DE102004045820B4

DE102004045820B4 - Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung des Innenraumes

Info

Publication number: DE102004045820B4
Application number: DE102004045820A
Authority: DE
Inventors: Hans-Herbert Dipl.-Ing. Schreier; Ulrich Dr.-Ing. Tschäschke
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2024-09-23
Also published as: WO2006032444A8; US20090062988A1; DE102004045820A1; WO2006032444A1

Abstract

Sicherheitseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung eines Innenraumes (2), wobei ein mit einem elektrischen Verstellantrieb (3) angetriebenes Verschlusselement (4) zur Schließung der Öffnung vorgesehen ist, und außerdem eine Steuereinheit (5) vorgesehen ist, welche die für einen Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten (6) hinsichtlich eines drohenden Unfallereignisses auswertet und den elektrischen Verstellantrieb (3) so ansteuert, dass in einem Überstrombetrieb des elektrischen Verstellantriebs (3) ein Schnellschließvorgang für das Verschlusselement (4) vor dem Eintritt des Unfallereignisses eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (4) vor dem Eintritt eines zu erwartenden Unfallereignisses in eine vorgegebene Position bewegt wird, bei welcher die verschließbare Öffnung einen offenen Spalt aufweist, und der offene Spalt anschließend in einem Normalbetrieb des elektrischen Verstellantriebs (3) geschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung des Innenraumes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE 40 31 552 A1 ist eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug bekannt, dessen Innenraum wenigstens eine Öffnung aufweist, beispielsweise ein Seitenfenster oder eine Dachöffnung, welche durch ein mit einem Verstellantrieb gekoppeltes Verschlusselement wahlweise wenigstens teilweise geschlossen oder freigegeben werden kann. Eine Sensorik erfasst die Fahrzeugverzögerung in Fahrtrichtung und löst bei einer Überschreitung eines Vorgabewertes für die Fahrzeugverzögerung die Schließbewegung des Verschlusselementes aus. Bei geeigneter Wahl des Vorgabewertes für die Fahrzeugverzögerung kann die Öffnung bereits geschlossen werden, noch bevor das Kraftfahrzeug auf ein Hindernis trifft. Beim Eintreten des tatsächlichen Unfallereignisses sind die Fahrzeuginsassen gegen Verletzungen durch von außerhalb durch die Öffnung in das Fahrzeug eindringende Fremdkörper geschützt. Ein Herausschleudern von Fahrzeuginsassen durch die Öffnung kann ebenso vermieden werden. Zusätzlich ist ein als Federspeicher ausgeführter Energiespeicher als Kraftquelle vorgesehen, welcher bei Aktivierung eine Schnellschlussbewegung des Verschluss elements bewirkt. Die Ausgestaltung des Energiespeichers erweist sich als mechanisch aufwendig, kostenintensiv und benötigt ein entsprechendes Einbauvolumen. Eine Realisierung des Energiespeichers ist mit einem erheblichen Kostenaufwand verbunden.
In der DE 101 21 386 C1 wird ein Verfahren zur Ansteuerung eines reversiblen Insassenschutzmittels in einem Kraftfahrzeug mit einer Fahrzustandsdaten erfassenden Sensorik beschrieben. Als Fahrzustandsdaten werden Notbremsungen, Über- und Untersteuerungen des Kraftfahrzeuges überwacht. In Abhängigkeit von einem solchen Zustand wird das Insassenschutzmittel ausgelöst. Aus den Fahrzustandsdaten kann zusätzlich die Richtung ermittelt werden, aus welcher eine maximale Gefährdung zu erwarten ist. Das Insassenschutzmittel wird derart angesteuert, das die Schutzwirkung entsprechend der Richtung maximaler Gefährdung erfolgt.
