DE102004004546B4

DE102004004546B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Unfallfolgen für Personen in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004004546B4
Application number: DE102004004546.1A
Authority: DE
Inventors: Dr. Junge Mirko; Markus Jungmichel; Mark Gonter
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2015-05-21
Anticipated expiration: 2024-01-24
Also published as: DE102004004546C5; DE102004004546A1

Abstract

Verfahren zur Reduzierung von Unfallfolgen für Fahrzeuginsassen in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Sensorik zur Erfassung eines bevorstehenden Unfalls, einer Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals und einem Rückhaltemittel, wobei bei Erfassung eines Signals für einen bevorstehenden Unfall ein sensorisches Reizsignal für die Fahrzeuginsassen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals mit dem Rückhaltemittel derart gekoppelt ist, dass vor Auslösung des Rückhaltemittels das sensorische Reizsignal erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung von Unfallfolgen für Personen in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Sensorik zur Erfassung eines bevorstehenden Unfalls.
Zur Vermeidung von Unfallfolgen für Personen in einem Kraftfahrzeug sind die verschiedensten Maßnahmen bekannt. Die am weitesten verbreitete Maßnahme ist das Vorsehen von Rückhaltemitteln wie Gurte oder Airbags, wobei letztere zunehmend serienmäßig eingesetzt werden. Im Regelfall ist diesen Rückhaltemitteln eine Sensorik zur Erkennung eines Unfalls zugeordnet. Für die konkrete Ausbildung der Sensorik kommen verschiedene Sensoren in Frage, die auch miteinander kombiniert werden können, wie beispielsweise Beschleunigungssensoren, Abstandssensoren von ADR-Systemen oder Kameras. Weiter sind auch gestufte Auslösemechanismen bekannt, wobei je nach Grad der Wahrscheinlichkeit eines Unfalls beispielsweise ein Gurt vorgespannt wird. Die Maßnahmen zum Schutz von Passanten beschränken sich derzeit auf die Entwicklung neuer Werkstoffe am Kraftfahrzeug, die das Verletzungsrisiko minimieren sollen. Allerdings kommt es vor, dass die Fahrzeuginsassen durch die Auslösung der Rückhaltemittel verletzt werden.
Aus der DE 101 49 118 C1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung der Auslösung passiver Rückhaltemittel in einem Kraftfahrzeug bekannt. Dabei wird offenbart, dass mittels Vorhersage- bzw. Prädiktionsverfahren sich berechnen lässt, warum, wo und wie ein Aufprall voraussichtlich stattfinden wird. Abhängig davon können Warnsignale abgegeben und Insassenschutzfunktionen im Aufprallfall vorbereitet werden, wodurch die Auslösesicherheit und der Schutz gegen Fehlauslösung stark erhöht werden.
Aus der DE 101 21 956 C1 ist ein fahrzeugbasiertes Notfall-System für die fahrzeugautonome Unfalldiagnose bekannt, insbesondere für Schienenfahrzeuge. Dabei erfolgt eine Warnung der Fahrgäste, sodass diese vor der Kollision Durchgangswege verlassen können und ihre Sitzplätze einnehmen können.
Aus der DE 103 00 275 A1 ist ein Alarmsystem für ein Fahrzeug bekannt, das einen Warnton erzeugt, der derart ausgebildet ist, dass dieser von der Wahrnehmung her aus der Richtung eines detektierten Ereignisses kommt.
Aus der DE 101 03 401 A1 ist ein Gefahrenabwendungssystem für ein Fahrzeug bekannt, bei der eine gestufte Warnung des Fahrzeugs erfolgt. Parallel hierzu kann ein Insassenschutzsystem angesteuert werden. Eine Warnung und parallele Ansteuerung von Sicherheitseinrichtungen ist auch aus der DE 198 42 827 A1 bekannt.
