immer dann wieder zurückgenommen wird, wenn ein vorsorglich erwarteter Fahrzeug-Zusammenprall ausbleibt. Bei einem dritten Schritt wird der weitere Gurtstrammer den Sitz­ gurt auf eine größere Vorspannkraft zurückziehen, was beim Feststellen eines tatsächlichen Fahrzeug-Zusammenstoßes er­ folgt.

In der DE-OS 21 59 265 wird eine Rückhaltevorrichtung beschrie­ ben, bei der beim Betätigen der Bremse eine Vorspannung der Haltegurte aufgebaut wird. So stützen sich die Gurte im Augen­ blick der Kollision unter noch erträglicher Vorspannung am Kör­ per des Insassen ab.

Die EP 0 560 181 beschreibt eine Antriebsvorrichtung zur Bewe­ gung von KFZ-Bauteilen aus einer Normalposition in eine Sicher­ heitsposition. Der hierbei eingesetzte Sensor spricht auf eine überhöhte Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung an, wonach ein in einem Kolben angeordneter Gasgenerator durch Zündung ein Druck­ gas freisetzt und dadurch den Kolben antreibt, mit dem dann beispielsweise das Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem aktiviert werden kann.

In dem in der DE-PS 22 49 759 C2 beschriebenen Haltesystem für Kraftfahrzeuginsassen erfolgt das Spannen des Sicherheitsgurtes ab einer vordefinierten Beschleunigungsschwelle, und die Größe der Spannkraft wird abhängig von der Fahrgeschwindigkeitsände­ rung pro Zeiteinheit und/oder dem Gewicht des Insassen einge­ stellt.

All diese aus dem Stand der Technik bekannten Sicherheitssyste­ me weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Gurtlose vor einem Unfall durch ein Vorspannsystem entfernt, aber die Gurtkraft nicht an die Sitzposition angepaßt und damit die Belastung des Insassen hoch ist.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Sicher­ heits-Rückhalteeinrichtung zum Zurückhalten eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz bereitzustellen, mittels derer es möglich ist, die Belastungen auf den Insassen beim Vorspannen der Gurt­ lose auf ein Minimum zu reduzieren, jedoch gleichzeitig auf ein erforderliches Maß einzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Pa­ tentansprüche 1 und 15 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden die Insassen in einem Fahrzeug, insbesondere auch der Beifahrer, der sich nicht immer in einer völlig zurückgezogenen Position befindet und sogar nach vorne geneigt sein kann (out of position), zuerst mit einer bestimmten Kraft zurück in den Sitz gezogen, um dann mit einer Haltekraft, die geringer gewählt wird, während des kriti­ schen Fahrzeugzustandes gehalten zu werden.

Dadurch können vorteilhafterweise die bei den Schutzsystemen möglichen Verletzungen der Insassen möglichst gering gehalten werden.

Durchgeführt werden kann dieses erfindungsgemäße Verfahren ins­ besondere mit einer erfindungsgemäßen Sicherheits- Rückhalteeinrichtung zum Zurückhalten des Insassen auf einem Fahrzeugsitz während eines kritischen Fahrzustandes, bei der der Sicherheitsgurt, ein Gurtstraffer oder dergleichen bei ei­ nem gefährlichen Fahrzustand mit einer Kraft beaufschlagt wird, wodurch der Insasse zuerst in den Fahrzeugsitz gezogen wird und dann in einer zurückgezogenen Position mit einer geringeren Haltekraft auf dem Fahrzeugsitz gehalten wird.

Eine solche Vorrichtung hat sich zum Durchführen eines erfin­ dungsgemäßen Verfahrens bei allen erdenklichen kritischen Fahr­ zuständen als vorteilhaft erwiesen. So z. B. bei einer Vollbrem­ sung oder einem Fahrzeugaufprall, einem Überschlagsfall oder auch beim Schleudern oder Querrutschen des Fahrzeuges. Denn durch das Zurückhalten der Insassen vor einer Verunfallung kann nicht nur, wie schon beschrieben wurde, das Verletzungsrisiko verringert werden, sondern insbesondere bei einem Schleudervor­ gang wird der Fahrer während des kritischen Zustandes in einer sicheren Position auf dem Sitz gehalten. Damit kann der Fahrer auch die Fahrmanöver in diesem gesicherten Zustand besser aus­ führen und so zu einer Stabilisierung des Fahrzustandes aktiv beitragen.

Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil­ dungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den im folgenden anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungs­ beispielen, wobei die Zeichnung bevorzugte Ausführungen des er­ findungsgemäßen Verfahrens und der Sicherheitsrückhaltevorrichtung zum Zurückhalten eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz zeigt.

Es zeigt hierbei:

Fig. 1 ein Diagramm, das den Verlauf der Kraft des Gurtstraf­ fers über der Zeit darstellt, gemäß den bisher im Stand der Technik verwendeten Verfahren;

Fig. 2 ein Diagramm, das den Verlauf der Kraft des Gurtstraf­ fers über der Zeit darstellt, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 ein Diagramm, das den Verlauf der Kraft des Gurtstraf­ fers über der Zeit darstellt, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Gurtstraffung abhängig ist von der Relativgeschwin­ digkeit und der Zeitreserve bis zum Unfall;

Fig. 4 ein Blockschaltbild, das stark schematisiert eine be­ vorzugte Ausführungsform des erfingsgemäßen Verfahrens zeigt.

In Fig. 1 ist die Situation einer Notbremsung oder Panikbrem­ sung vor einem kritischen Fahrzustand dargestellt, wobei das Rückhalten der Insassen nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgt. Es ist dabei der Verlauf der Kraft S über der Zeit t dargestellt.

Bei einer Notbremsung, die durch den Fahrer selbst oder auch mit Hilfe eines Bremsassistenten oder einer automatischen Brem­ sung ausgelöst wird, wird der reversible Gurtstraffer aktiviert und ein Kraftniveau S1, wie in Fig. 1 gezeigt, angesteuert. Dieses Kraftniveau entspricht dabei einer beispielsweise durch Versuche vorbestimmten Haltekraft S1 eines durchschnittlichen Insassen. Das Halten des Insassen erfolgt also bereits zu einem Zeitpunkt vor der Verunfallung.

Zusätzlich könnte es dabei vorgesehen sein, mit Hilfe einer Ge­ wichtserkennung das Gewicht des Insassen zu bestimmen und das Kraftniveau S bei schwereren Insassen auf ein höheres Niveau S12 anzuheben oder auf ein niedrigeres Niveau S11 bei leichten Insassen abzusenken.

Im Gegensatz zu diesem aus dem Stand der Technik bereits be­ kannten und heutzutage auch häufig eingesetzten Verfahren, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Zurückhalten eines In­ sassen auf einem Fahrzeugsitz der Insasse bei Erkennen eines kritischen Fahrzustandes mittels eines Gurtstraffers mit einer bestimmten Kraft S2 - wie in Fig. 2 schematisch dargestellt - in den Fahrzeugsitz gezogen und dann in einer zurückgezogenen Position mit einer Haltekraft S3 auf dem Fahrzeugsitz gehalten. Dabei wird die Haltekraft S3 auf den Insassen geringer gewählt als die Kraft S2, die zum Zurückziehen des Insassen verwendet wird.

Mit einer Insassenpositionserkennung könnte bei dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren beispielsweise ermittelt werden, ob der Insasse sich in einer normalen Sitzposition befindet, und die Ansteuerung hiervon abhängig vorgenommen werden. Die Insassen­ position kann dabei beispielsweise über eine Infrarotsensorik, Ultraschallsensorik, Radarsensorik, Gurtauszugsmessung, über die Position des Sitzes und der Lehne und/oder der Bewegungs­ messung des Antriebes erfolgen.

Befindet sich der Insasse in einer vorgelagerten Position wie beispielsweise einer "out of position" Sitzposition zum Airbag, was üblicherweise insbesondere beim Beifahrer der Fall sein wird, so wird er mit der Kraft S2 in den Fahrzeugsitz, also in die normale Sitzposition zurückgezogen und nach einer Zeit t1 mit einer geringeren Kraft S3 während des gesamten kritischen Fahrzeugzustandes gehalten.

Hierbei hat es sich gezeigt, daß die Kraft S2 zum Zurückziehen des Insassen vorteilhafterweise zwischen 200 und 1500 N liegt. Die biomechanischen Grenzen für die Kraft, mit der ein Insasse beaufschlagt werden kann, liegt bei gesunden Menschen zwar bei 6000 N, jedoch hat sich eine Kraft von zwischen 200 und 1500 N zum Zurückziehen als normalerweise völlig ausreichend erwiesen. Dadurch kann das Zurückziehen für den Insassen sehr akzeptabel gestaltet werden und Verletzungen ausgeschlossen werden.

