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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Rückhaltesystem für ein Fahrzeug.
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Verfahren zum Betreiben von Rückhaltesystemen und Rückhaltesysteme für Fahrzeuge sind in zahlreichen Variationen bekannt. Damit Insassen der ersten Sitzreihe im Falle eines Unfalles gut durch Gurt und Airbag geschützt sind, werden im Bordbuch Hinweise für die richtige Sitzeinstellung gegeben. Diese Hinweise beziehen sich unter anderem auf einen zu wählenden Sitzabstand vom Lenkrad oder der Instrumententafel und auf die richtige Einstellung der Sitzlehne. Hierbei ist es den Insassen der ersten Sitzreihe (Fahrer- und Beifahrer) heute nicht gestattet, während der Fahrt eine komfortable Sitzposition einzunehmen, welche entweder durch einen größeren Abstand zum Lenkrad oder zur Instrumententafel und/oder durch eine größere Lehnenneigung gekennzeichnet ist. Dies bedeutet, dass weder Fahrer noch Beifahrer eine sogenannte „Komfortposition“ oder „Ruheposition“, wie man sie beispielsweise aus Zügen oder Flugzeugen kennt, einnehmen kann. In zukünftigen Fahrzeugen mit automatisierten Fahrfunktionen möchte man jedoch den Insassen der ersten Sitzreihe bei einer teilautomatisierten oder vollautomatisierten Fahrt auch „Komfortpositionen“ oder „Ruhepositionen“ anbieten.
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Aus der
DE 10 2013 001 482 A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung eines in einem Fahrzeug angeordneten Airbags mit einer schaltbaren Entlüftung bekannt. Hierbei werden eine Airbaggröße stufenlos oder in zumindest zwei Stufen und/oder eine Airbagform und die schaltbare Entlüftung in Abhängigkeit erfasster insassenbelastungsrelevanter Parameter eingestellt.
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Aus der
DE 198 26 662 A1 sind ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des Aufblasverhaltens eines Airbags, insbesondere eines Frontairbags eines Kraftfahrzeugs bekannt. Hierbei wird der Airbag in Abhängigkeit von einer Distanz zwischen dem Airbag und dem Kopf bzw. dem Oberkörper des Insassen aufgeblasen, wobei die Distanz zwischen dem Airbag und dem Kopf bzw. dem Oberkörper des Insassen aus der Verstellposition wenigstens eines Verstellteils eines Sitzes in Bezug auf die Position des Airbags und dem Abstand des Kopfes bzw. des Oberkörpers in Bezug auf eines der Verstellteile ermittelt wird, in das der Abstandssensor integriert ist. Das Aufblasverhalten kann das Aufblasvolumen und/oder die Aufblasgeschwindigkeit und/oder den Beginn des Aufblasens des Airbags umfassen. Der Abstandssensor kann beispielsweise in der Kopfstütze oder im Schulterbereich der Rückenlehne angeordnet sein und die Höhe der Kopfstütze, die Höhe einer höhenverstellbaren Rückenlehne und/oder die Sitzbelegungserkennung steuern. Zur Distanzbestimmung können beispielsweise die Positionen der Sitzlängsverstellung, der Sitzkissenhöhenverstellung, der Lehnenverstellung sowie der Lenkradtiefen- und Lenkradneigungsverstellung herangezogen werden. Unterschreitet die Distanz zwischen dem Insassen und dem Airbag einen ersten vorgegebenen Mindestabstand, welcher auch bei einer reduzierten Auslösung des Airbags ein erhebliches Verletzungsrisiko für den Insassen durch den Airbag birgt, erfolgt keine Auslösung des Airbags. Liegt die Distanz zwischen dem Insassen und dem Airbag über dem ersten vorgegebenen Mindestabstand und unter einem definierten zweiten Mindestabstand, dann erfolgt ein reduziertes Aufblasen des Airbags. In diesem Abstandsbereich besteht für den Insassen noch ein Verletzungsrisiko durch den Airbag, falls dieser vollständig mit aller zur Verfügung stehenden Energie aufgeblasen würde. Liegt die Distanz zwischen dem Airbag und dem Insassen oberhalb des definierten zweiten Mindestabstands und unterhalb eines vorgegebenen dritten Mindestabstands, so wird ein vollständiges Aufblasen des Airbags veranlasst. Überschreitet die Distanz zwischen dem Insasse und dem Airbag den definierten dritten Mindestabstand, dann wird der Airbag vollständig, aber zeitlich verzögert aufgeblasen, um eine Anpassung an den an sich zu großen Abstand des Insassen zum Airbag auszugleichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems und ein Rückhaltesystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche ein angemessenes Insassenschutzniveau für verschiedene Sitzpositionen zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Rückhaltesystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems