DE10345726B4

DE10345726B4 - Rückhaltesystem zum Zurückhalten eines Insassen in einem Kraftfahrzeug und Verfahren zum dynamischen Steuern eines derartigen Rückhaltesystems

Info

Publication number: DE10345726B4
Application number: DE2003145726
Authority: DE
Inventors: Alfred Kuttenberger; Marc Theisen; Michael Bunse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2003-10-01
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2023-10-02
Also published as: DE10345726A1

Abstract

Rückhaltesystem zum Zurückhalten eines Insassen in einem Kraftfahrzeug mit: einem Sicherheitsgurt, der durch einen mit einem Steuergerät (1) verbindbaren Gurtstraffer (4) mit einer Kraft beaufschlagbar ist; mindestens einer Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung (2) zum dynamischen Erfassen von Fahrzeugsituationsdaten, wobei die Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung (2) zum Senden der erfassten Daten an das Steuergerät mit demselben verbindbar ist; und mit mindestens einer Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung (3) zum dynamischen Erfassen von Insassen-Parameter-Daten, wobei die Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung (3) zum Senden der erfassten Daten an das Steuergerät (1) mit demselben verbindbar ist, wobei das Steuergerät (1) die Kraft des Gurtstraffers (4) entsprechend der erfassten Daten für eine optimale Ausnutzung des Überlebensraumes in dem Kraftfahrzeug dynamisch steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) in einer Unfall-Phase aus den erfassten Daten der Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung (2) und/oder der Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung (3) den Überlebensraum zwischen dem Insassen und einem etwaigen Objekt, auf das der Insasse auftreffen kann, berechnet und die Kraft des Gurtstraffers (4) entsprechend dynamisch steuert.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückhaltesystem zum Zurückhalten eines Insassen in einem Kraftfahrzeug, bestehend aus einem Sicherheitsgurt, der durch ein mit einem Steuergerät verbindbaren Gurtstraffer mit einer Kraft beaufschlagbar ist, und ein Verfahren zum dynamischen Steuern eines derartigen Rückhaltesystems.
Rückhaltesysteme im Kraftfahrzeugbereich sind in nahezu allen Kraftfahrzeugen vorgesehen und bestehen beispielsweise aus einem Airbag, Seitenaufprall-Schutzsystemen und Sicherheitsgurten, welche vorzugsweise an den Sitzen der Insassen befestigt sind. Die Rückhaltesysteme sollen im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeuges Verletzungen der Insassen möglichst gering halten oder im optimalen Fall vollständig verhindern.
Sicherheitsgurte werden in Kraftfahrzeugen seit geraumer Zeit eingesetzt und es existieren unterschiedliche Arten von Sicherheitsgurten, welche allesamt bei einem plötzlichen scharfen Abbremsen oder einem Aufprallen des Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis eine infolge der Trägheitskraft bedingte Vorverlagerung des Körpers des sich im Fahrzeug befindlichen Insassen verhindern sollen. Kommt es zu einem Aufprall des Kraftfahrzeuges, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, auf beispielsweise ein Hindernis, so werden die Insassen infolge der Trägheitskraft nach vorne geschleudert und würden ohne das Vorhandensein eines derartigen Rückhaltesystems eventuell durch die Windschutzscheibe geschleudert werden. Bei Nichtvorhandensein der Sicherheitsgurte würden somit derartige Unfälle für die Insassen meist mit schweren oder gar tödlichen Verletzungen enden.
Bei Sicherheitsgurten gemäß dem Stand der Technik besteht ein Nachteil darin, dass beim Zurückhalten der Insassen im Falle eines Unfalls die zurückgehaltene Person Verletzungen insbesondere im Brust- und Schulterbereich erleiden kann, da die den Sicherheitsgurt beaufschlagende Kraft eines Gurtstraffers nicht auf die Fahrzeugsituation, nicht auf die Sitzposition des zurückzuhaltenden Insassen und schon gar nicht individuell auf den zurückzuhaltenden Insassen abgestimmt ist.
Momentan findet sich im Stand der Technik folgender Ansatz: Es wird mittels einer Umfeld-Sensorik die Umgebung des Kraftfahrzeuges überwacht, wobei ein Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeuges als unfall-relevant klassifiziert wird und diese Informationen der Umfeld-Sensorik werden an das Rückhaltesystem übermittelt.
