DE102015006862A1

DE102015006862A1 - Safety device for a motor vehicle, motor vehicle with an accident protection device and method for operating an accident protection device for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102015006862A1
Application number: DE102015006862.8A
Authority: DE
Inventors: Christoph Preißler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2016-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unfallschutzvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug (38) mit einem Fahrzeugsitz (12), welcher ein Fahrzeugsitzmaterial (18) umfasst und mit einer Speichervorrichtung (20), welche ein Medium (34) enthält, mittels welchem sich das Fahrzeugsitzmaterial (18) zumindest bereichsweise durch Einleiten des Mediums (34) in das Fahrzeugsitzmaterial (18) und dadurch Kontaktieren des Fahrzeugsitzmaterials (18) mit dem Medium (34) verfestigen lässt.The invention relates to an accident prevention device (10) for a motor vehicle (38) comprising a vehicle seat (12) comprising a vehicle seat material (18) and a storage device (20) containing a medium (34) by means of which the vehicle seat material ( 18) at least partially by solidifying the medium (34) in the vehicle seat material (18) and thereby contacting the vehicle seat material (18) with the medium (34) solidify.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unfallschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Unfallschutzvorrichtung. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Unfallschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to an accident protection device for a motor vehicle, as well as a motor vehicle with an accident protection device. Another aspect of the invention relates to a method for operating an accident protection device for a motor vehicle.

Zu aus dem Stand der Technik bekannten Sicherheitssystemen sind beispielsweise passive Sicherheitssysteme, und damit Sicherheitsgurte, Airbags, verformungssteife Fahrgastzellen, sowie an verschiedenen Endbereichen eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Deformationszonen zu zählen, um nur einige Arten zu nennen. Derartige Sicherheitssysteme zielen darauf ab das Verletzungsrisiko für Fahrzeuginsassen oder für Fußgänger, welche durch ein Kraftfahrzeug erfasst werden im Falle eines Unfalls auf ein Minimum zu reduzieren oder Verletzungen idealerweise ganz zu vermeiden.Safety systems known from the prior art include, for example, passive safety systems, and thus safety belts, airbags, deformation-resistant passenger compartments, as well as deformation zones provided at different end regions of a motor vehicle, to name just a few types. Such safety systems aim to reduce the risk of injury to vehicle occupants or pedestrians, which are covered by a motor vehicle in the event of an accident to a minimum or ideally to avoid injury.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Unfallschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug mit einer Unfallschutzvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Unfallschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mittels welchen der Insassenschutz verbessert werden kann.Object of the present invention is to provide an accident protection device for a motor vehicle, a motor vehicle with an accident protection device and a method for operating an accident protection device for a motor vehicle, by means of which the occupant protection can be improved.