bereitzustellen, welches ein angemessenes Insassenschutzniveau für verschiedene Sitzpositionen zur Verfügung zu stellt, wird fortlaufend eine Kopfposition eines Fahrzeuginsassen zu einem Bezugspunkt im Fahrzeug bestimmt, wobei aus der bestimmten Kopfposition des Fahrzeuginsassen ein Abstand zwischen dem Kopf des Fahrzeuginsassen und dem mindestens einen Airbag im Ruhezustand ermittelt wird, und der ermittelte Abstand durch einen Vergleich mit hinterlegten Referenzwerten bewertet und anhand des Vergleichs mindestens eine Auslösegröße des mindestens einen Airbags bestimmt wird, wobei bei einem Auslösefall des Rückhaltesystems mit der mindestens einen Auslösegröße korrespondierende Auslösesignale an den mindestens einen Airbag übermittelt werden. Erfindungsgemäß weist zumindest ein Airbag zur Überbrückung des Abstands zwischen dem Kopf des Fahrzeuginsassen und dem zumindest einem Airbag unterschiedliche Entfaltungstiefen auf. Hierbei wird eine erste Auslösegröße bestimmt, welche den zumindest einen Airbag mit einer ersten Entfaltungstiefe aktiviert, wenn der ermittelte Abstand unter einem ersten Schwellwert liegt oder dem ersten Schwellwert entspricht, wobei eine zweite Auslösegröße bestimmt wird, welche den zumindest einen Airbag mit einer zweiten größeren Entfaltungstiefe aktiviert, wenn der ermittelte Abstand über dem ersten Schwellwert liegt, und wobei eine Warnmeldung an den Insassen ausgegeben wird, welche eine unsichere Sitzposition anzeigt, wenn der ermittelte Abstand über einem zweiten Schwellwert liegt, welcher größer als der erste Schwellwert ist.
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Zudem wird ein Rückhaltesystem für ein Fahrzeug, mit mindestens einem Airbag, mindestens einer Auswerte- und Steuereinheit und mindestens einer Sensorik vorgeschlagen, wobei die mindestens eine Sensorik fortlaufend eine Kopfposition eines Fahrzeuginsassen zu einem Bezugspunkt im Fahrzeug bestimmt und an die Auswerte- und Steuereinheit übermittelt, welche aus der bestimmten Kopfposition des Fahrzeuginsassen einen Abstand zwischen dem Kopf des Fahrzeuginsassen und dem mindestens einen Airbag im Ruhezustand ermittelt und den ermittelten Abstand durch einen Vergleich mit in einem Speicher hinterlegten Referenzwerten bewertet, wobei die Auswerte- und Steuereinheit anhand des Vergleichs mindestens eine Auslösegröße des mindestens einen Airbags bestimmt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit bei einem Auslösefall des Rückhaltesystems mit der mindestens einen Auslösegröße korrespondierende Auslösesignale an den mindestens einen Airbag übermittelt. Erfindungsgemäß weist zumindest ein Airbag zur Überbrückung des Abstands zwischen dem Kopf des Fahrzeuginsassen und dem zumindest einen Airbag unterschiedliche Entfaltungstiefen auf, wobei die Auswerte- und Steuereinheit eine erste Auslösegröße bestimmt, welche den zumindest einen Airbag mit einer ersten Entfaltungstiefe aktiviert, wenn der ermittelte Abstand unter einem ersten Schwellwert liegt oder dem ersten Schwellwert entspricht, wobei die Auswerte- und Steuereinheit eine zweite Auslösegröße bestimmt, welche den zumindest einen Airbag mit einer zweiten größeren Entfaltungstiefe aktiviert, wenn der ermittelte Abstand über dem ersten Schwellwert liegt, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit über eine Ausgabeeinheit eine Warnmeldung an den Insassen ausgibt, welche eine unsichere Sitzposition des Insassen anzeigt, wenn der ermittelte Abstand über einem zweiten Schwellwert liegt, welcher größer als der erste Schwellwert ist.
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Somit wird für die Ansteuerung der Adaptivität der Entfaltungstiefe in zumindest einem Airbag mit Hilfe der Führungsgröße „Kopfabstand“ ein Ansteuerungskriterium für diese Adaptivität der Entfaltungstiefe gebildet. Hierzu werden in Abhängigkeit von verschiedenen Schwellwerten korrespondierende Kategorien zum Ansteuern des zumindest einen Airbags gebildet. Bei dem zumindest einen Airbag handelt es sich vorzugsweise um einen Frontairbag, wie beispielsweise um einen Fahrerairbag oder um einen Beifahrerairbag. Hierbei wird bei dem Fahrerairbag mit verschiedenen Entfaltungstiefen ein Abstand des Kopfs zu einem Bezugspunkt im Bereich des Pralltopfs bzw. Lenkrads ermittelt, in welchem der Fahrerairbag in der Ruhestellung angeordnet ist. Bei dem Beifahrerairbag mit verschiedenen Entfaltungstiefen wird ein Abstand des Kopfs zu einem Bezugspunkt im Bereich der Instrumententafel ermittelt, in welcher der Beifahrerairbag in der Ruhestellung angeordnet ist.
