DE112004003030B4 - Rückhaltevorrichtung für einen Insassen eines Fahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Rückhaltevorrichtung für einen Fahrzeuginsassen eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Im Stand der Technik ist aus der
DE 44 11 184 C2 ein Passagier-Rückhaltegurtsystem zur Verwendung mit einem in einem Fahrzeug angebrachten Sitz bekannt. - Dieses umfasst einen Sitzgurt zum Sichern eines Passagiers auf dem Sitz in einer Sitzposition, einen Gurtstrammer, der auf ein Steuersignal reagiert, um so den Passagier auf dem Sitz zurückzuhalten, eine Einrichtung zum Messen der Entfernung und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges in Bezug auf ein Objekt sowie eine Einrichtung zur Berechnung einer Zeit, nach der ein Fahrzeug-Zusammenstoß mit dem Objekt erwartet wird, und eine Steuereinheit zur Erzeugung des Steuersignals, das rechtzeitig die Kraft des Gurtstrammers erhöht, wenn ein Fahrzeug-Zusammenstoß erwartet wird, und eines zweiten Steuersignals, das die Kraft des Gurtstrammers reduziert, wenn kein Fahrzeug-Zusammenstoß erwartet wird. Dabei ist der steuerbare Gurtstrammer als Vorstrammer ausgebildet, der vor dem Fahrzeug-Zusammenstoß nur bis zu einer vorgegebenen Vorspannkraft wirksam ist, und ein weiterer Gurtstrammer ist vorgesehen, der ausgelöst wird, wenn ein Fahrzeug-Zusammenstoß festgestellt wird. Das Straffen des Gurtes erfolgt durch Zurückziehen des Gurtschlosses mit einer Gesamtkraft.
1 zeigt diese Vorgehensweise. Das Gurtschloss unterteilt den Gurt dabei in zwei Teile, in denen die straffenden Teilkräfte in Bezug auf den Gurt einander entgegengesetzt wirken und jeweils geringer sind als die Gesamtkraft. Dies hat zur Folge, dass nur ein geringer, kaum spürbarer Druck auf den Oberkörper des Passagiers ausgeübt wird. - Dieses Passagier-Rückhaltegurtsystem reduziert im Gefahrenfall zwar eine eventuelle Gurtlose des Passagiers, hat aber keine Signalisierungswirkung auf den Passagier.
- Aus der
DE 100 58 932 A1 ist ein Fahrgast zurückhaltendes Schutzsystem bekannt, das eine Sitzgurteinzieheinrichtung hat, die einen Gurt, der einen Fahrgast zurückhält, einzieht. Es ist eine erste Vorspannungseinrichtung vorgesehen, welche arbeitet, wenn die Möglichkeit einer Kollision in der Bestimmung der Kollisionsmöglichkeit bestimmt wird, um die erste Gurtspannung höher einzustellen als jene des normalen Fahrens. Weiterhin ist eine zweite Vorspannungseinrichtung vorgesehen, welche arbeitet, wenn die Möglichkeit einer Kollision in der Bestimmung der Kollisionsmöglichkeit bestimmt wird, um die zweite Gurtspannung höher als die erste eingestellte Spannung einzustellen. Ferner ist eine Steuer- und Regeleinrichtung vorgesehen, welche, wenn die Möglichkeit einer Kollision in der Bestimmung der Kollisionsmöglichkeit bestimmt wird, bewirkt, dass die zweite Vorspannungseinrichtung bevorzugt oder preferentiell unabhängig von der Betätigung der ersten Vorspannungseinrichtung betätigt wird. Wenn bestimmt wird, dass bei einer Verzögerung des Fahrzeugs, die eine eingestellte Verzögerung übersteigt, eine Kollision aufgetreten ist, wird eine dritte Gurtspannung, welche größer als die zweite Gurtspannung ist, eingestellt. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und verbesserte Rückhaltevorrichtung anzugeben, die eine eventuelle Gurtlose eines Fahrzeuginsassen reduziert.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Rückhaltevorrichtung gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die erfindungsgemäße Rückhaltevorrichtung für einen Fahrzeuginsassen eines Fahrzeugs weist einen Gurt, der mittels eines arretierbaren Aufrollers ausziehbar oder einziehbar ist, und einen reversiblen Gurtstraffer auf, wobei der reversible Gurtstraffer im Falle eines drohenden, noch vermeidbaren ersten Ereignisses automatisch eine erste straffende Kraft auf den Gurt ausübt und aufrechterhält und/oder, falls das erste Ereignis nicht mehr droht, die erste straffende Kraft reduziert und im Falle eines bevorstehenden, nicht mehr vermeidbaren zweiten Ereignisses automatisch eine zweite straffende Kraft auf den Gurt ausübt, die größer ist als die erste straffende Kraft, wobei die erste straffende Kraft und die zweite straffende Kraft stetig in Richtung des Einziehens wirken.