Ferner existieren bereits Rückhaltesysteme, bei welchen beispielsweise eine Vorspannung des Sicherheitsgurtes aufgebaut wird, um die Gurtlose vor oder während des Aufpralls zu reduzieren, wenn erkannt wird, dass eine Vollbremsung beabsichtigt ist.
Als nachteilig bei den oben bekannten Ansätzen hat sich jedoch die Tatsache herausgestellt, dass diese Rückhaltesysteme lediglich eine geringe Kraft von beispielsweise 250 N und diese Kraft lediglich innerhalb eines größeren Zeitraums aufbauen können (ca. 150 ms). Dagegen werden die heute in einem Fahrzeug verfügbaren pyrotechnischen Sicherheitsgurte durch die Gurtstraffer mit einer konstanten vorbestimmten Kraft angezogen, ohne die individuellen Parameter des Insassen zu berücksichtigen. Somit kann der Überlebensraum in dem Kraftfahrzeug nicht optimal ausgenutzt werden.
Die Druckschrift DE 102 04 134 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines reversiblen Rückhaltemittels in Abhängigkeit von Signalen einer Innenraumsensierung in einem Fahrzeug, einer Umfeldsensierung des Fahrzeugs und einem Gurtkraftsensor.
Die Druckschrift DE 103 10 069 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Regelung eines Rückhaltesystems eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer an einem Sicherheitsgurt wirkenden Zugkraft.
Die Druckschrift DE 100 05 010 A1 offenbart eine Sicherheits-Rückhalteinrichtung zum Zurückhalten eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz mit einer vorausschauenden Erkennung für einen gefährlichen Fahrzustand und einer Insassenpositionserkennung.
Die Druckschrift DE 199 61 799 A1 offenbart ein passives Sicherheitssystem eines Kraftfahrzeugs mit einer Sicherheitseinrichtung, welche in Abhängigkeit von Precrash-Signalen einer Precrash-Sensorik angesteuert werden.
Die Druckschrift DE 103 33 990 A1 offenbart eine Insassenschutzvorrichtung für ein Fahrzeug zur vorzeitigen Erkennung einer kritischen Fahrsituation mir einer reversiblen Insassenschutzeinrichtung.
Die Druckschrift DE 196 36 448 C2 offenbart ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem zum Schutz eines Insassen mit einer Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung und einem Gurtspannungssteuerungsmechanismus.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäße Rückhaltesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Verfahren zum dynamischen Steuern eines derartigen Rückhaltesystems mit den Merkmalen des Anspruchs 8 weisen gegenüber den bekannten Lösungsansätzen den Vorteil auf, dass im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeuges der Überlebensraum in dem Kraftfahrzeug optimal ausgenutzt werden kann.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass sowohl die Fahrzeug-Situation mittels einer Situations-Erfassungseinrichtung als auch die Parameter-Daten der Insassen mittels einer Parameter-Erfassungseinrichtung erfassbar sind, wobei ein Steuergerät unter Berücksichtigung der Fahrzeug-Situation und der Insassen-Parameter die den Sicherheitsgurt beaufschlagende Kraft des Gurtstraffers situationsangepasst dynamisch steuert.