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Durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Insassen der ersten Sitzreihe, wie ein Fahrer und/oder Beifahrer, während einer teilautomatisierten oder vollautomatisierten Fahrt eine komfortable Sitzposition einnehmen und erfahren im Falle eines Unfalles ein vergleichbares Schutzniveaus durch den korrespondierenden Airbag wie in aufrechten Sitzpositionen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Aufblasgeschwindigkeit des zumindest einen Airbags in Abhängigkeit des ermittelten Abstands eingestellt werden. Hierbei kann der zumindest eine Airbag mit einer ersten Geschwindigkeit aufgeblasen werden, wenn der ermittelte Abstand unter einem dritten Schwellwert liegt oder gleich dem dritten Schwellwert ist, welcher kleiner als der erste Schwellwert ist. Zudem kann der zumindest eine Airbag mit einer höheren zweiten Geschwindigkeit aufgeblasen werden, wenn der ermittelte Abstand über dem dritten Schwellwert liegt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann ein Dämpfungsverhalten des zumindest einen Airbags in Abhängigkeit des ermittelten Abstands eingestellt werden. Hierbei kann mindestens eine Auslösegröße zum Einstellen des Dämpfungsverhaltens anhand des Vergleichs des ermittelten Abstands mit hinterlegten Referenzwerten bestimmt und ein korrespondierendes Auslösesignal an den zumindest einen Airbag ausgegeben werden. Dadurch kann auch das Dämpfungsverhalten des zumindest einen Airbags an verschiedene Positionen des Insassen angepasst werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann vor oder bei einem Auslösefall des Rückhaltesystems eine Position eines Sitzes dahingehend verändert werden, dass der Abstands zwischen dem Kopf des Fahrzeuginsassen und dem zumindest einen Airbag im Bereich der definierten Schwellwerte liegt. So kann der korrespondierende Sitz beispielsweise in Richtung Lenkrad oder in Richtung Instrumententafel bewegt werden, wenn der ermittelte Abstand größer als der dritte Schwellwert ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die Kopfposition eines Fahrzeuginsassen direkt mittels einer Abstandssensorik bestimmt werden. Die Abstandssensorik kann beispielsweise ein Ultraschallsystem und/oder ein Infrarotsystem und/oder ein Kamerasystem umfassen, welche die Kopfposition eines Fahrzeuginsassen zu einem Bezugspunkt im Fahrzeug direkt bestimmen können. Zusätzlich oder alternativ kann die Kopfposition eines Fahrzeuginsassen indirekt mittels einer Sitzpositionssensorik bestimmt werden. Die Sitzpositionssensorik kann beispielsweise einen Sitzkissensensor, welche eine eingestellte Höhe und eine Längsposition des Sitzkissens des korrespondierenden Sitzes erfasst, einen Sitzlehnensensor, welcher eine eingestellte Neigung der Sitzlehne erfasst, und einen Kopfstützensensor umfassen, welcher eine eingestellte Position der Kopfstütze erfasst. Bei einer mehrteiligen Sitzlehne kann ein oberer Bereich der Sitzlehne, welcher auch als Lehnenkopf bezeichnet wird, über mindestens ein entsprechendes Verstellelement relativ zu einem unteren Bereich der Sitzlehne verstellt werden. Zudem kann mindestens ein weiterer Sensor eine eingestellte Position des oberen Bereichs der Sitzlehne bzw. des Lehnenkopfs relativ zu einem unteren Bereich der Sitzlehne erfassen. Durch eine solche Sitzpositionssensorik kann die Kopfposition des Fahrzeuginsassen gut abgeschätzt werden, so dass ein wahrscheinlicher Abstandsbereich bestimmt werden kann, in welchem sich der Kopf des Fahrzeuginsassen befindet. Somit ist es möglich zu ermitteln, ob sich der Kopf des Insassen in einem ersten Abstandsbereich, welcher nach oben durch den ersten Schwellwert begrenzt ist, oder in einem zweiten Abstandsbereich, welcher nach unten durch den ersten Schwellwert und nach oben durch den zweiten Schwellwert begrenzt ist, oder in einem dritten Abstandsbereich, welcher nach unten durch den zweiten Schwellwert und nach oben durch den dritten Schwellwert begrenzt ist, oder in einem vierten Abstandsbereich befindet, welcher nach unten durch den dritten Schwellwert begrenzt ist. Die genaue durch die Abstandssensorik ermittelte Kopfposition des Insassen kann dann dazu verwendet werden, das Aufblasverhalten und/oder das Dämpfungsverhalten des korrespondierenden Airbags für die ermittelte genaue Kopfposition des Fahrzeuginsassen vorzugeben. So können beispielsweise Aufblasvolumen und/oder Aufblasgeschwindigkeit und/oder Beginn des Aufblasens und/oder des Dämpfens des Airbags an die ermittelte genaue Kopfposition des Fahrzeuginsassen angepasst werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann bei der Ermittlung des Abstands zwischen dem Kopf des Fahrzeuginsassen und dem mindestens einen Airbag im