DE102010010475A1 - Method for dynamic fixation of vehicle occupant strapped with seat belt in seat of vehicle, involves determining lateral dynamics of vehicle by sensor - Google Patents

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Abstract

The method involves determining the lateral dynamics of the vehicle by a sensor. The future lateral displacement of the vehicle occupant (2) of the vehicle induced by the transverse dynamics of the vehicle is estimated by an occupant model (1). The belt slack of the seat belt is partially unrolled by a belt retractor in an overrun of a predetermined threshold value of the transverse displacement. The adaptation system integrated in the seat (3) is set for supporting the vehicle occupant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Fixierung eines Fahrzeuginsassen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for dynamically fixing a Vehicle occupants according to the features of the preamble of the claim 1.

Insassen von Fahrzeugen sind während der Fahrt dynamischen Kräften ausgesetzt, die, insbesondere bei quer wirkenden 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.inmates Vehicles are dynamic while driving exposed, in particular in transverse forces, the sitting comfort or the safety of the occupants in a possible Side impact can be affected by a Position of the occupant regarding intended restraint systems, For example, airbags, from an optimal position more or less differs.

Zur Lösung dieses Problems ist aus der DE 100 22 434 A1 ein Verfahren zur fahrdynamischen Adaption einer Körperabstützung, insbesondere einer Seitenabstützung, eines Sitzenden in einem Fahrzeugsitz bekannt, bei dem ein Maß für eine aktuelle Adaption unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit prädiziert und durch ein im Fahrzeugsitz integriertes Adaptionssystem, insbesondere aufblasbare Seitenpolster, eingestellt wird. Dabei wird die Prädiktion aus abgespeicherten Daten über einen aktuellen Straßenverlauf, d. h. eine Straßenkarte, auf welche aktuelle Fahrzeugdaten projiziert werden, vorgenommen. Unter Berücksichtigung einer systemimmanenten Adaptionszeit wird die Ansteuerung des Adaptionssystems derart durchgeführt, dass mit Eintreten eines die Adaption erfordernden Ereignisses, vorzugsweise des Durchfahrens einer Kurve, zumindest eine daran angepasste Adaptionsvoreinstellung erreicht ist.To solve this problem is out of the DE 100 22 434 A1 a method for the dynamic adaptation of a body support, in particular a side support, a seated in a vehicle seat known in which a measure of a current adaptation predicts the current vehicle speed and is adjusted by an integrated in the vehicle seat adaptation system, in particular inflatable side cushions. In this case, the prediction is made from stored data about a current road course, ie a road map, on which current vehicle data is projected. Taking into account a system-immanent adaptation time, the activation of the adaptation system is carried out in such a way that at least one adapted adaptation preset is achieved when an event requiring the adaptation, preferably the passage through a curve, occurs.

Weiter ist aus der DE 196 36 448 C2 ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem zum Schutz eines Insassen bekannt, bei dem das Abwickeln eines Sicherheitsgurtes 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, welches 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 Sicherheitsgurtes 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 Sicherheitsgurtes 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.
Next is from the DE 196 36 448 C2 a vehicle occupant restraint system for protecting an occupant, in which the unwinding of a seat belt is prevented in an application, wherein a seat belt retractor is used with a winding shaft, on which the seat belt is rolled up. It is provided a housing which carries both ends of the winding shaft in a manner that the winding shaft can rotate freely. Next, a lock is provided, which is arranged between the housing and the winding shaft, whereby the winding shaft can rotate normally and whereby in one application, a rotation of the winding shaft for unwinding the seat belt is blocked. The occupant restraint system includes:
  • A belt tension control mechanism that controls the rotation of the winding shaft,
  • At least one object detector detecting an object in the vicinity of the vehicle, and
  • A central processing unit that determines the position of the vehicle relative to the objects based on a detection signal of the at least one object detector and controls the belt tension control mechanism depending on a result of the determination, wherein the belt tension of the seat belt depends on the position of the vehicle relative to the object a predetermined voltage is controlled. Among other things, the belt is tensioned when it is detected by means of a vehicle condition detector that the vehicle overturns, brakes hard or turns sharply.

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.Next is from the US Pat. No. 6,766,234 B2 an occupant restraint system with a seat belt, which is tightened in response to a measured lateral acceleration.

Ferner beschreibt die EP 1 632 400 B1 eine Spurabweichwarnvorrichtung für ein Fahrzeug, mittels welcher eine Gurtaufrollvorrichtung derart betätigbar ist, dass diese mittels einer Erhöhung einer Spannung des Sichergurtes einen Fahrzeuginsassen vor einer bevorstehenden kritischen Fahrsituation, insbesondere einem Abkommen von einer Fahrspur, warnt.Furthermore, the describes EP 1 632 400 B1 a lane departure warning device for a vehicle, by means of which a Gurtaufrollvorrichtung is actuated such that it warns by means of an increase in a tension of the safety belt a vehicle occupant from an impending critical driving situation, in particular a deal from a traffic lane.