Diese Aufgabe wird durch eine Unfallschutzvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.This object is achieved by an accident protection device according to the features of patent claim 1, by a motor vehicle according to the features of patent claim 9 and by a method according to the features of patent claim 10. Advantageous developments of the invention are given by the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Unfallschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Fahrzeugsitz, welcher ein Fahrzeugsitzmaterial umfasst und eine Speichervorrichtung, welche ein Medium enthält, mittels welchem sich das Fahrzeugsitzmaterial zumindest bereichsweise durch Einleiten des Mediums in das Fahrzeugsitzmaterial und dadurch Kontaktieren des Fahrzeugsitzmaterials mit dem Medium verfestigen lässt. Dies hat den Vorteil, dass durch die Verfestigung des Fahrzeugsitzmaterials auch ein zumindest bereichsweises Verfestigen des Fahrzeugsitzes erfolgen kann. Durch das Verfestigen des Fahrzeugsitzes kann beispielsweise ein sogenanntes „Submarining”, also ein Durchrutschen von auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Personen unter einem angelegten Sicherheitsgurt im Falle eines Unfalls vermieden oder zumindest die Wahrscheinlichkeit des Durchrutschens zwischen dem Fahrzeugsitz und dem Sicherheitsgurt verringert werden. Dadurch kann der Insassenschutz auf besonders effiziente Art und Weise verbessert werden. Mittels des Mediums können verschiedene Teile des Fahrzeugsitzes, also beispielsweise ein Sitzteil und zusätzlich oder alternativ ein Lehnenteil verfestigt werden, um eine Relativbewegung, wie sie beispielsweise das besagte Durchrutschen darstellt, in verschiedenen Richtungen zumindest weitgehend zu unterbinden. Somit kann die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person durch bei oder vor einem Unfall auftretende Kräfte von dem Fahrzeugsitz abgleitet deutlich reduziert werden. Dementsprechend kann beispielsweise durch ein bereichsweises Verfestigen im Bereich von Schulterstützen des Lehnenteils eine seitwärts gerichtete Relativbewegung einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person bei einem Seitenaufprall auf das Kraftfahrzeug zumindest weitgehend eingeschränkt werden, so dass die Person unter lediglich geringer, unfallbedingter Seitwärtsbewegung in dem Fahrzeugsitz gehalten wird. Die durch das Medium versteiften Schulterstützen stellen dann eine Bewegungsbegrenzung dar. Durch das Einleiten des Mediums und dadurch bedingtes Kontaktieren des Fahrzeugsitzmaterials mit dem Medium kann das Fahrzeugsitzmaterial zusammen mit dem Medium beispielsweise eine chemische Reaktion eingehen, bei welcher sich das Fahrzeugsitzmaterial an dessen Kontaktstellen mit dem Medium verfestigt. Durch das Einleiten des Mediums kann das Medium also bereichsweise in das Fahrzeugsitzmaterial eindringen und dieses dabei beispielsweise sogar durchströmen. Ein besonders rasches Verfestigen des Fahrzeugsitzmaterials kann beispielsweise durch Einleiten von flüssigem Stickstoff oder flüssigem Helium als das Medium erfolgen, um nur einige mögliche Arten des Mediums zu nennen. Dabei kann das Medium in mindestens eine Wegsamkeit in dem Fahrzeugsitzmaterial eindringen und dabei eine die einzelne Wegsamkeit begrenzende Wandung des Fahrzeugsitzmaterials, oder mehrere Wegsamkeiten voneinander abgrenzende Wandungen zumindest bereichsweise verfestigen. Dabei ist einerseits denkbar, dass in der Wegsamkeit, bzw. den Wegsamkeiten enthaltenes Gas (z. B. Luft) durch Einleiten des Mediums verdrängt wird und durch das Aushärten des Mediums in den Wegsamkeiten eine Verfestigung des Sitzmaterials herbeigeführt wird. Andererseits könnte das Medium auch beispielsweise selbst gasförmig sein und lediglich die besagten Wandungen verfestigen zumal auch dies zu einer Verfestigung des Fahrzeugsitzmaterials führen kann.The accident prevention device according to the invention for a motor vehicle comprises a vehicle seat comprising a vehicle seat material and a storage device containing a medium by means of which the vehicle seat material can at least partially solidify by introducing the medium into the vehicle seat material and thereby contacting the vehicle seat material with the medium. This has the advantage that by solidifying the vehicle seat material, an at least regional solidification of the vehicle seat can take place. By solidifying the vehicle seat, for example, a so-called "submarining", ie slipping of persons seated on the vehicle seat under a fitted seat belt in the event of an accident, or at least the likelihood of slippage between the vehicle seat and the seat belt can be reduced. As a result, the occupant protection can be improved in a particularly efficient manner. By means of the medium, various parts of the vehicle seat, that is, for example, a seat part and additionally or alternatively a backrest part can be solidified in order to prevent a relative movement, such as the said slipping, in different directions, at least largely. Thus, the likelihood that a person will slip away from the vehicle seat due to forces occurring during or before an accident can be significantly reduced. Accordingly, for example, by an area-wise solidification in the range of shoulder rests of the backrest part a sideways relative movement of a person sitting on the vehicle seat person in a side impact on the motor vehicle are at least largely limited, so that the person is held in the vehicle seat with only a small accidental sideways movement. The stiffened by the medium shoulder supports then represent a movement limit. By introducing the medium and thereby conditional contacting the vehicle seat material with the medium, the vehicle seat material together with the medium, for example, enter a chemical reaction in which the vehicle seat material at its contact points with the medium solidified. By introducing the medium, the medium can thus partially penetrate into the vehicle seat material and this, for example, even flow through it. Particularly rapid solidification of the vehicle seat material can be accomplished, for example, by introducing liquid nitrogen or liquid helium as the medium, to name just a few possible types of medium. In this case, the medium can penetrate into at least one pathway in the vehicle seat material and solidify a wall of the vehicle seat material delimiting the individual pathway, or at least partially solidify walls that delimit several pathways from one another. On the one hand, it is conceivable that gas contained in the pathway or pathways (eg air) is displaced by introduction of the medium and solidification of the seat material is brought about by the hardening of the medium in the pathways. On the other hand, the medium could also be gaseous, for example, and only solidify said walls, especially as this too can lead to a hardening of the vehicle seat material.