Ruhezustand eine Lenkradstellung berücksichtigt werden. Da durch eine Veränderung der Lenkradstellung die Position des korrespondierenden Airbags im Ruhezustand verändert wird, hat die Lenkradstellung Einfluss auf den Abstand des Kopfs des Fahrzeuginsassen zum Airbag im Ruhezustand. Daher wird die Lenkradstellung in vorteilhafter Weise bei der Ermittlung des Abstands insbesondere dann berücksichtigt, wenn die Kopfposition indirekt über die Sitzpositionssensorik ermittelt wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann das Rückhaltesystems einen Gurtstraffer und/oder einen adaptiven Gurtkraftbegrenzer umfassen, bei welchem verschiedene Kraftniveaus eingestellt werden können. Hierbei kann jeweils mindestens eine Auslösegröße des Gurtstraffers und/oder des adaptiven Gurtkraftbegrenzers anhand des Vergleichs des ermittelten Abstands mit hinterlegten Referenzwerten bestimmt werden, und jeweils korrespondierende Auslösesignale an den Gurtstraffer und/oder an den adaptiven Gurtkraftbegrenzer übermittelt werden. Dadurch können auch die Funktionen des Gurtstraffers und/oder des Gurtkraftbegrenzers an verschiedene Positionen des Insassen angepasst werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Rückhaltesystems kann mindestens ein Airbaggenerator vorgesehen werden, wobei die Auswerte- und Steuereinheit den Airbaggenerator ansteuert, um eine Aufblasgeschwindigkeit des zumindest einen Airbags in Abhängigkeit des ermittelten Abstands einzustellen. Der Airbaggenerator kann den zumindest einen Airbag mit einer ersten Geschwindigkeit aufblasen, wenn der ermittelte Abstand unter einem dritten Schwellwert liegt oder gleich dem dritten Schwellwert ist, welcher kleiner als der erste Schwellwert ist. Der Airbaggenerator kann den zumindest einen Airbag mit einer höheren zweiten Geschwindigkeit aufblasen, wenn der ermittelte Abstand über dem dritten Schwellwert liegt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Rückhaltesystems kann der zumindest eine Airbag mindestens ein Spannband umfassen, welches eine Entfaltung des zumindest einen Airbags auf die erste Entfaltungstiefe begrenzt. Hierbei kann die Auswerte- und Steuereinheit das mindestens eine Spannband über eine Freigabeelement freigeben, um den zumindest einen Airbag mit der zweiten größeren Entfaltungstiefe zu aktivieren. Durch das mindestens eine Spannband ist es auf einfache Weise möglich, eine gewünschte Entfaltungstiefe bei der Aktivierung des Airbags vorzugeben.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Rückhaltesystems kann der zumindest eine Airbag mindestens ein Ventil umfassen. Hierbei kann die Auswerte- und Steuereinheit mindestens eine Auslösegröße des mindestens einen Ventils anhand des Vergleichs des ermittelten Abstands mit hinterlegten Referenzwerten bestimmen und ein korrespondierendes Auslösesignal an das mindestens eine Ventil ausgeben, um das Dämpfungsverhalten des zumindest einen Airbags einzustellen. Durch das mindestens eine Ventil ist es auf einfache Weise möglich, ein gewünschtes Dämpfungsverhalten bei der Aktivierung des Airbags vorzugeben.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Rückhaltesystems kann die Auswerte- und Steuereinheit vor oder bei einem Auslösefall des Rückhaltesystems eine Position des Sitzes über mindestens ein Verstellelement dahingehend verändern, dass der Abstand zwischen dem Kopf des Fahrzeuginsassen und dem zumindest einen Airbag im Bereich der definierten Schwellwerte liegt. Über das mindestens eine Verstellelement kann beispielsweise eine Position des Sitzkissens in Fahrzeughochrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung oder ein Neigungswinkel der Fahrzeuglehne oder eine Position einer Kopfstütze oder eine Position eines Lehnenkopfs verändert werden. Das mindestens eine Verstellelement kann beispielsweise einen elektrischen oder hydraulischen oder pneumatischen Aktor umfassen.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Rückhaltesystem für ein Fahrzeug und umgekehrt.
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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. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
- 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rückhaltesystems für ein Fahrzeug;
- 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Innenraums des Fahrzeugs aus 1 mit einem Insassen und einem Sitz in einer Normalposition und einem mit einer ersten Entfaltungstiefe ausgelösten Airbag;
- 3 eine schematische Darstellung des Ausschnitts des Innenraums des Fahrzeugs aus 2 mit dem Insassen und dem Sitz in einer Komfortposition und dem mit einer zweiten Entfaltungstiefe ausgelösten Airbag; und
- 4 ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Rückhaltesystems.
