DE102010053063B4 - Method and device for protecting a vehicle occupant of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen (3) eines Fahrzeugs (1) mit einer einem Fahrzeugsitz (2) zugeordneten Sicherheitsgurtvorrichtung, wobei bei einer detektierten sich anbahnenden Kollision zumindest ein Gurtstraffer (5) zur Positionierung und Fixierung des Fahrzeuginsassen (3) mittels eines Sicherheitsgurtes (4) angesteuert wird, wobei ein Kollisionszeitpunkt (t0) prognostiziert wird und ein als Elektromotor ausgeführter reversibler Gurtstraffer vor dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt (t0) aktiviert wird und den Sicherheitsgurt (4) mit einer erhöhten Gurtspannkraft (Fr) strafft, dadurch gekennzeichnet, dass der als Elektromotor ausgeführter reversiblen Gurtstraffer in einem Zeitintervall von 100 ms bis 500 ms vor dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt (t0) aktiviert wird und den Sicherheitsgurt (4) mit einer erhöhten Gurtspannkraft (Fr) strafft und ein irreversibler Gurtstraffer (5) zum prognostizierten Kollisionszeitpunkt (t0) nach einer vorgegebenen Zeit nach der Ansteuerung des reversiblen Gurtstraffers angesteuert wird, mittels dessen eine aus einem Straffen des Sicherheitsgurtes (4) resultierende Bewegung des Fahrzeuginsassen (3) in Richtung (R) Sitzlehne (2.1) unterstützt wird, wobei die vorgegebene Zeit aus einer Fahrzeugdynamik und/oder Insassenkenngrößen ermittelt wird.Method for protecting a vehicle occupant (3) of a vehicle (1) with a seat belt device assigned to a vehicle seat (2), with at least one belt tensioner (5) for positioning and fixing the vehicle occupant (3) by means of a seat belt (4) in the event of an impending collision being detected ) is controlled, a collision time (t0) is predicted and a reversible belt tensioner designed as an electric motor is activated before the predicted collision time (t0) and tightens the seat belt (4) with an increased belt tensioning force (Fr), characterized in that as an electric motor executed reversible belt tensioner is activated in a time interval of 100 ms to 500 ms before the predicted collision time (t0) and the seat belt (4) with an increased belt tensioning force (Fr) and an irreversible belt tensioner (5) at the predicted collision time (t0) after a specified time after the control of the reversible seat belt tensioner is activated, by means of which a movement of the vehicle occupant (3) resulting from tightening the seat belt (4) in the direction (R) seat back (2.1) is supported, the predetermined time being determined from vehicle dynamics and / or occupant parameters .
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schützen eines Fahrzeuginsassen eines Fahrzeugs mit einer einem Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurtvorrichtung, wobei bei einer detektierten sich anbahnenden Kollision ein Gurtstraffer zur Positionierung und Fixierung des Fahrzeuginsassen mittels eines Sicherheitsgurtes angesteuert wird, wobei ein Kollisionszeitpunkt prognostiziert wird und ein als Elektromotor ausgeführter reversibler Gurtstraffer vor dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt aktiviert wird und den Sicherheitsgurt mit einer erhöhten Gurtspannkraft strafft.The invention relates to a method and a device for protecting a vehicle occupant of a vehicle with a seat belt device associated with a vehicle seat, wherein a belt tensioner for positioning and fixing the vehicle occupant is controlled by a seat belt at a detected collision collision, wherein a collision time is predicted and as Activated electric reversible belt tensioner is activated before the predicted collision time and tightens the seat belt with an increased belt tension.
