DE102008050317A1

DE102008050317A1 - Verfahren zur dynamischen Fixierung eines Fahrzeuginsassen

Info

Publication number: DE102008050317A1
Application number: DE102008050317A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Fehring (Fh); Marica Dipl.-Ing. Paurevic (Fh); Thomas Unselt
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-05-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Fixierung eines mit einem Sicherheitsgurt in einem Sitz eines Fahrzeugs angeschnallten Fahrzeuginsassen (2), bei dem mittels mindestens eines Sensors eine Querdynamik des Fahrzeugs bestimmt wird, wobei eine Gurtlose des Sicherheitsgurts mittels eines Gurtaufrollers dann zumindest partielle aufgerollt wird, wenn ein oberer Schwellwert (SWo) der Querdynamik überschritten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Fixierung eines mit einem Sicherheitsgurt in einem Sitz eines Fahrzeugs angeschnallten Fahrzeuginsassen, bei dem mittels mindestens eines Sensors eine Querdynamik des Fahrzeugs bestimmt wird.
Insassen von Fahrzeugen sind während der Fahrt dynamischen Kräften ausgesetzt, die, insbesondere bei lateralen Kräften, den Sitzkomfort oder die Sicherheit der Insassen bei einem möglichen Seitenaufprall beeinträchtigen können, indem eine Position des Insassen bezüglich vorgesehener Rückhaltesysteme, beispielsweise Airbags, von einer optimalen Position mehr oder weniger abweicht.
Zur Lösung dieses Problems ist aus der DE 197 50 223 A1 ein Verfahren zur fahrsituations- und fahrweisen bedingten Adaption der Seitenabstützung eines Sitzenden im Sitz eines Fahrzeugs bekannt, bei dem eine auf den Sitz wirkende Querbeschleunigung als Bezugsgröße für die Adaption bestimmt wird, wobei die bestimmte Querbeschleunigung mit der momentanen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gewichtet und daraus eine Steuergröße für das Maß der Adaption abgeleitet wird.
Weiter ist aus der DE 196 36 448 C2 ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem zum Schutz eines Insassen bekannt, bei dem das Abwickeln eines Sicherheitsgurts in einem Einsatzfall verhindert wird, wobei eine Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung mit einer Wickelwelle verwendet wird, auf die der Sicherheitsgurt aufgerollt wird. Es ist ein Gehäuse vorgesehen, das beide Enden der Wickelwelle in einer Weise trägt, dass die Wickelwelle sich frei drehen kann. Weiter ist eine Arretierung vorgesehen, die zwischen dem Gehäuse und der Wickelwelle angeordnet ist, wodurch die Wickelwelle sich im Normalfall drehen kann und wodurch bei einem Einsatzfall eine Drehung der Wickelwelle zum Abwickeln des Sicherheitsgurts blockiert wird. Das Insassen-Rückhaltesystem weist auf:

– einen Gurtspannungssteuerungsmechanismus, der die Drehung der Wickelwelle steuert,
– wenigstens einen Objektdetektor, der ein Objekt in der Nähe des Fahrzeugs detektiert, und
– eine zentrale Prozessoreinheit, die die Position des Fahrzeugs relativ zu den Objekten basierend auf einem Detektionssignal des wenigstens einen Objektdetektors bestimmt und den Gurtspannungssteuerungsmechanismus abhängig von einem Ergebnis der Bestimmung steuert, wobei die Gurtspannung des Sicherheitsgurts abhängig von der Position des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt auf eine vorbestimmte Spannung gesteuert wird. Unter anderem wird der Gurt gespannt, wenn mittels eines Fahrzeugzustandsdetektors detektiert wird, dass das Fahrzeug sich überschlägt, hart bremst oder scharf wendet.

