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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug, umfassend zumindest einen Fahrzeugsitz mit einem Sitzpolster, einer Sitzlehne und einer Kopfstütze.
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Aus der
DE 10 2009 043 113 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, bekannt. Der Fahrzeugsitz umfasst zumindest eine Sitzfläche, eine Sitzlehne und eine Kopfstütze. Bei einem sich anbahnenden Heckaufprall oder bei einem Heckaufprall wird durch eine aktive Bewegung der Sitzlehne und/oder der Kopfstütze eine Kraft in Wirkrichtung der durch den Heckaufprall wirkenden Stoßkraft auf den Fahrzeuginsassen aufgebracht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Vorrichtung zum Insassenschutz in einem Fahrzeug umfasst zumindest einen Fahrzeugsitz mit einem Sitzpolster, einer Sitzlehne und einer Kopfstütze. Erfindungsgemäß sind bzw. ist der Fahrzeugsitz und/oder die Sitzlehne in relativ zueinander bewegbare Teilbereiche unterteilt, wobei zumindest ein Teilbereich mit der Kopfstütze verbunden ist und der Teilbereich mit der Kopfstütze bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden, Heckkollision oder bei Eintritt der Heckkollision in Richtung eines Fahrzeuginsassen bewegbar ist und der Fahrzeuginsasse mittels der Bewegung des Teilbereiches in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist oder den Insassen früher an die Fahrzeugbewegung ankoppelt.
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Durch das Beschleunigen des Fahrzeuginsassen in Kollisionsrichtung mittels des bewegbaren Teilbereiches der Sitzlehne, ist der Fahrzeuginsasse in besonders vorteilhafter Weise in eine kollisionsbedingt optimale Sitzposition positionierbar, wobei der Fahrzeuginsasse flächig an die Sitzlehne angebunden ist. Durch die Vorbeschleunigung des Insassen wird aber auch ein Teil der im nachfolgenden Crash ansonsten auftretenden und auf den Insassen wirkenden Kraftspitzen „geglättet”.
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Zudem ist dadurch, dass der Fahrzeuginsasse mit dem Teilbereich der Sitzlehne, an dem die Kopfstütze befestigt ist, in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist, ein Abstand zwischen der Kopfstütze und dem Kopf des Fahrzeuginsassen minimierbar, so dass ein Risiko von Verletzungen, insbesondere der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen, wenigstens vermindert ist.
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Der Fahrzeuginsasse ist vor einem Kollisionszeitpunkt oder zu dem Kollisionszeitpunkt in Kollisionsrichtung, d. h. in Richtung einer aus der Heckkollision resultierenden Krafteinwirkung beschleunigbar, wodurch eine Differenz zwischen der kollisionsbedingten Beschleunigung und der Beschleunigung des Fahrzeuginsassen reduzierbar ist.
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Bevorzugt ist der Fahrzeuginsasse vor dem Kollisionszeitpunkt in Kollisionsrichtung beschleunigbar, so dass der Fahrzeuginsasse während der Kollision, also nach einem Kollisionszeitpunkt, großflächig in den Fahrzeugsitz eindringen kann und sich gezielt in eine Position entgegen der Kollisionsrichtung bewegen kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch in perspektivischer Ansicht eine erste Ausführungsform eines Fahrzeugsitzes, welcher in Teilbereiche unterteilt ist,
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2 schematisch einen Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz bei dem Fahrzeug bevorstehender Heckkollision,
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3 schematisch den Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz zu einem Kollisionszeitpunkt,
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4 schematisch den Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz während der Heckkollision,
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5 schematisch eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Fahrzeugsitzes, bei welchem zusätzlich eine Sitzlehne in Teilbereiche unterteilt ist,
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6 schematisch den Fahrzeugsitz gemäß 5 in einer Seitenansicht,
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7 schematisch eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Fahrzeugsitzes mit unterteilter Sitzlehne,
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8 schematisch den Fahrzeugsitz gemäß 7 in einer Seitenansicht und
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9 schematisch einen Ausschnitt des Fahrzeugsitzes gemäß der 7 und 8.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes 1 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, dargestellt, wobei es sich bei dem Fahrzeugsitz 1 um einen Fahrersitz, einen Beifahrersitz, Einzelsitze im Fond oder eine Sitzbank handeln kann. Dabei ist der Fahrzeugsitz 1 in Fahrtrichtung des Fahrzeuges angeordnet und in einer Normalstellung gezeigt.