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Fahrzeugsitzmaterial ein Schaumpolster, insbesondere ein Sitzschaum. Dies ist von Vorteil, da ein derartiges Schaumpolster eine Mehrzahl der Wegsamkeiten oder Poren aufweisen kann, in welche das beispielsweise flüssige oder gasförmige Medium eindringen kann. Wird das Medium in flüssigem Zustand zugeführt, so können die Wegsamkeiten im Fahrzeugsitzmaterial auch unter Nutzung des Kapillareffekts mit dem Medium befüllt werden. Die Nutzung des Kapillareffekts erlaubt ein besonders aufwandsarmes Verteilen des Mediums in dem Fahrzeugsitzmaterial. Indem das Fluid in das Fahrzeugsitzmaterial eingeleitet wird, ist eine Mehrzahl von Wandungen, welche die Wegsamkeiten oder Poren voneinander trennen, mittels des Mediums verfestigbar. Da ein derartiges Schaumpolster besonders saugstark sein kann, reichen bereits kleine Mengen des Mediums zum Verfestigen einer großen Verfestigungszone des Fahrzeugsitzmaterials aus, sofern das Medium in flüssiger Form eingeleitet wird.In an advantageous embodiment of the invention, the vehicle seat material is a foam pad, in particular a seat foam. This is advantageous since such a foam pad can have a majority of the pathways or pores into which, for example, the liquid or gaseous medium can penetrate. If the medium is supplied in the liquid state, the pathways in the vehicle seat material can also be filled using the capillary effect with the medium. The use of the capillary effect allows a particularly low-cost distribution of the medium in the Vehicle seat material. By introducing the fluid into the vehicle seat material, a plurality of walls separating the pathways or pores are solidifiable by the medium. Since such a foam pad can be particularly absorbent, even small amounts of the medium to solidify a large hardening zone of the vehicle seat material, if the medium is introduced in liquid form.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Speichervorrichtung ein Speicherelement zum Speichern des Mediums. Je nach Art des Mediums kann das Speicherelement beispielsweise als Druckbehälter oder als elektrischer Energiespeicher, um nur einige mögliche Arten des Speicherelements zu nennen, ausgebildet sein. Ein derartiges Speicherelement benötigt wenig Platz und lässt sich dementsprechend besonders dicht am Fahrzeugsitz anordnen oder sogar in den Fahrzeugsitz integrieren. Zusätzlich zu dem Speicherelement kann die Speichervorrichtung eine Einstelleinrichtung, wie beispielsweise ein Ventil oder eine Schalteinrichtung zum Dosieren des Mediums umfassen, so dass mittels der Einstelleinrichtung das Einleiten einer bestimmten Menge des Mediums ermöglicht ist. Dies gestattet somit einen bedarfsgerechten Betrieb der Unfallschutzvorrichtung.In a further advantageous embodiment of the invention, the memory device comprises a memory element for storing the medium. Depending on the type of medium, the storage element can be designed, for example, as a pressure vessel or as an electrical energy store, to name but a few possible types of the storage element. Such a memory element requires little space and can accordingly be arranged particularly close to the vehicle seat or even integrated into the vehicle seat. In addition to the storage element, the storage device may comprise an adjusting device, such as a valve or a switching device for metering the medium, so that by means of the adjusting device, the introduction of a certain amount of the medium is made possible. This thus allows a needs-based operation of the accident protection device.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Leitungselement vorgesehen, über welches das Medium aus dem Speicherelement ausleitbar und in das Fahrzeugsitzmaterial einbringbar ist. Das Leitungselement kann beispielsweise als zum Führen eines Fluids (Gas und/oder Flüssigkeit) geeigneter Kanal, oder als Draht ausgebildet sein, mittels welchem das Medium aus dem Speicherelement ausleitbar und in das Fahrzeugsitzmaterial einbringbar ist. Je nach Art des Mediums kann das Leitungselement auch von Heizdrähten umwickelt sein, um ein Einfrieren des Leitungselements und damit verbundener Querschnittsreduktion des Leitungselements beim Durchströmen mit dem Medium zu verhindern. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn als das Medium beispielsweise flüssiger Stickstoff verwendet wird, mittels welchem das Fahrzeugsitzmaterial bereichsweise einfrierbar und dadurch verfestigbar ist.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one conduit element is provided, via which the medium can be introduced from the storage element and introduced into the vehicle seat material. The conduit element can be designed, for example, as a channel suitable for guiding a fluid (gas and / or liquid), or as a wire, by means of which the medium can be diverted from the storage element and introduced into the vehicle seat material. Depending on the type of medium, the line element can also be wrapped by heating wires to prevent freezing of the line element and associated cross-sectional reduction of the line element when flowing through the medium. This is useful, for example, if, for example, liquid nitrogen is used as the medium by means of which the vehicle seat material can be partially frozen and thus solidified.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Medium gasförmig und/oder flüssig ist, oder dass das Medium elektrische Energie ist. Das Medium kann beispielsweise ein Gas sein, welches vorzugsweise bei dessen Expansion stark abkühlt und dementsprechend das Fahrzeugsitzmaterial einfriert und dadurch verfestigt. Das Medium kann jedoch auch flüssig sein, und dementsprechend – wie bereits erwähnt – beispielsweise flüssiger Stickstoff oder flüssiges Helium als das Medium verwendet werden. Ebenfalls kann das Medium zwei-phasig, also gasförmig und zusätzlich flüssig vorliegen, wobei also dem Fahrzeugsitzmaterial beispielsweise kalter Stickstoff als Gas und als Flüssigkeit zugeführt werden kann. Das Medium kann jedoch auch elektrische Energie sein. Dementsprechend kann das Speicherelement beispielsweise als Kondensator oder als Batterie ausgebildet sein, in welchem bzw. welcher das Medium gespeichert ist. Das Leitungselement kann dementsprechend beispielsweise als Draht ausgebildet sein, über welchen die elektrische Energie dem Fahrzeugsitzmaterial zuführbar ist. Mittels der elektrischen Energie kann beispielsweise ein elektrisches Feld in dem Fahrzeugsitzmaterial erzeugt werden, wodurch sich das Fahrzeugsitzmaterial verfestigen lässt. Diese Medienarten ermöglichen eine besonders zügige Verfestigung des Fahrzeugsitzmaterials.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the medium is gaseous and / or liquid, or that the medium is electrical energy. The medium can be, for example, a gas, which preferably cools down strongly during its expansion and accordingly freezes the vehicle seat material and thereby solidifies. However, the medium may also be liquid, and accordingly, as already mentioned, for example, liquid nitrogen or liquid helium may be used as the medium. Likewise, the medium may be two-phase, ie gaseous and additionally liquid, in which case cold nitrogen may be supplied as gas and as liquid to the vehicle seat material, for example. However, the medium can also be electrical energy. Accordingly, the memory element may be formed, for example, as a capacitor or as a battery in which or which the medium is stored. The line element can accordingly be designed, for example, as a wire, via which the electrical energy can be fed to the vehicle seat material. By means of the electrical energy, for example, an electric field can be generated in the vehicle seat material, whereby the vehicle seat material can be solidified. These types of media allow a particularly rapid solidification of the vehicle seat material.