Die WO 2004/021546 A2 offenbart ein Verkehrsmittel mit einer Umfelderfassungseinrichtung, wobei zumindest eine 3D-Entfernungsbildkamera vorgesehen ist, welche neben Grauwert- oder Farbbilddaten auch Entfernungsdaten zur Detektion von Objekten im Umfeld des Verkehrsmittels bereitstellt. Diese Umfelderfassungseinrichtung ist beispielsweise zur Verwendung als Spurverlassungswarnsystem vorgesehen. Weiterhin offenbart die Schrift ein Verfahren zum Betreiben des Verkehrsmittels, bei welchem aus den Bild- und Entfernungsdaten Objekte im Umfeld des Verkehrsmittels detektiert werden und bei Erkennen einer Gefahrensituation, insbesondere einer nicht mehr abwendbaren Kollision ein Bremssystem und/oder Rückhaltesysteme des Verkehrsmittels vorkonditioniert und aktiviert werden.The WO 2004/021546 A2 discloses a means of transport with an environment detection device, wherein at least one 3D distance image camera is provided, which also provides distance data for the detection of objects in the environment of the means of transport in addition to gray value or color image data. This environment detection device is provided, for example, for use as a lane departure warning system. Furthermore, the document discloses a method for operating the means of transport, in which objects from the image and distance data are detected in the environment of the means of transport and when a dangerous situation, in particular a collision no longer avoids, a braking system and / or restraint systems of the means of transport are preconditioned and activated ,

Ferner 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.Furthermore, from the DE 197 50 223 A1 a method for driving situation and driving-related adaptation of the side support of a seated in the seat of a vehicle is known in which a seat acting on the lateral acceleration is determined as a reference for the adaptation, wherein the determined lateral acceleration weighted with the current vehicle speed of the vehicle and from a control variable for the degree of adaptation is derived.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur dynamischen Fixierung eines Fahrzeuginsassen anzugeben.Of the Invention is based on the object, an improved method to specify the dynamic fixation of a vehicle occupant.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur dynamischen Fixierung eines Fahrzeuginsassen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The The object is achieved by a method for the dynamic fixation of a vehicle occupant with the features of claim 1.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.preferred Embodiments and developments of the invention are in the dependent Claims specified.

In einem Verfahren zur dynamischen Fixierung eines mit einem Sicherheitsgurt in einem Sitz eines Fahrzeuges angeschnallten Fahrzeuginsassen wird mittels mindestens eines Sensors eine Querdynamik des Fahrzeuges ermittelt.In a method for dynamically fixing one with a safety belt in a seat of a vehicle belted vehicle occupants by means of at least one sensor transverse dynamics of the vehicle determined.

Erfindungsgemäß wird mittels eines Insassenmodells eine durch die Querdynamik des Fahrzeugs hervorgerufene zukünftige Querverlagerung des Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs geschätzt und bei einer Überschreitung zumindest eines vorgegebenen Schwellwertes der Querverlagerung eine Gurtlose des Sicherheitsgurtes mittels eines Gurtaufrollers, d. h. mittels eines so genannten reversiblen Gurtstraffers, zumindest partiell aufgerollt und/oder ein im Sitz integriertes Adaptionssystem zur Abstützung des Fahrzeuginsassen eingestellt. Dieses Adaptionssystem weist beispielsweise aufblasbare Seitenpolster auf, welche entsprechend einer erwarteten Querverlagerung aufgeblasen und dadurch versteift und/oder vergrößert werden, um dieser Querverlagerung des Fahrzeuginsassen entgegenzuwirken.According to the invention by means of an occupant model one through the lateral dynamics of the vehicle caused future transverse displacement of the vehicle occupant of the vehicle and if exceeded at least one predetermined threshold value of the transverse displacement a beltless of the safety belt by means of a belt retractor, d. H. by means of a so-called reversible belt tensioner, at least partially rolled up and / or an integrated in the seat adaptation system for Support of the vehicle occupant set. This adaptation system For example, has inflatable side cushions, which accordingly an expected transverse displacement inflated and thereby stiffened and / or be enlarged to this transverse displacement of the Counteract vehicle occupants.

Auf diese Weise wird eine frühzeitige und präventive Anbindung des Fahrzeuginsassen an Konturen des Sitzes erreicht, so dass die Position des Fahrzeuginsassen 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. Insbesondere Mitfahrer, deren Position sich bei lateral wirkenden Kräften stärker verlagert als die eines Fahrers, der sich an einem Lenkrad festhält, erreichen so einen um beispielsweise 30% erhöhten Abstand zu einer Türverkleidung. Weiterhin wird durch die Anbindung des Fahrzeuginsassen an die Konturen des Sitzes insbesondere bei einer dynamischen Fahrweise, das heißt beispielsweise bei schneller Kurvenfahrt, ein erhöhter Seitenhalt und eine für den Fahrzeuginsassen stabile Sitzposition erzielt, aus welcher neben einer Komforterhöhung eine Erhöhung der Sicherheit resultiert, da das Fahrzeug für dessen Fahrer aus einer optimalen und stabilen Sitzposition einfacher steuerbar ist.On This way will be an early and preventive Connection of the vehicle occupant to contours of the seat achieved, allowing the position of the vehicle occupant in case of a required triggering an airbag, for example, in a side impact, at least one assumes approximately optimal position, so that the airbag can develop optimally. In particular, a reduction takes place a lateral displacement of the vehicle occupant. In particular, passengers, their position becomes stronger with laterally acting forces shifted than that of a driver holding onto a steering wheel, reach such a for example 30% increased distance to a door panel. Furthermore, by the connection the vehicle occupant to the contours of the seat in particular at a dynamic driving style, that is faster, for example Cornering, an increased lateral support and a for the vehicle occupants stable seating position achieved, from which beside a comfort increase an increase in safety results because the vehicle for the driver of a optimal and stable seating position is easier to control.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Insassenmodells, und 1 a schematic representation of an occupant model, and

