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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Sitzgurtvorrichtung umfassend die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Sitzgurtvorrichtungen werden in Fahrzeugen zum Zurückhalten der Passagiere verwendet, um schwere Verletzungen zu verhindern. Die Sitzgurtvorrichtung umfasst mehrere Gurtabschnitte, einen oder mehrere Aufroller, eine Zunge, die verschiebbar an einem der Gurtabschnitte angebracht ist, oder die die verschiedenen Gurtabschnitte voneinander trennt, und ein am Fahrzeug fixiertes Gurtschloss, in dem die Zunge verriegelt werden kann.
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Eine wohlbekannte bewährte Sitzgurtvorrichtung umfasst einen Sitzgurt mit 3-Punkt Geometrie in der befestigten Position mit einem diagonalen Gurtabschnitt, die Brust des Insassen kreuzend und einem Beckenabschnitt, das Becken des Insassen kreuzend.
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Eine Sitzgurtvorrichtung mit einer 3-Punkt Geometrie wie oben beschrieben ist beispielsweise bekannt aus der
DE 10 2010 034 040 B4 .
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Ein essentielles Kriterium des Sitzgurts im Hinblick auf die Belastung des Insassen ist die Brusteindrückung, die von dem Diagonalgurt verursacht wird. Es ist gezeigt worden, dass die Brusteindrückung von den unterschiedlichen Rückhaltekräften abhängt, die vom oberen Ende (B3) und vom unteren Ende (B4) des diagonalen Gurtabschnittes wirken.
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In der
DE 10 2010 034 040 B4 wird vorgeschlagen, beide Enden
B3 und
B4 des diagonalen Gurtabschnitts mit belastungsbegrenzenden Vorrichtungen zu versehen, bei dem der Belastungsbegrenzungslevel der belastungsbegrenzenden Vorrichtung am unteren Ende
B4 geringer ist als der Belastungsbegrenzungslevel der belastungsbegrenzenden Vorrichtung am oberen Ende
B3.
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Aus der
DE 10 2013 225 102 A1 ist eine Gurtstraffvorrichtung bekannt, wobei mittels eines Aktuators eine Straffkraft erzeugt und in ein Gurtband eingeleitet wird. Durch das Aufbringen der Straffkraft wird bewirkt, dass das diagonal über den Oberkörper des Fahrzeuginsassen verlaufende Gurtband am Insassen gestrafft wird. Die Gurtstraffvorrichtung kann mit dem Ende des Gurtes, das dem Gurtschloss zugeordnet ist, verbunden sein. Der Aktuator ist in beide Richtungen betreibbar, so dass es ermöglicht wird, im Falle einer zu straken Straffung des Gurtbandes eine aktive Lockerung des Gurtbandes herbeizuführen.
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Ein weiteres Problem, das beim Zurückhalten des Insassen beachtet werden muss, ist, dass der Insasse nicht mit seinem Becken unter und durch den Beckengurtabschnitt hindurch rutscht. Diese Bewegung wird auch als Durchtauchen bezeichnet.
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Folglich kann das Ziel dieser Erfindung darin gesehen werden, ein Verfahren zur Steuerung einer Sitzgurtvorrichtung bereitzustellen, das einen verbesserten Halt des Insassen mit einer reduzierten Brusteindrückung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung können den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung entnommen werden.
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Gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass das untere Ende des diagonalen Gurtabschnitts mit einem Entlastungsmechanismus versehen ist, der bei einem Unfall mit einem ersten vorbestimmten Zeitverzug aktiviert wird.