Heutige Sicherheitsgurtvorrichtungen für Fahrzeuge weisen eine Gurtstrafffunktion auf. Die Gurtstrafffunktion sieht vor, dass ein Sicherheitsgurt eines angeschnallten Fahrzeuginsassen nach einer Detektion einer Kollisionssituation durch einen Straffvorgang gestrafft wird. Dazu wird eine Spule, mittels welcher der Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist, ein Stück weit in Aufrollrichtung angetrieben, wodurch der Sicherheitsgurt gestrafft wird. Somit wird eine eventuell vorhandene Gurtlose reduziert, so dass eine Rückhaltefunktion des Sicherheitsgurtes gegenüber dem angeschnallten Fahrzeuginsassen realisierbar ist.Today's safety belt devices for vehicles have a belt tensioning function. The belt tensioning function provides that a seatbelt of a belted vehicle occupant is tightened by a tightening process after detection of a collision situation. For this purpose, a coil, by means of which the safety belt is wound up and unwound, a piece driven in the retraction direction, whereby the seat belt is tightened. Thus, any existing slack is reduced, so that a restraining function of the seat belt relative to the belted vehicle occupant can be realized.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug mit einem einen Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurt anzugeben.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method and an improved device for protecting a vehicle occupant in a vehicle with a vehicle seat associated seat belt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved with respect to the method by the in
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei einem Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen eines Fahrzeugs mit einer einem Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurtvorrichtung wird bei einer detektierten sich anbahnenden Kollision ein Gurtstraffer zur Positionierung und Fixierung des Fahrzeuginsassen mittels eines Sicherheitsgurtes angesteuert, wobei ein Kollisionszeitpunkt prognostiziert wird und ein als Elektromotor ausgeführter reversibler Gurtstraffer vor dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt aktiviert wird und den Sicherheitsgurt mit einer erhöhten Gurtspannkraft strafft. Erfindungsgemäß wird der als Elektromotor ausgeführter reversibler Gurtstraffer in einem Zeitintervall von 100 ms bis 500 ms vor dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt aktiviert, wobei mittels des reversiblen Gurtstraffers der Sicherheitsgurt mit einer erhöhten Gurtspannkraft, insbesondere von mehr als 400 N gestrafft wird, wobei ein irreversibler Gurtstraffer zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt nach einer vorgegebenen Zeit nach der Ansteuerung des reversiblen Gurtstraffers angesteuert wird, mittels dessen eine aus einem Straffen des Sicherheitsgurtes resultierende Bewegung des Fahrzeuginsassen in Richtung Sitzlehne unterstützt wird, wobei die vorgegebene Zeit aus einer Fahrzeugdynamik und/oder Insassenkenngrößen ermittelt wird.In a method for protecting a vehicle occupant of a vehicle with a seat belt device associated with a vehicle seat, a belt tensioner for positioning and fixing the vehicle occupant by means of a safety belt is controlled in a detected collision collision, with a collision time is predicted and executed as an electric reversible belt tensioner before the predicted Collision time is activated and tightens the seat belt with an increased belt tension. According to the reversible belt tensioner designed as an electric motor is activated in a time interval of 100 ms to 500 ms before the predicted collision time, wherein by means of the reversible belt tensioner with the seat belt an increased belt tension, in particular of more than 400 N is tightened, wherein an irreversible belt tensioner is driven at the predicted collision time after a predetermined time after the control of the reversible belt tensioner, by means of which a resulting from a tightening of the seat belt movement of the vehicle occupant supports in the direction of the seat back is, wherein the predetermined time from a vehicle dynamics and / or occupant characteristics is determined.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, dem Fahrzeuginsassen mittels des durch den reversiblen Gurtstraffer straffenden Sicherheitsgurtes einen Impuls zu versetzen, der einem aus der Kollision resultierenden Stoßimpuls entgegenwirkt. Hierzu wird der Kollisionszeitpunkt prognostiziert und in Abhängigkeit dessen der reversible Gurtstraffer angesteuert, so dass der Fahrzeuginsasse entgegen der Fahrtrichtung bewegt wird. Dabei ist ein Zeitpunkt zur Ansteuerung des reversiblen Gurtstraffers derart gewählt, dass der Fahrzeuginsasse zu dem Kollisionszeitpunkt eine maximale zur Sitzlehne gerichtete Geschwindigkeit aufweist. Bei einer zu frühen Ansteuerung des reversiblen Gurtstraffers wird der Fahrzeuginsasse bereits von der Sitzlehne abgebremst, wobei bei einer zu späten Ansteuerung die gewünschte Bewegung des Fahrzeuginsassen in Richtung Sitzlehne durch die bereits zu Anfang wirkenden Aufprallkräfte nicht erreicht werden kann.By means of the method according to the invention, it is possible in a particularly advantageous manner to give the vehicle occupant an impulse which counteracts a shock pulse resulting from the collision by means of the seat belt tightening by means of the reversible belt tensioner. For this purpose, the collision time is predicted and driven in response to the reversible belt tensioner, so that the vehicle occupant is moved counter to the direction of travel. In this case, a point in time for controlling the reversible belt tensioner is selected such that the vehicle occupant has a maximum speed directed toward the seat back at the point of collision. If the reversible belt tensioner is activated too early, the vehicle occupant is already braked by the seat back, whereby the desired movement of the vehicle occupant in the direction of the seat back can not be achieved by the impact force that is already acting at the beginning.