- Mit dieser Rückhaltevorrichtung gelingt es, eine eventuelle Gurtlose des Fahrzeuginsassen zu reduzieren und dem Fahrzeuginsassen die Gefahr eines bevorstehenden, noch vermeidbaren ersten Ereignisses in Form einer haptischen Warnung zu signalisieren. Durch das Straffen in eine Richtung in Bezug auf den Gurt ist die straffende Kraft in allen Bereichen des Gurtes im Betrag identisch und für den Insassen deutlich spürbar.
- Tritt eines der Ereignisse ein, so ist der Insasse vor einer Beschleunigung optimal geschützt, indem der Gurtstraffer im Falle eines festgestellten dritten Ereignisses automatisch eine dritte straffende Kraft auf den Gurt ausübt, die höher ist als die zweite straffende Kraft. Bevorzugterweise wirkt die dritte straffende Kraft ausschließlich in Richtung des Einziehens. Dadurch wirkt auch bei der dritten Kraft in allen Bereichen des Gurtes eine identische Kraft. Vorzugsweise wird die dritte Kraft durch Auslösen einer Explosivladung ausgeübt.
- Mit anderen Worten: Das erste, zweite und dritte Ereignis repräsentieren den Gefahrengrad einer bevorstehenden Unfallgefahr. Mit steigender Unfallgefahr wird die auf den Gurt auszuübende Kraft in Form der jeweils zugehörigen ersten und zweiten straffenden Kräfte stetig und bei identifiziertem Unfall in Form der dritten straffenden Kraft explosionsartig gesteigert.
- Erfindungsgemäß übt der Gurtstraffer im Falle des drohenden, vermeidbaren ersten Ereignisses nach einem ersten Pausenintervall, das nach dem Ausüben der ersten straffenden Kraft beginnt, und vor dem Ausüben der zweiten straffenden Kraft eine vierte straffende Kraft aus, deren Betrag zwischen der ersten und der zweiten Kraft liegt. Dem Ausüben der vierten straffenden Kraft ist ein viertes Ereignis zugeordnet. Es ist definiert als ein Zeitpunkt vor dem zweiten Ereignis und nach dem Ablauf des auf das Ausüben der ersten Kraft folgenden Pausenintervalls.
- Alternativ oder zusätzlich übt der Gurtstraffer im Falle des ersten Ereignisses eine vierte straffende Kraft aus, an die sich vor dem Ausüben der zweiten straffenden Kraft ein Pausenintervall anschließt und deren Betrag zwischen der ersten Kraft und der zweiten Kraft liegt.
- Durch diese beiden Varianten der intermittierende Straffung wird die Signalisierung an den Insassen noch deutlicher. Bei ausreichender Zeit bis zum Eintritt des zweiten Ereignisses wird die Ausübung der vierten straffenden Kraft nach einem erneuten Pausenintervall mit erhöhter vierter straffender Kraft wiederholt.
- Dabei wirkt vorteilhafterweise die vierte straffende Kraft ausschließlich in Richtung des Einziehens. Dadurch wirkt auch bei der vierten Kraft in allen Bereichen des Gurtes eine identische Kraft.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gurtstraffer im Bereich des Aufrollers angeordnet. Das Straffen in Richtung des Einziehens ist damit einfach erreichbar. Insbesondere gelingt dies mit geringem Aufwand, indem der Gurtstraffer mittels der straffenden Kräfte den Aufroller verschiebt.
- Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht dabei vor, dass im Falle des Ausübens einer straffenden Kraft automatisch zuvor der Aufroller arretiert wird und im Falle des Reduzierend dieser straffenden Kraft automatisch zuvor die Arretierung des Aufrollers gelöst wird. Die erforderlichen Wege zum Straffen werden auf diese Weise minimiert. Außerdem wird die Straffung aufgegeben, sobald die Gefahr des Eintretens des betreffenden oder nachfolgenden Ereignisses vorüber ist. Der Insasse kann sich dadurch freier bewegen.
- In einer möglichen Variante zieht der Gurtstraffer mittels der straffenden Kräfte den Gurt in den Aufroller ein. Diese Variante hat aufgrund der rotierenden Bewegung einen geringen Platzbedarf im Vergleich zu einer Verschiebungsbewegung.
- Zweckmäßigerweise ist der Gurt als Dreipunktgurt ausgebildet. Das Rückhalten gelingt damit einfach und mit hoher Sicherheit.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zum Ermitteln des Drohens und/oder Bevorstehens des Ereignisses mindestens eine Radar-Vorrichtung zum Messen einer Entfernung vorgesehen. Diese ermöglicht eine genaue und schnelle Berechnung der Abstände und Relativgeschwindigkeiten und ermöglicht so eine kurze Reaktionszeit der Rückhaltevorrichtung.
- Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Rückhaltevorrichtung an einem Fahrersitz des Fahrzeuges angeordnet ist. Der Fahrer wird somit bei Drohen des Ereignisses zu einer erforderlichen Reaktion angehalten, beispielsweise zur Betätigung oder stärkeren Betätigung der Bremse oder zu einem Ausweichmanöver.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
- Dabei zeigen:
-
1 das Prinzip der Gurtstraffung im Stand der Technik, -
2 das Prinzip der erfindungsgemäßen Gurtstraffung, -
3 eine Seitliche Ansicht einer Rückhaltevorrichtung, -
4 den zeitlicher Verlauf der auf den Gurt wirkenden Kräfte und -
5 den zeitlicher Verlauf der auf den Gurt wirkenden Kräfte in einer weiteren Ausgestaltung. - Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- In
1 zum Stand der Technik ist das Straffen des Gurtes1 durch Zurückziehen des Gurtschlosses2 schematisch dargestellt. Die Gesamtkraft Fges wird in zwei Teilkräfte Fa und Fb zerlegt, die beide geringer sind als die Gesamtkraft Fges. -
2 zeigt das Prinzip des Straffens eines Gurtes1 einer erfindungsgemäßen Rückhaltevorrichtung R. Die Spannkraft oder straffende Kraft FS wirkt dabei entlang des Gurtes1 in Richtung des Einziehens. Im abgebildeten Fall wird der Gurt1 zum straffenden Einziehen aufgerollt. Die straffende Kraft FS ist entlang des Gurtes1 überall dem Betrage nach gleich groß. Das Gurtschloss2 kann zusätzlich zurückgezogen werden, um eine stärkere Straffung zu erreichen. In diesem Fall wirken entlang des Gurtes1 wiederum unterschiedliche Kräfte. - In