2 einen Verfahrensablauf anhand eines Flussdiagramms. 2 a procedure based on a flowchart.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Insassenmodells 1, welches einen Fahrzeuginsassen 2 auf einem Sitz 3 eines Fahrzeugs modelliert. Mittels dieses Insassenmodells 1 wird in einem Verfahren zur dynamischen Fixierung des mit einem Sicherheitsgurt im Sitz 3 des Fahrzeuges angeschnallten Fahrzeuginsassen 2 eine durch eine Querdynamik des Fahrzeugs hervorgerufene zukünftige Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 des Fahrzeugs geschätzt. Bei einer Überschreitung zumindest eines vorgegebenen Schwellwertes der Querverlagerung wird eine Gurtlose des Sicherheitsgurtes mittels eines Gurtaufrollers zumindest partiell aufgerollt und/oder es wird ein im Sitz 3 integriertes Adaptionssystem zur Abstützung des Fahrzeuginsassen 2 eingestellt. 1 shows a schematic representation of an occupant model 1 a vehicle occupant 2 on a seat 3 of a vehicle modeled. By means of this occupant model 1 is used in a method of dynamically fixing the seat belt with a seat belt 3 the vehicle belted vehicle occupants 2 a caused by a lateral dynamics of the vehicle future transverse displacement of the vehicle occupant 2 estimated by the vehicle. If at least one predetermined threshold value of the transverse displacement is exceeded, a belt slack of the safety belt is at least partially rolled up by means of a belt retractor and / or it becomes a seat 3 Integrated adaptation system for supporting the vehicle occupant 2 set.

Dies ermöglicht aufgrund der Schätzung der zukünftigen Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2, d. h. beispielsweise einer in 20 ms bis 100 ms stattfindenden Querverlagerung, eine optimale Ansteuerung von Maßnahmen zur Insassenfixierung, d. h. eine rechtzeitige Reduzierung der Gurtlose durch eine Ansteuerung eines Gurtaufrollers, d. h. eines so genannten reversiblen Gurtstraffers und/oder eine rechtzeitige Anpassung des im Sitz 3 integrierten Adaptionssystems. Dieses Adaptionssystem weist beispielsweise aufblasbare Seitenpolster auf, welche entsprechend einer erwarteten Querverlagerung aufgeblasen und dadurch versteift und/oder vergrößert werden, um dieser Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 entgegenzuwirken. Daraus resultiert ein erhöhter Fahrkomfort für den Fahrzeuginsassen 2 und insbesondere eine Erhöhung der Sicherheit des Fahrzeuginsassen 2, da dieser auf diese Weise stets in Bezug zu Rückhaltesystemen des Fahrzeugs, insbesondere Airbags, optimal positioniert ist. Auf diese Weise ist eine maximale Wirkungsentfaltung der Rückhaltesysteme jederzeit sichergestellt.This allows based on the estimate of the future transverse displacement of the vehicle occupant 2 , ie, for example, a taking place in 20 ms to 100 ms transverse displacement, an optimal control measures for occupant fixation, ie a timely reduction of the belt slack by controlling a belt retractor, ie a so-called reversible belt tensioner and / or timely adjustment of the seat 3 integrated adaptation system. This adaptation system has, for example, inflatable side cushions, which are inflated in accordance with an expected transverse displacement and thereby stiffened and / or enlarged by this transverse displacement of the vehicle occupant 2 counteract. This results in increased ride comfort for the vehicle occupants 2 and in particular an increase in the safety of the vehicle occupant 2 because this is always optimally positioned in this way in relation to restraint systems of the vehicle, in particular airbags. In this way, a maximum effect of the restraint systems is ensured at all times.

Das Insassenmodell 1 berücksichtigt als Modellvariablen eine Querverlagerungskraft FY, welche die Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 hervorruft und abhängig von der Querdynamik des Fahrzeugs ist. Im hier dargestellten Beispiel erfährt das Fahrzeug eine Querbeschleunigung nach rechts, d. h. es durchfährt beispielsweise eine Rechtskurve. Aufgrund der Zentrifugalkraft wirkt daher eine Querbeschleunigung des Fahrzeuginsassen 2 in Bezug auf das Fahrzeug in Fahrtrichtung nach links, so dass auch die Querverlagerungskraft FY, wie hier dargestellt, nach links gerichtet ist. Des Weiteren berücksichtigt das Insassenmodell 1 eine Reibungskraft FS, eine Abstützungskraft FA und weitere Modellvariablen, welche der Querverlagerungskraft FY entgegenwirken und die Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 verringern.The occupant model 1 takes into account as a model variable a transverse displacement force F Y , which is the transverse displacement of the vehicle occupant 2 and depends on the lateral dynamics of the vehicle. In the example shown here, the vehicle undergoes a lateral acceleration to the right, ie it passes through a right turn, for example. Due to the centrifugal force, therefore, a lateral acceleration of the vehicle occupant acts 2 with respect to the vehicle in the direction of travel to the left, so that the transverse displacement force F Y , as shown here, is directed to the left. Furthermore, the occupant model takes into account 1 a friction force F S , a supporting force F A and other model variables, which counter to the transverse displacement force F Y act and the transverse displacement of the vehicle occupant 2 reduce.

Die Reibungskraft FS ist insbesondere abhängig von einem jeweiligen Sitzbezug und von einer Gurtspannung des Sicherheitsgurtes. So wird beispielsweise bei einem Fahrzeug, welches Sitzbezüge aus Leder aufweist, ein anderer, d. h. ein geringerer Wert für die Reibungskraft FS verwendet als bei einem Fahrzeug mit Sitzbezügen aus Stoff. Des Weiteren ändert sich die Reibungskraft FS bei einer Änderung der Gurtspannung, d. h. eine vorher erfolgte Änderung der Gurtlose wird bei einem nachfolgenden Verfahrensdurchlauf berücksichtigt.The frictional force F S is particularly dependent on a respective seat cover and a belt tension of the seat belt. For example, in a vehicle having leather seat covers, another one, ie, a lesser value for the frictional force F S, is used than in a vehicle with fabric seat covers. Furthermore, the friction force F S changes with a change in the belt tension, ie a previously made change of the belt slack is taken into account in a subsequent process run.

