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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rückhaltevorrichtung für einen Insassen eines Fahrzeugs.
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Sicherheitsgurte bilden immer noch einen sehr wichtigen Teil eines Rückhaltesystems in modernen PKW, um die biomechanischen Belastungen der Insassen im Frontalcrash gering zu halten. Das Anschnallen wird schon jetzt von einem Teil der Pkw-Benutzer als „lästig“ empfunden, einige Personen fühlen sich durch den Gurt eingeengt. Besonders in einem (zumindest streckenweise) vollautomatischen Fahrzeug könnte die Akzeptanz bezüglich der Notwendigkeit des Anschnallens bei den Benutzern gering sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Rückhaltevorrichtung für einen Insassen eines Fahrzeugs gemäß dem Hauptanspruch vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Eine Rückhaltevorrichtung eines Fahrzeugs mit einem Fangkörper, bei dem in einen Auflageabschnitt eine grafische Benutzeroberfläche integriert ist, bietet dem Insassen die Möglichkeit, sich während einer Fahrt des Fahrzeugs gefahrlos Tätigkeiten wie der Datenbearbeitung oder der Nutzung des Internets zu widmen.
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Dies ist insbesondere für einen Fahrer eines Fahrzeugs beim automatischen Fahren vorteilhaft, da der Fahrer hier keine Fahraufgaben mehr zu bewältigen hat und die Zeit während der Fahrt so sinnvoll nutzen kann.
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Es wird eine Rückhaltevorrichtung für einen Insassen eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei die Rückhaltevorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:
einen Fangkörper, der ausgeformt ist, um einen Beckenbereich des Insassen zumindest teilweise zu umgreifen, wobei der Fangkörper einen Auflageabschnitt aufweist; und
eine grafische Benutzeroberfläche, die in eine Oberfläche des Auflageabschnitts eingelassen ist.
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Die Rückhaltevorrichtung kann verwendet werden, um im Fall einer Kollision des Fahrzeugs eine kollisionsbedingte Beschleunigung des Insassen so zu verzögern, dass der Insasse vor Verletzungen geschützt werden kann. Dazu kann die Rückhaltevorrichtung so im Fahrzeug angebracht sein, dass der Fangkörper sich im geschlossenen Zustand quer über eine Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes des Fahrzeugs erstreckt. Bei dem Insassen kann es sich um einen Fahrer oder einen Beifahrer des Fahrzeugs handeln. Bei dem Fangkörper kann es sich um ein massives und im Wesentlichen starres Bauteil handeln, das ausgebildet ist, um den Körper des Insassen bei einer Kollision des Fahrzeugs so zu verzögern, dass der Insasse während der Kollision im Wesentlichen im Fahrzeugsitz zurückgehalten werden kann. Um bei dem Rückhalten den Insassen nicht zu verletzten, kann der Fangkörper mit Außenpolsterung ausgeführt sein. Der Auflageabschnitt kann eine Form eines kleinen Tisches aufweisen und im Gebrauch der Rückhaltevorrichtung im Wesentlichen parallel zur Sitzfläche des Fahrzeugsitzes verlaufen und auf einem Schoß des Insassen aufliegen bzw. sich über den Schoß erstrecken. Unter der grafischen Benutzeroberfläche kann ein EDV-Ein- und Ausgabegerät oder ein Teil eines EDV-Ein- und Ausgabegeräts verstanden werden. Beispielsweise kann die grafische Benutzeroberfläche einen Bildschirm oder Sensorbildschirm zum Anzeigen von Daten und/oder Ausführen von Befehlen zur Programmsteuerung des Ein- und Ausgabegeräts aufweisen. Die grafische Benutzeroberfläche kann dabei so in die Oberfläche des Auflageabschnitts integriert sein, dass der Insasse die grafische Benutzeroberfläche ohne Weiteres mit den Händen oder einem mit der Benutzeroberfläche gekoppelten Eingabegerät bedienen kann. Optional kann der Auflageabschnitt so ausgeformt, sein, dass der Auflageabschnitt zum Auflegen der Arme des Insassen geeignet ist.
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Vorteilhafterweise kann die Rückhaltevorrichtung einen in den Auflageabschnitt integrierten Airbag aufweisen. Der Airbag kann ausgebildet sein, um bei einem Aufprall des Fahrzeugs ansprechend auf ein Aufprallsignal aktiviert zu werden und zumindest einen Abschnitt der Oberfläche des Auflageabschnitts in Richtung des Insassen zu bewegen. Diese Ausführung des Auflageabschnitts als aktives Crashpad kann vorteilhaft dazu beitragen, ein Verletzungsrisiko des Insassen bei einem Aufprall des Fahrzeugs noch weitergehend zu minimieren.