Somit weist das erfindungsgemäße Rückhaltesystem die Vorteile auf, dass vor oder während eines Unfalls die Kraft des Gurtstraffers auf den Sicherheitsgurt aktiv gesteuert und somit an die augenblickliche Fahrzeug-Situation und Insassen-Situation, beispielsweise der Insassen-Position und des Gewichtes, angepasst werden kann. Somit kann beispielsweise bei Erkennung eines hohen Gefährdungspotentials die Kraft des Gurtstraffers erhöht werden und bei anschließender Erkennung einer Entspannung bzw. einer Verringerung des Gefährdungspotentials die Kraft des Gurtstraffers wiederum entsprechend verringert werden. Somit reduzieren sich die Belastungen auf die Insassen durch den Sicherheitsgurt auf ein Minimum, wobei durch eine entsprechende dynamisch eingestellte Kraft des Gurtstraffers der Überlebensraum, wie oben bereits erwähnt, im Kraftfahrzeug optimal ausgenutzt werden kann. Des Weiteren kann die Auslösung der Airbags (z. B. Zeitpunkt und/oder Stärke) auf die Situation und die zuerwartende Vorverlagerung des Insassen, die Situation des Fahrzeugs und die Gurtkraft angepasst werden.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Rückhaltesystems und des im Anspruch 8 angegebenen Verfahrens zum dynamischen Steuern eines derartigen Rückhaltesystems.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist mindestens eine Situations-Erfassungseinrichtung als Umfeld-Sensorik zum Überwachen der Umgebung des Kraftfahrzeuges, beispielsweise relevanter Unfall-Objekte, ausgebildet. Mit Hilfe dieser Umfeld-Sensorik ist es beispielsweise möglich die Aufprallgeschwindigkeit, den Aufprallzeitpunkt, -winkel, -ort und -überlappung zu ermitteln.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung kann die mindestens eine Situations-Erfassungseinrichtung auch als Unfall-Sensorik zum Erfassen der Unfall-Beschleunigung, der Unfall-Schwere, des Unfall-Typs, oder dergleichen ausgebildet sein. Damit können diese Daten bei der dynamischen Steuerung der Kraft des Gurtstraffers berücksichtigt werden.
Vorzugsweise ist die Situations-Erfassungseinrichtung als Fahrzeug-Zustandssensorik zum Überwachen mindestens eines der folgenden Parameter ausgebildet: Lenkwinkel, Abstand zu einem Objekt, Relativgeschwindigkeit bezüglich eines Objektes, negative Beschleunigung, Gier-Winkel, Gier-Geschwindigkeit, Gier-Beschleunigung, Eigengeschwindigkeit, starker Richtungswechsel, μ-Sprung, Querbeschleunigung, Raddrehzahl und/oder Neigungswinkel.
Die Parameter-Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise als Insassen-Sensorik zum Erfassen der Insassen-Position, des Insassen-Gewichtes, der Größe des Insassen, der Sitzeinstellung, der Sicherheitsgurt-Auszugslänge oder dergleichen ausgebildet. Beispielsweise zum verbesserten Schutz des ungeborenen Lebens ist das Erfassen der Information einer Schwangerenerkennung möglich und zum verbesserten Schutz älterer und jüngerer (z. B. Kinder) Passagiere kann auch das Alter mit erfasst werden. Somit können diese Daten ebenfalls von dem Steuergerät für eine entsprechende dynamische Steuerung der Kraft des Gurtstraffers verwendet bzw. mitberücksichtigt werden.
Vorzugsweise kann das Steuergerät aus den erfassten Daten, beispielsweise in einer Vor-Unfall-Phase, das Gefährdungspotential bestimmen und in einer Unfall-Phase den Überlebensraum zwischen dem Insassen und beispielsweise dem Airbag bestimmen und somit die Kraft des Gurtstraffers entsprechend dynamisch steuern.
Das Steuergerät berechnet erfindungsgemäß in einer Unfall-Phase aus den erfassten Daten der Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung und/oder der Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung den Überlebensraum zwischen dem Insassen und einem etwaigen Objekt, auf das der Insasse auftreffen kann, z. B. dem Airbag oder dem Lenkrad bzw. dem Handschuhfach, und kann ferner beispielsweise eine Auslösung von pyrotechnischen Rückhaltemitteln abhängig von der zu erwartenden Vorverlagerung und der zu beaufschlagenden Kraft des Gurtstraffers betätigen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise die auf den Insassen wirkende Trägheitskraft durch Messen des Gewichtes des Insassen und durch Messen der negativen Beschleunigung des Kraftfahrzeuges bestimmt. Somit müssen keine zusätzlichen Sensoren vorgesehen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zusätzlich zu den erfassten Daten die Position eines etwaigen Airbags, die Umgebung des Kraftfahrzeuges und/oder der Unfall-Typ mittels entsprechender Sensorik erfasst werden, wobei das Steuergerät diese zusätzlichen Daten mitberücksichtigt und die Kraft des Gurtstraffers entsprechend steuern kann.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
In den Figuren zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild des Rückhaltesystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum dynamischen Steuern eines Rückhaltesystems in 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 illustriert ein schematisches Blockdiagramm eines Rückhaltesystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System umfasst vorzugsweise ein Steuergerät 1, mit welchem eine Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung 2 verbunden ist.