Die Abstützungskraft FA betrifft insbesondere den Fahrer des Fahrzeugs, da sich dieser an einem Lenkrad des Fahrzeugs abstützt. Die Abstützungskraft FA ist beispielsweise über eine Insassenklassifikation vorgebbar oder über entsprechende Sensoren im oder am Lenkrad oder dessen Anbauteilen ermittelbar, beispielsweise in Verbindung mit einer Lenkradverstellung oder einer Lenkradheizung. Für Fahrzeuginsassen 2, welche nicht der Fahrer des Fahrzeugs sind, wird die Abstützungskraft FA im Insassenmodell 1 nicht verwendet oder es werden andere Werte für die Abstützungskraft FA verwendet, welche sich beispielsweise auf eine Abstützung an einer Armlehne des Sitzes 3 beziehen.The supporting force F A relates in particular to the driver of the vehicle, since this is supported on a steering wheel of the vehicle. The supporting force F A can be predetermined, for example, via an occupant classification or can be determined via corresponding sensors in or on the steering wheel or its attachments, for example in conjunction with a steering wheel adjustment or a steering wheel heater. For vehicle occupants 2 which are not the driver of the vehicle, the supporting force F A in the occupant model 1 not used or other values are used for the supporting force F A , which, for example, to a support on an armrest of the seat 3 Respectively.

Die weiteren Modellvariablen sind beispielsweise eine rechte Federhärte C1 und eine linke Federhärte C2 des Sitzes 3 und des Fahrzeuginsassen 2, welche der Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 entgegenwirken. Die Federhärten C1, C2 können wegabhängig sein, d. h. bei einer stärkeren Einfederung erhöht sich die jeweilige Federhärte C1, C2. In diese Federhärten C1, C2 fließen Parameter einer Sitzpolsterung sowie des Adaptionssystems des Sitzes 3 ein, wobei sich die Parameter des Adaptionssystems entsprechend eines Füllgrades der aufblasbaren Seitenpolster ändern. Da der jeweilige Füllgrad jedoch entsprechend der jeweiligen erwarteten Querverlagerung angepasst wird, ist dieser jederzeit bekannt und kann im Verfahren berücksichtigt werden.The other model variables are for example a right spring hardness C 1 and a left spring hardness C 2 of the seat 3 and the vehicle occupant 2 , which is the transverse displacement of the vehicle occupant 2 counteract. The spring hardnesses C 1 , C 2 can be path-dependent, ie with a greater deflection, the respective spring hardness C 1 , C 2 increases . Parameters of a seat upholstery and of the adaptation system of the seat flow into these spring hardnesses C 1 , C 2 3 a, wherein change the parameters of the adaptation system according to a degree of filling of the inflatable side cushions. However, since the respective fill level is adjusted according to the respective expected transverse displacement, this is known at any time and can be taken into account in the process.

Ein Anteil des Fahrzeuginsassen 2 an den Federhärten C1, C2 ist abhängig von einer Körperform des Fahrzeuginsassen 2 und von einem Muskeltonus des Fahrzeuginsassen 2, wobei sich der Muskeltonus auch während einer Fahrt ändern kann, beispielsweise aufgrund von Ermüdungserscheinungen. Die Körperform ist beispielsweise mittels entsprechender Sensoren am oder im Sitz 3 des Fahrzeugs ermittelbar, mittels welchen beispielsweise eine Masse mI des Fahrzeuginsassen 2 und/oder eine Berührungsfläche des Fahrzeuginsassen 2 mit dem Sitz 3 bestimmbar ist. Die Masse mI ist beispielsweise mittels so genannter Waagebolzen im Sitz 3 bestimmbar.A share of the vehicle occupant 2 at the spring hardnesses C 1 , C 2 is dependent on a body shape of the vehicle occupant 2 and a muscle tone of the vehicle occupant 2 , where the muscle tone may also change during a ride, for example, due to fatigue. The body shape is for example by means of appropriate sensors on or in the seat 3 of the vehicle can be determined, by means of which, for example, a mass m I of the vehicle occupant 2 and / or a contact surface of the vehicle occupant 2 with the seat 3 is determinable. The mass m I is for example by means of so-called balance pin in the seat 3 determinable.

Des Weiteren sind die Körperform und insbesondere der Muskeltonus des Fahrzeuginsassen 2 beispielsweise mittels einer Kamera oder einer Mehrzahl von Kameras ermittelbar, deren Erfassungsbereich auf einen Innenraum des Fahrzeugs gerichtet ist. Derartige Kameras werden beispielsweise bereits für eine Müdigkeitserkennung des Fahrers eingesetzt. Mittels auf diese Weise ermittelter Daten des Fahrzeuginsassen 2 ist beispielsweise die bereits erwähnte Insassenklassifikation durchführbar. Dabei wird der Fahrzeuginsasse 2 in eine Insassengruppe eingeteilt, deren Daten den ermittelten Daten entspricht oder ähnelt. Für diese Insassengruppen sind entsprechende Modellvariablen bekannt und können im Insassenmodell 1 verwendet werden.Furthermore, the body shape and in particular the muscle tone of the vehicle occupant 2 For example, by means of a camera or a plurality of cameras detectable whose detection range is directed to an interior of the vehicle. Such cameras are already used, for example, for fatigue detection of the driver. By means of data of the vehicle occupant determined in this way 2 For example, the already mentioned occupant classification is feasible. This is the vehicle occupant 2 divided into a group of passengers whose data correspond or resemble the data obtained. Corresponding model variables are known for these occupant groups and can be found in the occupant model 1 be used.

