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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Abstützung eines Fahrzeuginsassen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2007 002 704 A1 beschrieben, eine Anordnung zur automatischen Abstützung eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz bei Einwirkung querdynamischer Kräfte bekannt, wobei Mittel zur querdynamikabhängigen Fixierung des Oberkörpers des Sitzenden in Fahrzeuglängsrichtung vorgesehen sind.
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In der
DE 10 2004 037 539 A1 wird ein Kraftfahrzeug mit einem präventiv wirkenden Schutzsystem beschrieben. Das Schutzsystem umfasst Sicherheitseinrichtungen, die in Abhängigkeit von Informationen angesteuert werden, die mittels einer Fahrzustandssensorik aufgenommen und in einer Datenauswerte- und Steuereinrichtung ausgewertet werden. Die Datenauswerte- und Steuereinrichtung vergleicht die aufgenommenen Informationen mit mindestens einem Schwellenwert und steuert bei Erkennung einer Kritikalität des Fahrzustandes wenigstens eine diesem Fahrzustand zugeordnete Sicherheitseinrichtung an. Dabei wird eine theoretische querdynamische Kritikalität erkannt und erfolgt eine Auslösung wenigstens einer zugeordneten Sicherheitseinrichtung, wenn bei einer Verknüpfung einer aktuellen Lenkwinkelgeschwindigkeit mit einem die aktuelle fahrdynamische Situation repräsentierenden Parameter ein Schwellenwert überschritten wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur automatischen Abstützung eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs bei Einwirkung dynamischer Kräfte anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur automatischen Abstützung eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs bei Einwirkung dynamischer Kräfte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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In einem Verfahren zur automatischen Abstützung eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs bei Einwirkung dynamischer Kräfte wird erfindungsgemäß durch eine zeitliche Ableitung zumindest einer ermittelten aktuellen Beschleunigung des Fahrzeugs und deren Multiplikation mit einer vorgegebenen Zeitspanne eine Beschleunigungsänderung des Fahrzeugs innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne prognostiziert, durch eine Addition der ermittelten aktuellen Beschleunigung und der prognostizierten Beschleunigungsänderung eine Beschleunigung des Fahrzeugs nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne prognostiziert und in Abhängigkeit von der prognostizierten Beschleunigung des Fahrzeugs zumindest ein Mittel zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen angesteuert und eingestellt.
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Dieses Mittel zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen ist beispielsweise ein reversibler Gurtstraffer eines Sicherheitsgurtes, mittels welchem bei hohen zu erwartenden Beschleunigungen eine Gurtlose des Sicherheitsgurtes reduziert wird und der Fahrzeuginsasse dadurch fest im Fahrzeugsitz gehalten wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Mittel beispielsweise auch ein im Fahrzeugsitz integriertes Adaptionssystem sein, welches den Fahrzeuginsassen zum Beispiel durch ein Aufblasen seitlicher Sitzwangen entsprechend abstützt.
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Durch die Ansteuerung und Einstellung des Mittels zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit einer prognostizierten Beschleunigung des Fahrzeugs, welche beispielsweise erst in einer folgenden Sekunde eintreten wird, kann das Mittel zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen rechtzeitig angesteuert und eingestellt werden, wodurch eine optimierte Abstützung bei Eintritt der Beschleunigung ermöglicht ist. Die Prognose der zukünftigen Beschleunigung des Fahrzeugs, welche über das Fahrzeug auch auf den oder die Insassen einwirken wird, ermöglicht auch eine Prognose einer zukünftigen Insassenverlagerung, die eintreten würde, wenn das Mittel zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen nicht angesteuert werden würde.
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Daher wird das Mittel zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen derart angesteuert und eingestellt, dass dieser Insassenverlagerung entgegengewirkt wird. Daraus resultiert eine Vermeidung oder zumindest eine deutliche Reduzierung einer Verlagerung des jeweiligen Fahrzeuginsassen bei einer nennenswerten Fahrdynamik des Fahrzeugs. Dies ermöglicht eine für die Fahrzeuginsassen deutlich spürbare Steigerung eines Fahrkomforts, insbesondere bei einer sportlich dynamischen Fahrweise, bei welcher höhere Beschleunigungen auftreten.