Die Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung 2 besteht beispielsweise aus einer Umfeld-Sensorik 20 zum Überwachen der Umgebung des Kraftfahrzeuges, beispielsweise eines relevanten Unfall-Objektes oder dergleichen. Ferner umfasst die Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung 2 vorzugsweise eine Unfall-Sensorik 21 zum Erfassen beispielsweise der Unfall-Beschleunigung, der Unfall-Schwere, des Unfall-Typs oder dergleichen. Die von der der Unfall-Sensorik 21 und Umfeld-Sensorik 20 mittels entsprechender Sensoren, beispielsweise Ultraschall-Sensoren, Kontakt-Sensoren, Infrarot-Sensoren, Radar-Sensoren, Bildverarbeitungseinrichtungen, PMD-Sensoren (Photonic-Mixer-Device) oder dergleichen, erfassten Daten werden über eine herkömmliche Datenleitung, beispielsweise über einen CAN-Bus, an das Steuergerät 1 gesendet. Die Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung 2 überwacht beispielsweise den Lenkwinkel, den Abstand zu einem relevanten Unfall-Objekt, die Relativgeschwindigkeit, den Auftreffwinkel, -ort (Versatz), -zeitpunkt, die Überdeckung, die negative Fahrzeugbeschleunigung, den Gier-Winkel, die Gier-Geschwindigkeit, die Gier-Beschleunigung, die Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, einen starken Richtungswechsel, den μ-Sprung, eine Querbeschleunigung, die Raddrehzahl und/oder den Neigungswinkel oder eine beliebige Kombination dieser voranstehenden Parameter.
Die Daten dieser Parameter oder einer beliebigen Kombination dieser Parameter werden, wie oben erläutert, dem Steuergerät 1 zugeführt, welches durch Berechnung und/oder Vergleich mit vorgegebenen Referenzwerten und Grenzwerten im Falle eines Überschreitens derartiger Grenzwerte ein Signal über eine weitere Leitung an den Gurtstraffer 4 sendet, um die Kraft des Gurtstraffers 4 auf den Sicherheitsgurt entsprechend dieser Daten dynamisch und situationsangepasst zu steuern.
Der Gurtstraffer 4 ist vorzugsweise als reversibler Gurtstraffer ausgebildet, wodurch vorteilhaft nach einem kritischen Zustand normal weitergefahren werden kann, da keine Straffung des Sicherheitsgurts vorliegt und der Fahrer die gewohnte ihm zur Verfügung stehende Bewegungsfreiheit besitzt, und wodurch vorteilhafterweise eine Reparatur des irreversiblen Gurtstraffermoduls (z. B. pyrotechnische Zündeinrichtung) entfällt.
Das Rückhaltesystem weist vorzugsweise ferner eine Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung 3 auf, welche ebenfalls über eine Leitung, beispielsweise wiederum über einen CAN-Bus, mit dem Steuergerät 1 verbunden ist. Die Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung 3 überwacht beispielsweise das Gewicht und/oder die Größe und/oder Position des Insassen und/oder die Sitzeinstellung und/oder die Sicherheitsgurt-Auszugslänge oder dergleichen. Das Gewicht des Insassen kann beispielsweise über eine druckabhängige Folie im Sitzpolster oder über Gewichtssensoren im Sitz gemessen werden. Die Größe und/oder Position des Insassen kann vorzugsweise mittels einer Bildverarbeitung, wie beispielsweise mittels einer CCD-Kamera mit Bildauswertung, bestimmt werden. Andere Gewichts- und Größenbestimmungsmethoden sind ebenfalls denkbar.
Diese durch die Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung 3 erfassten Daten werden von dem Steuergerät 1 ausgewertet und analog zu dem oben beschriebenen Fall mit Referenzwerten oder Grenzwerten verglichen, wobei im Falle einer Überschreitung der Grenzwerte ein Signal über eine Leitung an den Gurtstraffer 4 gesendet werden kann, um die Kraft des Gurtstraffers auf den Sicherheitsgurt entsprechend der ermittelten Daten dynamisch und situationsangepasst zu steuern.