Weiter ist aus der US 6,766,234 B2 ein Insassen-Rückhalte-System mit einem Sicherheitsgurt bekannt, der in Abhängigkeit von einer gemessenen Querbeschleunigung gestrafft wird.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur dynamischen Fixierung eines mit einem Sicherheitsgurt in einem Sitz eines Fahrzeugs angeschnallten Fahrzeuginsassen anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur dynamischen Fixierung eines mit einem Sicherheitsgurt in einem Sitz eines Fahrzeugs angeschnallten Fahrzeuginsassen wird mittels mindestens eines Sensors eine Querdynamik des Fahrzeugs bestimmt. Eine Gurtlose des Sicherheitsgurts, das heißt ein Teil des Sicherheitsgurtes, der weiter ausgerollt ist, als es einer optimalen Position des Fahrzeuginsassen bezüglich im Fahrzeug vorgesehener Rückhaltesysteme wie beispielsweise Airbags entspricht, wird mittels eines Gurtaufrollers dann zumindest partiell aufgerollt, wenn ein oberer Schwellwert der Querdynamik überschritten wird.
Auf diese Weise wird eine frühzeitige und präventive Anbindung des Fahrzeuginsassen an die Konturen des Sitzes erreicht, so dass die Position des Insassen im Falle eines erforderlichen Auslösens eines Airbags, beispielsweise bei einem Seitenaufprall, eine zumindest annähernd optimale Position einnimmt, so dass der Airbag sich optimal entfalten kann. Insbesondere erfolgt eine Reduzierung einer Lateralverlagerung des Fahrzeuginsassen. Vor allem Mitfahrer, deren Position sich bei lateral wirkenden Kräften stärker verlagert als die des Fahrers, der sich an einem Lenkrad festhält, erreichen so einen um beispielsweise 30% erhöhten Abstand zu einer Türverkleidung.
Vorzugsweise wird das Aufrollen des Sicherheitsgurtes beendet, wenn ein unterer Schwellwert der Querdynamik unterschritten wird, so dass die Fahrzeuginsassen sich unterhalb des unteren Schwellwertes nicht beeinträchtigt fühlen. Auf diese Weise wird ein Komforteindruck verbessert. Der obere Schwellwert und der untere Schwellwert sind vorzugsweise voneinander verschieden, so dass sich eine Hysterese ergibt. Auf diese Weise wird ein harmonisches Funktionsverhalten erreicht.
Der obere Schwellwert und/oder der untere Schwellwert werden bevorzugt abhängig von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt, beispielsweise so, dass die Schwellwerte bei zunehmender Geschwindigkeit sinken, so dass das Einrollen der Gurtlose bereits bei Erreichen einer geringeren Querdynamik erfolgt. Ebenso kann die erneute Freigabe des Sicherheitsgurtes bei zunehmender Geschwindigkeit erst bei Unterschreiten eines kleineren unteren Schwellwertes erfolgen. Auf diese Weise korreliert das Anziehen und Freigeben des Sicherheitsgurtes mit einem subjektiven Empfinden der Querdynamik, so dass Gurtkräfte als angenehm, situationsangepasst und nicht störend wahrgenommen werden.
Vorzugsweise werden als Maß der Querdynamik eine Querbeschleunigung und/oder eine Lenkradwinkelgeschwindigkeit ermittelt. Diese Maße sind relativ einfach zu bestimmen und geben die Querdynamik des Fahrzeugs gut wieder.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Gurteinzugsgeschwindigkeit abhängig von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder von der Querdynamik eingestellt. Auch diese Funktion verbessert den Komforteindruck und damit eine Akzeptanz durch die Fahrzeuginsassen.
Die Querdynamik kann in Eskalationsstufen unterteilt werden, in denen der Sicherheitsgurt unterschiedlich stark und/oder schnell aufgerollt wird. Beispielsweise können vier Eskalationsstufen verwendet werden.
In einer ersten Eskalationsstufe „stehend” steht das Fahrzeug, so dass kein Aufrollen der Gurtlose erforderlich ist.
In einer zweiten Eskalationsstufe „normal” tritt nur eine geringe Querdynamik auf, auf die nicht oder nur entsprechend zurückhaltend durch Anziehen oder Aufrollen der Sicherheitsgurtes reagiert wird.
In einer dritten Eskalationsstufe „sportlich, dynamisch oder unangepasst” tritt bereits eine höhere Querdynamik auf, die ohne Eingriff zu einer stärkeren Lateralverlagerung der Fahrzeuginsassen führen würde.
Entsprechend stärker und schneller erfolgt das Aufrollen des Sicherheitsgurtes. Schließlich wird eine vierte Eskalationsstufe „instabil” definiert, die als Gefahrensituation interpretiert wird, so dass ein sofortiges Aufrollen der Gurtlose schnellstmöglich durchgeführt wird.
Es kann ein weiterer Schwellwert vorgesehen sein, bei dessen Überschreitung lediglich ein Abrollen des Sicherheitsgurts verhindert oder erschwert wird. Als weiterer Schwellwert kann beispielsweise eine Querbeschleunigung von 0,3 g vorgegeben werden. Der weitere Schwellwert kann beispielsweise mit dem unteren Schwellwert zusammenfallen und ebenfalls von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängen.
Das Aufrollen des Sicherheitsgurts in Abhängigkeit von der Querdynamik kann manuell abschaltbar sein, beispielsweise über ein Mensch-Maschine-Interface oder einen Schalter, ebenso wie dies für andere Sicherheitssysteme, wie beispielsweise ein elektronisches Stabilitätsprogramm gebräuchlich ist.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 ein Insassen-Modell eines Kraftfahrzeugs mit verschiedenen Eskalationsstufen einer Querdynamik, und