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Ferner kann die Rückhaltevorrichtung eine die grafische Benutzeroberfläche rahmenförmig umgebende dehnbare Kammer aufweisen. Die dehnbare Kammer kann ausgebildet sein, um bei einer Aktivierung des Airbags mit Gas aus dem Airbag gefüllt zu werden, um gegenüber der grafischen Benutzeroberfläche in Richtung des Insassen vorzustehen. Mit dieser Ausführungsform kann die grafische Benutzeroberfläche im Kollisionsfall vom herausquellenden Airbag überdeckt werden und damit vorteilhafterweise noch mehr Volumen zum Abfedern des Insassen bereitgestellt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Auflageabschnitt in einer Gebrauchsposition der Rückhaltevorrichtung einen Oberschenkelbereich des Insassen zumindest teilweise überspannen. Damit kann der Auflageabschnitt gleichzeitig eine Funktionalität als Tisch und eine Schutzfunktion für die Beine der Insassen bei einer Kollision des Fahrzeugs erfüllen. Unter der Gebrauchsposition kann eine Position bzw. Stellung der Rückhaltevorrichtung verstanden werden, in der diese den Körper des Insassen zu dessen Schutz bei einer Kollision zumindest teilweise umgreift.
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Insbesondere kann der Fangkörper U-förmig ausgebildet sein und einen ersten Seitenabschnitt und einen zweiten Seitenabschnitt aufweisen. Der erste Seitenabschnitt kann an einen ersten Seitenrand des Auflageabschnitts anschließen und ausgeformt sein, um in einer Gebrauchsposition der Rückhaltevorrichtung eine Außenseite eines ersten Oberschenkels des Insassen seitlich abzustützen. Der zweite Seitenabschnitt kann an einen dem ersten Seitenrand gegenüberliegenden zweiten Seitenrand des Auflageabschnitts anschließen und ausgeformt sein, um in der Gebrauchsposition der Rückhaltevorrichtung eine Außenseite eines zweiten Oberschenkels des Insassen seitlich abzustützen. Mit dieser Ausführungsform kann der Körper des Fahrzeuginsassen im Kollisionsfall besonders effektiv im Fahrzeugsitz zurückgehalten werden. Zudem kann mit dieser Bauform neben der Verbesserung eines Komforts der Rückhaltevorrichtung für den Insassen eine einfache und sichere Befestigungsmöglichkeit für die Rückhaltevorrichtung an einer Karosserie des Fahrzeugs geschaffen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der erste Seitenabschnitt des Fangkörpers eine Steckzunge aufweisen, die ausgebildet ist, um den ersten Seitenabschnitt lösbar direkt oder indirekt, z.B. durch Kopplung an den Sitz, welcher wiederum fest mit der Karosserie verbunden ist, mit einer Karosserie des Fahrzeugs zu verbinden. Der zweite Seitenabschnitt des Fangkörpers kann mittels eines Gelenks fest mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden sein. Das Gelenk kann dabei ausgebildet sein, um eine Schwenkbewegung der Rückhaltevorrichtung um eine Längsachse und/oder eine Querachse des Fahrzeugs zuzulassen. Die Ausführung des Fangkörpers mit Steckzunge und Gelenk ermöglicht ein schnelles und komfortables An- und Ablegen der Rückhaltevorrichtung. Zudem ist mit der Möglichkeit der Schwenkbewegung des Fangkörpers um die Querachse des Fahrzeugs eine Verbesserung der Rückhaltung des Insassen im Kollisionsfall gegeben.
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Günstig ist es, wenn der Fangkörper mit dem Sitz – und damit mit der Karosserie – verbunden ist. Bei Verstellung des Sitzes verbleibt der Fangkörper somit an der eingestellten, für den Insassen passenden Position. Bei automatischer Sitzverstellung mit Memory ist es sinnvoll, die Positions-Einstellungen des Fangkörpers mit abzuspeichern und bei Abruf wieder herzustellen.
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Günstig ist es auch, wenn die Rückhaltevorrichtung ein an dem ersten Seitenabschnitt angeordnetes weiteres Gelenk aufweist. Das weitere Gelenk kann ausgebildet sein, um den ersten Seitenabschnitt schwenkbar mit der Karosserie des Fahrzeugs zu verbinden. So kann vorteilhaft die Schwenkbewegung des Fangkörpers um die Querachse des Fahrzeugs ermöglicht werden.
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Insbesondere kann die grafische Benutzeroberfläche eine Schnittstelle mit einer Informationsverarbeitungsvorrichtung aufweisen. Bei der Schnittstelle kann es sich um eine Bluetooth-Schnittstelle handeln. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Inhalte der Informationsverarbeitungsvorrichtung in die grafische Benutzeroberfläche geladen werden können und die Informationsverarbeitungsvorrichtung während einer Fahrt des Fahrzeugs an einer Stelle im Fahrzeug untergebracht werden kann, wo sie im Fall einer Kollision des Fahrzeugs kein Verletzungsrisiko für den den Insassen darstellt.