Das Steuergerät 1 berechnet vorzugsweise in einer Vor-Unfall-Phase aus den erfassten Daten der Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung 2 und der Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung 3 das Gefährdungspotential für den Insassen im augenblicklichen Zustand und steuert entsprechend dieser Daten die auf den Sicherheitsgurt wirkende Kraft des Gurtstraffers 4 dynamisch. In einer Unfall-Phase kann das Steuergerät 1 vorzugsweise aus den erfassten Daten der Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung 2 und der Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung 3 den Überlebensraum zwischen dem Insassen und einem etwaigen Airbag oder einem anderen Gegenstand, beispielsweise dem Lenkrad oder dem Handschuhfach, berechnen und wiederum die den Sicherheitsgurt beaufschlagende Kraft des Gurtstraffers 4 entsprechend dynamisch steuern.
Dies bedeutet, dass in einer Vor-Unfall-Phase, welche durch die Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung 2 erkannt wurde, die augenblickliche Sitzposition des Insassen mittels der Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung 3 sowie das sich augenblicklich für den Aufprall darstellende Gefährdungspotential durch das Steuergerät 1 bestimmt wird, wobei das Steuergerät 1 entsprechend dieser Daten die Kraft des Gurtstraffers 4 derart einstellt, dass der jeweilige Insasse mit seinem beispielsweise berechneten Gewicht durch den Sicherheitsgurt in eine optimale Sitzposition mittels einer optimal ausgelegten Kraft bewegt wird. Beispielsweise ist es bei einem sehr geringen Gefährdungspotential möglich, die Insassen lediglich durch einen leichten Kraftdruck zum Einnehmen einer optimalen Sitzposition zu veranlassen.
Beispielsweise kann bei Feststellen eines lediglich geringen Gefährdungspotentials der Insasse auch durch eine Warneinrichtung 6, beispielsweise optischer und/oder akustischer Art, gewarnt werden, eine optimale Sitzposition einzunehmen. Bei steigendem Gefährdungspotential kann mittels dem Steuergerät 1 die Kraft des Gurtstraffers sukzessive erhöht werden, um den Insassen mit einer größeren Kraft in den Sitz bzw. in eine optimale Sitzposition zu ziehen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Überlebensraum in dem Kraftfahrzeug zusätzlich vergrößert werden, indem das Steuergerät 1 beispielsweise mit einer Sitzverstellung 5 verbunden ist, wie in 1 schematisch dargestellt ist, wobei das Steuergerät 1 den Sitz beispielsweise derart ansteuert, dass dieser weiter in Rückwärtsrichtung verstellt wird. Ferner können auf dieselbe Art und Weise harte Gegenstände aus dem Überlebensraum entfernt werden.
Durch den reversiblen Gurtstraffer ist ferner eine Steuerung der Kraft des Gurtstraffers 4 durch das Steuergerät 1 derart möglich, dass nach dem Einstellen einer größeren Kraft des Gurtstraffers 4 im Falle einer Abnahme des Gefährdungspotentials eine geringere Kraft eingestellt werden kann und der Sicherheitsgurt demnach dem Insassen wiederum einen bequemeren Sitzkomfort gewährleistet.
In einer Unfall-Phase wird mittels der Umfeld-Sensorik 20 und der Unfall-Sensorik 21, beispielsweise mittels Beschleunigungssensoren, die negative Beschleunigung des Kraftfahrzeuges, die Unfall-Schwere und/oder der Unfall-Typ ermittelt. In Verbindung mit der Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung 3 wird aus beispielsweise dem Gewicht und der Größe des Insassen, der Sitzeinstellung und der Gurtauszugslänge die Sitzposition des Insassen ermittelt und mittels dem Steuergerät 1 der Überlebensraum zwischen dem Insassen und beispielsweise dem Airbag berechnet. Anschließend steuert das Steuergerät 1 die Kraft des Gurtstraffers 4 wiederum entsprechend der berechneten bzw. ermittelten Daten dynamisch, wobei beispielsweise eine leichtere Person bei einem leichten Unfall weniger Bewegungsenergie abbauen muss als schwerere Personen. Somit kann in diesem Fall durch ein Einstellen einer geringeren Kraft des Gurtstraffers 4 der gesamte Überlebensraum ausgenutzt werden, da der Airbag und das Gurtsystem besser aufeinander abgestimmt werden können.