Als weitere Daten des Fahrzeuginsassen 2 wird beispielsweise eine Körpergröße des Fahrzeuginsassen 2 ermittelt, welche ebenfalls über die Insassenklassifikation und/oder mittels der Kamera bzw. der Mehrzahl von Kameras ermittelbar ist. Unter Berücksichtigung der Körpergröße und der Masse mI des Fahrzeuginsassen 2 ist ein Schwerpunkt S des Fahrzeuginsassen 2, insbesondere eine Höhe Im des Schwerpunktes S über dem Sitz 3, ermittelbar und wird ebenfalls im Insassenmodell 1 verwendet.As further data of the vehicle occupant 2 For example, a body size of the vehicle occupant 2 determined, which is also determined by the occupant classification and / or by means of the camera or the plurality of cameras. Taking into account the height and mass m I of the vehicle occupant 2 is a center of gravity S of the vehicle occupant 2 , in particular a height I m of the center of gravity S above the seat 3 , identifiable and is also in the occupant model 1 used.

Als weitere Modellvariable wird eine Dämpfung D des Fahrzeuginsassen 2 verwendet, welche ebenfalls der Querverlagerung entgegenwirkt. Diese Dämpfung D ist abhängig von einer Körperspannung des Fahrzeuginsassen 2, d. h. abhängig von dessen Muskeltonus, welcher wie bereits beschrieben ermittelt werden kann.Another model variable is an attenuation D of the vehicle occupant 2 used, which also counteracts the transverse displacement. This damping D is dependent on a body voltage of the vehicle occupant 2 , ie depending on its muscle tone, which can be determined as already described.

2 zeigt einen Verfahrensablauf des Verfahrens zur dynamischen Fixierung des mit dem Sicherheitsgurt im Sitz 3 des Fahrzeuges angeschnallten Fahrzeuginsassen 2 anhand eines Flussdiagramms. 2 shows a procedure of the method for dynamic fixation of the seat belt in the seat 3 the vehicle belted vehicle occupants 2 using a flowchart.

In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird die Querdynamik des Fahrzeugs mittels einer Erfassung der Querbeschleunigung und/oder eines Lenkwinkels und/oder einer Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder einer Gierrate und/oder einer Geschwindigkeit und/oder einer Geschwindigkeitsänderung und/oder eines Straßenverlaufs ermittelt und/oder geschätzt. Dabei kann mittels Sensoren eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs ermittelt werden. Ebenfalls sind mittels Sensoren des Fahrzeugs der Lenkwinkel, die Lenkwinkelgeschwindigkeit und die Gierrate bestimmbar, mittels welcher, insbesondere in Verbindung mit einer ermittelten Geschwindigkeit und/oder einer Geschwindigkeitsänderung, ebenfalls die aktuelle oder eine unmittelbar folgende Querbeschleunigung des Fahrzeugs bestimmt bzw. geschätzt werden kann. Bei einer großen Geschwindigkeit und einem großen Lenkwinkel erfährt das Fahrzeug eine höhere Querbeschleunigung als bei einer geringeren Geschwindigkeit und/oder bei einem geringeren Lenkwinkel. Die Sensoren zur Bestimmung dieser Größen sind in heutigen Fahrzeugen bereits vorhanden und werden für Fahrerassistenzsysteme genutzt, beispielsweise für ein elektronisches Stabilitätsprogramm.In a first method step S1, the lateral dynamics of the vehicle are determined and / or estimated by means of a detection of the lateral acceleration and / or a steering angle and / or a steering angular velocity and / or a yaw rate and / or a speed and / or a speed change and / or a road course , In this case, by means of sensors, a current lateral acceleration of the vehicle can be determined. Also, by means of sensors of the vehicle, the steering angle, the steering angular velocity and the yaw rate can be determined, by means of which, in particular in conjunction with a determined speed and / or a speed change, also the current or an immediately following lateral acceleration of the vehicle can be determined or estimated. At a high speed and a large steering angle, the vehicle experiences a higher lateral acceleration than at a lower speed and / or at a lower steering angle. The sensors for determining these quantities are already present in today's vehicles and are used for driver assistance systems, for example for an electronic stability program.