Mittels der Straffung des Sicherheitsgurtes wird die Gurtlose beseitigt, wobei der Fahrzeuginsasse darüber hinaus über Grund verzögert wird, noch bevor eine durch die Kollision bedingte Trägheitsbewegung des Fahrzeuginsassen eine passive Rückhaltewirkung durch die Sicherheitsgurtvorrichtung einsetzt.By tightening the seat belt, the slack is eliminated, and the vehicle occupant is further decelerated over ground even before a collision-induced inertial movement of the vehicle occupant uses a passive restraining action by the seat belt device.
Der irreversible Gurtstraffer wird nach einer vorgegeben Zeit, der auch Zündversatz genannt wird, nach der Ansteuerung des reversiblen Gurtstraffers angesteuert, so dass die mittels der Straffung des Sicherheitsgurtes zu erzielende Positionierung des Fahrzeuginsassen durch einen Straffimpuls des irreversiblen Gurtstraffers unterstützt wird. Dazu wird die vorgegebene Zeit aus einer Fahrzeugdynamik und/oder Insassenkenngrößen des Fahrzeuginsassen ermittelt. Vorzugsweise finden als Insassenkenngrößen das Gewicht und die Größe des Fahrzeuginsassen zur Ermittlung der vorgegebenen Zeit Beachtung.The irreversible belt tensioner is driven after a predetermined time, which is also called Zündversatz, after the control of the reversible belt tensioner, so that the means of tightening the safety belt to be achieved positioning of the vehicle occupant is supported by a punitive pulse of the irreversible belt tensioner. For this purpose, the predetermined time is determined from a vehicle dynamics and / or occupant characteristics of the vehicle occupant. Preferably, the weight and the size of the vehicle occupant to determine the predetermined time are considered as occupant characteristics.
Um einen optimalen Schutz des Fahrzeuginsassen durch die erhöhte Straffung des Sicherheitsgurtes sicherzustellen, wird die erhöhte Straffung des Sicherheitsgurtes mit mehr als 400 N über einen Zeitraum von 200 ms aufrechterhalten.In order to ensure optimum protection of the vehicle occupant through the increased tightening of the safety belt, the increased tightening of the safety belt with more than 400 N over a period of 200 ms is maintained.
Vorzugsweise erfolgt ein Auslösen der Ansteuerung des irreversiblen Gurtstraffers mittels erfasster Signale einer Umgebungssensorik, die eine Aufpralleskalation, d. h. eine Annäherung des Fahrzeugs an ein Kollisionsobjekt, erkennt. Dazu umfasst die Umgebungssensorik mindestens ein Radargerät, wobei zusätzlich eine Bilderfassungseinheit, wie beispielsweise eine Videokamera, verwendet werden kann.Preferably, the triggering of the control of the irreversible belt tensioner takes place by means of detected signals of an environmental sensor system which detects an impact escalation, i. H. an approach of the vehicle to a collision object recognizes. For this purpose, the environmental sensor system comprises at least one radar device, wherein additionally an image capture unit, such as a video camera, can be used.