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Zweckmäßigerweise wird/werden als Beschleunigung eine aktuelle Längsbeschleunigung und/oder eine aktuelle Querbeschleunigung ermittelt, wobei bevorzugt beide Beschleunigungen ermittelt werden. D. h., es wird durch die zeitliche Ableitung der ermittelten aktuellen Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und deren Multiplikation mit der vorgegebenen Zeitspanne eine Längsbeschleunigungsänderung des Fahrzeugs innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne prognostiziert und durch die Addition der ermittelten aktuellen Längsbeschleunigung und der prognostizierten Längsbeschleunigungsänderung eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne prognostiziert.
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Alternativ oder bevorzugt zusätzlich wird durch die zeitliche Ableitung der ermittelten aktuellen Querbeschleunigung des Fahrzeugs und deren Multiplikation mit der vorgegebenen Zeitspanne eine Querbeschleunigungsänderung des Fahrzeugs innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne prognostiziert und durch die Addition der ermittelten aktuellen Querbeschleunigung und der prognostizierten Querbeschleunigungsänderung eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne prognostiziert. Das zumindest eine Mittel zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen wird dann in Abhängigkeit von der prognostizierten Längsbeschleunigung und/oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs angesteuert und eingestellt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs.
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1 zeigt eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines Fahrzeugs 1 in Draufsicht. Das Fahrzeug 1 weist eine Sensoreinrichtung 2 auf, welche aktuell auftretende Beschleunigungen ax, ay des Fahrzeugs 1 sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung ermitteln kann, d. h. sowohl eine aktuelle Längsbeschleunigung ax als auch eine aktuelle Querbeschleunigung ay des Fahrzeugs 1. Derartige Sensoreinrichtungen 2 werden bereits in einer Vielzahl von Fahrzeugen 1 eingesetzt und werden bei diesen beispielsweise von einem elektronischen Stabilitätsprogramm genutzt.
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Die Sensoreinrichtung 2 ist mit einer Steuereinheit 3 gekoppelt, welche ihrerseits mit zumindest einem Mittel 4 zur dynamikabhängigen Abstützung eines Fahrzeuginsassen in einem hier nicht näher dargestellten Fahrzeugsitz gekoppelt ist, um dieses anzusteuern und einzustellen. Im Verfahren zur automatischen Abstützung des Fahrzeuginsassen im Fahrzeugsitz des Fahrzeugs 1 bei Einwirkung dynamischer Kräfte werden zukünftig auftretende und über das Fahrzeug 1 auf den Fahrzeuginsassen einwirkende Längsbeschleunigungen pax und Querbeschleunigungen pay prognostiziert, welche ohne eine entsprechende Einstellung des Mittels 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen zu einer Verlagerung des Fahrzeuginsassen im Fahrzeugsitz führen würden. Da diese Längsbeschleunigungen pax und Querbeschleunigungen pay bereits vor ihrem tatsächlichen Eintreten prognostiziert werden, kann rechtzeitig vorher das Mittel 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen angesteuert und entsprechend eingestellt werden, um diese Verlagerung des Fahrzeuginsassen zu vermeiden oder zumindest deutlich zu reduzieren. Auf diese Weise wird eine für den jeweiligen Fahrzeuginsassen deutlich spürbare Steigerung eines Fahrkomforts, ermöglicht, insbesondere bei einer sportlich dynamischen Fahrweise, bei welcher höhere Beschleunigungen ax, ay, pax, pay auftreten.