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Medium dazu ausgebildet, das Fahrzeugsitzmaterial abzukühlen, oder Materialelemente, insbesondere Moleküle des Fahrzeugsitzmaterials auszurichten und dieses dadurch zu verfestigen. Durch das Medium können also sogar kleinste Teile des Fahrzeugsitzmaterials verfestigt werden, wodurch eine besonders gezielte und – sofern erwünscht – in besonderem Maße lokal begrenzte Verfestigung des Fahrzeugsitzmaterials möglich ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the medium is adapted to cool the vehicle seat material, or to align material elements, in particular molecules of the vehicle seat material and thereby solidify it. By the medium so even the smallest parts of the vehicle seat material can be solidified, creating a particularly targeted and - if desired - in particular localized solidification of the vehicle seat material is possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Unfallschutzvorrichtung wenigstens einen Sensor zum Detektieren einer unfallbedingten Krafteinwirkung auf den Fahrzeugsitz und/oder zum Detektieren eines Zeitpunktes vor und/oder während einem Unfall, sowie eine Steuervorrichtung zum Empfangen und Auswerten von Sensordaten des Sensors, wobei die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, die Speichervorrichtung basierend auf den Sensordaten anzusteuern und dadurch das Einleiten des Mediums in das Fahrzeugsitzmaterial zu bewirken. Der Sensor kann beispielsweise als Beschleunigungssensor ausgebildet sein und dadurch unfallbedingte Verzögerungen oder Beschleunigungen an dem Fahrzeugsitz detektieren. Diese Beschleunigungen oder Verzögerungen gehen mit der besagten Krafteinwirkung auf den Fahrzeugsitz einher. Der Sensor kann jedoch auch als Abstandssensor ausgebildet sein, mittels welchem sowohl Abstände zu anderen Fahrzeugen als auch Relativgeschwindigkeiten oder Relativbeschleunigungen zwischen dem Kraftfahrzeug und anderen Fahrzeugen oder Hindernissen ermittelbar sind. Dementsprechend kann mittels des Sensors auch ein Zeitpunkt vor einem unvermeidbaren Unfall ermittelt werden, wobei beim Erreichen dieses Zeitpunktes das Einleiten des Mediums in das Fahrzeugsitzmaterial ausgelöst wird. Es kann jedoch auch eine Mehrzahl verschiedener Sensoren verwendet werden, wobei beispielsweise ein erster Sensor die Krafteinwirkung detektiert und ein zweiter Sensor die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und einem anderen Fahrzeug detektiert. Dadurch ist ein redundantes Sensorsystem geschaffen, welches besonders ausfallsicher ist und mittels welchem sowohl der Zeitpunkt vor und zusätzlich oder alternativ während des Unfalls als auch die unfallbedingte Krafteinwirkung detektierbar ist. Die Steuervorrichtung kann die Speichervorrichtung und insbesondere die Einstelleinrichtung (je nach Art des Mediums zum Beispiel Drosselventil mit einstellbarem Querschnitt oder beispielsweise Schalteinrichtung) der Speichervorrichtung ansteuern und dadurch das Einleiten des Mediums in das Fahrzeugsitzmaterial bewirken. Das Einleiten des Mediums in das Fahrzeugsitzmaterial als Folge der Detektion eines Zeitpunktes vor einem Unfall entspricht dabei einer sogenannten „Pre-Crash-Maßnahme”, wobei sich beispielsweise ein Assistenzsystem des Kraftfahrzeugs jeweiliger Sensordaten des Sensors oder der Mehrzahl von Sensoren bedient und erkennt, dass ein Unfall unvermeidbar ist, woraufhin bereits zu einem Zeitpunkt vor der unfallbedingten Krafteinwirkung durch die Sensordaten ein Aktivierungssignal an die Steuervorrichtung übermittelt wird. Infolgedessen kann die Steuervorrichtung die Speichervorrichtung ansteuern und die Einstelleinrichtung betätigen, um dem Fahrzeugsitzmaterial das Medium zuzuführen.In a further advantageous embodiment of the invention, the accident prevention device comprises at least one sensor for detecting an accidental force on the vehicle seat and / or for detecting a time before and / or during an accident, and a control device for receiving and evaluating sensor data of the sensor, wherein the Control device is designed to control the storage device based on the sensor data, thereby causing the introduction of the medium into the vehicle seat material. The sensor may be designed, for example, as an acceleration sensor and thereby detect accidental delays or accelerations on the vehicle seat. These accelerations or delays are associated with said force on the vehicle seat. However, the sensor can also be designed as a distance sensor, by means of which distances to other vehicles as well as relative speeds or relative accelerations between the motor vehicle and other vehicles or obstacles can be determined. Accordingly, a time before an unavoidable accident can be determined by means of the sensor, wherein upon reaching this time, the introduction of the medium is triggered in the vehicle seat material. However, it can also be used a plurality of different sensors, for example, a first sensor detects the force and a second sensor detects the Detected relative speed between the vehicle and another vehicle. As a result, a redundant sensor system is provided, which is particularly fail-safe and by means of which both the time before and additionally or alternatively during the accident and the accidental force is detectable. The control device can control the storage device and in particular the setting device (for example, depending on the type of medium, for example throttle valve with adjustable cross-section or switching device) of the storage device and thereby cause the introduction of the medium into the vehicle seat material. The introduction of the medium into the vehicle seat material as a result of the detection of a time before an accident corresponds to a so-called "pre-crash measure", for example, uses an assistance system of the motor vehicle sensor data of the sensor or the plurality of sensors and detects that a Accident is unavoidable, whereupon an activation signal is transmitted to the control device at a time before the accidental force due to the sensor data. As a result, the controller may drive the storage device and actuate the adjuster to supply the medium to the vehicle seat material.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, basierend auf den Sensordaten eine Menge des Mediums beim Einleiten zu dosieren. Dadurch kann das Fahrzeugsitzmaterial besonders bedarfsgerecht verfestigt werden und sogar verschiedene Verfestigungsgrade eingestellt werden.In a further advantageous embodiment, the control device is designed to dose an amount of the medium during the introduction based on the sensor data. As a result, the vehicle seat material can be solidified as needed and even different degrees of consolidation can be set.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Unfallschutzvorrichtung. Ein derartiges Kraftfahrzeug weist im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen einen verbesserten Insassenschutz auf.Another aspect of the invention relates to a motor vehicle with an accident protection device. Such a motor vehicle has improved occupant protection compared to conventional vehicles.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Unfallschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei bei einer unfallbedingten Krafteinwirkung auf einen Fahrzeugsitz und/oder zu einem Zeitpunkt vor und/oder während eines Unfalls ein Einleiten eines Mediums in ein Fahrzeugsitzmaterial des Fahrzeugsitzes und dadurch ein Kontaktieren des Fahrzeugsitzmaterials mit dem Medium erfolgt. Durch das Einleiten des Mediums wird das Fahrzeugsitzmaterial zumindest teilweise verfestigt. Dies ist von Vorteil, da durch das Verfestigen des Fahrzeugsitzmaterials der Insassenschutz des Kraftfahrzeugs bei Bedarf in besonderem Maße verbessert wird.Another aspect of the invention relates to a method for operating an accident protection device for a motor vehicle, wherein in an accidental force on a vehicle seat and / or at a time before and / or during an accident introducing a medium into a vehicle seat material of the vehicle seat and thereby contacting the vehicle seat material is done with the medium. By introducing the medium, the vehicle seat material is at least partially solidified. This is advantageous because the solidification of the vehicle seat material improves the occupant protection of the motor vehicle when required to a particular extent.