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Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, weist das Rückhaltesystem 10 für ein Fahrzeug 1, mindestens einen Airbag 12, mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit 14 und mindestens eine Sensorik 16 auf. Die mindestens eine Sensorik 16 bestimmt fortlaufend eine Kopfposition eines Fahrzeuginsassen 3 zu einem Bezugspunkt im Fahrzeug 1 und übermittelt die Kopfposition des Fahrzeuginsassen 3 an die Auswerte- und Steuereinheit 14, welche aus der bestimmten Kopfposition des Fahrzeuginsassen 3 einen Abstand A zwischen dem Kopf 5 des Fahrzeuginsassen 3 und dem mindestens einen Airbag 12 im Ruhezustand ermittelt und den ermittelten Abstand A durch einen Vergleich mit in einem Speicher 18 hinterlegten Referenzwerten bewertet. Die Auswerte- und Steuereinheit 14 bestimmt anhand des Vergleichs mindestens eine Auslösegröße des mindestens einen Airbags 12 und übermittelt bei einem Auslösefall des Rückhaltesystems 10 mit der mindestens einen Auslösegröße korrespondierende Auslösesignale an den mindestens einen Airbag 12.
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Erfindungsgemäß weist zumindest ein Airbag 12A zur Überbrückung des Abstands A zwischen dem Kopf 5 des Fahrzeuginsassen 3 und dem zumindest einen Airbag 12A unterschiedliche Entfaltungstiefen ET1, ET2 auf. Hierbei bestimmt die Auswerte- und Steuereinheit 14 eine erste Auslösegröße, welche den zumindest einen Airbag 12A mit einer ersten Entfaltungstiefe ET1 aktiviert, wenn der ermittelte Abstand A unter einem ersten Schwellwert liegt oder dem ersten Schwellwert entspricht. Die Auswerte- und Steuereinheit 14 bestimmt eine zweite Auslösegröße, welche den zumindest einen Airbag 12A mit einer zweiten größeren Entfaltungstiefe ET2 aktiviert, wenn der ermittelte Abstand A über dem ersten Schwellwert liegt. Zudem gibt die Auswerte- und Steuereinheit 14 über eine Ausgabeeinheit 19 eine Warnmeldung an den Insassen 3 aus, welche eine unsichere Sitzposition des Insassen 3 anzeigt, wenn der ermittelte Abstand A über einem zweiten Schwellwert liegt, welcher größer als der erste Schwellwert ist.
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Liegt der ermittelte Abstand A über dem zweiten Schwellwert, dann ist der Insasse 3 zu weit vom zu entfaltenden Airbag 12A entfernt, so dass auch dessen zweite Entfaltungstiefe ET2 nicht ausreicht, um den Insassen in einem Crashfall aufzunehmen. Daher wird der Insasse 3 durch Ausgabe der Warnmeldung rechtzeitig vor einem Auslösefall des Airbags 12A informiert bzw. gewarnt, wenn er eine unsichere Sitzposition eingenommen hat.
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In 2 und 3 ist der Airbag 12A mit unterschiedlichen Entfaltungstiefen ET1, ET2 als Fahrerairbag dargestellt. Selbstverständlich ist auch der nicht dargestellte Beifahrerairbag als Airbag 12A mit unterschiedlichen Entfaltungstiefen ET1, ET2 ausgeführt. Zudem umfasst das Rückhaltesystem 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel auch zwei als Knieairbags 12B ausgeführte Airbags 12, welcher nur eine Entfaltungstiefe aufweisen. Auch hier ist nur der Knieairbag 12B für den Fahrer dargestellt. Der Knieairbag 12B für den Beifahrer ist nicht dargestellt. Des Weiteren kann das Rückhaltesystem 10 auch noch weitere Airbags 12, wie beispielsweise Kopfairbags, Fensterairbags, Dachairbags usw. umfassen.
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Zur Umsetzung der unterschiedlichen Entfaltungstiefen ET1, ET2 umfasst der dargestellte Airbag 12A mindestens ein Spannband, welches eine Entfaltung des zumindest einen Airbags 12A auf die erste Entfaltungstiefe ET1 begrenzt. Hierbei kann die Auswerte- und Steuereinheit 14 das mindestens eine Spannband über ein entsprechendes Auslösesignal und ein nicht dargestelltes Freigabeelement freigeben, um den zumindest einen Airbag 12A mit der zweiten größeren Entfaltungstiefe ET2 zu aktivieren.