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Um die zukünftig auftretende Längsbeschleunigung pax des Fahrzeugs 1 prognostizieren zu können, wird die mittels der Sensoreinrichtung 2 ermittelte aktuelle Längsbeschleunigung ax des Fahrzeugs 1 zeitlich abgeleitet, wodurch ein Gradient Gx der Längsbeschleunigung ax ermittelt wird: Gx = dax / dt [1]
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Dieser Gradient Gx der Längsbeschleunigung ax, d. h. die zeitliche Ableitung der aktuellen Längsbeschleunigung ax, wird mit einer vorgegebenen Zeitspanne ΔT multipliziert und dadurch eine Längsbeschleunigungsänderung Δax prognostiziert, d. h. ein Wert, um welchen sich die aktuelle Längsbeschleunigung ax innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne ΔT ändern wird: Δax = Gx·ΔT = dax / dt·ΔT [2]
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Durch eine Addition der ermittelten aktuellen Längsbeschleunigung ax und der prognostizierten Längsbeschleunigungsänderung Δax wird die Längsbeschleunigung pax des Fahrzeugs 1 nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne ΔT prognostiziert: pax = ax + Δax = ax + Gx·ΔT = ax + dax / dt·ΔT [3]
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Um die zukünftig auftretende Querbeschleunigung pay des Fahrzeugs 1 prognostizieren zu können, wird die mittels der Sensoreinrichtung 2 ermittelte aktuelle Querbeschleunigung ay des Fahrzeugs 1 zeitlich abgeleitet, wodurch ein Gradient Gy der Querbeschleunigung ay ermittelt wird: Gy = day / dt [4]
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Dieser Gradient Gy, d. h. die zeitliche Ableitung der aktuellen Querbeschleunigung ay, wird ebenfalls mit der vorgegebenen Zeitspanne ΔT multipliziert und dadurch eine Querbeschleunigungsänderung Δay prognostiziert, d. h. ein Wert, um welchen sich die aktuelle Querbeschleunigung ay innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne ΔT ändern wird: Δay = Gy·ΔT = day / dt·ΔT [5]
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Durch eine Addition der ermittelten aktuellen Querbeschleunigung ay und der prognostizierten Querbeschleunigungsänderung Δay wird die Querbeschleunigung pay des Fahrzeugs 1 nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne ΔT prognostiziert. pay = ay + Δay = ay + Gy·ΔT = ay + day / dt·ΔT[6]
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Die vorgegebene Zeitspanne ΔT wird zweckmäßigerweise derart lang vorgegeben, dass rechtzeitig vor dem Eintritt der prognostizierten Längsbeschleunigung pax und Querbeschleunigung pay das Mittel 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen angesteuert und entsprechend eingestellt werden kann, jedoch auch derart kurz vorgegeben, um eine relativ dynamische Anpassung des Mittels 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen an jeweilige Fahrzustände des Fahrzeugs 1 zu ermöglichen. Beispielsweise wird die Zeitspanne ΔT mit einer Sekunde vorgegeben.
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In Abhängigkeit von der prognostizierten Längsbeschleunigung pax und Querbeschleunigung pay des Fahrzeugs 1 wird das Mittel 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen derart angesteuert und eingestellt, dass die Verlagerung des Fahrzeuginsassen vermieden oder zumindest deutlich reduziert wird.
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Die Verarbeitung der von der Sensoreinrichtung 2 gelieferten aktuellen Längsbeschleunigung ax und Querbeschleunigung ay, die Ermittlung der prognostizierten Längsbeschleunigung pax und Querbeschleunigung pay und die Ansteuerung des Mittels 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen erfolgt mittels der Steuereinheit 3.
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Das Mittel 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen ist beispielsweise ein reversibler Gurtstraffer eines Sicherheitsgurtes, mittels welchem bei hohen prognostizierten Beschleunigungen pax, pay eine Gurtlose des Sicherheitsgurtes reduziert wird und der Fahrzeuginsasse dadurch fest im Fahrzeugsitz gehalten wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Mittel 4 beispielsweise auch ein im Fahrzeugsitz integriertes Adaptionssystem sein, welches den Fahrzeuginsassen zum Beispiel durch ein Aufblasen seitlicher Sitzwangen entsprechend abstützt.
