DE102004007096A1 - Fahrzeuginsassen-Schutzsystem mit aktiver Insassen-Beschleunigung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuginsassen-Schutzsystem für Kraftfahrzeuge mit einem vorausschauend arbeitenden Unfallerkennungssystem, welches vor Eintritt des Unfalls und unabhängig von dem Einsetzen einer Verformung von Teilen des Kraftfahrzeuges bei einem Unfall einen Bestandteil des Schutzsystems auslöst, derart, dass dem Fahrzeuginsassen vor Beginn des Unfalls eine Beschleunigung in der Richtung der bei dem erwarteten Unfall auftretenden Beschleunigung vermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuginsassen-Schutzsystem für Kraftfahrzeuge.
  • In bekannten Schutzsystemen werden dessen Bestandteile wie Airbag, Gurtstraffer bzw. eingebaute Gurtkraftbegrenzungssysteme bei Auftreten von von zugeordneten Sensoren erfassten Beschleunigungen bzw. Verzögerungen ausgelöst, wobei hinsichtlich der Auslegung und Steuerung der Bestandteile des Schutzsystems das Ziel verfolgt wird, mittels der entsprechenden Bestandteile den zu schützenden Fahrzeuginsassen beispielsweise durch Auslösung eines Gurtstraffers möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung zu koppeln bzw. eine kraftbegrenzte Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen einzustellen oder den zur Verfügung stehenden Überlebensraum in einem Kraftfahrzeug optimal zu nutzen bei gleichzeitig möglichst geringer Insassenbelastung, wobei Airbags, Gurtsysteme etc. eingesetzt werden.
  • Wie sich 1 entnehmen lässt, in welcher die eintretende Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen über der Zeit während eines Unfallablaufs aufgetragen ist, weist eine typische Unfallbeschleunigungskurve jeweils einen Verlauf gemäß einer Glockenkurve mit einem ausgeprägten Maximum auf, wobei innerhalb dieses Maximums auch jeweils die maximalen auf den Fahrzeuginsassen einwirkenden Belastungswerte liegen. Wird ein Fahrzeuginsasse bei einem Unfall den auftretenden Beschleunigungen ausgesetzt, so wird er aufgrund seiner Masseträgheit verglichen mit der Beschleunigung des Fahrzeuges relativ langsamer beschleunigt; in der Rückhaltephase muss der Fahrzeuginsasse jedoch aufgrund der bei ihm noch ansteigend wirksamen Beschleunigung stärker zurückgehalten werden, was in einer höheren maximalen Belastung resultiert. Diese maximalen Belastungen sind als Kurvenschar 10 von einzelnen als Ergebnis entsprechender Simulationen ermittelten Kurven der resultierenden Kopfbeschleunigung in 1 eingetragen.
    •
  • Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Belastung für den Fahrzeuginsassen durch geeignete Maßnahmen zu reduzieren, was einer Änderung der nach dem Stand der Technik gemäß 1 auftretenden glockenförmigen Unfallbeschleunigungskurve in eine Unfallbeschleunigungskurve mit Rechteckform gleichkommt.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
  • Die Erfindung sieht hierzu ein Fahrzeuginsassen-Schutzsystem für Kraftfahrzeuge mit einem vorausschauend arbeitenden Unfallerkennungssystem vor, welches vor Eintritt des Unfalls und unabhängig von dem Einsetzen einer Verformung von Teilen des Kraftfahrzeuges bei einem Unfall einen Bestandteil des Schutzsystems auslöst derart, dass dem Fahrzeuginsassen vor Beginn des Unfalls eine Beschleunigung in der Richtung der bei dem erwarteten Unfall auftretenden Beschleunigung vermittelt wird.
  • Die Erfindung setzt also voraus, dass mittels eines entsprechenden Systems der sich abzeichnende Unfall erkannt wird, bevor das eigentliche Unfallgeschehen mit den zwangsläufig auftretenden Beschleunigungskräften beginnt; derartige Unfallerkennungssysteme können beispielsweise auf der Basis von Radar bzw. Laser arbeiten. Soweit dem Fahrzeuginsassen als Folge eines erkannten, drohenden Unfalls bereits vor Eintritt der unfallbedingten Beschleunigungen über ein geeignetes Antriebssystem bereits eine Beschleunigung in der Richtung der bei dem erwarteten Unfall auftretenden Beschleunigung vermittelt wird, wirkt der dem Fahrzeuginsassen vermittelte Beschleunigungsimpuls, der anschließend durch die während eines tatsächlich eintretenden Unfalls auftretende Beschleunigung überlagert wird, über einen deutlich längeren Zeitraum, so dass der Fahrzeuginsasse in der Rückhaltephase nicht mehr durch seine zusätzlich aufzufangende massenträge Beschleunigung belastet wird. Insgesamt ist mit der erfindungsgemäßen Einleitung einer Beschleunigung des Fahrzeuginsassen bereits vor Eintritt des Unfalles eine deutlich direktere Kopplung des Fahrzeuginsassen an den Beschleunigungsimpuls des Fahrzeuges möglich, so dass die auf den Fahrzeuginsassen einwirkende maximale Belastung deutlich reduziert ist.