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Die Rückhaltevorrichtung kann ferner an einer der Oberfläche gegenüberliegenden weiteren Oberfläche des Auflageabschnitts ein Luftkissen aufweisen, dessen Volumen an einen Körperumfang des Insassen anpassbar ist. Damit kann der Fangkörper einfach und schnell an eine Größe des Insassen angepasst und seine Schutzfunktion vorteilhaft vergrößert werden.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die Rückhaltevorrichtung ein in den Fangkörper integriertes Teleskoprohr zum Herausfahren eines die grafische Benutzeroberfläche aufweisenden Teilbereichs des Auflageabschnitts von der Oberfläche des Auflageabschnitts aufweisen. Damit kann der Insasse den Teilbereich über eine Schnittstelle zu einer Steuervorrichtung des Fahrzeugs zum Navigieren des Fahrzeugs zu verwenden, beispielsweise durch Drehen, Heranziehen und Wegdrücken des Teilbereichs.
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Günstig ist es auch, wenn die Rückhaltevorrichtung eine Führung zum Verschieben der Rückhaltevorrichtung in einer Längsachse und/oder einer Hochachse des Fahrzeugs aufweist. So kann die Rückhaltevorrichtung ohne Weiteres an Größe und Statur des sie nutzenden Insassen angepasst werden.
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Ferner kann die Rückhaltevorrichtung eine Schnittstelle zum Bereitstellen eines Rückhaltevorrichtungszustandssignals an eine Signalausgabeeinrichtung des Fahrzeugs aufweisen. Mit dieser Ausführungsform kann der Insasse vorteilhafterweise an das Anlegen der Rückhaltevorrichtung erinnert werden.
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Außerdem kann die Rückhaltevorrichtung mit einem integrierten, ggf. von außen nicht zwingend sichtbaren Beckengurt für eine zusätzliche Sicherung des Insassen ausgestattet sein. Mit dieser Ausführungsform kann besonderen nationalen Sicherheitsvorschriften ohne Weiteres Genüge getan werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes mit einer Rückhaltevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine perspektivische Darstellung einer Rückhaltevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 Draufsicht auf eine Rückhaltevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Fahrzeugsitz und einem Fahrzeuginsassen;
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4 eine Schnittdarstellung einer Rückhaltevorrichtung mit herausfahrbarer grafischer Benutzeroberfläche in einer ersten Position, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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5 eine Schnittdarstellung einer Rückhaltevorrichtung mit herausfahrbarer grafischer Benutzeroberfläche in einer zweiten Position, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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In den nachfolgenden Figuren wird die hierin vorgestellte Rückhaltevorrichtung 102 in Kombination mit einem bei einer Vorwärtsfahrt eines Fahrzeugs noch vorn gerichteten Fahrzeugsitz erläutert. Die Rückhaltevorrichtung 102 entwickelt ihre Schutzfunktion dann selbstverständlich bei einem Frontalcrash des Fahrzeugs. Die Rückhaltevorrichtung 102 kann auch für entgegen der Fahrtrichtung gerichtete Fahrzeugsitze eingesetzt werden und entwickelt ihre Schutzfunktion dann bei einem Aufprall eines hinter dem Fahrzeug fahrenden weiteren Fahrzeugs auf das Fahrzeug oder bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis bei einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs.
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Wenn also bei den im Folgenden aufgeführten Punkten von Frontcrash die Rede ist, gilt das für vorwärts gerichtete Sitze. Bei rückwärts gerichteten Sitzen gelten die Aussagen für den Heckcrash. Im Falle eines Frontalcrashes sorgt ein nachfolgend vorgestellter auf Sicherheit und Ergonomie optimierter Fangkörper als Ersatz für den Dreipunktgurt dafür, dass die biomechanischen Belastungen der Insassen gering gehalten werden.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes 100 mit einer Rückhaltevorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Fahrzeugsitz 100 ist Teil einer Innenausstattung eines Fahrzeugs wie beispielsweise eines Personen- oder Lastkraftwagens und ausgebildet, um einen Insassen des Fahrzeugs in Sitzhaltung aufzunehmen. Bei dem Fahrzeugsitz 100 kann es sich um einen Fahrersitz oder einen Beifahrersitz handeln. Der Fahrzeugsitz 100 kann im vorderen Bereich des Fahrzeuginnenraums oder im Fond des Wagens angeordnet und nach vorn in Richtung der allgemeinen Fahrtrichtung oder nach hinten entgegen der allgemeinen Fahrtrichtung ausgerichtet sein.
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In 1 ist der Fahrzeugsitz 100 in Kombination mit einem Ausführungsbeispiel der hierin vorgestellten Rückhaltevorrichtung 102 gezeigt. Die Rückhaltevorrichtung 102 weist einen Fangkörper 104 auf. Der Fangkörper 104 ist durch eine U-Form gekennzeichnet, die durch einen Auflageabschnitt 106 und zwei Seitenabschnitte gebildet wird, die sich an gegenüberliegenden Seitenändern des Auflageabschnitts 106 im Wesentlichen senkrecht zu dem Auflageabschnitt 106 erstrecken. In der Seitenansicht in 1 ist ein Seitenabschnitt 206 der zwei vorhandenen Seitenabschnitte dem Auge des Betrachters zugewandt.