Die Haltekraft S3 nach dem Zurückziehen des Insassen soll dage­ gen günstigerweise zwischen 100 und 600 N liegen. Dieses Kraftniveau ist aus Akzeptanzgründen und insbesondere zur Ver­ meidung von Verletzungen durch den Sicherheitsgurt möglichst niedrig zu halten. Dennoch soll eine große Sicherheit gewähr­ leistet sein. Es hat sich gezeigt, daß diese Kraft zum Halten des Insassen besonders vorteilhaft mit ca. 100 bis 600 N be­ messen ist.

Ein Verringern der Kraft nach dem Zurückziehen ist deshalb mög­ lich, da der Insasse bereits in den Sitz zurückgezogen ist und dadurch keine freie Bewegung des Insassen durch einen zu lange eingestellten Gurt bei einer Vollbremsung stattfindet.

Insbesondere von Vorteil ist es bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren, wenn die Kräfte, d. h. die Haltekraft und die Kraft zum Zurückziehen des Insassen, an das jeweilige Gewicht des Insas­ sen angepaßt werden. Die Gurtkräfte können besonders vorteil­ haft auch an die Gurtführung, d. h. die Sitzstellung angepaßt werden.

Dies bedeutet, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist, daß bei Vorhandensein von Gewichtssensoren auf oder an dem Fahrzeugsitz das jeweilige Kraftniveau S2 oder S3, also Haltekraft und Rück­ ziehkraft, bei schweren Insassen entsprechend angehoben (auf S22) oder abgesenkt (auf S21) werden kann, um so neben einer op­ timalen Sicherung einen maximalen Komfort des Insassen zu ge­ währleisten.

Daneben könnte die Haltekraft S3 auch an die Fahrzeugverzöge­ rung angepaßt werden. Denn auch so kann das Kraftniveau noch weiter optimiert werden, das heißt ein optimales Halten des In­ sassen auf dem Fahrzeugsitz gewährleistet und auf der anderen Seite aber die Kraft so gering wie möglich gehalten werden, da­ mit die Belastungen durch den Sicherheitsgurt gering gehalten werden können und der Insasse einen größtmöglichen Komfort er­ fährt.

Dies trifft ebenso zu, wenn die Haltekraft S3 an die Fahrzeug­ geschwindigkeit angepaßt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Umschalten von einem höheren Kraftniveau der Kraft S2 zum Zurückziehen auf ein niedrigeres Kraftniveau S3 zum Halten nach einer vorbestimmten Zeit. Dies bedeutet mit Bezug auf Fig. 2, daß die Zeit t1 beispielsweise ein über Ver­ suche ermittelter, statistischer Wert ist.

Hierbei wird ein bestimmter Erfahrungswert der Zeit t1 einge­ setzt, bei dem der jeweilige Insasse mit großer Wahrscheinlich­ keit durch die Kraft S2 in den Sitz zurückgezogen ist. Danach erfolgt dann das Umschalten auf das niedrigere Niveau der Hal­ tekraft S3.

Ebenso wäre es jedoch denkbar, daß das Umschalten von dem höhe­ ren zu dem niedrigeren Kraftniveau abhängig von der Insassenpo­ sition erfolgt. Bei einer solchen Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens kann die Kraft zum Zurückziehen und die Haltekraft genau dosiert aufgebracht werden, und der Insasse wird nicht in schon zurückgezogener Position noch unnötig mit einer großen Kraft beaufschlagt.

Das Umschalten von dem höheren zu dem niedrigeren Kraftniveau könnte aber ebenso über eine Messung des Gurtbandweges und/oder der Gurtbandgeschwindigkeit erfolgen, da dies eine indirekte Anzeige für die Insassenposition ist.

Besonders bevorzugt erfolgt das Umschalten von dem höheren Krafniveau S2 zu dem niedrigeren Kraftniveau S3 für die Bewe­ gungsberechnung des Insassen mittels Kombination der Parameter, Gurtkraft, Insassenposition, Fahrzeugverzögerung und/oder Gurt­ wegmessung und Bewegungsmessung des Antriebes oder Kennwerten (Strom, Leistung) des Antriebes. Mit dieser Kombination der Pa­ rameter kann das Umschalten sehr exakt in dem Moment erfolgen, in dem sich der Insasse auch tatsächlich in der zurückgezogenen Position befindet.