Um eine zukünftige Querdynamik des Fahrzeugs möglichst frühzeitig zu ermitteln bzw. abschätzen zu können, wird des Weiteren vorteilhafterweise der Straßenverlauf vor dem Fahrzeug ermittelt, so dass insbesondere unter Einbeziehung der Geschwindigkeit und/oder der Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs eine beispielsweise in einigen Sekunden beim Durchfahren einer aktuell noch voraus liegenden Kurve auftretende Querbeschleunigung bereits abgeschätzt werden kann und zur Schätzung der dann auftretenden Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 verwendet werden kann. Auf diese Weise können rechtzeitig und dadurch auch allmählich und sanft die Gurtlose reduziert werden und die Seitenpolster des Adaptionssystems angepasst werden. Dies ermöglicht einen optimierten Fahrkomfort und eine optimierte Positionierung des Fahrzeuginsassen 2 gegenüber den Rückhaltesystemen des Fahrzeugs und dadurch eine Erhöhung der Sicherheit des Fahrzeuginsassen 2, wobei durch die sanfte Anpassung der Gurtlose und der Seitenpolster der Komforteindruck und auf diese Weise eine Akzeptanz durch die Fahrzeuginsassen 2 verbessert wird.In order to be able to determine or estimate a future lateral dynamics of the vehicle as early as possible, the road course in front of the vehicle is advantageously determined, so that, in particular, including the speed and / or the speed change of the vehicle, for example, in a few seconds when driving through a current lateral acceleration occurring even ahead curve can already be estimated and to estimate the then occurring transverse displacement of the vehicle occupant 2 can be used. In this way, belt slack can be reduced in good time and thus also gradually and gently, and the side cushions of the adaptation system can be adjusted. This allows for optimized ride comfort and optimized positioning of the vehicle occupant 2 against the restraint systems of the vehicle and thereby increasing the safety of the vehicle occupant 2 , wherein by the gentle adjustment of the belt slack and the side pad of the comfort impression and in this way acceptance by the vehicle occupants 2 is improved.

Die Ermittlung des Straßenverlaufs kann beispielsweise mittels einer Umfelderfassung des Fahrzeugs und/oder mittels einer gespeicherten digitalen Straßenkarte erfolgen. Dabei kann die Straßenkarte beispielsweise Bestandteil eines Navigationssystems sein, woraus keine oder lediglich geringe zusätzliche Kosten resultieren. Die Umfelderfassung kann beispielsweise mittels einer optischen Erfassungseinheit erfolgen, beispielsweise mittels einer für ein Spurerfassungssystem verwendeten Kamera oder mittels einer Stereokamera. Des Weiteren können auch ein Radarsystem, eine Infrarotsensorik, ein Lidarsystem oder ein Ultraschallsystem oder eine Kombination mehrerer dieser Umfelderfasungseinheiten verwendet werden. Derartige Umfelderfassungseinheiten sind häufig bereits im Fahrzeug installiert, beispielsweise neben der Fahrspurerkennung für eine Objekterkennung und Kollisionsvermeidung, so dass kein oder nur ein sehr geringer zusätzlicher Kostenaufwand zu erwarten ist.The Determination of the course of the road can, for example, by means of an environment detection of the vehicle and / or by means of a stored done digital road map. In this case, the road map, for example Part of a navigation system, from which none or only low additional costs result. The environment detection can For example, by means of an optical detection unit, for example by means of a for a track detection system used camera or by means of a stereo camera. Furthermore also a radar system, an infrared sensor system, a lidar system or an ultrasound system or a combination of several of these Umfeldfasungseinheiten be used. Such environment detection units are often already installed in the vehicle, for example in addition to the lane detection for object recognition and Collision avoidance, so that no or only a very small additional Cost is expected.

Des Weiteren kann beispielsweise auch ein Fahrprofil eines Fahrers gespeichert werden und zukünftig bei der Schätzung der Querverlagerung berücksichtigt werden. Dies ist insbesondere in Verbindung mit der Ermittlung eines voraus liegenden Straßenverlaufs sinnvoll, da auf diese Weise für eine jeweils voraus liegende Kurve, deren Kurvenradius bekannt ist, unter Einbeziehung des Fahrprofils des Fahrers bereits vor einem Durchfahren der Kurve eine Geschwindigkeit, mit welcher der Fahrer die Kurve durchfahren wird und eine daraus resultierende Querbeschleunigung auf das Fahrzeug abschätzbar ist.Of Furthermore, for example, a driving profile of a driver can also be stored and in the future when estimating the transverse shift be taken into account. This is especially related with the determination of a road ahead makes sense, because in this way for each one lying ahead Curve whose curve radius is known, including the driving profile the driver already has a speed before driving through the curve, with which the driver will drive through the bend and one out of it resulting lateral acceleration on the vehicle estimated is.

In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird die ermittelte oder voraus geschätzte Querbeschleunigung des Fahrzeugs verwendet, um einen Anteil der auf den Fahrzeuginsassen 2 einwirkenden Querbeschleunigung zu ermitteln. Dabei kann die Querbeschleunigung des Fahrzeugs identisch mit der auf den Fahrzeuginsassen 2 einwirkenden Querbeschleunigung sein oder von dieser abweichen. Weicht die auf den Fahrzeuginsassen 2 einwirkende Querbeschleunigung ab, beispielsweise aufgrund einer ausgleichenden Wirkung eines Fahrwerks des Fahrzeugs, so dass lediglich ein Anteil der Querbeschleunigung des Fahrzeugs auf den Fahrzeuginsassen 2 einwirkt, sind beispielsweise für jeden Sitz 3 entsprechende Faktorwerte vorgegeben, mittels welcher die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in die auf den jeweiligen Fahrzeuginsassen 2 wirkende Querbeschleunigung umgerechnet wird. Diese Faktorwerte sind beispielsweise durch Fahrtests ermittelt.In a second method step S2, the determined or predicted lateral acceleration of the vehicle is used to determine a proportion of the vehicle occupants 2 to detect acting lateral acceleration. In this case, the lateral acceleration of the vehicle can be identical to that on the vehicle occupants 2 be acting lateral acceleration or deviate from this. Dodges the on the vehicle occupants 2 acting lateral acceleration from, for example, due to a balancing effect of a chassis of the vehicle, so that only a proportion of the lateral acceleration of the vehicle to the vehicle occupants 2 For example, for each seat 3 given corresponding factor values, by means of which the lateral acceleration of the vehicle in the on the respective vehicle occupants 2 acting lateral acceleration is converted. These factor values are determined, for example, by driving tests.