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In der Darstellung in 1 ist die Rückhaltevorrichtung 102 in einer Gebrauchsposition gezeigt, in der sie in umgedrehter U-Form im Fahrzeug positioniert und über den Seitenabschnitt 206 und den in 2 gezeigten Seitenabschnitt 108 so mit einer Karosserie des Fahrzeugs gekoppelt ist, dass der Fangkörper 104 einen vorderen Beckenbereich bzw. Oberschenkelbereich eines in dem Fahrzeugsitz 100 sitzenden Insassen umgreift. Damit ist der Fangkörper 104 geeignet, um den Insassen bei einer Kollision des Fahrzeugs im Fahrzeugsitz 100 zu halten. Die Seitenansicht in 1 zeigt, dass der Auflageabschnitt 106 in etwa parallel zu einer Sitzfläche 110 des Fahrzeugsitzes 100 verläuft. Damit erfüllt der Auflageabschnitt 106 in der gezeigten Gebrauchsposition der Rückhaltevorrichtung 102 die Funktion eines kleinen Tisches für den Fahrzeugpassagier bzw. -insassen.
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Wie die Darstellung in 1 zeigt, ist in den Auflageabschnitt 106 eine grafische Benutzeroberfläche 112 integriert. Die grafische Benutzeroberfläche 112 ist hier eine Multi-E/A-Einheit oder Teil einer Multi-E/A-Einheit. Bei angelegter Rückhaltevorrichtung 102 kann ein Insasse des Fahrzeugs die grafische Benutzeroberfläche 112 bequem mit dem Finger oder einem Eingabegerät wie z. B. einer Maus oder einem Stift bedienen.
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Über eine in 1 nicht gezeigte Führung kann die Rückhaltevorrichtung 102 zur Anpassung an Größe und Statur des Insassen in einer mittels eines ersten Doppelpfeils gezeigten ersten Verstellrichtung 114 in einer Längsachse des Fahrzeugs vor- und zurückgeschoben werden und in einer mittels eines zweiten Doppelpfeils gezeigten zweiten Verstellrichtung 116 in einer Hochachse des Fahrzeugs nach oben bzw. unten gefahren werden.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Rückhaltevorrichtung 102 aus 1. In der Darstellung in 2 ist gut erkennbar, dass die grafische Benutzeroberfläche 112 mittig in eine Oberfläche 200 des Auflageabschnitts 106 eingelassen ist. Die grafische Benutzeroberfläche 112 ist bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel als ein berührungsempfindlicher Bildschirm bzw. Touchscreen ausgebildet und fungiert als ein Multi-Ein-/Ausgabesystem.
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Dazu weist die grafische Benutzeroberfläche 112 eine in 2 nicht gezeigte Schnittstelle auf, mittels der die grafische Benutzeroberfläche 112 mit einer beliebigen Informationsverarbeitungsvorrichtung wie beispielsweise einem Laptop gekoppelt werden oder auch als Teil des HMI des Fahrzeuges dienen kann. Damit kann die Informationsverarbeitungsvorrichtung vorteilhafterweise an einer Stelle im Fahrzeug untergebracht sein, wo sie im Falle einer Kollision des Fahrzeugs kein Verletzungsrisiko für den Insassen darstellt. Bei der Schnittstelle kann es sich beispielsweise um eine Bluetooth- oder WLAN-Schnittstelle handeln.
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In 2 ist die in der Gebrauchsposition umgedrehte U-Form des Fangkörpers 104 gut zu erkennen. Der erste Seitenabschnitt 108 schließt in einem Winkel von hier etwas mehr als 90 Grad an einen ersten Seitenrand 201 des Auflageabschnitts 106 an und weist an einem von dem Auflageabschnitt 106 entfernten Endbereich 202 eine Steckzunge 204 auf. Ein zweiter Seitenabschnitt 206 schließt in einem gleichen Winkel an einen dem ersten Seitenrand 201 gegenüberliegenden zweiten Seitenrand 208 des Auflageabschnitts 106 an und weist an einem von dem Auflageabschnitt 106 entfernten weiteren Endbereich 210 ein Gelenk 212 auf.
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Über die Steckzunge 204 kann der Fangkörper 104 in der Gebrauchsposition der Rückhaltevorrichtung 102 lösbar mit einer Karosserie des die Rückhaltevorrichtung 102 aufweisenden Fahrzeugs verbunden werden, indem die Steckzunge 204 zur Anbindung des Fangkörpers 104 an die Karosserie in ein in der Darstellung in 2 nicht gezeigtes, an der Karosserie befestigtes, Gegenstück eingesteckt wird. Über das Gelenk 212 ist der Fangkörper 104 fest, aber schwenk- bzw. drehbar direkt oder indirekt (z.B. durch Kopplung an den Sitz, der wiederum fest mit der Karosserie verbunden ist) mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Die feste Verbindung des zweiten Seitenabschnitts 206 mit der Fahrzeugkarosserie ist in der Darstellung in 2 mit einem nach unten gerichteten Pfeil gekennzeichnet.