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Der Fahrzeugsitz 1 weist ein Sitzpolster 1.1, eine Sitzlehne 1.2 und eine an der Sitzlehne 1.2 angeordnete Kopfstütze 1.3 auf, wobei die Sitzlehne 1.2 mittels seitlich zu derselben angeordneten Seitenwangen 1.4 begrenzt ist.
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Die Sitzlehne 1.2 als erster Teilbereich T1 des Fahrzeugsitzes 1 ist gegenüber des Sitzpolsters 1.1 als zweiten Teilbereich T2 relativ bewegbar. Dabei ist die Sitzlehne 1.2 über ein erstes Drehgelenk 1.5 schwenkbar an dem Sitzpolster 1.1 gelagert, so dass die Sitzlehne 1.2 in Richtung eines Frontbereiches des Fahrzeuges schwenkbar ist.
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Es ist vorgesehen, die Drehgelenkverbindung zwischen dem Sitzpolster 1.1 und der Sitzlehne 1.2 des Fahrzeugsitzes 1 zur Erhöhung einer Sicherheit eines in den 2 bis 4 gezeigten Fahrzeuginsassen 2 bei einer Heckkollision des Fahrzeuges zu nutzen.
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Dazu ist vorgesehen, dass an dem ersten Drehgelenk 1.5 des Fahrzeugsitzes 1 eine nicht gezeigte Aktorik, welche beispielsweise als Federenergiespeicher, als Gasgenerator und/oder als ein anderer Energiespeicher ausgebildet ist, mit dem ersten Drehgelenk 1.5 zu koppeln, so dass die Sitzlehne 1.2 als erster Teilbereich T1 bei Auslösen des Aktors in Richtung des Fahrzeuginsassen 2 schwenkt, wie zumindest in der 3 näher dargestellt ist. Denkbar ist auch, dass der Aktor alternativ oder zusätzlich pyrotechnisch und/oder elektromotorisch funktioniert.
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Ein Funktionsprinzip des Fahrzeugsitzes 1 ist in einem zeitlichen Ablauf ab einem Erfassen einer dem Fahrzeug bevorstehenden Heckkollision in den 2 bis 4 näher dargestellt.
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In 2 ist der Fahrzeugsitz 1 mit dem auf demselben sitzenden Fahrzeuginsassen 2 vor einem Eintritt der Heckkollision dargestellt, wobei der Fahrzeugsitz 1 in einer Normalstellung positioniert ist.
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3 zeigt den Fahrzeugsitz 1 mit dem Fahrzeuginsassen 2 zum Eintritt der Kollision, also zum Kollisionszeitpunkt, wobei der Fahrzeugsitz 1 und der Fahrzeuginsasse 2 in der 4 während der Heckkollision dargestellt sind.
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An oder in dem Fahrzeug ist eine Anzahl von Erfassungseinheiten angeordnet, mittels welchen eine dem Fahrzeug bevorstehende Heckkollision erfassbar ist, wobei die Erfassungseinheiten mit einer Steuereinheit, bei welcher es sich beispielsweise um ein Airbagsteuergerät handelt, verbunden sind.
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Der an dem ersten Drehgelenk 1.5 angeordnete Aktor des Fahrzeugsitzes 1 ist mit der Steuereinheit verbunden, wobei der Aktor bei oder noch vor dem Eintritt der Heckkollision des Fahrzeuges, also vor dem Kollisionszeitpunkt, angesteuert und ausgelöst wird.
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Durch Auslösen des Aktors wird die Sitzlehne 1.2 als erster Teilbereich T1 um eine Drehachse des Drehgelenkes 1.5, welche senkrecht zur Fahrzeuglängsachse angeordnet ist, in Richtung des Fahrzeuginsassen 2 geschwenkt, wodurch der Fahrzeuginsasse 2 in Kollisionsrichtung beschleunigt wird.
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Dabei ist unter Kollisionsrichtung die Richtung zu verstehen, aus welcher eine aus der Heckkollision resultierende Kraft auf das Fahrzeug und somit auf den Fahrzeuginsassen 2 einwirkt.
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Dadurch, dass die Sitzlehne 1.2 als erster Teilbereich T1 des Fahrzeugsitzes 1 in Richtung des Fahrzeuginsassen 2 schwenkt, wird eine Kraft großflächig und biomechanisch günstig in den Fahrzeuginsassen 2 eingeleitet, um diesen in Kollisionsrichtung zu beschleunigen.
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Zum Eintritt der Heckkollision, d. h. zum Kollisionszeitpunkt, hat der Fahrzeuginsasse 2 bereits eine aus dem Schwenken der Sitzlehne 1.2 resultierende Beschleunigung in Kollisionsrichtung erfahren, wodurch der Fahrzeuginsasse 2 in Bezug auf das Fahrzeug eine Relativgeschwindigkeit aufweist.