Aus der DE 36 37 165 A1 ist ein Verfahren zum Verhindern von Zusammenstößen für Kraftfahrzeuge im Straßenverkehr bekannt, wobei durch eine Abstandswarnung bewegter oder unbewegter Ortungsobjekte der Fahrer gewarnt wird. Dabei sieht das Verfahren drei Alarmstufen vor. Dabei wird in der ersten Alarmstufe bei Unterschreitung eines ausreichenden Sicherheitsabstandes der Fahrer akustisch und/oder optisch gewarnt. Bei weiterer Verringerung des Sicherheitsabstandes wird in einer zweiten Alarmstufe das Bremssystem automatisch aktiviert. Schließlich werden bei noch kleinerem Sicherheitsabstand in der dritten Alarmstufe Sicherheitseinrichtungen wie Airbags aktiviert.
Aus der DE 203 09 877 U1 ist ein Fahrzeugsicherheitssystem bekannt, bei dem die Position von Oberkörper und Kopf erfasst werden, wobei Rückhaltemittel in Abhängigkeit der erfassten Position angesteuert werden.
Aus der WO 03/099610 A1 ist schließlich eine Vorrichtung für ein parkendes Fahrzeug bekannt, die ein herannahendes anderes Fahrzeug warnt.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mittels derer der Schutz von Personen in einem Kraftfahrzeug bei einem Unfall verbessert wird.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu wird bei Erfassung eines Signals für einen bevorstehenden Unfall ein sensorisches Reizsignal für die Fahrzeuginsassen erzeugt. Durch einen weit überschwelligen, sensorischen Reiz wird die Aufmerksamkeit erregt. Eine muskelrelaxierte Person spannt die Muskulatur an und verhindert somit eine Hyperflexion und verleiht dem Körper genau in der Crash-Situation die maximale Steifigkeit. Dabei ist die Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals mit dem Rückhaltemittel derart gekoppelt, dass das sensorische Reizsignal vor der Auslösung eines Rückhaltemittels erzeugt wird, sodass dann, wenn das Rückhaltemittel auslöst, die erhöhte Körperspannung bereits vorliegt. Dabei liegen der Erfindung folgende Erkenntnisse zugrunde:
Das knöcherne Skelett wird durch den Muskel/Sehnenapparat aufgerichtet und stabilisiert. So wird z. B. die Halswirbelsäule nur durch die Zugwirkung der autochthonen Halsmuskulatur in die ,Normalposition' gebracht. Im ermüdeten Zustand oder unter Einwirkung von Muskelrelaxantien (Alkohol, Sedativa etc.) wird der Muskeltonus herabgesetzt, die Haltefunktion kann nur noch bedingt aufrechterhalten werden und die Person sackt ,in sich zusammen'. Im relaxierten Zustand findet sich eine Überbeweglichkeit der Gelenke, d. h. die Gelenke können passiv, also durch eine äußere Kraft weiter, mit weniger Energieaufwand und schneller durchbewegt werden, als dies im Normalzustand möglich wäre.
Trifft ein sich aufblasender Airbag auf einen relaxiert vor der Brust hängenden Kopf, so wird dieser durch die Beschleunigung des Airbags in anterior-posterior (a. p.)-Richtung um die Halswirbelsäule beschleunigt. Es kann zur so genannten Hyperextension mit u. a. Knochen/Knorpelschaden an der Halswirbelsäule, einem diffusen Axonschaden im Halsbereich des Rückenmarks, diffusen Einblutungen in die Halsmuskulatur und Gefäßschäden im Halsbereich kommen. Des Weiteren kann es durch die kardanische Aufhängung des Gehirns im Kopf zu Anstoßverletzungen des Gehirns an der Innenseite der Schädelkalotte kommen. Ähnliche Probleme ergeben sich bei einem entspannten Anlehnen des Kopfes an die Seitenscheibe bei Curtain-Airbag Auslösung: Hier würde der Curtain eine nicht senkrechte Kraft auf den Kopf verursachen, wobei je nachdem in welche Richtung der Kopf angestoßen bzw. beschleunigt wird, es zu einer Hyperflexion, einer Hyperextension oder einer HWS-Distorsion kommen kann. Der bereits seitlich geneigte Kopf wird dann lateral, nach vom oder hinten und/oder in eine Drehbewegung versetzt. Die zu erwartenden Schäden sind gravierender als bei einer Hyperextension durch den Frontairbag. Es kann neben den bereits beschriebenen Folgen auch zur Luxation im HWS-Bereich, also einer diskoligamentären Verletzung kommen. Allen Verletzungen geinsam ist die Gefahr einer Rückenmarksbeteiligung im Sinne eines diffusen Axonschadens.