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Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Rückhaltevorrichtung 102 setzt sich das Gelenk 212 aus einem ersten Scharnier 214 und einem zweiten Scharnier 216 zusammen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das zweite Scharnier 216 zwischen dem ersten Scharnier 214 und einer dem weiteren Endbereich 210 des zweiten Seitenabschnitts 206 zugeordneten Endkante 218 des zweiten Seitenabschnitts 206 angeordnet. Das erste Scharnier 214 ist ausgebildet, um eine mittels eines ersten Pfeils in der Darstellung angedeutete Klapp- bzw. Schwenkbewegung 220 des Fangkörpers 104 um eine mittels einer Strichlinie in der Darstellung gekennzeichnete Längsachse 222 des Fahrzeugs zu ermöglichen. Mit der Klapp- bzw. Schwenkbewegung 220 kann der Fangkörper 104 zum Einstieg einen Insassen in den zugeordneten Fahrzeugsitz bzw. Ausstieg des Insassen aus dem Fahrzeugsitz seitlich weggeklappt werden.
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Das zweite Scharnier 216 ist ausgebildet, um eine mittels zweiter Pfeile in der Darstellung angedeutete weitere Klapp- bzw. Schwenkbewegung 224 des Fangkörpers 104 um eine mittels einer Strich-Punkt-Linie in der Darstellung gekennzeichnete Querachse 226 des Fahrzeugs zu ermöglichen. Die weitere Klapp- bzw. Schwenkbewegung 224 bewirkt bei einer Aktuierung der Rückhaltevorrichtung 102 im Falle beispielsweise eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs ein Hochklappen des Fangkörpers 104 in Richtung eines Oberkörpers des Insassen. Damit kann der Insasse beim Frontalcrash noch besser im Fahrzeugsitz zurückgehalten und vor Verletzungen geschützt werden. Des weiteren kann damit – in gewissen Grenzen – eine individuelle Einstellung der Neigung des Fangkörpers durch den Insassen möglich sein. Dies erhöht den Komfort.
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Zur Ermöglichung der Klappbewegung 224 ist der erste Seitenabschnitt 108 mit einem weiteren Gelenk 228 ausgestattet. Bei dem weiteren Gelenk 228 handelt es sich bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel um ein Scharnier, das analog zu dem zweiten Scharnier 216 für die weitere Klapp- bzw. Schwenkbewegung 224 um die Querachse 226 ausgebildet ist. Das Scharnier 228 ist bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Rückhaltevorrichtung 102 zwischen der Steckzunge 204 und einer dem Endbereich 202 des ersten Seitenabschnitts 108 zugeordneten Endkante 229 des ersten Seitenabschnitts 108 angeordnet.
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Die durch das zweite Scharnier 216 integrierte weitere Klapp- bzw. Schwenkbewegungsmöglichkeit 224 ist optional. Gemäß Ausführungsbeispielen können anstelle der in 2 gezeigten Scharnierkombination auch Kugelgelenke eingesetzt werden.
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Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel der Rückhaltevorrichtung 102 weist ferner einen in den Auflageabschnitt 106 integrierten Airbag 230 auf, der in der Darstellung in 2 mittels einer Punktlinie angedeutet ist. Der Airbag 230 ist ausgebildet, um bei einem Aufprall des Fahrzeugs ansprechend auf ein Aufprallsignal aktiviert zu werden und zumindest einen Abschnitt der Oberfläche 201 des Auflageabschnitts 106 in Richtung des Insassen zu bewegen und so den Oberkörper des Insassen bei dem Aufprall zu verzögern und in Richtung einer Rückenlehne des Fahrzeugsitzes zurückzuhalten.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Airbag 230 fluidisch mit einer die grafische Benutzeroberfläche 112 rahmenförmig umgebenden dehnbaren Kammer 232 gekoppelt. Wenn im Kollisionsfall der Airbag 230 mit Gas gefüllt wird, gelangt über die fluidische Schnittstelle ein Teilvolumen des Gases auch in die dehnbare Kammer 232, die sich demzufolge aufbläht und quasi in Form eines elastischen Rahmens die grafische Benutzeroberfläche 112 umgibt und gegenüber dieser, in Richtung des Insassen, vorsteht. Damit steht die grafische Benutzeroberfläche 112 bei einem Frontalcrash des Fahrzeugs als aktives Crashpad zur Verfügung. Denn mit dem Aufblasen der dehnbaren Kammer 232 steht ein zusätzliches Volumen zum Abfedern der Insassen zur Verfügung und es wird verhindert, dass sich der Insasse an einer harten Oberfläche der grafischen Benutzeroberfläche 112 verletzt.