Das Umschalten von einem höheren zu einem niedrigeren Kraftni­ veau erfolgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch Antriebsdaten, wie der Drehrichtung bei­ spielsweise beim Elektromotor, der Stromaufnahme und/oder Lei­ stungsaufnahme des Antriebes.

Es hat sich allgemein gezeigt, daß die Gurtstraffung bei jedem Fahrzeugsitz bevorzugterweise gesondert erfolgt. Das heißt, daß die jeweiligen Parameter, wie Gewicht und Position, von jedem Insassen getrennt bestimmt werden.

Durch Bestimmung von kritischen Fahrsituationen und/oder mit Hilfe einer vorausschauenden Sensorik kann ein Auslösekriterium für Gurtstraffer abgeleitet werden.

Günstigerweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der kritische Fahrzeugzustand durch Überwachung von Lenkwinkel, Ab­ stand zu einem Objekt, Relativgeschwindigkeit, Fahrzeugverzöge­ rung, Gierwinkel, -geschwindigkeit, -beschleunigung, Eigenge­ schwindigkeit, Lenkwinkel, starken Richtungswechseln, µ-Sprung, Querbeschleunigung, Raddrehzahl und/oder Neigungswinkel oder einer beliebigen Kombination dieser Parameter erkannt.

Dies bedeutet nun also, daß bei einer Notbremsung, die durch eine entsprechende Betätigung des Gaspedals und/oder des Brems­ pedals und durch Detektion eines Objektes mit vorausschauender Sensorik oder auch durch den Bremsassistenten ausgelöst wird, der Gurtstraffer aktiviert wird und ein Kraftniveau S2 (siehe Fig. 2) angesteuert wird. Die Sensorik kann dabei beispielswei­ se desn Abstand und die Relativgeschwindigkeit messen oder auch berechnen, so daß die Kraft S2 vom Abstand und der Relativge­ schwindigkeit abhängt.

Mit beispielsweise den Parametern Abstand zum Objekt, Relativ­ geschwindigkeit, Eigengeschwindigkeit, Fahrzeugverzögerung oder auch Reibwert wird daraus ein Kollisionszeitpunkt ermittelt, d. h. eine Zeitreserve für den reversiblen Gurtstraffer bis zum Kollisionszeitpunkt berechnet, und aus den Parametern Insassen­ position und Insassengewicht wird ein Kraftniveau S2 (bzw. S21 oder S22) berechnet, das ausreicht, den Insassen in eine unkri­ tische, also zurückgezogene Position zu bringen.

Durch die Insassenpositionserkennung und/oder Gurtbandwegmes­ sung und/oder Bewegungsmessung und/oder Drehzahlmessung und/oder Stromaufnahme und/oder Leistungsaufnahme des Antriebs des Sicherheitsgurtes, z. B. des Elektromotors, wird die Positi­ on und die Bewegung des Insassen gemessen. Hat der Insasse zum Zeitpunkt t1 nun eine unkritische Position erreicht, so kann auf das Kraftniveau S3, das auch wieder an das Gewicht, wie schon bezüglich S2 beschrieben wurde, angepaßt werden kann, um­ geschaltet werden. Die Kraft S3 entspricht dabei dann der Hal­ tekraft bei der entsprechenden Fahrzeugverzögerung und dem ent­ sprechenden Insassengewicht.

Mit Bezugnahme auf Fig. 3 wird die Anwendung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens mit der vorausschauenden Sensorik beschrieben, mittels der ein kritischer Fahrzustand erfaßt werden kann und die in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des eigenen Fahr­ zeugs, die durch Lenkwinkel, Eigengeschwindigkeit, Längs- und Querbeschleunigung, Gierwinkel und/oder Giergeschwindigkeit ermittelt wird, einen Kollisionszeitpunkt und die Kollisionswahr­ scheinlichkeit berechnet.

Wird mit der Insassenpositionserkennung ein Insasse in einer kritischen Position erfaßt, so wird mit der Insassengewichtser­ kennung ein Kraftniveau S4 bestimmt, das den Insassen in eine unkritische Position bringt.