2 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines oberen Schwellwertes und eines unteren Schwellwertes einer Querbeschleunigung in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wobei die Schwellwerte zum Aktivieren und Deaktivieren des Aufrollens einer Gurtlose eines Sicherheitsgurtes verwendet werden.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein Insassen-Modell 1 eines Kraftfahrzeugs mit verschiedenen Eskalationsstufen einer Querdynamik gezeigt.
Im Insassen-Modell 1 symbolisiert eine hängende und abhängig von einer Querdynamik abgelenkte Kugel 2 einen Fahrzeuginsassen 2, der abhängig von der Querdynamik von einer durch eine Senkrechte 3 symbolisierten optimalen Position 3 bezüglich eines Rückhaltessystems, beispielsweise eines Airbags, abweicht, was durch die Auslenkung 4 der Kugel 2 bezüglich der Senkrechten 3 dargestellt ist.
Die Querdynamik, beispielsweise als Querbeschleunigung a_y gemessen, ist in Eskalationsstufen unterteilt, in denen ein Sicherheitsgurt, mit dem der Fahrzeuginsasse 2 angeschnallt ist, zumindest partiell unterschiedlich stark und/oder schnell aufgerollt wird.
Im Vorliegenden Beispiel werden vier Eskalationsstufen E1, E2, E3 und E4 verwendet.
In einer ersten Eskalationsstufe E1 „stehend” steht das Fahrzeug, so dass kein Aufrollen der Gurtlose erforderlich ist.
In einer zweiten Eskalationsstufe E2 „normal” tritt nur eine geringe Querdynamik auf, bei der die Kugel 2 nur gering aus der optimalen Position 3 abgelenkt ist, so dass kein Aufrollen des Sicherheitsgurts erforderlich ist.
In einer dritten Eskalationsstufe E3 „sportlich, dynamisch oder unangepasst” tritt bereits eine höhere Querdynamik auf, die ohne Eingriff zu einer stärkeren Auslenkung 4 der Kugel 2 führen würde. Dementsprechend erfolgt das Aufrollen des Sicherheitsgurtes, so dass sich eine korrigierte Auslenkung 4' ergibt, die näher an der optimalen Position 3 ist.
Schließlich wird eine vierte Eskalationsstufe E4 „instabil” definiert, die wegen der starken Auslenkung 4 der Kugel 2 als Gefahrensituation interpretiert wird, so dass ein sofortiges Aufrollen der Gurtlose schnellstmöglich durchgeführt wird. Auch hier wird der Sicherheitsgurt so aufgerollt, dass sich eine korrigierte Auslenkung 4' ergibt, die näher an der optimalen Position 3 ist.
In 2 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung eines oberen Schwellwertes SW_o und eines unteren Schwellwertes SW_u einer Querbeschleunigung a_y in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit v des Fahrzeugs gezeigt.
Die Gurtlose wird mittels eines Gurtaufrollers dann zumindest partiell aufgerollt, wenn der obere Schwellwert SW_o der Querdynamik überschritten wird.
Gezeigt ist eine Abhängigkeit des Schwellwerts bezüglich einer Querbeschleunigung a_y in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit v des Fahrzeugs.
Das Aufrollen des Sicherheitsgurtes wird beendet, wenn der untere Schwellwert SW_u der Querdynamik unterschritten wird. Der obere Schwellwert SW_o und/oder der untere Schwellwert SW_u werden abhängig von der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs ermittelt, so dass die Schwellwerte SW_o, SW_u bei zunehmender Geschwindigkeit v sinken.
Das Einrollen der Gurtlose erfolgt dementsprechend mit zunehmender Geschwindigkeit v bereits bei Erreichen einer geringeren Querbeschleunigung a_y. Ebenso erfolgt die erneute Freigabe des Sicherheitsgurtes bei zunehmender Geschwindigkeit v erst bei Unterschreiten eines kleineren unteren Schwellwertes SW_u erfolgen.
Als Maß der Querdynamik kann abweichend zur Querbeschleunigung a_y eine Lenkradwinkelgeschwindigkeit ermittelt werden.
Ebenso kann eine Gurteinzugsgeschwindigkeit abhängig von der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs und/oder von der Querdynamik eingestellt werden.
Es kann eine andere Anzahl von Eskalationsstufen E1 bis En vorgesehen sein.
Statt der Eskalationsstufen E1 bis E4 kann ein kontinuierlich von der Querbeschleunigung a_y oder der Lenkwinkelgeschwindigkeit abhängiges Aufrollen oder Freigeben des Sicherheitsgurts vorgesehen sein.
Es kann ein weiterer Schwellwert vorgesehen sein, bei dessen Überschreitung lediglich ein Abrollen des Sicherheitsgurts verhindert oder erschwert wird. Als weiterer Schwellwert kann beispielsweise eine Querbeschleunigung von 0,3 g vorgegeben werden. Der weitere Schwellwert kann beispielsweise mit dem unteren Schwellwert SW_u zusammenfallen und ebenfalls von der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs abhängen.
Das Aufrollen des Sicherheitsgurts in Abhängigkeit von der Querdynamik kann manuell abschaltbar sein, beispielsweise über ein Mensch-Maschine-Interface oder einen Schalter.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19750223 A1 [0003]
- DE 19636448 C2 [0004]
- US 6766234 B2 [0005]