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Die fluidische Kopplung ist dabei optional. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel entfällt die fluidische Kopplung. In diesem Fall wird die Kammer 232 beispielsweise durch einen sehr kleinen Kaltgasgenerator gefüllt. Dies bietet sich beispielsweise an, wenn z.B. kein Airbag 230 vorhanden ist oder wenn auch in einem low-speed crash, also einem Aufprall bei einer Geschwindigkeit von weniger als 20km/h, der Insasse geschützt werden soll.
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In diesem Fall ist das System insofern reversibel, indem die zur Füllung der Kammer 232 verwendete kleine Patrone einfach nach der Auslösung ersetzt wird.
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Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Rückhaltevorrichtung 102 ist der Fangkörper 104 ferner mit einem Luftkissen 234 ausgestattet. Das Luftkissen 234 ist an einer der Oberfläche 200 gegenüberliegenden weiteren Oberfläche 236 des Auflageabschnitts 106 angeordnet und ist durch ein veränderbares Luftvolumen gekennzeichnet. Durch Aufpumpen des Luftkissens 234 mit Luft oder Ablassen von Luft aus dem Luftkissen 234 kann der Fangkörper 104 an einen Körperumfang bzw. eine Statur eines die Rückhaltevorrichtung 102 nutzenden Fahrzeuginsassen angepasst werden.
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Gemäß Ausführungsbeispielen ist die Rückhaltevorrichtung 102 mit einem – in den Figuren nicht gezeigten – zusätzlichen herkömmlichen Beckengurt zum zusätzlichen Schutz des Insassen ausgestattet.
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Ein Hauptmerkmal der in 2 gezeigten beispielhaften Rückhaltevorrichtung 102 ist die Erweiterung des Fangkörpers 104 um das in den Auflageabschnitt 106 eingelassene Multi-E/A-Gerät 112, das drahtlos mit beispielsweise einem im Fahrzeug mitgeführten Laptop verbunden werden kann. Dieser kann dann mittels der Multi-E/A-Einheit 112 bedient werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Laptop im Falle eines Crashes des Fahrzeugs zum „Geschoss“ wird, verursacht durch die Kollision selbst oder dadurch, dass sich der Laptop im Auslösebereich des Frontairbags des Fahrzeugs – z. B. auf dem Schoß des Fahrers oder Beifahrers – befindet.
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Der Laptop kann nun also in einer Zone des Fahrzeuginnenraums verstaut werden, wo im Falle eines Crashes von dem „Gepäckstück“ Laptop keine Gefährdung der Insassen ausgeht. Dieser Punkt gilt sowohl für vorwärts als auch für rückwärts gerichtete Sitze.
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3 zeigt eine Draufsicht auf die Rückhaltevorrichtung 102 aus 2 in Kombination mit einem auf dem Fahrzeugsitz 100 sitzenden Fahrzeuginsassen 300. Die Rückhaltevorrichtung 102 ist in 3 in einer Gebrauchsposition gezeigt, in der der Fangkörper 104 ein vorderes Becken des Insassen 300 sicher umgreift.
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Wie die Darstellung in 3 zeigt, überspannt der Auflageabschnitt 106 in der Gebrauchsposition der Rückhaltevorrichtung 102 einen Teil eines Oberschenkelbereichs des Insassen 300. Aufgrund der umgedrehten U-Form des Fangkörpers 104 ist der erste Seitenabschnitt 108 des Fangkörpers 104 geeignet, um eine Außenseite eines ersten – hier linken – Oberschenkels 302 des Insassen 300 seitlich abzustützen und der zweite Seitenabschnitt 206 des Fangkörpers 104 geeignet, um eine Außenseite eines zweiten – hier rechten – Oberschenkels 304 des Insassen 300 seitlich abzustützen.
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Die Arme des Insassen 300 können auf dem Auflageabschnitt 106 ruhen oder die in den Auflageabschnitt 106 eingelassene grafische Benutzeroberfläche 112 bedienen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Rückhaltevorrichtung 102 eine Schnittstelle zum Bereitstellen eines Rückhaltevorrichtungszustandssignals an eine Signalausgabeeinrichtung des Fahrzeugs auf. So kann ein sogenannter Beltreminder zum Hinweis auf einen aktuellen Zustand des Fangkörpers 104 in die Rückhaltevorrichtung 102 integriert werden. Damit kann über ein geeignetes Warnsignal der Insasse 300 beispielsweise darauf hingewiesen werden, dass die Steckzunge nicht oder nicht vollständig im zugeordneten Schloss eingerastet ist. Alternativ oder zusätzlich kann z. B. ein kapazitiver Sensor zum Messen eines Abstands zwischen dem Fangkörper 104 und dem Insassen 300 zum Einsatz kommen. Über die Schnittstelle kann dann ein Warnsignal ausgegeben werden, wenn der kapazitive Sensor einen zu großen Abstand des Insassen 300 zu dem Fangkörper 104 ermittelt hat. Eine solche Insassen-Positionsschätzung kann diversen anderen Funktionen zur Verfügung gestellt werden, wie beispielsweise einer Funktion zur optimalen adaptiven Ansteuerung der Rückhaltemittel oder Funktionen des automatischen Fahrens.