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Zudem umfasst das Rückhaltesystem 10 im dargestellten Ausführungsbespiel einen Airbaggenerator 17 für den zumindest einen Airbag 12A. Hierbei steuert die Auswerte- und Steuereinheit 14 den Airbaggenerator 17 an, um eine Aufblasgeschwindigkeit des zumindest einen Airbags 12A in Abhängigkeit des ermittelten Abstands A einzustellen. Wenn der ermittelte Abstand A unter einem dritten Schwellwert liegt oder gleich dem dritten Schwellwert ist, welcher kleiner als der erste Schwellwert ist, steuert die Auswerte- und Steuereinheit 14 den Airbaggenerator 17 so an, dass der Airbaggenerator 17 den zumindest einen Airbag 12A mit einer ersten Geschwindigkeit aufbläst. Wenn der ermittelte Abstand A über dem dritten Schwellwert liegt, steuert die Auswerte- und Steuereinheit 14 den Airbaggenerator 17 so an, dass der Airbaggenerator 17 den zumindest einen Airbag 12A mit einer höheren zweiten Geschwindigkeit aufbläst.
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Zudem umfasst der zumindest eine Airbag 12A mindestens ein nicht näher dargestelltes Ventil, um das Dämpfungsverhalten des zumindest einen Airbags 12A einzustellen. Hierbei kann die Auswerte- und Steuereinheit 14 mindestens eine Auslösegröße des mindestens einen Ventils anhand des Vergleichs des ermittelten Abstands A mit hinterlegten Referenzwerten bestimmen und korrespondierende Auslösesignale an das mindestens eine Ventil ausgeben, um das Dämpfungsverhalten des zumindest einen Airbags 12A einzustellen.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, umfasst die mindestens eine Sensorik 16 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine im Dachbereich angeordnete Abstandssensorik 16A, welche die Kopfposition eines Fahrzeuginsassen 3 direkt bestimmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Abstandssensorik 16A als Kamerasystem ausgeführt. Alternativ kann die Abstandssensorik 16A auch andere geeignete Systeme, wie beispielsweise ein Ultraschallsystem oder ein Infrarotsystem verwenden, um die Kopfposition eines Fahrzeuginsassen 3 direkt zu bestimmen. Zudem umfasst die mindestens eine Sensorik 16 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Sitzpositionssensorik 16B, welche die Kopfposition eines Fahrzeuginsassen 3 indirekt bestimmt. Die Sitzpositionssensorik 16B umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Sitzkissensensor 16.1, welcher eine eingestellte Höhe und eine Längsposition des Sitzkissens des korrespondierenden Sitzes 7 erfasst, einen Sitzlehnensensor 16.2, welcher eine eingestellte Neigung der Sitzlehne des Sitzes 7 erfasst, und einen Kopfstützensensor 16.3, welcher eine eingestellte Position der Kopfstütze des Sitzes 7 erfasst. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäße Rückhaltesystems 10 ist die Sitzlehne mehrteilig ausgeführt. Bei einer solchen mehrteiligen Sitzlehne kann ein oberer Bereich der Sitzlehne, welcher auch als Lehnenkopf bezeichnet wird, über mindestens ein entsprechendes Verstellelement relativ zu einem unteren Bereich der Sitzlehne verstellt werden. Zudem kann mindestens ein weiterer Sensor eine eingestellte Position des oberen Bereichs der Sitzlehne bzw. des Lehnenkopfs relativ zu einem unteren Bereich der Sitzlehne erfassen.
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Des Weiteren umfasst die mindestens eine Sensorik 16 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Lenkradsensorik 16C, welche eine aktuelle Lenkradstellung ermittelt. Die Auswerte- und Steuereinheit 14 berücksichtigt die Lenkradstellung bei der Ermittlung des Abstands A zwischen dem Kopf 5 eines Fahrzeuginsassen 3 und dem Airbag 12A im Ruhezustand.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, umfasst das Rückhaltesystem 10 einen Gurtstraffer 11. Hierbei bestimmt die Auswerte- und Steuereinheit 14 mindestens eine Auslösegröße des Gurtstraffers 11 anhand des Vergleichs des ermittelten Abstands A mit hinterlegten Referenzwerten und übermittelt korrespondierende Auslösesignale an den Gurtstraffer 11. Zudem umfasst das Rückhaltesystems 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen adaptiven Gurtkraftbegrenzer 13, bei welchem verschiedene Kraftniveaus eingestellt werden können, wobei die Auswerte- und Steuereinheit 14 mindestens eine Auslösegröße des adaptiven Gurtkraftbegrenzers 13 anhand des Vergleichs des ermittelten Abstands A mit hinterlegten Referenzwerten bestimmt und korrespondierende Auslösesignale an den adaptiven Gurtkraftbegrenzer 13 übermittelt. Dadurch können auch die Funktionen des Gurtstraffers 11 und des adaptiven Gurtkraftbegrenzers 13 im dargestellten Ausführungsbeispiel an eine Position des Insassen 3 angepasst werden, wobei die Auswerte- und Steuereinheit 