Das Kraftniveau S4 ist gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens abhängig von der Zeitreserve bis zum Unfall so­ wie von der Insassenposition und dem Insassengewicht und kann deshalb unterschiedliche Werte annehmen, wie dies durch die Kraftwerte S4 und S5 bzw. Zeitwerte t3 und t4 in Fig. 3 darge­ stellt ist.

Aus der Praxis ist es außerdem bekannt, daß bei vielen Unfällen vor dem Unfall oft ein Schleudervorgang auftritt. Dies führt, insbesondere bei den Insassen, zu kritischen Sitzpositionen, also einer Seitenverlagerung, d. h. der Insasse befindet sich beispielsweise zu nahe an der Windschutzscheibe oder B-Säule des Fahrzeuges.

Die Seitenverlagerungen treten insbesondere bei starkem Rich­ tungswechsel, einem µ-Sprung oder beim Anstoßen z. B. an einen Bordstein auf. Dies führt dann zu einer gefährlichen Seitenver­ lagerung des Insassen, aus der bei einem anschließenden Unfall ein erhöhtes Verletzungsrisko resultiert. Außerdem können da­ durch andere Sicherheitseinrichtungen beeinträchtigt werden. Daneben kann der Fahrzeugführer bei einer starken Seitenverla­ gerung das Fahrzeug schon aus diesem Grund nicht mehr kontrol­ liert steuern.

Es wird daher bevorzugterweise mit den Fahrzeugparametern Lenk­ winkel, Gierrate, Gierbeschleunigung, Querbeschleunigung und Raddrehzahlen gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens die Fahrzeugbewegung v. a. in seitlicher Richtung bestimmt. Tritt eine Abweichung von der durch den Fahrer vorgegebenen Fahrzeugrichtung auf, so wird der Insasse mit einem Kraftniveau S2 in den Sitz zurückgezogen und mit einem Kraftniveau S3 an den Sitz angebunden. Die erlaubte Abweichung von der vorgegebenen Fahrtrichtung wird dabei insbesondere durch die Eigengeschwindigkeit, die Fahrtrichtung und die Stra­ ßenverhältnisse beeinflußt. Diese Faktoren können über dem Fachmann geläufige Verfahren bestimmt werden.

In allen oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Straf­ fung des Gurtes bevorzugterweise beendet, wenn das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist oder durch die Fahrzeugdaten ein unkri­ tischer Fahrzustand erkannt wird.

Dies bedeutet, daß die erfindungsgemäße Sicherheits- Rückhalteeinrichtung günstigerweise derart ausgebildet ist, daß der Gurtstraffer reversibel ist.

Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da so nach einem kritischen Zustand unter Umständen normal weitergefahren werden kann. Da keine Straffung des Sicherheitsgurtes mehr vorliegt, hat der Fahrer die gewohnte ihm zur Verfügung stehende Bewe­ gungsfreiheit und kann daher das Fahrzeug weiterführen, ohne vorher in die Werkstatt zu müssen oder selber Reparaturen oder auch eine manuelle Entriegelung vornehmen zu müssen.

Jedoch ist ein solches Beenden der Straffung des Gurtes auch deshalb vorteilhaft, damit der Insasse nach einem Unfall eine große Bewegungsfreiheit hat. Damit kann er unter Umständen den Gurt leicht lösen und gegebenenfalls schnell das Fahrzeug ver­ lassen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung könnte eine erfindungsgemäße Rückhalteeinrichtung derart vorgesehen sein, daß nach dem Straffen oder dem Zurückziehen des Insassen das Halten des Insassen auch durch Sperrklinken erfolgen kann, die bei Fahrzeugstillstand oder normaler Fahrt wieder gelöst werden. Diese technische Realisierung benötigt nur für kurze Zeit einen höheren Leistungsbedarf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in Fig. 4 gezeig­ ten Blockdiagramms noch näher erläutert, wobei die Sicherheits- Rückhalteeinrichtung eine vorausschauende Erkennung aufweist, die einen Zusammenstoß, ein Schleudern und/oder einen Über­ schlag erkennen kann. Dies bedeutet, daß die Rückhalteeinrich­ tung bei jeglichem erdenklichen kritischen Fahrzustand akti­ viert werden können soll.