3 ist eine Rückhaltevorrichtung R eines nicht abgebildeten Fahrzeugs dargestellt. Sie weist einen als Dreipunktgurt ausgeführten Gurt1 , ein Gurtschloss2 und einen Aufroller3 auf. In den Aufroller3 ist der Gurt1 teilweise einziehbar, wobei er auf eine nicht abgebildete Rolle aufgewickelt wird. Entsprechend ist der Gurt1 aus dem Aufroller2 teilweise ausziehbar, wobei er von der nicht abgebildeten Rolle abgewickelt wird. In den Aufroller3 ist ein reversibler Gurtstraffer4 integriert. Die Rückhaltevorrichtung R ist an einem Fahrersitz5 angeordnet. Der Aufroller3 und ein Ende des Gurtes1 sind an einer B-Säule7 des Fahrzeugs befestigt. Das Gurtschloss2 ist am Fahrersitz5 befestigt. - Das Fahrzeug weist weiterhin als eine Radar-Vorrichtung beispielsweise einen nicht abgebildeten Dopplerradar-Sensor zur Entfernungs- und Relativgeschwindigkeitsmessung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder Hindernis auf. Mittels einer Recheneinheit, die innerhalb des Gurtstraffers
4 angeordnet ist, wird anhand von Messdaten der Entfernungs- und Relativgeschwindigkeitsmessungen, die in die Zukunft extrapoliert werden, der voraussichtliche Zeitpunkt eines zu erwartenden Ereignisses E1 bis E4 ermittelt. In diesem Fall ist ein derartiges Ereignis E1 bis E4 der Aufprall auf ein vorausfahrendes Fahrzeug oder ein Hindernis. In anderen Fällen kann ein Ereignis E1 bis E4 auch der Verlust der Haftung der Räder beispielsweise in einer Kurvenfahrt sein, wobei zusätzliche Messdaten wie die Absolutgeschwindigkeit erforderlich sind. - Falls aufgrund der extrapolierten Messdaten das Eintreten eines der Ereignisses E1 bis E4 droht, wird, wenn das betreffende Ereignis E1 bis E4, insbesondere das erste Ereignis E1, durch entsprechende Reaktionen des Fahrers noch abwendbar ist durch den Gurtstraffer
4 automatisch eine erste straffende Kraft FS1 als Spannkraft FS auf den Gurt1 in dessen Einzugsrichtung ausgeübt und aufrechterhalten bis das erste Ereignis E1 nicht mehr einzutreten droht. Der Fahrer wird durch diese Warnstraffung, insbesondere den Druck des Gurts1 auf seine Schulter, auf die gefährliche Situation aufmerksam gemacht. Wird erkannt, dass das erste Ereignis E1 nicht mehr eintreten kann, wird die erste straffende Kraft FS1 nicht weiter aufrechterhalten, der Gurt1 kann sich wieder in seine vorherige Lage entspannen. - Mit fortschreitender Dauer werden durch den Gurtstraffer
4 in Intervallen T1 vierte Kräfte FS4 auf den Gurt1 entlang dessen Einzugsrichtung ausgeübt, wobei zwischen den Intervallen T1 die Spannung des Gurtes1 für ein Pausenintervall T2 konstant gehalten wird. Diese intermittierende Straffung signalisiert dem Fahrer eine zunehmende Gefahr. - Schreitet die zeitliche Entwicklung soweit voran, dass das Eintreten des noch vermeidbaren ersten Ereignisses E1 durch Bremsen nicht mehr abwendbar ist und somit in das nicht mehr vermeidbare zweite Ereignis E2 übergeht, so erzeugt der Gurtstraffer
4 automatisch eine zweite straffende Kraft FS2 in dessen Einzugsrichtung auf den Gurt1 , die größer ist als die erste straffende Kraft FS1. Diese zweite straffende Kraft FS2 fixiert den Fahrer am Fahrersitz5 , womit er für einen Aufprall mit minimaler Verletzungsgefahr vorbereitet wird. - Die ersten, zweiten und vierten straffenden Kräfte FS1, FS2, FS3 werden durch den Gurtstraffer
4 erzeugt, indem dieser den Aufroller3 um eine entsprechende Strecke vertikal nach unten verschiebt, nachdem der Ein-/Ausziehmechanismus des Aufrollers3 automatisch arretiert worden ist. Falls das erste Ereignis E1 oder eines der anderen vermieden werden konnte, wird die Arretierung gelöst und die Verschiebung des Aufrollers3 rückgängig gemacht, um ein Entspannen des Gurtes1 zu ermöglichen. Der Gurtstraffer4 wird daher als reversibel bezeichnet. - Ist das dritte Ereignis E3 eingetroffen, so erzeugt der Gurtstraffer durch Zündung einer nicht abgebildeten Explosivladung automatisch eine dritte, stark straffende Kraft FS3 auf den Gurt