14 die Position des Insassen 3 basierend auf der bestimmten Kopfposition des Insassen 3 bestimmt bzw. abschätzt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sitz 7 als „aktiver“ Sitz 7 ausgeführt. Das bedeutet, dass der Sitz 7 eine Sitzlängen- und Sitzhöhenverstellung 7.1, eine Sitzlehnenverstellung 7.2 und eine Kopfstützenverstellung 7.3 aufweist, über welche die Position und Lage des Sitzes 7 über entsprechende Verstellelemente eingestellt werden kann. Die Verstellelement können beispielsweise einen elektrischen oder hydraulischen oder pneumatischen Aktor umfassen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Auswerte- und Steuereinheit 14 vor oder bei einem Auslösefall des Rückhaltesystems 10 eine Position des aktiven Sitzes 7 über die Verstellelemente dahingehend verändern, dass der Abstand A zwischen dem Kopf 5 des Fahrzeuginsassen 3 und dem Airbag 12A im Bereich der definierten Schwellwerte liegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel steuert die Auswerte- und Steuereinheit 14 die Sitzlängen- und Sitzhöhenverstellung 7.1, die Sitzlehnenverstellung 7.2 und die Kopfstützenverstellung 7.3 so an, dass der korrespondierende Sitz 7 in Richtung Lenkrad 9 oder in Richtung Instrumententafel bewegt wird, wenn der ermittelte Abstand A größer als der zweite Schwellwert ist. Gleichzeitig wird die Sitzlehne aufgerichtet und die Kopfstütze an den Kopf 5 des Insassen 3 angelegt. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäße Rückhaltesystems 10 ist die Sitzlehne mehrteilig ausgeführt. Bei einer solchen mehrteiligen Sitzlehne kann die Auswerte- und Steuereinheit 14 auch den oberen Bereich der Sitzlehne bzw. den Lehnenkopf über mindestens ein entsprechendes Verstellelement relativ zu einem unteren Bereich der Sitzlehne verstellen und in Richtung Kopf 5 des Insassen bewegen, wenn der ermittelte Abstand A größer als der zweite Schwellwert ist.
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Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, wird im Verfahren 100 zum Betreiben eines Rückhaltesystems 10 mit mindestens einem Airbag 12 in einem Schritt S100 fortlaufend eine Kopfposition eines Fahrzeuginsassen 3 zu einem Bezugspunkt im Fahrzeug 1 bestimmt. In einem Schritt S110 wird aus der bestimmten Kopfposition des Fahrzeuginsassen 3 ein Abstand A zwischen dem Kopf 5 des Fahrzeuginsassen 3 und dem mindestens einen Airbag 12 im Ruhezustand ermittelt. Im Schritt S120 wird der ermittelte Abstand A durch einen Vergleich mit hinterlegten Referenzwerten bewertet und anhand des Vergleichs wird mindestens eine Auslösegröße des mindestens einen Airbags 12 bestimmt.
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Erfindungsgemäß weist zumindest ein Airbag 12A zur Überbrückung des Abstands A zwischen dem Kopf 5 des Fahrzeuginsassen 3 und dem zumindest einem Airbag 12A unterschiedliche Entfaltungstiefen ET1, ET2 auf. Hierbei wird im Schritt S130 überprüft, ob der ermittelte Abstand A unter einem ersten Schwellwert liegt oder gleich dem ersten Schwellwert ist. Liegt der ermittelte Abstand A unter dem ersten Schwellwert oder entspricht der ermittelte Abstand A dem ersten Schwellwert, dann wird im Schritt S140 eine erste Auslösegröße bestimmt wird, welche den zumindest einen Airbag 12A mit einer ersten Entfaltungstiefe ET1 aktiviert. Anschließend wird das Verfahren 100 mit einem Schritt S180 fortgesetzt, in welchem überprüft wird, ob ein Auslösefall des Rückhaltesystems 10 vorliegt. Liegt der ermittelte Abstand A über dem ersten Schwellwert, dann wird im Schritt S150 eine zweite Auslösegröße bestimmt, welche den zumindest einen Airbag 12A mit einer größeren zweiten Entfaltungstiefe ET2 aktiviert. Anschließend wird im Schritt S 160 überprüft, ob der ermittelte Abstand A über einem zweiten Schwellwert liegt, welcher größer als der erste Schwellwert ist. Liegt der ermittelte Abstand A nicht über dem zweiten Schwellwert, dann wird das Verfahren 100 mit dem Schritt S180 fortgesetzt, in welchem überprüft wird, ob ein Auslösefall des Rückhaltesystems 10 vorliegt. Liegt der ermittelte Abstand A über dem zweiten Schwellwert, dann wird im Schritt S170 eine Warnmeldung an den Insassen 3 ausgegeben, welche eine unsichere Sitzposition anzeigt. Anschließend wird das Verfahren 100 mit dem Schritt S180 fortgesetzt, in welchem überprüft wird, ob ein Auslösefall des Rückhaltesystems 10 vorliegt. Ergibt die Überprüfung im Schritt S180, dass kein Auslösefall des Rückhaltesystems 10 vorliegt, dann wird das Verfahren 100 beginnend mit dem Schritt S100 wiederholt. Ergibt die Überprüfung im Schritt S180, dass ein Auslösefall des Rückhaltesystems 10 vorliegt, dann wird im Schritt S190 der zumindest eine Airbag 12A mit der bestimmten Auslösegröße aktiviert.