Außerdem ist aus der DE 44 11 184 C2 ein Rückhaltegurtsystem für einen Sitz in einem Fahrzeug mit einem Sitzgurt und einem Gurtstrammer zur Sicherung eines Passagiers auf dem Sitz bekannt. Mit einer Vorrichtung wird die Entfernung zu einem Objekt und die entsprechende Relativgeschwindigkeit ermittelt. Hieraus kann die erwartete Zeit bis zum möglichen Zusammenstoß zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt bestimmt werden. Eine Steuereinheit erzeugt ein Steuersignal, welches rechtzeitig vor dem möglichen Zusammenstoß die Kraft des Gurtstrammers erhöht. Kann ein Zusammenstoß vermieden werden, so wird die Kraft des Gurtstrammers wieder erniedrigt. Der steuerbare Gurtstrammer ist als Vorstrammer ausgeführt, welcher vor dem Zusammenstoß nur bis zu einer vorgegebenen Vorspannung wirksam ist, wobei ein weiterer Gurtstrammer für eine strammere Anziehung des Sitzgurtes ausgelöst wird, wenn der Zusammenstoß tatsächlich festgestellt wird.
Des Weiteren ist aus der DE 103 18 417 A1 eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung eines Innenraumes bekannt, wobei ein mit einem elektrischen Verstellantrieb angetriebenes Verschlusselement zur Schließung der Öffnung vorgesehen ist. Außerdem weist die Sicherheitseinrichtung eine Steuereinheit auf, welche die für einen Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten hinsichtlich eines drohenden Unfallereignisses auswertet und den elektrischen Verstellantrieb so ansteuert, dass in einem Überstrombetrieb des elektrischen Verstellantriebs ein Schnellschließvorgang für das Verschlusselement vor dem Eintritt des Unfallereignisses eingeleitet wird.
Eine solche Sicherheitseinrichtung gemäß der DE 103 18 417 A1 ist ebenfalls aus der DE 103 28 976 A1 , aus der DE 198 34 825 C1 und aus der DE 199 61 799 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung eines Innenraumes des Kraftfahrzeuges anzugeben, wobei ein mit einem Verstellantrieb angetriebenes Verschlusselement zur Schließung der Öffnung vorgesehen ist, welche einen gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Sicherheitseinrichtungen optimierten Insassenschutz aufweist.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung eines Innenraumes mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Erfindungsgemäß wird das Verschlusselement vor dem Eintritt eines zu erwartenden Unfallereignisses in eine vorgegebene Position bewegt, bei welcher die verschließbare Öffnung einen offenen Spalt aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Größe des offenen Spaltes für jede Fahrzeugbaureihe voreinstellbar ist. Dadurch werden zwei Vorteile erreicht. Zum einen wird ein Einklemmschutz realisiert. Die verschließbare Öffnung wird durch die Schnellschließung nicht vollständig geschlossen, wodurch eine Einklemmung von Gliedmaßen eines Insassen durch die Schnellschließung, welche schnell erfolgt und mit erheblichen Krafteinwirkungen verbunden ist, aufgrund einer gegebenenfalls ausbleibenden Reaktion des Insassen vermieden werden kann. Der verbleibende offene Spalt wird je nach Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung anschließend in einem Normalbetrieb des Verstellantriebs, bei dem eine bessere Einklemmsensierung und mehr Reaktionszeit für den Insassen bestehen, geschlossen. Die Schließung des Spalts kann unmittelbar nach der Schnellschließung erfolgen. Mittels des offenen Spalts, bei einer nicht vollständigen Schnellschließung der Öffnung, kann eine ausreichende Belüftung des Innenraumes für die Insassen des Kraftfahrzeuges bei Eintreten eines Unfallereignisses sichergestellt werden. Bei einem Unfallereignis kann infolge einer Auslösung von beispielsweise pyrotechnischen Insassenschutzmitteln eine starke Gas- bzw. Russpartikelbelastung entstehen, welche einen Gefährdungsgrad für die Gesundheit der Insassen darstellen könnte. Durch die einen Spalt weit geöffnete Öffnung, die Öffnung kann beispielsweise ein Seitenfenster sein, können die Gas- bzw. Russpartikel aus dem Innenraum des Kraftfahrzeuges in die Umgebung entweichen und zugleich kann Sauerstoff von außen den Insassen im Innenraum zugeführt werden. Dabei ist es von Vorteil, dass das Verschlusselement sowohl aus einer geöffneten als auch aus der geschlossenen Stellung in die vorgegebene Position bewegt werden kann.