Um Fehlauslösungen des irreversiblen Gurtstraffers zu vermeiden, werden die erfassten Signale der Umgebungssensorik mittels detektierter Signale eines Aufprallsensors plausibilisiert. Durch die erfassten Signale des Aufprallsensors wird die Kollision des Fahrzeugs eindeutig erfasst, so dass spätestens zu diesem Zeitpunkt der irreversible Gurtstraffer angesteuert und ausgelöst wird, der Sicherheitsgurt also mittels des Straffimpulses gestrafft wird.In order to avoid false triggering of the irreversible belt tensioner, the detected signals of the environmental sensor system by means of detected signals of a crash sensor are plausibility. By the detected signals of the impact sensor, the collision of the vehicle is clearly detected, so that at the latest at this time the irreversible belt tensioner is controlled and triggered, the seat belt is thus tightened by means of the tension pulse.
Besonders bevorzugt wird die erhöhte Gurtspannkraft des reversiblen Gurtstraffers mittels einer Spannung, welche eine Nennspannung des Elektromotors übersteigt, mittels einer Veränderung einer Getriebeübersetzung und/oder mittels eines mechanischen oder elektrischen Energiespeichers erzeugt. Hierzu kann der Energiespeicher als Kondensator, als mechanische Feder und/oder als Gaspatrone ausgeführt sein. Somit ist die Erhöhung der Gurtspannkraft auf vergleichsweise einfache Art und Weise realisierbar.Particularly preferably, the increased belt tension of the reversible belt tensioner by means of a voltage which exceeds a nominal voltage of the electric motor, generated by means of a change in a gear ratio and / or by means of a mechanical or electrical energy storage. For this purpose, the energy storage device can be designed as a capacitor, as a mechanical spring and / or as a gas cartridge. Thus, the increase of the belt tension force in a relatively simple manner can be realized.
Eine Vorrichtung zum Schützen des Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs mit einer einem Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurtvorrichtung umfasst einen Sicherheitsgurt, einen Gurtstraffer und eine Anzahl von Erfassungseinheiten, die bevorzugt Bestandteile einer Umgebungssensorik sind. Mittels der Erfassungseinheiten ist eine sich anbahnende Kollision erfassbar, wobei erfasste Signale einer Steuereinheit zuführbar sind. Die Signale werden in der Steuereinheit ausgewertet, wobei somit ein Kollisionszeitpunkt des Fahrzeugs mit einem Kollisionsobjekt prognostizierbar ist. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung den reversiblen und den irreversiblen Gurtstraffer.A device for protecting the vehicle occupant of the vehicle with a seat belt device associated with a vehicle seat comprises a safety belt, a belt tensioner and a number of detection units, which are preferably components of an environmental sensor system. By means of the detection units, an approaching collision can be detected, wherein detected signals can be fed to a control unit. The signals are evaluated in the control unit, whereby a collision time of the vehicle with a collision object can thus be predicted. Furthermore, the device comprises the reversible and irreversible belt tensioners.
In einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung ist ein Straffaggregat vorgesehen, mittels welchem sowohl eine reversible Straffung als auch eine irreversible Straffung des Sicherheitsgurtes realisierbar sind. Dabei ist das Straffaggregat vorzugsweise an einem Endbeschlag des Sicherheitsgurtes, bei dem es sich bevorzugt um einen Dreipunkt-Sicherheitsgurt handelt, anordbar.In an alternative embodiment of the device, a tensioning unit is provided, by means of which both a reversible tightening and an irreversible tightening of the safety belt can be realized. The tensioning unit is preferably at an end fitting of the seat belt, which is preferably a three-point seat belt, can be arranged.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen: Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
In
Ein erster Punkt, an dem der Sicherheitsgurt
Am oberen Teil der B-Säule ist ein dritter Befestigungspunkt angeordnet, welcher als Gurtaufroller ausgeführt ist. Auf dem Gurtaufroller ist der Sicherheitsgurt
Das Fahrzeug
Die Umgebungssensorik, der reversible Gurtstraffer sowie der irreversible Gurtstraffer
Gemäß
Erfindungsgemäß wird der reversible Gurtstraffer in Abhängigkeit des prognostizierten Kollisionszeitpunktes t0 innerhalb eines Zeitintervalls von 100 ms bis 500 ms als unvermeidbarer Bereich von der Steuereinheit so angesteuert, dass der Sicherheitsgurt
Die Ansteuerung des reversiblen Gurtstraffers erfolgt zu einem Zeitpunkt, bei dem der Fahrzeuginsasse
Würde der reversible Gurtstraffer zu früh angesteuert werden, würde der Fahrzeuginsasse
Um die erhöhte Gurtspannkraft Fr von mehr als 400 N zu erzeugen, ist vorgesehen, dem Elektromotor als reversiblen Gurtstraffer eine Spannung, die oberhalb der Nennspannung des Elektromotors liegt, zuzuführen. Alternativ dazu kann eine Getriebeübersetzung des Elektromotors verändert werden. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die erhöhte Gurtspannkraft Fr mittels eines mechanischen oder elektrischen Energiespeichers erzeugt werden. Beispielsweise ist der Energiespeicher als Kondensator, mechanische Feder oder als Gaspatrone ausgeführt.In order to produce the increased belt tension force F r of more than 400 N, it is provided to supply the electric motor as a reversible belt tensioner with a voltage which is above the nominal voltage of the electric motor. Alternatively, a gear ratio of the electric motor can be changed. In a further alternative embodiment, the increased belt tension force Fr can be generated by means of a mechanical or electrical energy store. For example, the energy storage is designed as a capacitor, mechanical spring or gas cartridge.
Der irreversible Gurtstraffer
Die Ansteuerung des irreversiblen Gurtstraffers
Zusätzlich oder alternativ kann eine Bilderfassungseinheit zur optischen Erfassung der Aufpralleskalation eingesetzt werden.Additionally or alternatively, an image acquisition unit can be used for the optical detection of the impact escalation.
Die Aufpralleskalation wird mittels zumindest einer Erfassungseinheit einer Aufprallsensorik, beispielsweise einem Fußgängerbeschleunigungssensor oder einem Kontaktsensor plausibilisiert, wodurch Fehlauslösungen des irreversiblen Gurtstraffers
Ein so genannter Zündversatz des reversiblen Gurtstraffers und des irreversiblen Gurtstraffers
Der Fahrzeuginsasse
Beispielsweise kann durch Messung der elektrischen Leistung bei Straffung des Sicherheitsgurtes
In einer alternativen Ausführungsform ist nur der reversible Gurtstraffer vorgesehen. Dieser wird bei erfasster Anbahnung mit einer Gurtspannkraft von weniger als 400 N angesteuert und innerhalb des Zeitintervalls von 100 ms bis 500 ms vor der Kollision des Fahrzeugs
Auch in der Kombination mit einem irreversiblen Straffer ist der Sicherheitsgurt durch den reversiblen Straffer mit einer erhöhten Gurtspannkraft (Fr) von mehr als 400 N straffbar.Even in combination with an irreversible tensioner, the seat belt can be tightened by the reversible tensioner with an increased belt tension force (Fr) of more than 400 N.
Auch ist es möglich, ein Straffaggregat einzusetzen, mittels dessen sowohl eine reversible elektromotorische Straffung des Sicherheitsgurtes
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DE102018002967A1 (en) | 2018-04-12 | 2019-10-17 | Daimler Ag | Method and device for controlling a reversible belt tensioner and vehicle |
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
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R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20141024 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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