Diesem Problem wird bisher durch die Aufblasstärke bzw. gestuften Aufblasstufen Rechnung getragen. Zur weiteren Reduzierung der Unfallfolgen wird nun durch das Reizsignal die Aufmerksamkeit erregt. Die anfänglich muskelrelaxierte Person kontrahiert hierdurch kurzzeitig sämtliche Muskeln der willkürlichen Muskulatur. Hierdurch wird einer Hyperflexion entgegengewirkt und dem Körper genau in der Crash-Situation die maximale mögliche Steifigkeit verliehen. Die Steifigkeit verringert sowohl ein passives Durchbewegen von Gelenken durch die Massenträgheit des Körpers, als auch ein aktives Durchbewegen durch einen Airbag oder einen Fahrzeuganstoß.
Vorzugsweise wird als sensorisches Reizsignal ein akustisches Warnsignal verwendet. Prinzipiell kann die Fahrzeug-Hupe für die sensorische Reizung der Fahrzeuginsassen verwendet werden, wobei hier jedoch vorzugsweise andere Signalton-Generatoren verwendet werden, wie beispielsweise eine Audio-Quelle, die schlagartig mit hoher Lautstärke eingeschaltet wird. Aber auch einfache Signalton-Generatoren, wie beispielsweise das übliche Warnsignal beim Aussteigen mit eingeschalteten elektrischen Verbrauchern, können verwendet werden, wobei vorzugsweise deren Lautstärke gegenüber dem „Normalbetrieb” erhöht wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Fahrzeuginsassen ergänzend zur akustischen Reizung oder alternativ haptisch und/oder visuell gereizt.
Vorzugsweise wird zusätzlich für Personen außerhalb des Kraftfahrzeugs auch ein Reizsignal erzeugt. Bei einem Passanten liegt die Situation nämlich ähnlich. Auf einen menschlichen Körper kann die größte Beschleunigung in a. p.-Richtung ohne Verletzungen einwirken. Für einen Passanten wäre es daher sinnvoll, sich zum auf sich zufahrenden Kraftfahrzeug hinzuwenden. Betrunkene neigen zu diesem Verhalten, was deren geringeren Verletzungen gegenüber nüchternen Fußgängern erklärt. Durch das sensorische Reizsignal wird nun die Aufmerksamkeit des Passanten erregt, so dass sich dieser neben der Muskelspannung zur Reizquelle wendet. Vorzugsweise wird als sensorisches Reizsignal ein akustisches Warnsignal verwendet, das vorzugsweise durch Betätigung der Fahrzeughupe erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur akustischen Warnung eines Passanten mindestens zwei unabhängige Signaltongeneratoren, beispielsweise zwei Hupen, die derart angesteuert werden können, dass eine Richtcharakteristik erzeugt wird, so dass der Schall für den Passanten eindeutig aus Richtung der Fahrzeugfront kommt. Dieses Prinzip kann auch auf den Fahrer angewendet werden, wobei durch eine richtungsabhängige Warnung der Fahrer auf die Gefahrenquelle hingewiesen werden kann.
Eine ergänzende oder alternative Reizung der Passanten durch Licht, beispielsweise durch ein Aufblenden der Scheinwerfer, ist auch denkbar.
Bevorzugt wird die Reizung primär auf den Fahrer ausgerichtet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann mittels einer geeigneten Sensorik, beispielsweise einer Kamera oder verschiedener Sitzhaltungssensoren, die Körperspannung bzw. Körperhaltung abgefragt werden. Dadurch kann beispielsweise die Vorrichtung deaktiviert werden, falls alle Fahrzeuginsassen bereits eine ausreichende Körperspannung aufweisen oder keine Beifahrer vorhanden sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Reduzierung von Unfallfolgen für Personen mit und/oder in einem Kraftfahrzeug.
Die Vorrichtung 1 umfasst mindestens eine Sensorik 2 zur Erfassung eines bevorstehenden Unfalls, mindestens ein Airbag-Steuergerät 3, mindestens einen Airbag 4, mindestens eine Audio-Quelle 5, mindestens einen Lautsprecher 6, eine Fahrzeug-Hupe 7 und Scheinwerfer 8.