Die Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst wenigstens eine verschließbare Öffnung eines Innenraumes, wobei das mit dem elektrischen Verstellantrieb angetriebene Verschlusselement zur Schließung der Öffnung vorgesehen ist, und eine Steuereinheit welche die für den Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten hinsichtlich eines drohenden Unfallereignisses auswertet und den elektrischen Verstellantrieb so ansteuert, dass in dem Überstrombetrieb des elektrischen Verstellantriebs der Schnellschließvorgang für das Verschlusselement vor dem Eintritt des Unfallereignisses eingeleitet wird. Die Einleitung des Schnellschließvorgangs in dem Überstrombetrieb für das Verschlusselement erfolgt bereits vor dem Eintritt des eigentlichen Unfallereignisses, wodurch eine zusätzliche Sicherheit für die Insassen erreicht wird. Es wird rechtzeitig eine gegenüber einem Normalbetrieb für eine Bewegung des Verschlusselements beschleunigte Schließung durchgeführt. Im Normalbetrieb wird das Verschlusselement mit einer vorgegebenen Stromstärke angetrieben, welche nicht zu einem Überlastbetrieb des elektrischen Verstellantriebs für das Verschlusselement führt. Bei der vorliegenden Schnellschließung wird der elektrische Verstellantrieb in einem kurzen Zeitintervall in dem Überstrombetrieb betrieben, was zu einem kurzfristigen Überlastbetrieb führt, welcher sich aufgrund der geringen Zeitdauer und der geringen Häufigkeit seines Betriebes jedoch auf die Dauer nicht funktionsmindernd auf den Betrieb des elektrischen Verstellantriebs auswirkt. Dabei ist erwünscht, dass die Öffnung vor dem Eintritt eines zu erwartenden Unfallereignisses geschlossen ist. Ein ungewolltes Verlassen eines Insassen durch die verschließbare Öffnung während des Ablaufs des eigentlichen Unfallereignisses kann dadurch vermieden werden. Von außen können keine Fremdkörper in das Kraftfahrzeug eindringen. Zudem könnte eine Bewegung des Verschlusselementes in eine geschlossene Position während des tatsächlichen Ablaufes des Unfallereignisses unter Umständen aufgrund eines Ausfalls der Spannungsversorgung oder einer Karosserieverformung nicht mehr erfolgen. Es wird bereits die Zeit unmittelbar vor dem Unfallereignis genutzt, um vorsorgliche Maßnahmen zur Verbesserung der Insassensicherheit einzuleiten. Mit der präventiv wirkenden Sicherheitseinrichtung ist ein vorbeugender Insassenschutz gewährleistet. Das Verschlusselement kann jedwede automatisch verschließbare Öffnung des Kraftfahrzeuges, beispielsweise eine Fensterscheibe oder ein Schiebedach, insbesondere auch ein Schiebedach mit einer zusätzlichen Hubfunktion, sein.
Die für den Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten können insbesondere Fahrzustandsgrößen sein. Als Fahrzustandsgrößen werden Größen wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Gier-, Längs- und Querbeschleunigungen, Bremspedal- und Fahrpedalstellung und der Lenkwinkel verwendet. Des Weiteren kann als Fahrzustands größe der Status von Bedienelementen wie Blinker und Warnblinklicht sowie der Status von das Kraftfahrzeug betreffenden Sensoren und Steuergeräten benutzt werden.