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Der Unfall startet per Definition wenn die Fahrzeugsensorvorrichtung einen unvermeidbaren Aufprall zum Zeitpunkt t0 detektiert, wobei sich das Becken gemeinsam mit dem Oberkörper in die Aufprallrichtung bewegt. Die Brusteindrückung verstärkt sich mit der Bewegung des Oberkörpers. Zur gleichen Zeit nimmt die Tendenz des Beckens unter und durch den Beckengurt zu tauchen, mit zunehmender Vorwärtsneigung des Oberkörpers in Aufprallrichtung ab. Nach der Erfindungsidee wird das untere Ende des diagonalen Gurtabschnittes durch einen Entlastungsmechanismus entlastet, so dass die Brusteindrückung dadurch reduziert werden kann. Da die Entlastung mit einem Zeitverzug aktiviert wird, ist die Wahrscheinlichkeit für ein Durchtauchen zugleich reduziert. Somit führt die Entlastung des unteren Endes des diagonalen Gurtabschnittes mit dem Zeitverzug zu einer reduzierten Brusteindrückung ohne, oder nur mit geringen akzeptablen Nachteilen für die Rückhaltecharakteristik insbesondere im Hinblick auf Durchtauchen.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der erste vorbestimmte Zeitverzug wenigstens 65 ms in Bezug auf den Beginn des Aufpralls beträgt. Es hat sich gezeigt, dass sich der Oberkörper und der Insasse sich nach einem Zeitverzug von 65 ms in einer Position befinden, in der das Becken sich nicht mehr nach vorne bewegt. Das Becken kann dabei als fixiert angesehen werden, so dass die Entlastung des unteren Endes nicht zu einer weiteren Vorwärtsbewegung des Beckens führt sondern lediglich zu einer Reduktion der Brusteindrückung.
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Erfindungsgemäß ist das obere Ende des diagonalen Gurtabschnitts mit einer belastungsbegrenzenden Vorrichtung mit wenigstens zwei verschiedenen Belastungsbegrenzungslevels ausgestattet, wobei der Belastungsbegrenzungslevel nach einer vorbestimmten Zeit von einem hohen Belastungsbegrenzungslevel zu einem niedrigen Belastungsbegrenzungslevel umgeschaltet wird, und der Entlastungsmechanismus nach einem zweiten vorbestimmten Zeitverzug, nach dem Umschalten der Belastungsbegrenzungsvorrichtung von dem hohen zum niedrigen Level, aktiviert wird. Die Belastungsbegrenzungsvorrichtung mit den verschiedenen Belastungsbegrenzungslevels, auch als adaptive Belastungsbegrenzungsvorrichtung (LLA) bezeichnet, ermöglicht eine verbesserte Rückhaltecharakteristik mit reduzierten Rückhaltekräften während der Vorwärtsbewegung, wenn der niedrige Belastungsbegrenzungslevel eingreift. Die Rückhaltekräfte werden von einem hohen Level zu einem niedrigen Level umgeschaltet. Messungen haben gezeigt, dass die Rückhaltekräfte reduziert werden durch das Umschalten, aber die Rückhaltekräfte steigen unmittelbar danach zu einem Maximum an, wegen der kinetischen Energie des Insassen. Es konnte gezeigt werden, dass das Maximum reduziert werden kann durch die Aktivierung des Entlastungsmechanismus, der in einer vergrößerten Lockerung des Gurtes und einer weiteren Reduktion der Brusteindrückung resultiert. In diesem Fall beträgt der zweite vorbestimmte Zeitverzug vorzugsweise wenigstens 5 ms.
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Weiter wird beispielsweise eine Sitzgurtvorrichtung vorgeschlagen, in der das untere Ende des diagonalen Gurtabschnittes mit einem Entlastungsmechanismus ausgestattet ist, der im diagonalen Gurtabschnitt eine Gurtlockerung bewirkt, wenn er aktiviert ist.
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In diesem Fall ist vorzugsweise ein am Fahrzeug fixiertes Gurtschloss vorgesehen und der Sitzgurt ist mit einer verschiebbaren Zunge ausgestattet, wobei die Zunge in dem Gurtschloss verriegelbar ist und den Sitzgurt in den diagonalen Gurtabschnitt und den Beckengurtabschnitt unterteilt, wenn sie in dem Gurtschloss verriegelt ist. Der Entlastungsmechanismus ist in diesem Fall durch einen Mechanismus gebildet, der das Gurtschloss auf den diagonalen Gurtabschnitt zubewegt und dadurch eine Gurtlockerung im diagonalen Gurtabschnitt hervorruft.