In einem dritten Verfahrensschritt S3 werden mittels Differentialgleichungen und unter Verwendung von allgemein bekannten Eulerschen Lösungsverfahren die Modellvariablen des Insassenmodells 1 neu berechnet und auf diese Weise eine Auslenkung des Insassenmodells 1 ermittelt und dadurch die Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 geschätzt.In a third method step S3, the model variables of the occupant model are determined by means of differential equations and using well-known Eulerian solution methods 1 recalculated and in this way a deflection of the occupant model 1 determined and thereby the transverse displacement of the vehicle occupant 2 estimated.

In einem vierten Verfahrensschritt S4 werden die Modellvariablen prädiziert, d. h. vorausermittelt, unter der Annahme einer gleich bleibenden auf den Fahrzeuginsassen 2 einwirkenden Querbeschleunigung oder unter Verwendung der vorausgeschätzten Querbeschleunigung auf Basis des ermittelten voraus liegenden Straßenverlaufs. Dies erfolgt durch ein fünffaches Iterieren der Modelvariablen. Pro Iteration wird das Insassenmodell 1 um einen gewissen Wert prädiziert, wobei pro Iterationsschritt eine Vorschauzeit von 20 ms erzielbar ist, so dass bei einer fünffachen Iteration eine Vorschauzeit von 100 ms erzielbar ist. D. h., es ist auf diese Weise abschätzbar, wie groß die Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 in 100 ms sein wird, wenn keine Ansteuerung der Maßnahmen zur Insassenfixierung erfolgt, d. h. wenn die Gurtlose nicht reduziert wird und/oder wenn das Adaptionssystem des Sitzes 3 nicht aktiviert wird.In a fourth method step S4, the model variables are predicted, ie predicted, assuming that the vehicle occupants remain the same 2 acting lateral acceleration or using the estimated lateral acceleration based on the determined forward road course. This is done by quintuply iterating the model variables. Each iteration becomes the occupant model 1 predicts a certain value, whereby a preview time of 20 ms can be achieved per iteration step so that a preview time of 100 ms can be achieved with a five-fold iteration. D. h., It can be estimated in this way, how large the transverse displacement of the vehicle occupant 2 will be in 100 ms, if no control of the measures for occupant immobilization takes place, ie if the belt slack is not reduced and / or if the adaptation system of the seat 3 not activated.

Bei einer kürzeren zu erreichenden Vorschauzeit können auch entsprechend weniger Iterationsschritte erfolgen, bei einer größeren Vorschauzeit entsprechend mehr Iterationsschritte. Ziel ist es, eine ausreichende Vorschauzeit zu erreichen, um rechtzeitig entsprechende Maßnahmen zur Insassenfixierung ansteuern zu können und auf diese Weise der bevorstehenden Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 entgegenwirken zu können, d. h. um rechtzeitig die Gurtlose reduzieren und/oder das Adaptionssystem durch das Aufblasen der Seitenpolster des Sitzes 3 anpassen zu können.In the case of a shorter preview time to be achieved, correspondingly fewer iteration steps can be carried out, with a larger preview time correspondingly more iteration steps. The goal is to get a sufficient preview time, right to be able to control appropriate measures for occupant fixation in good time and in this way the imminent transverse displacement of the vehicle occupant 2 To be able to counteract, ie to reduce the belt slack in time and / or the adaptation system by inflating the side cushions of the seat 3 to be able to adapt.

In einem fünften Verfahrensschritt S5 wird die geschätzte Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 mit zumindest einem vorgegebenen Schwellwert verglichen, wobei bei einer Überschreitung des Schwellwertes die Maßnahmen zur Insassenfixierung angesteuert werden, d. h. es wird die Gurtlose reduziert und/oder das Adaptionssystem des Sitzes 3 durch Aufblasen der Seitenpolster entsprechend angepasst. Dadurch wird der Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 entgegengewirkt, so dass der Fahrkomfort des Fahrzeuginsassen 2 gesteigert ist. Des Weiteren bleibt dadurch die optimale Positionierung des Fahrzeuginsassen 2 gegenüber den Rückhaltesystemen erhalten, wodurch deren optimale Funktion beispielsweise bei einem Unfall sichergestellt und auf diese Weise die Sicherheit des Fahrzeuginsassen 2 optimiert ist.In a fifth method step S5, the estimated transverse displacement of the vehicle occupant 2 compared with at least one predetermined threshold value, wherein when the threshold value is exceeded, the measures for occupant immobilization are activated, ie, the slack is reduced and / or the adaptation system of the seat 3 adjusted by inflating the side cushions. This will cause the transverse displacement of the vehicle occupant 2 counteracted, so that the ride comfort of the vehicle occupant 2 is increased. Furthermore, this leaves the optimal positioning of the vehicle occupant 2 obtained against the restraint systems, thereby ensuring their optimal function, for example in an accident and in this way the safety of the vehicle occupant 2 is optimized.