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Der hierin vorgeschlagene Fangkörper 104 der neuartigen Rückhaltevorrichtung 102 weist eine Vielzahl von Vorteilen auf. Er ist durch das Luftkissen 234 adaptiv in Bezug auf die Größe des Insassen 300 und weist insbesondere die z. B. als Touchscreen ausgeführte grafische Benutzeroberfläche 112 als Multi-Ein-/Ausgabegerät auf, mit dem Handy, Laptop etc. und/oder ein Fahrzeug-HMI bedient werden können. Gemäß Ausführungsbeispielen kann die grafische Benutzeroberfläche 112 als aktives Crashpad vorgesehen sein. Gemäß einer Ausführungsform kann der Fangkörper 104 durch eine Aktuierung im Fall eines Frontcrashes hochgeklappt und in eine optimale Position zum Auffangen des Insassen gebracht werden. In diesem Fall ist eine besonders steife Ankopplung des Fangkörpers 104 an die Karosserie des Fahrzeugs vorgesehen.
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Zum Erfüllen rechtlicher Vorgaben kann ein – straffbarer und/oder kraftbegrenzter – Beckengurt in die Rückhaltevorrichtung 102 integriert werden. Hintergrund hierfür ist, dass ein Gurt ist in einigen Ländern explizit als Rückhaltemittel für Erwachsene vorgeschrieben ist. Zum Ein-/ bzw. Aussteigen für den Insassen kann der Fangkörper 104 manuell oder automatisch seitlich weggeklappt werden, die Befestigung erfolgt beispielsweise über die mindestens eine Steckzunge 204.
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Die 4 und 5 stellen ein besonderes Ausführungsbeispiel der Rückhaltevorrichtung 102 vor. Das Multi-Ein-/Ausgabegerät 112 erfüllt hier – wie bereits erläutert – zum Einen durch die Vorsehung der aufblasbaren Kammer 232 eine Funktion als Crashpad und wird zum Anderen im Rahmen einer HMI bzw. eines Mensch-Maschine-Systems im Sinne eines „Lenkrad-Joysticks“ zum manuellen Navigieren des Fahrzeugs eingesetzt. Diese Ausführung bietet eine Navigationsübernahmemöglichkeit für den Fahrer eines Fahrzeugs beim automatisierten Fahren.
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4 zeigt eine Schnittdarstellung dieser besonderen Ausführung der Rückhaltevorrichtung 102. Zur Nutzung des Multi-Ein-/Ausgabegeräts 112 inklusive des aufblasbaren Rahmens 232 als Lenkrad bzw. Joystick ist ein das Multi-Ein-/Ausgabegerät 112 aufweisender Teilbereich 402 des Auflageabschnitts 106 mit einem Teleskoprohr 400 gekoppelt. Das Teleskoprohr 400 ist in den Fangkörper 104 integriert und ausgebildet, um den das Multi-Ein-/Ausgabegerät 112 aufweisenden Teilbereich 402 aus der Oberfläche 200 des Auflageabschnitts 106 in einer mittels eines Doppelpfeils in der Darstellung gekennzeichneten Verfahrbewegung 404 aus dem Auflageabschnitt 106 heraus- und wieder einzufahren.
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Ein am Ende des Teleskoprohrs 400 vorgesehenes Gelenk 406 ermöglicht ein mittels eines Pfeils in 4 gekennzeichnetes Umklappen 408 des Teilbereichs 402 in Richtung des Insassen, sodass dieser den Teilbereich 402 gut mit den Händen umgreifen und wie ein Lenkrad bzw. einen Joystick handhaben kann. In 4 ist der herausfahrbare Teilbereich 402 in einer ersten Position im eingefahrenen Zustand gezeigt.
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5 zeigt in einer weiteren Schnittdarstellung den das Multi-Ein-/Ausgabegerät 112 aufweisenden Teilbereich 402 in einer zweiten Position, in der er aus der Oberfläche 200 des Auflageabschnitts 106 herausgefahren und in Richtung des Insassen umgeklappt ist. In dieser zweiten Position kann der Insasse den Teilbereich 402 mit den Händen umgreifen und über eine Schnittstelle zu einer Steuervorrichtung des Fahrzeugs zum Navigieren des Fahrzeugs einsetzen.