Die Sensorik 2 erfasst eine Situation, wo das Auslösen des Airbags 4 notwendig wird bzw. ein Zusammenstoß mit einem Fußgänger bzw. Passanten unumgänglich ist. Die Sensorik kann dabei verschiedenartig ausgebildet sein und gegebenenfalls mehrere Sensoriken umfassen, dessen Signale miteinander verknüpft werden. Die Sensorik kann beispielsweise als Kamera, Abstandssensorik und/oder Beschleunigungssensor ausgebildet sein. Dieses Signal der Sensorik 2 wird an das Airbag-Steuergerät 3 übertragen. Dabei kann vorgesehen sein, dass jedem Airbag 4 im Kraftfahrzeug ein Airbag-Steuergerät zugeordnet ist oder ein Airbag-Steuergerät 3 mehrere Airbags 4 ansteuert, wobei hier aus Gründen der Übersicht nur ein Airbag 4 dargestellt ist. Das Airbag-Steuergerät 3 generiert dann in Abhängigkeit der Signale der Sensorik 2 das Zündsignal für den Airbag 4. Des Weiteren steuert das Airbag-Steuergerät 3 die Audio-Quelle 5 an, dass diese über den Lautsprecher 6 ein lautes akustisches Signal abgibt, wobei die Steuerung des Airbag-Steuergerätes 3 derart erfolgt, dass die Audio-Quelle 5 vor der Zündung des Airbags 4 erfolgt. Durch diesen akustischen Reiz werden die Fahrzeuginsassen aufmerksam und deren Muskelspannung steigt, so dass beim Aufblasen des Airbags 4 dieser auf eine gespanntere Muskulatur der Fahrzeuginsassen trifft.
Des Weiteren steuert die Sensorik 2 die Fahrzeug-Hupe 7 und die Scheinwerfer 8 an, wenn die Sensorik 2 einen bevorstehenden Unfall mit einem Passanten erfasst. Dabei kann die Ansteuerung der Scheinwerfer 8 in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit erfolgen, da ein Anleuchten bei hellem Tageslicht keinen spürbaren visuellen Reiz erzeugt. Insbesondere durch den akustischen Reiz der Fahrzeug-Hupe 7 wird die Aufmerksamkeit des Passanten erregt, dessen Muskelspannung sich ebenfalls erhöht und der sich zum Kraftfahrzeug wendet, so dass die maximale Beschleunigung in a. p.-Richtung erfolgt.

Claims

Verfahren zur Reduzierung von Unfallfolgen für Fahrzeuginsassen in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Sensorik zur Erfassung eines bevorstehenden Unfalls, einer Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals und einem Rückhaltemittel, wobei bei Erfassung eines Signals für einen bevorstehenden Unfall ein sensorisches Reizsignal für die Fahrzeuginsassen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals mit dem Rückhaltemittel derart gekoppelt ist, dass vor Auslösung des Rückhaltemittels das sensorische Reizsignal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Reizsignal ein akustisches Warnsignal abgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuginsassen durch haptische und/oder visuelle Reizsignale beaufschlagt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich für Personen außerhalb des Kraftfahrzeugs ein Reizsignal erzeugt wird.
Vorrichtung zur Reduzierung von Unfallfolgen für Fahrzeuginsassen in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Sensorik (2) zur Erfassung eines bevorstehenden Unfalls, ein Rückhaltemittel und eine Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals, die in Abhängigkeit der Signale der Sensorik (2) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals mit dem Rückhaltemittel derart gekoppelt ist, dass vor Auslösung des Rückhaltemittels das sensorische Reizsignal erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals als akustischer Signaltongenerator ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der akustische Signaltongenerator als Fahrzeug-Hupe (7) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der akustische Signaltongenerator eine Audio-Quelle (5) im Kraftfahrzeug ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Fahrzeuginsassen eine Einrichtung zur Erzeugung von haptischen und/oder optischen Reizsignalen zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals für Personen außerhalb des Kraftfahrzeuges umfasst, die in Abhängigkeit der Signale der Sensorik (2) ansteuerbar ist.