Wie in Fig. 4 ersichtlich ist, wird mit einer Einrichtung 1 zur vorausschauenden Erkennung, welche z. B. mit Radarsensoren, IR- Sensoren und/oder einer Bildverarbeitung, wie beipielsweise ei­ ner CCD-Kamera und Bildauswertung verbunden ist, die Relativge­ schwindigkeit und der Abstand zum vorausfahrenden oder stehen­ den Fahrzeug oder Objekt gemessen.

Eine weitere Einrichtung 2 bestimmt die Insassenposition, vor­ zugsweise mittels IR-Sensoren, Bildverarbeitung (CCD-Kamera und Bildauswertung), kapazitive Sensoren und/oder Radarsensoren. Damit kann eine sogenannte "OOP-Position" (out of position), also die ungünstige Position des Insassen zum Sitz erkannt wer­ den.

Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn im Fahrzeug schon vorhan­ dene Vorrichtungen für die Messung der Relativgeschwindigkeit, des Abstandes und der Insassenposition mitbenutzt werden kön­ nen, wodurch der zusätzliche konstruktive Aufwand durch die er­ findungsgemäße Sicherheits-Rückhalteeinrichtung möglichst ge­ ring gehalten werden kann.

Als Mittel 3 zur Ermittlung des Gewichts des Insassen können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform druckabhängige Folien im Sitzpolster vorgesehen werden. Eine solche Ausführung hat sich deshalb als vorteilhaft gezeigt, da ihr konstruktiver Auf­ wand als sehr gering zu betrachten ist.

Daneben könnte das Gewicht des jeweiligen Insassen aber auch mittels Gewichtssensoren am Sitz gemessen werden. Auch eine Ge­ wichtsschätzung mit einer Bildverarbeitung (wie eine CCD-Kamera und Bildauswertung) ist denkbar.

Gemäß der in Fig. 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird die Bewegung des Insassen, bei einer kritischen Fahrsituation, über die Gurtauszug-Ermittlungseinrichtung 4 gemessen. Dies hat sich insbesondere deshalb als vorteilhaft erwiesen, da schnelle Bewegungen des Insassen dadurch erfaßt werden können, wie zum Beispiel beim Bremsen oder Schleudern. Dies ist auch mittels einer Bildverarbeitung möglich, was jedoch einen relativ hohen Aufwand erfordert. Denkbar wäre aber auch eine Messung mit ei­ ner IR-Sensorik, hierbei ist jedoch die Unterscheidung von Be­ wegungen des Oberkörpers und Bewegung der Arme problematisch.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Aktivierung des Gurtstraffers nur dann, wenn der jeweils auf einem Sitz befindliche Insasse auch angeschnallt ist. Dies bedeutet, daß die Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers, wie in Fig. 4 dargestellt, durch eine Abfrage des Gurtschlosses 5 erfolgt.

Nach der in Fig. 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient zusätzlich auch eine Erfassung von Fahrzeugda­ ten 6, wie beispielsweise der Eigengeschwindigkeit, des Lenk­ winkels, des Gierwinkels, der Giergeschwindigkeit, usw. zur Be­ einflussung des Auslöse- und Abschaltalgorithmuses für den re­ versiblen Gurtstraffer.

Vorzugsweise wird auch die Erfassung der Fahrzeugverzögerung 7 zusätzlich zum Gewicht der Insassen zur Steuerung der Gurtkraft benutzt. Dadurch kann die jeweils erforderliche aufzubringende Kraft noch weiter optimiert werden.

Es kann auch die Auswertung der Gas- und/oder Bremspedalbetäti­ gung 8 zusätzlich zur Relativgeschwindigkeit und dem Abstand zum vorausfahrenden oder stehendem Fahrzeug oder Objekt als weiteres Auslösekriterium für den reversiblen Gurtstraffer die­ nen. Auch dadurch kann eine noch weitere Optimierung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens erfolgen.

Wie der Fig. 4 zu entnehmen ist, werden alle Daten der be­ schriebenen Erfassungeinrichtungen und Berechnungseinheiten oder eine beliebige Kombination dieser Daten, einem Steuergerät 9 zugeführt, das dann durch Vergleich mit vorgegebenen Grenz­ werten bei Überschreiten dieser Werte den reversiblen Gurt­ straffer 10 auslöst und, wie oben beschrieben, unterschiedliche Kräfte auf den Insassen aufbringt, die wiederum von den ermit­ telten Parametern abhängig sein können.