Die in Bezug auf die erfindungsgemäße Unfallschutzvorrichtung vorgestellten, bevorzugten Ausführungsformen gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.The presented in relation to the accident prevention device according to the invention, preferred embodiments apply mutatis mutandis to the motor vehicle according to the invention and for the inventive method and vice versa.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings.

Im Folgenden ist die Erfindung noch einmal anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert.In the following, the invention is explained once again with reference to a concrete embodiment.

Hierzu zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Unfallschutzvorrichtung.For this purpose, the only Fig. Shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an accident protection device according to the invention.

Die Fig. zeigt eine Unfallschutzvorrichtung 10 mit einem Fahrzeugsitz 12. Der Fahrzeugsitz 12 umfasst vorliegend ein Sitzteil 14 sowie ein Lehnenteil 16. Des Weiteren umfasst der Fahrzeugsitz 12 ein Fahrzeugsitzmaterial 18, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel einem Füllmaterial des Sitzteils 14 entspricht. Das Fahrzeugsitzmaterial 18 ist vorliegend als Sitzschaum ausgebildet. Die Unfallschutzvorrichtung 10 ist in ein Kraftfahrzeug 38 integriert, welches vorliegend lediglich schematisch angedeutet ist.The figure shows an accident prevention device 10 with a vehicle seat 12 , The vehicle seat 12 in the present case comprises a seat part 14 as well as a backrest part 16 , Furthermore, the vehicle seat includes 12 a vehicle seat material 18 , Which in the present embodiment, a filling material of the seat part 14 equivalent. The vehicle seat material 18 is presently designed as a seat foam. The accident prevention device 10 is in a motor vehicle 38 integrated, which is indicated here only schematically.

Die Unfallschutzvorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine Speichervorrichtung 20 mit einem Speicherelement 22 zum Speichern eines Mediums 34. Mittels des Mediums 34 lässt sich zumindest ein Teil des Fahrzeugsitzmaterials 18 zumindest bereichsweise durch Einleiten des Mediums 34 in das Fahrzeugsitzmaterial 18 und dadurch Kontaktieren des Fahrzeugsitzmaterials 18 mit dem Medium 34 verfestigen. Der Bereich des Sitzteils 14, welcher sich durch Einleiten des Mediums 34 in das Fahrzeugsitzmaterial 18 verfestigen lässt, entspricht vorliegend einer Verfestigungszone 36 in einem in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 38 vorne liegenden Abschnitt des Sitzteils 14. Durch Verfestigen des Sitzteils 14 an der Verfestigungszone 36 kann die Gefahr des sogenannten „Submarinings” erheblich reduziert werden, da die Verfestigung im Bereich der Verfestigungszone 38 ein Durchrutschen einer im Fahrzeugsitz 12 einsitzenden Person zwischen einem Sicherheitsgurt 17 und dem Sitzteil 14 im Falle eines Unfalls zumindest weitgehend reduziert wird.The accident prevention device 10 further comprises a storage device 20 with a storage element 22 to save a medium 34 , By means of the medium 34 can be at least a part of the vehicle seat material 18 at least partially by introducing the medium 34 in the vehicle seat material 18 and thereby contacting the vehicle seat material 18 with the medium 34 solidify. The area of the seat part 14 , which by introducing the medium 34 in the vehicle seat material 18 solidifies, this corresponds to a solidification zone 36 in a direction of travel of the motor vehicle 38 front section of the seat part 14 , By solidifying the seat part 14 at the solidification zone 36 The risk of so-called "submarining" can be considerably reduced, since the solidification in the region of the solidification zone 38 Slipping one in the vehicle seat 12 a person sitting between a seatbelt 17 and the seat part 14 in the case of an accident is at least largely reduced.