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Die Kopfstütze 1.3 ist mit der Sitzlehne 1.2 fest verbunden, so dass die Kopfstütze 1.3 mit der Sitzlehne 1.2 als erster Teilbereich T1 in Richtung des Fahrzeuginsassen 2, also ebenfalls in Kollisionsrichtung, schwenkt und dadurch ein Abstand zwischen der Kopfstütze 1.3 und dem Kopf 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 minimiert ist.
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Die Kollision tritt ein, wobei eine Sitzposition des Fahrzeuginsassen 2 in Bezug auf die Heckkollision mittels der Sitzlehne 1.2 optimal eingestellt ist und der Fahrzeuginsasse 2 zumindest flächig an die Sitzlehne 1.2 angebunden ist.
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Während der Heckkollision dringt der Fahrzeuginsasse 2 aufgrund seiner Masseträgheit und der wirkenden Kollisionskräfte in den Fahrzeugsitz 1, d. h. in die Sitzlehne 1.2 ein, wobei die Sitzlehne 1.2 als erster Teilbereich T1 entgegen der Kollisionsrichtung vorgebbar nachgibt, also mit dem Fahrzeuginsassen 2 in Richtung Fahrzeugheck schwenkt, wodurch eine aus der Heckkollision auf den Fahrzeuginsassen 2 wirkende kinetische Energie von der Sitzlehne 1.2 absorbiert wird. Dadurch wird der Fahrzeuginsasse 2 ideal von dem Fahrzeugsitz 1, d. h. von der Sitzlehne 1.2, abgestützt.
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Alternativ zur Nutzung des ersten Drehgelenkes 1.5 zur Einstellung einer Position der Sitzlehne 1.2 zur Beschleunigung desselben in Kollisionsrichtung bei einer dem Fahrzeug bevorstehenden Heckkollision kann auch ein weiteres Drehgelenk in diesem Bereich angeordnet sein, wobei eine Drehachse des weiteren Drehgelenkes parallel zur Drehachse des ersten Drehgelenkes 1.5 angeordnet ist, um eine Relativbewegung zwischen dem Sitzpolster 1.1 und der Sitzlehne 1.2 bei einer Heckkollision zu erzeugen.
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In den 5 und 6 ist eine zweite Ausführungsform eines Fahrzeugsitzes 1 zur Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen 2 in Kollisionsrichtung bei einer Heckkollision des Fahrzeuges dargestellt.
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Dabei ist die Sitzlehne 1.2 in zwei Teilbereiche T1, T2 unterteilt, die relativ zueinander bewegbar sind. Diese Teilbereiche sind nicht unbedingt identisch mit den Teilbereichen der ersten Ausführungsform. Ein erster Teilbereich T1 umfasst nun einen oberen Bereich sowie die Kopfstütze 1.3 und ein zweiter Teilbereich T2 umfasst einen unteren Bereich der Sitzlehne 1.2, wobei die Teilbereiche T1, T2 in einem mittleren Bereich über eine horizontal verlaufende Drehachse eines zweiten Drehgelenkes 1.6 miteinander verbunden sind.
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Im Nichtkollisionsfall des Fahrzeuges sind die beiden Teilbereiche T1, T2 der Sitzlehne 1.2 starr miteinander verbunden, wobei die starr miteinander verbundenen Teilbereiche T1, T2 über ein erstes Drehgelenk 1.5 an dem Sitzpolster 1.1 schwenkbar gelagert sind, Dabei ist das erste Drehgelenk 1.5 zur Verstellung der Sitzlehne 1.2 in Bezug auf das Sitzpolster 1.1 vorgesehen.
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Bei einer dem Fahrzeug bevorstehenden Heckkollision wird ein mit dem zweiten Drehgelenk 1.6 nicht dargestellter gekoppelter Aktor angesteuert, so dass der erste Teilbereich T1 der Sitzlehne 1.2 in Richtung des Fahrzeuginsassen 2, also in Kollisionsrichtung, schwenkt, wobei der zweite Teilbereich T2 entgegen der Kollisionsrichtung in Richtung Fahrzeugheck zusätzlich schwenken kann. Dadurch wird der Fahrzeuginsasse 2 in Kollisionsrichtung beschleunigt, so dass eine aus der Heckkollision resultierende Beschleunigung als Belastung auf den Fahrzeuginsassen 2 vergleichsweise gering wirkt. Die Zeitpunkte von beiden Lehnendrehungen sind optimalerweise anhand von Insassencharakteristik und Crashschwere festzulegen. Diese Bewegung lässt sich nur realisieren, wenn die Sitzfläche 1.1 direkt mit dem T1 Bereich der Lehne verbunden ist und der Bereich T2 sich unabhängig von der Sitzfläche 1.1 um das Drehgelenk 1.6 drehen kann.