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Um ein ständiges Verändern des Mittels 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen zu verhindern und dadurch Irritationen des Fahrzeuginsassen beispielsweise durch eine ständige Veränderung einer Gurtspannung des Sicherheitsgurtes zu vermeiden, wird das Mittel 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen vorzugsweise erst bei Erreichen zumindest eines Schwellwertes der prognostizierten Längsbeschleunigung pax und/oder Querbeschleunigung pay angesteuert. D. h., bei relativ kleinen prognostizierten Längsbeschleunigungen pax und/oder Querbeschleunigungen pay, welche zu keiner oder nur zu einer relativ geringen Insassenverlagerung führen, wird das Mittel 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen nicht angesteuert, so dass beispielsweise die Gurtlose des Sicherheitsgurtes noch nicht reduziert wird. Dies trägt zur Bequemlichkeit und zum Fahrkomfort für den Fahrzeuginsassen bei, da der Sicherheitsgurt nicht besonders eng am Fahrzeuginsassen anliegt, so dass dessen Bewegungsfreiheit durch den Sicherheitsgurt nicht zu stark eingeschränkt wird.
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Wird der Schwellwert überschritten, d. h. es wird eine Längsbeschleunigung pax und/oder eine Querbeschleunigung pay prognostiziert, welche zu einer erheblichen Insassenverlagerung führen würde, so wird das Mittel 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen angesteuert, so dass beispielsweise die Gurtlose des Sicherheitsgurtes durch den reversiblen Gurtstraffer reduziert wird und der Fahrzeuginsasse durch den eng anliegenden Sicherheitsgurt fest im Fahrzeugsitz gehalten wird.
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Entsprechend wird zweckmäßigerweise auch erst bei Unterschreitung des Schwellwertes oder besonders bevorzugt erst bei Erreichen oder Unterschreitung eines weiteren, geringeren Schwellwertes das Mittel 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen erneut angesteuert und entsprechend der geringeren prognostizierten Längsbeschleunigung pax und/oder Querbeschleunigung pay eingestellt, d. h., beispielsweise wird durch eine entsprechende Ansteuerung des reversiblen Gurtstraffers der Sicherheitsgurt wieder gelockert. Durch die Ansteuerung des Mittels 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen erst bei Erreichen oder Unterschreitung des weiteren, geringeren Schwellwertes der prognostizierten Langbeschleunigung pax und/oder Querbeschleunigung pay werden eine ständige Ansteuerung des Mittels 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen bei einem Pendeln der prognostizierten Längsbeschleunigung pax und/oder Querbeschleunigung pay um einen der Schwellwerte und die daraus resultierenden Irritationen des Fahrzeuginsassen vermieden.
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Bei einem Fahrzeug 1 mit mehreren Fahrzeugsitzen weist zweckmäßigerweise jeder der Fahrzeugsitze ein Mittel 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des auf dem jeweiligen Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen auf. Es erfolgt dann bei einer prognostizierten Längsbeschleunigung pax und/oder Querbeschleunigung pay des Fahrzeugs 1 für jeden Fahrzeugsitz des Fahrzeugs 1, auf welchem sich ein Fahrzeuginsasse befindet, eine entsprechende Ansteuerung und Einstellung des Mittels 4 des jeweiligen Fahrzeugsitzes zur dynamikabhängigen Abstützung des sich auf dem jeweiligen Fahrzeugsitz befindenden Fahrzeuginsassen.
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Die Ansteuerung und Einstellung des Mittels 4 zur dynamikabhängigen Abstützung des Fahrzeuginsassen kann weiter präzisiert und der jeweiligen Situation angepasst werden, wenn sie in Abhängigkeit von ermittelten physiologischen Größen des jeweiligen Fahrzeuginsassen erfolgt. Hierzu zählen insbesondere die Größe des jeweiligen Fahrzeuginsassen und dessen Gewicht. Diese Daten können mittels einer nicht näher dargestellten, mit der Steuereinheit 3 verbundenen Gewichtsdetektionseinrichtung und einer Körpergrößendetektionseinrichtung ermittelt werden, wobei die Gewichtsdetektionseinrichtung integral mit einer Sitzbelegungserkennungseinrichtung und die Körpergrößendetektionseinrichtung beispielsweise mit einer Sitzpositionssensorik und einer z. B. optischen Kopfpositionsbestimmungseinrichtung ausgebildet sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007002704 A1 [0002]
- DE 102004037539 A1 [0003]