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Da der Entlastungsmechanismus aktiviert wird, um eine Gurtlockerung nach vorbestimmten Zeitverzügen zu bewirken, umfasst der Entlastungsmechanismus vorzugsweise einen zeit-ausgelösten Aktivierungsmechanismus.
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Weiter hat sich gezeigt, dass der Entlastungsmechanismus vorzugsweise derart ausgestaltet ist, dass er eine Gurtlockerung von 50 bis 100 mm in den diagonalen Gurtabschnitt ausgibt, um die Brusteindrückung insbesondere dann zu reduzieren, wenn er nach dem Umschalten einer adaptiven Belastungsbegrenzungsvorrichtung aktiviert wird.
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Wenn die Sitzgurtvorrichtung zusätzlich einen reversiblen oder irreversiblen Gurtstraffer umfasst, ist der Entlastungsmechanismus vorzugsweise durch einen Rückwärtsbetrieb des Gurtstraffers gebildet. Somit wird der Entlastungsmechanismus durch ein bereits genutztes Teil gebildet, wobei der Gurtstraffer die Lockerung aus dem Sitzgurt zieht, so dass das untere Ende des diagonalen Gurtabschnittes sich bereits in einer zurückgezogenen Position befindet, von der der Entlastungsmechanismus, gebildet durch den rückwärts betriebenen Gurtstraffer, die Lockerung zurück in den Sitzgurt bringt, durch Bewegung des unteren Endes zurück in die Originalposition oder weiter in eine von der Originalposition vorwärts gerichtete Position.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug zu den zugehörigen Zeichnungen dargestellt werden, wobei:
- 1 eine Sitzgurtvorrichtung mit einer konventionellen 3-Punkt Geometrie gemäß des Stands der Technik zeigt; und
- 2 eine Sitzgurtvorrichtung mit einem Entlastungsmechanismus am unteren Ende des diagonalen Gurtabschnittes zeigt; und
- 3 die Rückhaltekräfte im diagonalen Gurtabschnitt mit einer adaptiven Belastungsbegrenzungsvorrichtung mit einem Entlastungsmechanismus und ohne ein Entlastungsmechanismus zeigt; und
- 4 die Brusteindrückung bei Zurückhaltung des Fahrzeuginsassen mit einem Entlastungsmechanismus und ohne ein Entlastungsmechanismus zeigt; und
- 5 den Entlastungsmechanismus mit unterschiedlichen Kraftlevels zeigt; und
- 6 die unterschiedliche Brusteindrückung für die unterschiedlichen Kraftlevels zeigt; und
- 7 ein Gurtschloss mit einem mechanischen Entlastungsmechanismus zeigt.