Um dem Sitzteil 14 das Medium 34 zum Verfestigen zuzuführen, ist vorliegend ein Leitungselement 24 vorgesehen, über welches das Medium aus dem Speicherelement 22 ausleitbar und in das Fahrzeugsitzmaterial 18 einbringbar ist. Ein erstes Ende des Leitungselements 24 mündet in das Speicherelement 22 und ein zweites Ende des Leitungselements 24 ist vorliegend in das Fahrzeugsitzmaterial 18 und damit in das Sitzteil 14 eingeführt. Das zweite Ende des Leitungselements 24 weist eine Leitungsverzweigung 26 auf, über welche das Medium 34 gleichmäßig und an verschiedenen Stellen in der Verfestigungszone 36 verteilbar ist. Das Leitungselement 24 ist dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kanal ausgebildet, über welchen das im vorliegenden Ausführungsbeispiel flüssige Medium 34 in den Fahrzeugsitz 12 einbringbar ist. Zusätzlich oder alternativ zu dem Sitzteil 14 könnte auch das Lehnenteil 16 mittels des Mediums 34 verfestigt werden, was in diesem Beispiel jedoch nicht gezeigt ist. Das Medium 34 entspricht vorliegend flüssigem Stickstoff und das Speicherelement 22 ist dementsprechend als Druckbehälter ausgestaltet. Das Leitungselement 24 kann zusätzlich mit hier nicht weiter dargestellten Heizdrähten umwickelt sein, um ein Einfrieren des Leitungselements 24 beim Führen des Mediums 34 (hier: flüssiger Stickstoff) durch Zuführen von Wärme mittels der Heizdrähte zu unterbinden. Das Vorsehen derartiger Heizdrähte erlaubt es das Leitungselement 24 besonders dünn auszubilden und dementsprechend eine besonders hohe Strömungsgeschwindigkeit und damit ein rasches Zuführen des Mediums 34 in das Fahrzeugsitzmaterial 18 zu erreichen. Da das Medium 34 vorliegend flüssiger Stickstoff ist, kann das Fahrzeugsitzmaterial 18 beim Einleiten des flüssigen Stickstoffs abgekühlt werden und dadurch eine Verfestigung in der Verfestigungszone 36 herbeigeführt werden. Der flüssige Stickstoff könnte auch durch ein anderes, bei dessen Expansion (beim Ausströmen des Mediums 34 aus dem Speicherelement 22) abkühlendes Gas substituiert werden. Des Weiteren kann der flüssige Stickstoff gasförmig und zusätzlich oder alternativ flüssig und damit zwei-phasig vorliegen und dem Fahrzeugsitz 12 zugeführt werden. Als das Medium 34 kann neben den genannten Arten auch beispielsweise flüssiges Helium oder flüssige Luft verwendet werden, um nur einige Beispiele zu nennen. To the seat part 14 the medium 34 to supply for solidification, in the present case is a conduit element 24 provided, via which the medium from the storage element 22 dischargeable and into the vehicle seat material 18 can be introduced. A first end of the conduit element 24 opens into the memory element 22 and a second end of the conduit member 24 is present in the vehicle seat material 18 and thus in the seat part 14 introduced. The second end of the pipe element 24 has a branch line 26 on, over which the medium 34 evenly and at various points in the solidification zone 36 is distributable. The pipe element 24 is formed in the present embodiment as a channel through which the liquid medium in the present embodiment 34 in the vehicle seat 12 can be introduced. Additionally or alternatively to the seat part 14 could also be the backrest part 16 by means of the medium 34 solidified, which is not shown in this example. The medium 34 in the present case corresponds to liquid nitrogen and the storage element 22 is accordingly designed as a pressure vessel. The pipe element 24 may additionally be wrapped with heating wires not shown here, to freeze the conduit element 24 while guiding the medium 34 (here: liquid nitrogen) by supplying heat by means of the heating wires to prevent. The provision of such heating wires allows the conduit member 24 form particularly thin and accordingly a particularly high flow rate and thus a rapid feeding of the medium 34 in the vehicle seat material 18 to reach. Because the medium 34 in the present case is liquid nitrogen, the vehicle seat material 18 cooled upon introduction of the liquid nitrogen and thereby solidification in the solidification zone 36 be brought about. The liquid nitrogen could also by another, during its expansion (the outflow of the medium 34 from the storage element 22 ) are replaced by cooling gas. Furthermore, the liquid nitrogen can be gaseous and additionally or alternatively liquid and thus two-phase and the vehicle seat 12 be supplied. As the medium 34 In addition to the types mentioned, liquid helium or liquid air, for example, may also be used, to name just a few examples.

Das Medium 34 kann aber auch elektrische Energie sein und dementsprechend das Speicherelement 22 als elektrischer Energiespeicher ausgebildet sein. Auch durch Zuführen von elektrischer Energie als das Medium 34 lässt sich der Fahrzeugsitz 12 im Bereich der Verfestigungszone 36 verfestigen. Dies kann dadurch erfolgen, dass anstelle der Leitungsverzweigung 26 beispielsweise ein hier nicht dargestellter Plattenkondensator vorgesehen sein kann, mittels welchem durch Zuführen der elektrischen Energie über das Leitungselement 24 (oder zwei mit dem elektrischen Energiespeicher verbundene Leitungselemente 24, von welchen jeweils eines an jeweils einer Platte des Plattenkondensators angeschlossen ist) ein elektrisches Feld aufgebaut werden kann. Durch dieses elektrische Feld lassen sich dann Materialelemente, also beispielsweise des Fahrzeugsitzmaterials 18 ausrichten und dadurch das Fahrzeugsitzmaterial 18 verfestigen. Das Zuführen von elektrischer Energie oder der besagten, gasförmigen und zusätzlich oder alternativ flüssigen Medien 34 stellt eine reversible Verfestigungsmöglichkeit dar.The medium 34 but can also be electrical energy and accordingly the storage element 22 be designed as electrical energy storage. Also by supplying electrical energy as the medium 34 can the vehicle seat 12 in the region of the solidification zone 36 solidify. This can be done by replacing the line branch 26 For example, a plate capacitor not shown here may be provided, by means of which by supplying the electrical energy via the line element 24 (or two connected to the electrical energy storage line elements 24 , one of which is in each case connected to one plate of the plate capacitor), an electric field can be established. By this electric field can then be material elements, so for example the vehicle seat material 18 align and thereby the vehicle seat material 18 solidify. The supply of electrical energy or the said, gaseous and additionally or alternatively liquid media 34 represents a reversible Verfestigungsmöglichkeit.