Alternativ oder ergänzend können die für den Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten Umgebungsdaten sein. Als Umgebungsdaten sind solche Daten bezeichnet, welche von Umgebungssensoren, Telematiksystemen und durch Kommunikation des Kraftfahrzeugs mit anderen Kraftfahrzeugen und stationären Kommunikationssystemen bereitgestellt werden. Beispiele für Umgebungsdaten sind Informationen zum aktuellen Ort, zur Straßenkategorie und zur Fahrspur, auf welcher das eigene Kraftfahrzeug fährt. Weitere Umgebungsdaten sind unter anderem Straßenzustand, Temperatur, Witterung, Lichtverhältnisse sowie Geschwindigkeit, Abstand, Typ und Größe von vorausfahren, benachbarten, nachfolgenden oder entgegenkommenden Kraftfahrzeugen und von anderen Verkehrsteilnehmern.
Es ist von Vorteil, wenn die für den Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten ausgewertete Fahreraktivitäten sind. Eine Erfassung der Fahreraktivität umfasst beispielsweise eine Erkennung der Augenbewegung, die Blickrichtung, aber auch die Bedienvorgänge von Bedienelementen, wie beispielsweise Lenkrad, Gangwählhebel und Bremspedal. Durch die Auswertung einer Mehrzahl sicherheitsrelevanter Daten kann im Bedarfsfall mittels der Steuereinheit der richtige Zeitpunkt für die Schließung des Verschlusselements bestimmt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der einzigen Figur näher erläutert, wobei die Figur einen Ausschnitt aus einer Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahr zeug mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung des Innenraumes in einem Blockschaltbild zeigt.
Eine Sicherheitseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug umfasst gemäß der Figur eine verschließbare Öffnung eines Innenraumes 2 des Kraftfahrzeuges, wobei ein mit einem elektrischen Verstellantrieb 3 angetriebenes Verschlusselement 4 zur Schließung der Öffnung vorgesehen ist. Das Verschlusselement 4 kann beispielsweise als eine Seitenscheibe oder als ein Schiebedach des Kraftfahrzeuges ausgeführt sein.
Eine Steuereinheit 5 wertet die für einen Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten 6 hinsichtlich eines drohenden Unfallereignisses aus und steuert den elektrischen Verstellantrieb 3 zeitlich so an, dass in einem Überstrombetrieb des elektrischen Verstellantriebs 3 ein Schnellschließvorgang für das Verschlusselement 4 vor dem Eintritt eines zu erwartenden Unfallereignisses eingeleitet wird. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Bemessung des Überstroms auf eine typische Vorwarnzeit in der Weise abgestimmt, dass die verschließbare Öffnung vor dem Eintritt des Unfallereignisses geschlossen werden kann.
Die Sicherheitseinrichtung 1 bewegt das Verschlusselement 4 vor dem Eintritt eines zu erwartenden Unfallereignisses in eine vorgegebene Position, bei welcher die verschließbare Öffnung einen offenen Spalt aufweist. Die Größe des Spaltes ist, beispielsweise in Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Verschlusselements 4 oder aus sicherheitstechnischen Überlegungen heraus, voreinstellbar. Die Voreinstellung kann werksseitig erfolgen oder durch einen Insassen des Kraftfahrzeuges vorgenommen werden. Mit der durch den Überstrombetrieb bedingten Schnellschließfunktion des elektrischen Verstellantriebes 3 wird sicherge stellt, dass das Verschlusselement 4 rechtzeitig vor dem Eintritt des tatsächlichen Unfallereignisses seine Endposition mit dem geöffneten Spalt erreicht hat. Der offene Spalt wird anschließend in einem Normalbetrieb des elektrischen Verstellantriebs 3 geschlossen, bei welchem eine bessere Einklemmsensierung und mehr Reaktionszeit für den Insassen bestehen. Bei einer Nichteintretung des Unfallereignisses wird das Verschlusselement 4 in einem Normalbetrieb des elektrischen Verstellantriebs 3 wieder in seine Ausgangsposition zurückgeführt.