  • In 2 ist in Entsprechung zu 1 eine Kurvenschar 11 von einzelnen, durch Simulation ermittelten Kurven unter Einsatz der erfindungsgemäßen „aktiven Kopplung" im Vergleich mit einer 1 entsprechenden Kurvenschar 10 ahne den Einsatz der erfindungsgemäßen Maßnahme aufgetragen, wobei im Falle der aktiven Kopplung ein deutlich früherer Anstieg der Belastung erkennbar ist, allerdings die einwirkende maximale Belastung aufgrund einer sich einstellenden, fast rechteckigförmigen Charakteristik der Kurve der resultierenden Kopfbeschleunigung deutlich geringer ist.
  • Hinsichtlich einer konstruktiven Verwirklichung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der dem Fahrzeuginsassen die erforderliche Beschleunigung vor Eintritt des Unfalls vermittelnde Bestandteil ein verfahrbarer Fahrzeugsitz ist; hierzu ist ein zum Zwecke der Beschleunigungskompensation verfahrbarer Fahrzeugsitz aus der DE 199 38 940 A1 bekannt; im Unterschied zur Erfindung wird jedoch hierbei die Beschleunigung des Fahrzeugsitzes erst durch die in einem Unfallgeschehen auftretenden Fahrzeugbeschleunigungskräfte erreicht.
  • Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der dem Fahrzeuginsassen eine Beschleunigung vermittelnde Bestandteil eine mittels eines Antriebs verschwenkbare Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes ist.
  • Da bei einem vorausschauend arbeitenden Unfallerkennungssystem Situationen nicht vermieden werden können, bei denen es anschließend nicht zu einem tatsächlich eintretenden Unfall kommt, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der Bestandteil reversibel arbeitend ausgelegt ist und jeweils im Anschluss an eine Auslösung für eine erneute Funktion zur Verfügung steht.
  • Soweit bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, dass die dem Fahrzeuginsassen vor Beginn des Unfalls vermittelte Beschleunigung etwa 1 g beträgt, würde dieser Wert den maximalen Beschleunigungen einer Vollbremsung entsprechen, so dass in den Fällen, in denen es im Anschluss an die Auslösung des die Beschleunigung vermittelnden Bestandteils nicht zu einem tatsächlichen Unfall kommt, keine zusätzlichen bzw. höheren Belastungen als bei einer Vollbremsung auf den Fahrzeuginsassen wirken würden. Nach einem Ausführungsbeispiel ist jedoch auch eine deutlich höhere Beschleunigung des Fahrzeuginsassen vorgesehen, was die in einem anschließenden Unfall auftretenden maximalen Beschleunigungen weiter reduzieren würde.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die dem Fahrzeuginsassen vermittelte Beschleunigung in ihrer Größe mittels eines Steuersystems steuerbar ist, wobei in alternativen Ausführungsformen der Erfindung die Beschleunigung in Abhängigkeit von Körperdaten des Fahrzeuginsassen oder alternativ von der Unfallart und/oder der Unfallschwere des von dem Unfallerkennungssystems vorausschauend erfassten und erwarteten Unfall steuerbar ist.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
    •

Claims (11)

  1. Fahrzeuginsassen-Schutzsystem für Kraftfahrzeuge mit einem vorausschauend arbeitenden Unfalterkennungssystem, welches vor Eintritt des Unfalls und unabhängig von dem Einsetzen einer Verformung von Teilen des Kraftfahrzeuges bei einem Unfall einen Bestandteil des Schutzsystems auslöst derart, dass dem Fahrzeuginsassen vor Beginn des Unfalls eine Beschleunigung in der Richtung der bei dem erwarteten Unfall auftretenden Beschleunigung vermittelt wird.
  2. Schutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Fahrzeuginsassen eine Beschleunigung vermittelnde Bestandteil ein mittels eines Antriebs verfahrbarer Fahrzeugsitz ist.
  3. Schutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Fahrzeuginsassen eine Beschleunigung vermittelnde Bestandteil eine mittels eines Antriebs verschwenkbare Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes ist.
  4. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestandteil reversibel arbeitend ausgelegt ist und jeweils im Anschluss an eine Auslösung für eine erneute Funktion zur Verfügung steht.
  5. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Fahrzeuginsassen vor Beginn des Unfalls vermittelte Beschleunigung etwa 1 g beträgt.
  6. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Fahrzeuginsassen vor Beginn des Unfalls vermittelte Beschleunigung mehr als 1 g beträgt.
  7. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Fahrzeuginsassen vermittelte Beschleunigung in ihrer Größe mittels eines Steuersystems steuerbar ist.
  8. Schutzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Fahrzeuginsassen vermittelte Beschleunigung in Abhängigkeit von Körperdaten des Fahrzeuginsassen steuerbar ist.
  9. Schutzsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung in Abhängigkeit von der Unfallart und/oder der Unfallschwere des von dem Unfallerkennungssystem vorausschauend erfassten und erwarteten Unfall steuerbar ist.
  10. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das vorausschauend arbeitende Unfallerkennungssystem ein Radar ist.
  11. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das vorausschauend arbeitende Unfallerkennungssystem ein Laser ist.
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