Im Vergleich zu einem aus dem Stand der Technik bekannten „Cushion-Airbag”, welcher einen bei einem Unfall aufblasbaren Sack im Sitz darstellt, kommt es beim Einleiten des Mediums nicht zu einer schlagartigen Deformation des Fahrzeugsitzes, was zu Beschädigungen am Fahrzeugsitz führen könnte, sondern lediglich zum Versteifen des Fahrzeugsitzes. Durch das Einleiten des Mediums ist also – im Gegensatz zu einem „Cushion-Airbag” – die Elastizität des Fahrzeugsitzmaterials und damit des Fahrzeugsitzes unter Beibehaltung einer ursprünglichen Form des Fahrzeugsitzmaterials und des Fahrzeugsitzes verringerbar.Compared to a known from the prior art "cushion airbag", which represents an inflatable bag in an accident in the seat, it comes when introducing the medium not to a sudden deformation of the vehicle seat, which could lead to damage to the vehicle seat, but only for stiffening the vehicle seat. By introducing the medium is thus - in contrast to a "cushion airbag" - the elasticity of the vehicle seat material and thus the vehicle seat while retaining an original shape of the vehicle seat material and the vehicle seat can be reduced.

Um das Einleiten des Mediums 34 und damit das Verfestigen des Fahrzeugsitzmaterials 18 rechtzeitig auszulösen, weist die Unfallschutzvorrichtung 10 einen vorliegend als Beschleunigungssensor ausgestalteten Sensor 30 zum Detektieren einer unfallbedingten Krafteinwirkung F auf den Fahrzeugsitz 12 und zusätzlich oder alternativ zum Detektieren eines Zeitpunktes vor und zusätzlich oder alternativ während einem Unfall auf. Der Sensor 30 kann dabei beispielsweise auch als Abstandssensor ausgestaltet sein, mittels welchem sich eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug 38 und einem Hindernis ermitteln und dadurch bestimmen lässt, ob es zu einem Unfall kommt. Wird also beispielsweise mittels des Abstandssensors detektiert, dass ein Unfall nicht mehr vermeidbar ist, so kann der besagte Zeitpunkt vor dem Unfall detektiert und daraufhin ein entsprechendes Aktivierungssignal (Sensordaten) emittiert werden. Der Sensor 30 kommuniziert mit einer Steuervorrichtung 32 zum Empfangen und Auswerten der Sensordaten des Sensors 30. Die Steuervorrichtung 32 ist dazu ausgebildet, die Speichervorrichtung 20 basierend auf den Sensordaten anzusteuern und dadurch das Einleiten des Mediums 34 in das Fahrzeugsitzmaterial 18 zu bewirken.To initiate the medium 34 and thus the solidification of the vehicle seat material 18 in time to trigger, the accident prevention device 10 a presently configured as an acceleration sensor sensor 30 for detecting an accidental force F on the vehicle seat 12 and additionally or alternatively for detecting a time before and additionally or alternatively during an accident. The sensor 30 For example, it can also be designed as a distance sensor, by means of which a relative speed between the motor vehicle 38 and determine an obstacle and thereby determine whether an accident occurs. If, for example, it is detected by means of the distance sensor that an accident can no longer be avoided, the said time can be detected before the accident and then a corresponding activation signal (sensor data) can be emitted. The sensor 30 communicates with a control device 32 for receiving and evaluating the sensor data of the sensor 30 , The control device 32 is adapted to the storage device 20 based on the sensor data to control and thereby the introduction of the medium 34 in the vehicle seat material 18 to effect.

Die Steuervorrichtung 32 ist des Weiteren dazu ausgebildet, basierend auf den Sensordaten eine Menge des Mediums 34 beim Einleiten zu dosieren. Um dies zu bewerkstelligen, ist eine Einstelleinrichtung 28 vorgesehen, welche vorliegend als Drosselventil mit einstellbarem Querschnitt ausgestaltet ist. Mit diesem Drosselventil lässt sich die Menge des zugeführten flüssigen Stickstoffs (Medium 34) regeln und damit dosieren. Wenn das Medium 34 elektrische Energie ist, welche dem Fahrzeugsitz 12 zugeführt werden soll, so kann statt des Ventils eine Schalteinrichtung zum Regeln und zusätzlich oder alternativ zum Steuern der Menge der elektrischen Energie vorgesehen sein.The control device 32 is further adapted to, based on the sensor data, an amount of the medium 34 to be dosed during the introduction. To accomplish this, is an adjustment device 28 provided, which is configured here as a throttle valve with adjustable cross-section. With this throttle valve, the amount of liquid nitrogen supplied (Medium 34 ) regulate and dose with it. If the medium 34 electrical energy is what the vehicle seat 12 is to be supplied, it may be provided instead of the valve, a switching device for controlling and additionally or alternatively for controlling the amount of electrical energy.