Die Sicherheitseinrichtung 1 kann auch mehrere Verschlusselemente 4 in einem Parallelbetrieb aktivieren, beispielsweise mehrere Seitenscheiben des Kraftfahrzeugs. Die Ansteuerung der Seitenscheiben kann in verschiedenen Betriebsmoden erfolgen. In einem ersten Betriebsmodus können alle Fensterscheiben zugleich in eine vorgegebene Position bewegt werden. In einem zweiten Betriebsmodus werden nur diejenigen Fensterscheiben angesteuert, welche einem Insassen benachbart sind. Die Insassenerfassung kann mittels einer Sitzbelegungserkennung durchgeführt werden. Es sind aber auch andere Betriebsmoden für die Sicherheitseinrichtung 1 denkbar.
Die für den Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten 6 sind Fahrzustandsgrößen, Umgebungsdaten und/oder ausgewertete Fahreraktivitäten.
Es ist denkbar, auch andere Komponenten des Kraftfahrzeuges, insbesondere Sicherheitskomponenten, Komponenten eines Fahrzeugsitzes und/oder weitere Komfortfunktionen, bei welchen es auf eine schnelle Erreichung eines vorgegebenen Zustands ankommt, zeitweise in einem Überstrombetrieb zu betreiben.
Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung 1 für das Kraftfahrzeug mit der verschließbaren Öffnung des Innenraumes 2 gewährleistet den Insassen des Kraftfahrzeuges eine schnelle und rechtzeitige Aktivierung des Insassenschutzes bereits vor Eintritt eines zu erwartenden Unfallereignisses. Die Realisierung der Sicherheitseinrichtung 1 ist gegenüber dem Stand der Technik mit einem nur geringen technischen und finanziellen Aufwand durchzuführen, da die wesentlichen Komponenten der Sicherheitseinrichtung 1 im Regelfall bereits standardmäßig in den Kraftfahrzeugen integriert sind.

Claims

Sicherheitseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung eines Innenraumes (2), wobei ein mit einem elektrischen Verstellantrieb (3) angetriebenes Verschlusselement (4) zur Schließung der Öffnung vorgesehen ist, und außerdem eine Steuereinheit (5) vorgesehen ist, welche die für einen Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten (6) hinsichtlich eines drohenden Unfallereignisses auswertet und den elektrischen Verstellantrieb (3) so ansteuert, dass in einem Überstrombetrieb des elektrischen Verstellantriebs (3) ein Schnellschließvorgang für das Verschlusselement (4) vor dem Eintritt des Unfallereignisses eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (4) vor dem Eintritt eines zu erwartenden Unfallereignisses in eine vorgegebene Position bewegt wird, bei welcher die verschließbare Öffnung einen offenen Spalt aufweist, und der offene Spalt anschließend in einem Normalbetrieb des elektrischen Verstellantriebs (3) geschlossen wird.
Sicherheitseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des offenen Spaltes voreinstellbar ist.
Sicherheitseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bemessung des Überstroms auf eine typische Vorwarnzeit in der Weise abgestimmt ist, dass die verschließbare Öffnung vor dem Eintritt des Unfallereignisses geschlossen wird.
Sicherheitseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (4) eine Seitenscheibe oder ein Schiebedach des Kraftfahrzeuges ist.
Sicherheitseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten (6) Fahrzustandsgrößen sind.
Sicherheitseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten (6) Umgebungsdaten sind.
Sicherheitseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten (6) ausgewertete Fahreraktivitäten sind.
Sicherheitseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichteintritt des Unfallereignisses das Verschlusselement (4) in einem Normalbetrieb des elektrischen Verstellantriebs (3) wieder in seine ursprüngliche Ausgangsstellung bewegt wird.