Claims (20)

1. Verfahren zum Zurückhalten eines Insassen auf einem Fahr­ zeugsitz, wobei der Insasse bei Erkennen eines kritischen Fahr­ zustandes über einen Gurtstraffer mit einer Kraft (S2, S4, S5) in den Fahrzeugsitz gezogen wird und dann in einer zurückgezo­ genen Position mit einer Haltekraft (S3, S6) auf dem Fahrzeug­ sitz gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft (S3, S6) geringer gewählt wird als die Kraft (S2, S4, S5), die zum Zurückziehen des Insassen verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft (S3, S6) zwischen 100 N und 600 N beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft (S2, S4, S5) zum Zurückziehen des Insassen zwi­ schen 200 N und 1500 N beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräfte zum Zurückziehen und/oder Halten des Insassen (S2, S3, S4, S5, S6) an das jeweilige Gewicht des Insassen an­ gepaßt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft (S3, S6) an die Fahrzeugverzögerung angepaßt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft (S3, S6) an die Fahrzeuggeschwindigkeit an­ gepaßt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten von einem höheren Kraftniveau der Kraft (S2, S4, S5) zum Zurückziehen auf ein niedrigeres Kraftniveau der Haltekraft (S3, S6) nach einer vorbestimmten Zeit erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten von dem höheren zu dem niedrigeren Kraftni­ veau abhängig von der Insassenposition erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten von dem höheren zu dem niedrigeren Kraftni­ veau über eine Messung des Gurtbandweges und/oder der Gurtband­ bewegung erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten von dem höheren zu dem niedrigeren Kraftni­ veau durch Bewegungsberechnung des Insassen aus Gurtkraft, In­ sassenposition, Fahrzeugverzögerung und/oder Gurtwegmessung und Bewegungsmessung des Antriebes oder Antriebskennwerten erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten von dem höheren zu dem niedrigeren Kraftni­ veau durch Antriebsdaten erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtstraffung bei jedem Fahrzeugsitz gesondert erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kritische Fahrzeugzustand durch Überwachung wenigstens einer Auswahl der Parameter Lenkwinkel, Abstand zu einem Ob­ jekt, Relativgeschwindigkeit, Fahrzeugverzögerung, Gierwinkel, -geschwindigkeit, -beschleunigung, Eigengeschwindigkeit, Lenk­ winkel, starken Richtungswechseln, µ-Sprung, Querbeschleuni­ gung, Raddrehzahl und/oder Neigungswinkel erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft (S3, S6) gelöst wird, wenn das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist oder über die Fahrzeugdaten ein unkri­ tischer Fahrzustand erkannt wird.

15. Sicherheits-Rückhalteeinrichtung zum Zurückhalten des In­ sassen auf einem Fahrzeugsitz während eines kritischen Fahrzu­ standes, insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, wobei die Sicher­ heits-Rückhalteeinrichtung einen Sicherheitsgurt oder derglei­ chen, eine vorausschauende Erkennung für einen gefährlichen Fahrzustand und eine Insassenpositionserkennung aufweist, wobei bei Erkennen eines gefährlichen Fahrzustandes ein Gurtstraffer mit einer Kraft beaufschlagt wird, mittels der ein Insasse in den Fahrzeugsitz gezogen wird, und wobei der Insasse in einer zurückgezogenen Position mit einer Haltekraft auf dem Fahrzeug­ sitz gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft geringer gewählt wird als die Kraft, die zum Zurückziehen des Insassen verwendet wird.

16. Sicherheits-Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtstraffer (10) reversibel ausgebildet ist.

17. Sicherheits-Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vorausschauende Erkennung (1) zur Erkennung eines Zu­ sammenstoßes, eines Schleuderns und/oder eines Überschlags ei­ nen Radarsensor aufweist.

18. Sicherheits-Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vorausschauende Erkennung (1) zur Erkennung eines Zu­ sammenstoßes, eines Schleuderns und/oder eines Überschlags ei­ nen IR-Sensor aufweist.

19. Sicherheits-Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vorausschauende Erkennung (1) zur Erkennung eines Zu­ sammenstoßes, eines Schleuderns und/oder eines Überschlags eine Bildverarbeitung aufweist.

20. Sicherheits-Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung des Gurtstraffers (10) nur erfolgt, wenn der jeweils auf einem Sitz befindliche Insasse, vorzugsweise mittels eines Gurtschloßschalters (5) als angeschnallt erkannt ist.