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Die 7 bis 9 zeigen eine dritte Ausführungsform eines Fahrzeugsitzes 1 zur Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen 2 in Kollisionsrichtung bei einer Heckkollision des Fahrzeuges.
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7 zeigt den Fahrzeugsitz 1 in einer perspektivischen Ansicht, 8 zeigt einen Ausschnitt des Fahrzeugsitzes 1 und in 9 ist eine Schnittdarstellung des Fahrzeugsitzes 1 gemäß 8 dargestellt.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Sitzlehne 1.2 in zwei Teilbereiche T1, T2 unterteilt, wobei die beiden Seitenwangen 1.4 der Sitzlehne 1.2 einen zweiten Teilbereich T2 bilden, und ein zwischen den Seitenwangen 1.4 ausgebildeter mittlerer Bereich der Sitzlehne 1.2 bildet einen separaten ersten Teilbereich T1, an dem die Kopfstütze 1.3 angeordnet ist.
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An einer Rückseite der Sitzlehne 1.2 ist die Rückseite fast vollständig überdeckend an eine Abstützung 1.7 angeordnet, welche beispielsweise als Kunststoffschale ausgebildet ist.
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Zwischen der Abstützung 1.7 und dem ersten Teilbereich T1 der Sitzlehne 1.2 kann ein nicht näher dargestellter Aktor angeordnet sein, mittels welchem der erste Teilbereich T1 von der Abstützung 1.7 wegbewegbar ist.
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Der erste Teilbereich T1 ist über eine parallel zu einer Drehachse eines ersten Drehgelenkes 1.5 angeordnete Drehachse eines dritten Drehgelenkes 1.8, an welchem zusätzlich oder alternativ ein weiterer Aktor angeordnet ist, schwenkbar gelagert, wodurch der erste Teilbereich T1 in Richtung des Fahrzeuginsassen 2 schwenkbar ist.
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Steht dem Fahrzeug eine Heckkollision bevor, so wird der erste Teilbereich T1 der Sitzlehne 1.2 in Kollisionsrichtung geschwenkt, wodurch der Fahrzeuginsasse 2 in Kollisionsrichtung beschleunigt wird, um eine aus der Heckkollision auf den Fahrzeuginsassen 2 wirkende Belastung zu reduzieren. Dadurch, dass die Kopfstütze 1.3 an dem ersten Teilbereich T1 angeordnet ist, wird diese mit geschwenkt, wodurch ein Abstand zwischen der Kopfstütze 1.3 und dem Kopf 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 minierbar ist und somit ein Risiko einer Verletzung der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen 2 zumindest reduziert ist.
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Infolge der Heckkollision kann der Fahrzeuginsasse 2 gezielt in den ersten Teilbereich T1 der Sitzlehne 1.2 eindringen, wodurch sich dieser entgegen der Kollisionsrichtung bewegt und dadurch eine aus der Heckkollision resultierende kinetische Energie zumindest mittels des ersten Teilbereiches T1 absorbierbar ist.
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Mittels der Minimierung des Abstandes zwischen dem Kopf 2.1 und der Kopfstütze 1.3, unabhängig von der Ausführungsform des Fahrzeugsitzes 1, ist wenigstens das Risiko einer Verletzung der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen 2 bei einer Heckkollision des Fahrzeuges reduzierbar.
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Eine negative Wirkung der in den seltensten Fällen auf den Fahrzeuginsassen 2 optimal eingestellten Kopfstütze 1.3 kann im Wesentlichen beseitigt werden, wobei ein oftmals gewünschter, aus dem Abstand des Kopfes 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 zu der Kopfstütze 1.3 resultierender, Freiraum sichergestellt werden kann.
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Zur Auslösung der Bewegung des ersten Teilbereiches T1 in Kollisionsrichtung können besonders bevorzugt bereits die am oder im Fahrzeug angeordneten Erfassungseinheiten zur Erfassung einer bevorstehenden Heckkollision oder zur Erfassung der Heckkollision sowie die Steuereinheit genutzt werden.
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Zusätzlich wird eine Akzeptanz des Fahrzeuginsassen 2 gegenüber der Vorrichtung zum Insassenschutz erhöht. Auch dürfte die Bewegung so schnell erfolgen, dass sie von dem Insassen nicht bemerkt würde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009043113 A1 [0002]