Claims

Verfahren zur dynamischen Fixierung eines mit einem Sicherheitsgurt in einem Sitz eines Fahrzeugs angeschnallten Fahrzeuginsassen (2), bei dem mittels mindestens eines Sensors eine Querdynamik des Fahrzeugs bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gurtlose des Sicherheitsgurts mittels eines Gurtaufrollers dann zumindest partiell aufgerollt wird, wenn ein oberer Schwellwert (SW_o) der Querdynamik überschritten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrollen des Sicherheitsgurtes beendet wird, wenn ein unterer Schwellwert (SW_u) der Querdynamik unterschritten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Schwellwert (SW_o) und/oder der untere Schwellwert (SW_u) abhängig von einer Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs ermittelt werden/wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß der Querdynamik eine Querbeschleunigung (a_y) und/oder eine Lenkradwinkelgeschwindigkeit ermittelt werden/wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gurteinzugsgeschwindigkeit abhängig von einer Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs und/oder von der Querdynamik eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querdynamik in Eskalationsstufen (E1 bis En) unterteilt wird, in denen der Sicherheitsgurt unterschiedlich stark und/oder schnell aufgerollt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vier Eskalationsstufen (E1 bis E4) verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abrollen des Sicherheitsgurts verhindert oder erschwert wird, wenn ein weiterer Schwellwert der Querdynamik überschritten wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Schwellwert der Querdynamik ein Wert von 0,3 g vorgegeben wird.
Vorrichtung zur Fixierung eines Fahrzeuginsassen (2) in einem Fahrzeug, umfassend einen Sitz und einen Sicherheitsgurt mit einem Gurtaufroller sowie mindestens einen Sensor zum Ermitteln einer Querdynamik des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gurtlose des Sicherheitsgurts mittels des Gurtaufrollers zumindest partiell aufrollbar ist, wenn ein oberer Schwellwert (SW_o) der Querdynamik überschritten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß der Querdynamik eine Querbeschleunigung (a_y) und/oder eine Lenkradwinkelgeschwindigkeit ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gurteinzugsgeschwindigkeit abhängig von einer Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs und/oder von der Querdynamik einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrollen des Sicherheitsgurts in Abhängigkeit von der Querdynamik manuell abschaltbar ist.