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Zudem wird eine Aufblasgeschwindigkeit des zumindest einen Airbags 12A in Abhängigkeit des ermittelten Abstands A eingestellt. Wie oben bereits ausgeführt ist, wird der zumindest eine Airbag 1 mit einer ersten Geschwindigkeit aufgeblasen, wenn der ermittelte Abstand A unter einem dritten Schwellwert liegt oder gleich dem dritten Schwellwert ist, welcher kleiner als der erste Schwellwert ist. Zudem wird der zumindest eine Airbag 12A mit einer höheren zweiten Geschwindigkeit aufgeblasen, wenn der ermittelte Abstand über dem dritten Schwellwert liegt.
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Des Weiteren wird ein Dämpfungsverhalten des zumindest einen Airbags 12A in Abhängigkeit des ermittelten Abstands eingestellt. Wie oben bereits ausgeführt ist, wird die mindestens eine Auslösegröße zum Einstellen des Dämpfungsverhaltens anhand des Vergleichs des ermittelten Abstands A mit hinterlegten Referenzwerten bestimmt. Zudem werden korrespondierende Auslösesignale an den zumindest einen Airbag 12A ausgegeben.
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Wie oben bereits ausgeführt ist, wird im Auslösefall des Rückhaltesystems 10 zudem eine Position des Sitzes 7 dahingehend verändert, dass der Abstand A zwischen dem Kopf 5 des Fahrzeuginsassen 3 und dem zumindest einen Airbag 12A in Bereich der definierten Schwellwerte liegt.
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Zudem wird die Kopfposition eines Fahrzeuginsassen 3 direkt mittels einer Abstandssensorik 16A und indirekt mittels einer Sitzpositionssensorik 16B bestimmt. Zusätzlich wird bei der Ermittlung des Abstands A zwischen dem Kopf 5 des Fahrzeuginsassen 3, hier des Fahrers, und dem mindestens einen Airbag 12 im Ruhezustand eine Lenkradstellung berücksichtigt.
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Des Weiteren wird im dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens eine Auslösegröße des Gurtstraffers 11 und des adaptiven Gurtkraftbegrenzers 13, bei welchem verschiedene Kraftniveaus eingestellt werden können, anhand des Vergleichs des ermittelten Abstands A mit hinterlegten Referenzwerten bestimmt, und korrespondierende Auslösesignale an den Gurtstraffer 11 und an den adaptiven Gurtkraftbegrenzer 13 übermittelt.
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Ausführungsformen der Erfindung gestattet es Insassen der ersten Sitzreihe (Fahrer- und Beifahrer), während der Fahrt eine komfortable Sitzposition einzunehmen. Das bedeutet, dass Fahrer und Beifahrer eine sogenannte „Komfortposition“ oder „Ruheposition“, wie man sie beispielsweise aus Zügen oder Flugzeugen kennt, einnehmen können und trotzdem durch das Rückhaltsystem geschützt werden können. Zudem kann der Insasse rechtzeitig vor einem Auslösefall des Airbags informiert bzw. gewarnt werden, wenn er eine unsichere Sitzposition eingenommen hat.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 3
- Insasse
- 5
- Kopf
- 7
- Sitz
- 7.1
- Sitzlängen- und Sitzhöhenverstellung
- 7.2
- Sitzlehnenverstellung
- 7.3
- Kopfstützenverstellung
- 9
- Lenkrad
- 10
- Rückhaltesystem
- 11
- Gurtstraffer
- 12
- Airbag
- 12A
- Airbag mit unterschiedlichen Entfaltungstiefen
- 12B
- Knieairbag
- 13
- Gurtkraftbegrenzer
- 14
- Auswerte- und Steuereinheit
- 16
- Sensorik
- 16A
- Abstandssensorik
- 16B
- Sitzpositionssensorik
- 16C
- Lenkradsensorik
- 16.1
- Sitzkissensensor
- 16.2
- Sitzlehnensensor
- 16.3
- Kopfstützensensor
- 17
- Airbaggenerator
- 18
- Speicher
- 19
- Ausgabeeinheit
- 19A
- Bildschirm
- 19B
- Lautsprecher
- A
- Abstand
- ET1, ET2
- Entfaltungstiefe
- 100
- Verfahren zum Betreiben eines Rückhaltesystems
- S100 bis S190
- Verfahrensschritt