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So kann der Fahrer den Teilbereich 402 im Sinne eines Lenkrads in einer mittels eines Doppelpfeils gekennzeichneten Rotationsbewegung 500 drehen, um das Fahrzeug nach links oder rechts zu lenken. Mit einer mittels eines ersten Richtungspfeils gekennzeichneten Zugbewegung 502 kann der Insasse durch Heranziehen des Teilbereichs 402 an den Körper das Fahrzeug beschleunigen. Mit einer mittels eines zweiten Richtungspfeils gekennzeichneten Schub- bzw. Druckbewegung 504 kann der Insasse durch Wegdrücken des Teilbereichs 402 vom Körper das Fahrzeug abbremsen.
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Diese Ausführung des hierin vorgestellten Ansatzes ist beispielsweise sinnvoll, wenn es beim automatischen bzw. autonomen Fahren zu einer Situation kommen sollte, in der das automatische Fahren nicht mehr als zuverlässig bzw. sicher angesehen wird. Es kann dann als „Fallback“ eine Übernahme durch den Fahrer notwendig sein. Um dies so schnell und sicher wie möglich zu gestalten, wird wie beschrieben das Crashpad 402 inklusive des Multi-E/A-Bildschirms 112 herausgefahren und als Lenkrad verwendet.
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Das Multi-Ein-/Ausgabegerät 112 kann bei allen in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen ähnlich wie bei bekannten Kombiinstrumenten eine prioritätsgesteuerte Anzeige aufweisen, bei der niederpriore Anzeigeinhalte wie z. B. Internet, Laptop-Kommunikation, E-Book, etc. durch wichtige Fahrzeugmeldungen, z. B. Navigationsrouteninformationen, Fahrzeugfehlermeldungen, usw. übersteuert werden können.
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Für das Multi-Ein-/Ausgabegerät 112 sind gemäß dem hier vorgestellten Konzept drei Ausprägungen denkbar. Erstens kann das Multi-Ein-/Ausgabegerät 112 mit einem „Rahmen“ um den Touchscreen passiv als gepolstertes Crashpad eingesetzt werden. Zweitens kann das Multi-Ein-/Ausgabegerät 112 im Sinne eines aktiven Crashpads nach oben bewegt werden, z. B. gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel durch Auslösung eines darunterliegenden Airbags, der eine ähnliche Form wie das Crashpad aufweist, also z. B. rechteckig ausgeführt sein kann. Dadurch kann eine erhöhte Rückhaltewirkung erzielt werden. Drittens kann in der aktiven Ausprägung der Touchscreen vom „herausquellenden“ Airbag überdeckt werden, wodurch noch mehr Volumen zum Abfedern des Insassen zur Verfügung steht.
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Auch bei dem in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist dabei der Aufbau so ausgelegt, dass auch im „herausgefahrenen“ Zustand des Crashpads im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs die Insassensicherheit gewährleistet ist. Besonders geeignet ist dafür beispielsweise die in 2 gezeigte Ausprägung als aktives Crashpad mit aufblasbarer Kammer, gegebenenfalls in Kombination mit einem kraftbegrenzten Nachgeben oder kompletten Wegklappen der gesamten ausgefahrenen Konstruktion. Die Übernahme der Navigation wird dem Fahrer gemäß Ausführungsbeispielen vorher optisch und/oder akustisch angezeigt. Gemäß Ausführungsbeispielen kann die Längsführung des Fahrzeugs analog zum Flugzeug wie beschrieben über Zug- und Druckbewegungen des „aus der Situation heraus entstandenen Lenkrades“ gesteuert werden.
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Für den Fall eines rückwärts gerichteten Fahrersitzes kann für eine solche Fallback-Situation die Umgebung vor dem Fahrzeug als Videobild auf dem Bildschirm des Multi-E/A-Gerätes angezeigt werden, gegebenenfalls mit Richtungsempfehlung.
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Die hierin vorgestellte neuartige Rückhaltevorrichtung 102 ermöglicht Fahrzeuginsassen ein erleichtertes Anschnallen durch einfaches Einrasten des Fangkörpers bzw. „automatisiertes Anschnallen“ durch einen elektrisch aktuierten Fangkörper. Insbesondere bietet die Rückhaltevorrichtung 102 einen verbesserten Insassenschutz im Frontcrash mit geringeren biomechanischen Belastungen, besonders im Bereich der Halswirbelsäule. Es ist eine Erhöhung der Attraktivität des automatischen Fahrens denkbar, da der eigene Laptop durch drahtlose Kopplung mit dem Multi-Ein-/Ausgabegerät gefahrlos bedient werden kann. Der Laptop kann entfernt vom Fahrer z. B. im Kofferraum oder in einer Laptoptasche untergebracht werden, wo keine Gefahr mehr besteht, dass der Laptop im Falle eines Crashes des Fahrzeugs zum „Geschoss“ wird.
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Als mögliche Einsatzgebiete des hierin vorgestellten Konzepts eines multimedialen Fangkörpers als Rückhaltesystem bieten sich herkömmliche PKW, automatisch fahrende PKW und PKW mit rückwärts gerichteten Sitzen an.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