Zusammenfassend hilft die Unfallschutzvorrichtung 10 dabei, dass Personen (Fahrzeuginsassen) bei ungünstigen Konstellationen zwischen dem Fahrzeugsitz 12, dem Sicherheitsgurt 17 und auf dem Fahrzeugsitz 12 einsitzenden Personen, insbesondere wenn es sich um kleine Personen oder Personen, welche eine Liegeposition eingenommen haben handelt, unter dem Sicherheitsgurt 17 durchrutschen, was als „Submarining” bezeichnet wird. Die Gefahr des „Submarinings” ist beispielsweise bei Kraftfahrzeugen mit elektrischer Rücksitzbank besonders hoch. Durch das Verfestigen des Fahrzeugsitzmaterials 18 (beispielsweise durch Zuführen von flüssigem Stickstoff als das Medium 34 und dadurch hervorgerufenes Einfrieren des Sitzschaums) kann ein Absinken und Durchrutschen der Fahrzeuginsassen zwischen dem Sicherheitsgurt 17 und dem Sitzteil 14 zumindest weitgehend unterbunden werden. Der Sitzschaum wird dabei entweder zu einem Zeitpunkt vor dem Unfall (Pre-Crash) oder beim Auslösen anderer passiver Sicherheitsbauteile, wie beispielsweise Airbags, mittels des Mediums 34 verfestigt. Die Verfestigung kann dabei entweder reversibel oder irreversibel erfolgen. Das Zuführen von flüssigem Stickstoff oder elektrischer Energie als das Medium 34 stellt jeweils ein Beispiel für eine reversible Verfestigung dar. Es ist jedoch auch denkbar beispielsweise eine chemische Reaktion durch Einführen eines bestimmten mit dem Fahrzeugsitzmaterial 18 reagierenden Mediums an dem Sitzteil 14 herbeizuführen und dieses dadurch zu verfestigen, was ein Beispiel für eine irreversible Verfestigung darstellt.In summary, the accident prevention device helps 10 thereby that persons (vehicle occupants) with unfavorable constellations between the vehicle seat 12 , the safety belt 17 and on the vehicle seat 12 in-seated persons, in particular if they are small persons or persons who have taken a lying position, under the seat belt 17 slip through what is called "submarining". The risk of "submarining" is particularly high, for example, in motor vehicles with electric rear seat. By solidifying the vehicle seat material 18 (For example, by supplying liquid nitrogen as the medium 34 and thereby caused freezing of the seat foam), a drop and slippage of the vehicle occupant between the seat belt 17 and the seat part 14 be at least largely prevented. The seat foam is either at a time before the accident (pre-crash) or when triggering other passive safety components, such as airbags, by means of the medium 34 solidified. The solidification can be either reversible or irreversible. Supplying liquid nitrogen or electrical energy as the medium 34 each represents an example of a reversible solidification. However, it is also conceivable, for example, a chemical reaction by introducing a certain with the vehicle seat material 18 Reactive medium on the seat part 14 bring about and thereby solidify it, which is an example of irreversible consolidation.

Claims

Accident protection device ( 10 ) for a motor vehicle ( 38 ), - with a vehicle seat ( 12 ), which is a vehicle seat material ( 18 ) and - with a storage device ( 20 ), which is a medium ( 34 ) by means of which the vehicle seat material ( 18 ) at least partially by introducing the medium ( 34 ) in the vehicle seat material ( 18 ) and thereby contacting the vehicle seat material ( 18 ) with the medium ( 34 ) solidify.

Accident protection device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the vehicle seat material ( 18 ) is a foam pad, in particular a seat foam.

Accident protection device ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the storage device ( 20 ) a memory element ( 22 ) for storing the medium ( 34 ).

Accident protection device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that at least one conduit element ( 24 ) is provided, via which the medium ( 34 ) from the memory element ( 22 ) and into the vehicle seat material ( 18 ) can be introduced.

Accident protection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the medium ( 34 ) is gaseous and / or liquid, or that the medium ( 34 ) is electrical energy.

Accident protection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the medium ( 34 ) is adapted to the vehicle seat material ( 18 ) or material elements, in particular molecules of the vehicle seat material ( 18 ) and thereby solidify it.

Accident protection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the accident prevention device ( 10 ) at least one sensor ( 30 ) for detecting an accidental force (F) on the vehicle seat ( 12 ) and / or for detecting a time before and / or during an accident, and a control device ( 32 ) for receiving and evaluating sensor data of the sensor ( 30 ), wherein the control device ( 32 ) is adapted to the memory device ( 20 ) based on the sensor data and thereby initiate the medium ( 34 ) in the vehicle seat material ( 18 ) to effect.

Accident protection device ( 10 ) according to claim 7, characterized in that the control device ( 32 ) is adapted to, based on the sensor data, an amount of the medium ( 34 ) to be dosed during the introduction.

Motor vehicle ( 38 ) with an accident protection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 8.

Method for operating an accident prevention device ( 10 ) for a motor vehicle ( 38 ), characterized in that at an accidental force (F) on a vehicle seat ( 12 ) and / or at some point before and / or during an accident, initiation of a medium ( 34 ) in a vehicle seat material ( 18 ) of the vehicle seat ( 12 ) and thereby contacting the vehicle seat material ( 18 ) with the medium ( 34 ), wherein by the introduction of the medium ( 34 ) the vehicle seat material ( 18 ) is at least partially solidified.