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In
1 ist eine Sitzgurtvorrichtung 1 mit der konventionellen 3-Punkt-Geometrie mit einem Sitzgurt
11 umfassend einen Beckengurtabschnitt
2 und einen diagonalen Gurtabschnitt
3, unterteilt durch eine in einem Gurtschloss
5 verriegelte Zunge
6, wie es in der
DE 10 2010 034 040 B4 beschrieben ist, gezeigt. Der Beckengurtabschnitt
2 ist mit seinem freien Ende
B6 mittels einer nicht gezeigten Halterung an der Fahrzeugstruktur befestigt, wobei das freie Ende
B6 auch mit einem irreversiblen oder reversiblen Gurtstraffer verbunden sein kann. Der Beckengurtabschnitt
2 kreuzt das Becken beginnend am freien Ende
B6 in Richtung der Zunge
6 und endet im Ende
B5 am Gurtschloss
5. Der diagonale Gurtabschnitt
3 erstreckt sich vom unteren Ende
B4 am Gurtschloss
5 über die Brust des Insassen zum oberen Ende
B3, an dem der Sitzgurt
11 umgelenkt oder auf einer Spindel eines Aufrollers
9 aufgewickelt ist. Der Aufroller
9 kann zusätzlich mit einem irreversiblen oder reversiblen Gurtstraffer
8 ausgestattet sein. Der diagonale Gurtabschnitt
3 ist, wenn er den Insassen zurückhält, vom unteren Ende
B4 mit einer Kraft FI und vom oberen Ende
B3 mit einer Kraft FII belegt, die zu Kräften FNI und FNII, die auf den Insassen wirken, und zu einer Gesamtkraft FRES, die auf das Zentrum
4 des diagonalen Gurtabschnitts
3 wirkt, führen. Die
1 der
DE 10 2010 034 040 B4 ist durch Verweis in diese Anmeldung einbezogen, wobei die zugehörige Beschreibung in dieser Anmeldung nicht wiederholt wird, um die Anmeldung kürzer zu gestalten. Die Bezugszeichen sind im Anmeldetext der
DE 10 2010 034 040 B4 enthalten, so dass die
DE 10 2010 034 040 B4 bezüglich der
1 heranzuziehen ist. In der
DE 10 2010 034 040 B4 sind die Sitzgurtgeometrie, die Rückhaltekräfte und die daraus resultierende Brusteindrückung im Detail beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Sitzgurtvorrichtung 1 ist in 2 gezeigt. Die Sitzgurtvorrichtung 1 ist an dem unteren Ende B4 des diagonalen Gurtabschnitts 3 mit einem Entlastungsmechanismus 12 ausgestattet, der eine Lockerung des Gurtes von 50 bis 100 mm in den diagonalen Gurtabschnitt 3 ausgibt, wenn er aktiviert ist. Darüber hinaus ist die Sitzgurtvorrichtung 1 mit einer Belastungsbegrenzungsvorrichtung 7 ausgestattet, die einen Mechanismus umfasst, der einen ersten hohen Belastungsbegrenzungslevel in einem ersten Schritt für eine vorbestimmte Zeit realisiert oder Gurtlänge ausgibt und der zu einem zweiten niedrigen Belastungsbegrenzungslevel umschalten kann, in den Produkten der Anmelderin auch als adaptiver Belastungsbegrenzer (LLA) bezeichnet. Der hohe Belastungsbegrenzungslevel ist in der gezeigten Ausführungsform auf 5,3 kN ausgelegt und der niedrige Belastungsbegrenzungslevel ist auf 1,5 kN ausgelegt, wie in 3 durch die Kurve I gezeigt ist. Anstelle der beschriebenen Belastungsbegrenzungslevels können auch andere Belastungsbegrenzungslevels in Abhängigkeit von der Fahrzeugstruktur und in Abhängigkeit von der Position des Sitzes realisiert sein. Der Belastungsbegrenzungslevel wird in der beschriebenen Belastungsbegrenzungsvorrichtung 65 ms nach t0 umgeschaltet, das ist die Zeit in der die Steuerungseinheit einen unvermeidbaren Aufprall basierend auf dem Signal der relevanten Sensorvorrichtungen berechnet. Wenn die Belastungsbegrenzungsvorrichtung 7 umgeschaltet wird, wird die Rückhaltekraft, die auf die Brust des Insassen wirkt, innerhalb einer sehr kurzen Zeit von 5,3 kN auf weniger als 1 kN reduziert. Danach steigt die Rückhaltekraft in einem Maximum bis etwa 2 kN an bevor sie sich wieder auf bis zu 1,5 kN verringert, was dem niedrigen Belastungsbegrenzungslevel des adaptiven Belastungsbegrenzers entspricht.