Da im Falle eines Unfalls die Sitzposition des Insassen dynamisch gemessen werden kann, kann der Gurtstraffer eine dynamisch situationsangepasste Kraft auf den Sicherheitsgurt übertragen, wodurch dieser die Insassen in eine optimale Sitzposition bringt, falls eine derartige in der Vor-Unfall-Phase nicht oder lediglich teilweise erreicht werden konnte. Somit ist es möglich, die Kraft des Gurtstraffers 4 optimal in Abhängigkeit der Sitzposition, der negativen Beschleunigung des Kraftfahrzeuges und/oder dem prädizierten Unfall-Typ situationsangepasst dynamisch zu steuern und den Überlebensraum in dem Kraftfahrzeug optimal auszunutzen.
2 illustriert ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum dynamischen Steuern eines Rückhaltesystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In einem ersten Verfahrensschritt 8 wird die einen Sicherheitsgurt beaufschlagende aktuelle Gurtkraft durch den Gurtstraffer 4 gemessen und an das Steuergerät 1 gesendet (siehe auch 1). Für diesen Schritt kann beispielsweise eine bidirektionale Leitung zwischen dem Steuergerät 1 und dem Gurtstraffer 4 bestehen.
Ferner wird in einem Schritt 9 die durch die negative Beschleunigung des Kraftfahrzeuges von der Masse des Oberkörpers des Insassen hervorgerufene Trägheitskraft wie folgt berechnet: F_Oberkörper = m_Oberkörper × a_zentral, wobei F_Oberkörper die Trägheitskraft des Oberkörpers des Insassen, m_Oberkörper die Masse des Oberkörpers des Insassen und a_zentral die negative Beschleunigung des Kraftfahrzeuges bezeichnen.
In einem weiteren Schritt 10 wird die Kraft F_{Vorwärtsbewegung}, welche eine relative Vorwärtsbewegung des Oberkörpers des Insassen in Bezug auf den Sitz des Kraftfahrzeuges hervorruft, wie folgt berechnet: F_{Vorwärtsbewegung} = F_Oberkörper – F_Gurt, wobei F_Gurt die im Schritt 8 gemessene Kraft des Gurtstraffers 4 bzw. des Sicherheitsgurtes bezeichnet.
Aus der relativen Vorwärtsbewegung des Oberkörpers des Insassen in Bezug auf den Sitz (F_{Vorwärtsbewegung}) wird in einem Schritt 11 die relative Beschleunigung (a_{Vorwärtsbewegung}) zwischen dem Sitz des Kraftfahrzeuges und dem Oberkörper des Insassen mittels des Steuergerätes 1 wie folgt berechnet: a_{Vorwärtsbewegung} = F_{Vorwärtsbewegung}/m_Oberkörper
Gemäß einem Schritt 12 wird anschließend die relative Beschleunigung a_{Vorwärtsbewegung} zwischen dem Sitz des Kraftfahrzeuges und dem Oberkörper des Insassen zweifach integriert, wodurch sich die relative Vorverlagerung des Oberkörpers des Insassen in Bezug zum Sitz des Kraftfahrzeuges ergibt. Aus der Kenntnis der Ausgangsposition und des zeitlichen Verlaufs der Vorwärtsbewegung kann die aktuelle Position berechnet werden.
In einem weiteren Schritt 13 wird die Einbauposition und/oder der Aufblaszustand der Airbags und/oder in einem Schritt 14 der prädizierte Unfall-Typ und/oder in einem Schritt 15 die Position weiterer harter Gegenstände erfasst.
Dabei kann aus der Kenntnis der Sitzposition und/oder der Kenntnis der Einbauposition und dem Aufblaszustand der Airbags und/oder der Kenntnis des prädizierten Unfall-Typs und/oder der Position harter Gegenstände die Gurtkraft F_Gurt zur optimalen Ausnutzung des Überlebensraumes in einem Schritt 16 mittels dem Steuergerät 1 bestimmt werden.