Vorteilhafterweise werden eine Mehrzahl unterschiedlicher Schwellwerte vorgegeben, so dass beispielsweise bei einer Überschreitung eines niedrigen Schwellwertes zunächst die Seitenpolster aufgeblasen werden und erst bei einer Überschreitung höherer Schwellwerte die Gurtlose reduziert wird. Dies wirkt weniger störend auf den Fahrzeuginsassen 2, da dieser zunächst nicht durch die Reduzierung der Gurtlose zu stark eingeengt wird. Dies verbessert den Komforteindruck und erhöht die Akzeptanz durch die Fahrzeuginsassen 2.Advantageously, a plurality of different threshold values are predetermined so that, for example, when a low threshold value is exceeded, the side cushions are first inflated and the belt slack is reduced only when higher threshold values are exceeded. This is less disturbing to the vehicle occupants 2 because this is not initially restricted by the reduction of slack too much. This improves the comfort impression and increases the acceptance by the vehicle occupants 2 ,

Vorzugsweise wird das Verfahren in einer Schleife durchgeführt, d. h. nach Abschluss des Verfahrens startet das Verfahren sofort wieder mit dem ersten Verfahrensschritt S1, so dass eine ständige Schätzung der zukünftigen Querverlagerung erfolgt und dadurch die Maßnahmen zur Insassenfixierung ständig entsprechend angepasst werden. Auf diese Weise werden bei einer Reduzierung der auf den Fahrzeuginsassen 2 einwirkenden Querbeschleunigung und einer daraus resultierenden reduzierten Querverlagerung des Fahrzeuginsassen 2 die Maßnahmen zur Insassenfixierung sofort entsprechend angesteuert, so dass die Gurtlose wieder gesteigert wird und das Adaptionssystem des Sitzes 3 entsprechend angepasst wird. Auf diese Weise wird für die Fahrzeuginsassen 2 ein konstant hoher Komfort sichergestellt, da diese nicht durch einen zu engen Sicherheitsgurt dauerhaft eingeschränkt werden und ein optimaler Sitzkomfort eingestellt wird.The method is preferably carried out in a loop, ie after the method has been completed, the method immediately starts again with the first method step S1, so that a constant estimation of the future transverse displacement takes place and the measures for occupant fixation are accordingly adapted accordingly. In this way, with a reduction in the on the vehicle occupants 2 acting lateral acceleration and a resulting reduced transverse displacement of the vehicle occupant 2 the measures for occupant immobilization immediately triggered accordingly, so that the belt slack is increased again and the adaptation system of the seat 3 is adjusted accordingly. This way, for the vehicle occupants 2 ensures a consistently high level of comfort, as these are not permanently limited by a too tight seat belt and optimum seating comfort is set.

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Claims (4)

Verfahren zur dynamischen Fixierung eines mit einem Sicherheitsgurt in einem Sitz (3) eines Fahrzeuges angeschnallten Fahrzeuginsassen (2), bei dem mittels mindestens eines Sensors eine Querdynamik des Fahrzeuges ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Insassenmodells (1) eine durch die Querdynamik des Fahrzeugs hervorgerufene zukünftige Querverlagerung des Fahrzeuginsassen (2) des Fahrzeugs geschätzt wird und bei einer Überschreitung zumindest eines vorgegebenen Schwellwertes der Querverlagerung eine Gurtlose des Sicherheitsgurtes mittels eines Gurtaufrollers zumindest partiell aufgerollt wird und/oder ein im Sitz (3) integriertes Adaptionssystem zur Abstützung des Fahrzeuginsassen (2) eingestellt wird.Method for dynamically fixing one with a seat belt in a seat ( 3 ) of a vehicle belted vehicle occupants ( 2 ), in which by means of at least one sensor transverse dynamics of the vehicle is determined, characterized in that by means of an occupant model ( 1 ) a caused by the lateral dynamics of the vehicle future lateral displacement of the vehicle occupant ( 2 ) of the vehicle is estimated and when exceeding at least one predetermined threshold value of the transverse displacement belt slack of the seat belt by means of a belt retractor is at least partially rolled up and / or in the seat ( 3 ) integrated adaptation system for supporting the vehicle occupant ( 2 ) is set. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Masse (mI) und/oder ein Schwerpunkt (S) und/oder eine körperspannungsabhängige Dämpfung (D) des Fahrzeuginsassen (2) und/oder eine rechte und/oder linke Federhärte (C1, C2) des Sitzes (3) und/oder eine Reibungskraft (FS) zwischen dem Fahrzeuginsassen (2) und dem Sitz (3) und/oder eine Abstützungskraft (FA) des Fahrzeuginsassen (2) an einem Fahrzeugbauteil ermittelt oder geschätzt und zur Schätzung der zukünftigen Querverlagerung des Fahrzeuginsassen (2) mittels des Insassenmodells (1) verwendet werden.A method according to claim 1, characterized in that a mass (m I ) and / or a center of gravity (S) and / or a body tension-dependent damping (D) of the vehicle occupant ( 2 ) and / or a right and / or left spring hardness (C 1 , C 2 ) of the seat ( 3 ) and / or a frictional force (F S ) between the vehicle occupant ( 2 ) and the seat ( 3 ) and / or a supporting force (F A ) of the vehicle occupant ( 2 ) is determined or estimated on a vehicle component and for estimating the future transverse displacement of the vehicle occupant ( 2 ) by means of the occupant model ( 1 ) be used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querdynamik des Fahrzeugs mittels einer Erfassung einer Querbeschleunigung und/oder eines Lenkwinkels und/oder einer Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder einer Gierrate und/oder einer Geschwindigkeit und/oder einer Geschwindigkeitsänderung und/oder eines Straßenverlaufs ermittelt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that the transverse dynamics of the vehicle by means of a detection of a Transverse acceleration and / or a steering angle and / or a steering angular velocity and / or a yaw rate and / or a speed and / or a speed change and / or a road course is determined. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Straßenverlauf mittels einer Umfelderfassung des Fahrzeugs und/oder mittels einer digitalen Straßenkarte erfasst wird.Method according to claim 3, characterized that the road course by means of a Umweisfassung the Vehicle and / or by means of a digital road map is detected.
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