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In 4 ist die Brusteindrückung III gezeigt, wie sie aus der Belastungsbegrenzung, gezeigt in Kurve I der 3, resultiert. Die Brusteindrückung erhöht sich mit einem Zeitverzug zu der Rückhaltekraft auf bis zu etwa 35 mm, 70 ms nach t0. Danach verringert sich die Brusteindrückung schnell auf 22 mm innerhalb von 2 bis 4 ms wegen des Umschaltens der Belastungsbegrenzungsvorrichtung 7 auf das niedrige Level von 1,5 kN, bevor sie sich wieder auf ein zweites Maximum auf 35 mm, 85 ms nach t0, erhöht.
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Die Kurve II der 3 zeigt die Kräfte, die auf den Insassen wirken, wenn der Entlastungsmechanismus 12 aktiviert wird, mit einem ersten Zeitverzug von 71 ms bezüglich des Zeitpunkts t0, des Beginns des Unfalls, oder mit einem zweiten Zeitverzug von 6 ms bezüglich des Umschaltens der Belastungsbegrenzungsvorrichtung 7 runter auf den niedrigen Belastungsbegrenzungslevel. Das Ansteigen der Haltekraft nach dem Umschalten der Belastungsbegrenzungsvorrichtung 7 kann signifikant reduziert werden, was durch den Pfeil B dargestellt ist. Der gleiche Effekt kann bei der Brusteindrückung gesehen werden, dargestellt durch die Kurve IV der 4, was bedeutet, dass die Belastung des Insassen ebenfalls reduziert werden kann und die Gefahr von Verletzungen daher gesenkt werden kann. Der Entlastungsmechanismus 12 gibt etwa 50 bis 100 mm an Gurtlockerung in den diagonalen Gurtabschnitt 3 aus.
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In den 5 und 6 sind verschiedene Kurven C, D und E der Brusteindrückung dargestellt, die durch die Anwendung verschiedener Kraftlevels in dem Entlastungsmechanismus 12 erhalten werden können. Es wird deutlich, dass die Brusteindrückung von dem Kraftlevel abhängt und die Brusteindrückung umso mehr reduziert ist, wenn der Kraftlevel des Entlastungsmechanismus 12 niedrig ist. Ein Optimum der Reduzierung der Brusteindrückung kann erreicht werden, wenn der Kraftlevel des Entlastungsmechanismus 12 gleich 0 ist, was bedeutet, dass der Entlastungsmechanismus die Lockerung des Gurtes so schnell wie möglich und ohne Haltekraft in den diagonalen Gurtabschnitt 3 ausgibt.
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In 7 ist eine mögliche Ausführungsform des Entlastungsmechanismus 12 mit einem sehr vereinfachten Design dargestellt. Das Gurtschloss 5 ist ausgestattet mit einem flexiblen Kabel 13 und einem Rohr 17 mit einem Umlenkabschnitt 18 in der Nähe einer Öffnung 19, durch die das Kabel 13 in das Rohr 17 eingeführt ist. Das Kabel 13 ist am Ende mit einem Spannelement 14 ausgestattet, das an die Rückseite einer Blockierstruktur 15 grenzt, so dass das Gurtschloss 5 gegen eine Bewegung gesichert ist, wenn der Sitzgurt am Gurtschloss zieht. Der Entlastungsmechanismus 12 wird durch das Lösen der Blockierstruktur 15 aktiviert, was durch eine Zerstörung der Blockierstruktur oder durch ein Lösen der Blockierstruktur 15 durch einen nicht gezeigter Aktuator realisiert werden kann. Nachdem die Blockier-struktur 15 gelöst ist, ist das Kabel 13 nicht länger gesichert durch das Spannelement 14 und kann sich zusammen mit dem Gurtschloss 5 in die Pfeilrichtung in Richtung des diagonalen Gurtabschnitts 3 bewegen, um eine Lockerung des Gurtes in den diagonalen Gurtabschnitt 3 auszugeben. Darüber hinaus ist eine Feder 16 vorgesehen, die axial angrenzend gehaltert und dem Spannelement 14 gegenüberliegend positioniert ist, die die Bewegung des Gurtschlosses als ein Soft-Stopp beendet.