Diese ermittelte Kraft des Gurtstraffers bzw. diese ermittelte Gurtkraft wird durch das Steuergerät 1 im abschließenden Schritt 17 dynamisch eingestellt und entsprechend den ermittelten Daten der augenblicklich vorherrschenden Situation angepasst.
Somit schafft die vorliegende Erfindung ein Rückhaltesystem bzw. ein Verfahren zum dynamischen Steuern eines derartigen Rückhaltesystems, welches ermöglicht, dass der Insasse in einer potentiell kritischen Situation bereits vor einem Unfall in eine derartige Sitzposition gebracht wird, welche den größtmöglichen Überlebensraum ermöglicht. Ferner kann in der Unfall-Phase der zur Verfügung stehende Überlebensraum bestmöglich ausgenutzt werden, wodurch insbesondere für kleine und leichte Personen eine geringere Verletzungsschwere im Falle eines Unfalls erreicht werden kann. Auch kann bei weniger schweren Unfällen die Verletzungsschwere verringert werden, da auch hier der ganze zur Verfügung stehende Raum zum Abbau der Bewegungsenergie genutzt werden kann und damit die auf den Insassen auftretenden Kräfte minimiert werden können.
Desweiteren ist auch eine Anpassung der Auslösung des Airbags aufgrund der Information dieses Systems möglich. So kann beispielsweise der Auslösezeitpunkt oder die Auslösestufe der pyrotechnischen Rückhaltemittel, insbesondere der Airbags, auf die Situation und die zuerwartende Vorverlagerung des Insassen, die Situation des Fahrzeugs und die beaufschlagte Gurtkraft angepasst werden.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. BEZUGSZEICHENLISTE

1	Steuergerät
2	Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung
20	Umfeldsensorik
21	Unfall-Sensorik
3	Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung
4	Gurtstraffer
5	Sitzverstellung
6	Warnsignalausgabe
8	Messen der aktuellen Gurtkraft
9	Bestimmen der Trägheitskraft auf Insassen
10	Bestimmen der Kraft der relativen Vorwärtsbewegung des Oberkörpers bezüglich des Sitzes
11	Bestimmen der relativen Beschleunigung zwischen Sitz und Oberkörper
12	Bestimmen der relativen Vorverlagerung des Oberkörpers zum Sitz
13	Erfassen der Position des Airbags
14	Erfassen des prädizierten Unfall-Typs
15	Erfassen der Position harter Gegenstände im Überlebensraum
16	Bestimmen der Gurtkraft zur optimalen Ausnutzung des Überlebensraumes
17	Einstellen der bestimmten Gurtkraft durch Steuergerät

Claims

Rückhaltesystem zum Zurückhalten eines Insassen in einem Kraftfahrzeug mit: einem Sicherheitsgurt, der durch einen mit einem Steuergerät (1) verbindbaren Gurtstraffer (4) mit einer Kraft beaufschlagbar ist; mindestens einer Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung (2) zum dynamischen Erfassen von Fahrzeugsituationsdaten, wobei die Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung (2) zum Senden der erfassten Daten an das Steuergerät mit demselben verbindbar ist; und mit mindestens einer Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung (3) zum dynamischen Erfassen von Insassen-Parameter-Daten, wobei die Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung (3) zum Senden der erfassten Daten an das Steuergerät (1) mit demselben verbindbar ist, wobei das Steuergerät (1) die Kraft des Gurtstraffers (4) entsprechend der erfassten Daten für eine optimale Ausnutzung des Überlebensraumes in dem Kraftfahrzeug dynamisch steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) in einer Unfall-Phase aus den erfassten Daten der Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung (2) und/oder der Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung (3) den Überlebensraum zwischen dem Insassen und einem etwaigen Objekt, auf das der Insasse auftreffen kann, berechnet und die Kraft des Gurtstraffers (4) entsprechend dynamisch steuert.
Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung (2) als Umfeldsensorik (20) zum Überwachen der Umgebung des Kraftfahrzeuges, beispielsweise Daten von relevanten Unfall-Objekten bezüglich Abstand, Relativgeschwindigkeit, Auftreffwinkel, Auftreffort (Versatz), Überdeckung, Auftreffzeitpunkt und/oder dergleichen, ausgebildet ist.
Rückhaltesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung (2) als Fahrzeug-Zustandssensorik (21) zum Überwachen mindestens eines der folgenden Parameter ausgebildet ist: Lenkwinkel, Abstand zu einem relevanten Unfall-Objekt, Relativgeschwindigkeit, negative Beschleunigung des Kraftfahrzeuges, Gier-Winkel, Gier-Geschwindigkeit, Gier-Beschleunigung, Eigengeschwindigkeit, starker Richtungswechsel, μ-Sprung, Querbeschleunigung, Raddrehzahl, Neigungswinkel und/oder dergleichen.
Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung (2) als Unfall-Sensorik (21) zum Erfassen der Unfall-Beschleunigung, der Unfall-Schwere, des Unfall-Typs, und/oder dergleichen ausgebildet ist.
Rückhaltesystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung (3) als Insassen-Sensorik zum Erfassen der Insassen-Position, des Insassen-Gewichtes, der Größe des Insassen, der Sitzeinstellung, der Sicherheitsgurt-Auszugslänge und/oder dergleichen, ausgebildet ist.
Rückhaltesystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) in einer Vor-Unfall-Phase aus den erfassten Daten der Fahrzeugsituations-Erfassungseinrichtung (2) und/oder der Insassen-Parameter-Erfassungseinrichtung (3) das Gefährdungspotential für den Insassen berechnet und die Kraft des Gurtstraffers (4) entsprechend dynamisch steuert.
Rückhaltesystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) in einer Unfall-Phase eine Auslösung von pyrotechnischen Rückhaltemitteln von der zu erwartenden Vorverlagerung und der zu beaufschlagenden Kraft des Gurtstraffers (4) abhängig betätigt.
Rückhaltesystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (4) als reversibler Gurtstraffer ausgebildet ist.
Verfahren zum dynamischen Steuern eines Rückhaltesystems nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Zurückhalten eines Insassen in einem Kraftfahrzeug mit folgenden Schritten: Erfassen der einen Sicherheitsgurt aktuell beaufschlagenden Kraft durch einen Gurtstraffer (4); Erfassen der auf den Insassen wirkenden Trägheitskraft; Ermitteln der aktuellen Sitzposition des Insassen aus Ausgangssitzposition, der erfassten, den Sicherheitsgurt beaufschlagenden Kraft und aus der auf den Insassen wirkenden Trägheitskraft mittels des Steuergerätes (1); und dynamisches Steuern der Kraft des Gurtstraffers (4) entsprechend der ermittelten Sitzposition des Insassen durch das Steuergerät (1) für eine optimale Ausnutzung des Überlebensraumes in dem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das dynamisches Steuern der Kraft des Gurtstraffers (4) in einer Unfall-Phase ein Berechnen des Überlebensraums zwischen dem Insassen und einem etwaigen Objekt, auf das der Insasse auftreffen kann, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Insassen wirkende Trägheitskraft durch Messen des Gewichtes des Insassen und durch Messen der negativen Beschleunigung des Kraftfahrzeuges bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Position eines etwaigen Airbags, die Umgebung des Kraftfahrzeuges, beispielsweise relevante Unfall-Objekte, mittels einer Umfeldsensorik (20) und/oder der Unfall-Typ eines etwaigen Unfalls mittels einer Unfall-Sensorik (21) erfasst und von dem Steuergerät (1) beim dynamischen Steuern der Kraft des Gurtstraffers (4) mitberücksichtigt werden.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erfassen eines geringen Gefährdungspotentials ein Warnsignal durch eine Warnsignalausgabe (6), welche durch das Steuergerät (1) gesteuert wird, ausgegeben wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Steuern der Kraft des Gurtstraffers (4) der Überlebensraum in dem Kraftfahrzeug hinreichend groß gestaltet wird, beispielsweise durch Steuern des Insassensitzes in Rückwärtsrichtung und/oder durch Entfernen von harten Gegenständen aus dem Bereich des Überlebensraumes durch das Steuergerät (1).