1 in dessen Einzugsrichtung, die deutlich höher ist als die zweite straffende Kraft FS2 und sehr viel schneller erreicht wird. Diese Straffung vermindert eine mögliche Beschleunigung des Körpers des Fahrers relativ zum Fahrzeug und somit die Verletzungsgefahr beim Aufprall, insbesondere in Kombination mit einem Airbag. Durch die Vorstraffung bis einschließlich der zweiten straffenden Kraft FS2 ist ein entscheidender Zeitvorteil gewonnen. Das maximale Kraftniveau wird frühzeitig erreicht, wodurch der Ride-Down-Effekt minimiert wird. - In
4 ist der Betrag der in dem Ausführungsbeispiel gemäß3 jeweils auf den Gurt1 wirkenden Spannkraft FS in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Im Zeitpunkt K wird die Kritikalität der Situation erkannt. Der Gurt1 wird in den Intervallen T1 stetig angezogen. Zwischen den Intervallen T1 ist die Spannkraft FS während der Pausenintervalle T2 gleichbleibend. -
5 zeigt eine Variation des Ausführungsbeispiels zu den3 und4 , bei der keine vierte straffende Kraft FS4 ausgeübt wird, weil beispielsweise die Zeit bis zum Eintreffen des Ereignisses E nicht für weitere Zwischenschritte ausreicht. Zudem verkürzen sich die Pausenintervalle T2 im Verlauf der Warnstraffung und die Kraftänderungen erfolgen in stärkerem Ausmaß, um den Fahrer deutlicher auf das drohende Ereignis E aufmerksam zu machen. - Bezugszeichenliste
-
- R
- Rückhaltevorrichtung
- E
- Ereignis
- 1
- Gurt
- 2
- Gurtschloss
- 3
- Aufroller
- 4
- Gurtstraffer
- 5
- Fahrersitz
- Fa, Fb
- Teilkraft
- Fges
- Gesamtkraft
- FS
- Spannkraft
- FS1
- Erste straffende Kraft
- FS2
- Zweite straffende Kraft
- FS3
- Dritte straffende Kraft
- FS4
- Vierte straffende Kraft
- T1
- Intervall
- T2
- Pausenintervall
- t
- Zeit
Claims (13)
- Rückhaltevorrichtung (R) für einen Fahrzeuginsassen eines Fahrzeugs, aufweisend einen Gurt (
1 ), der mittels eines arretierbaren Aufrollers (3 ) ausziehbar oder einziehbar ist, und einen reversiblen Gurtstraffer (4 ), wobei der reversible Gurtstraffer (4 ) – im Falle eines drohenden, noch vermeidbaren ersten Ereignisses (E1) automatisch eine erste straffende Kraft (FS1) auf den Gurt (1 ) ausübt und aufrechterhält und/oder, falls das erste Ereignis (E1) nicht mehr droht, die erste straffende Kraft (FS1) reduziert und – im Falle eines bevorstehenden, nicht mehr vermeidbaren zweiten Ereignisses (E2) automatisch eine zweite straffende Kraft (FS2) auf den Gurt (1 ) ausübt, die größer ist als die erste straffende Kraft (FS1), – wobei die erste straffende Kraft (FS1) und die zweite straffende Kraft (FS2) stetig in Richtung des Einziehens wirken, dadurch gekennzeichnet, – dass der Gurtstraffer (4 ) im Falle des ersten Ereignisses (E1) nach einem ersten Pausenintervall (T2), das nach dem Ausüben der ersten straffenden Kraft (FS1) beginnt, und vor dem Ausüben der zweiten straffenden Kraft (FS2) eine vierte straffende Kraft (FS4) ausübt, deren Betrag zwischen der ersten Kraft (FS1) und der zweiten Kraft (FS2) liegt und/oder – dass der Gurtstraffer (4 ) im Falle des ersten Ereignisses (E1) eine vierte straffende Kraft (FS4) ausübt, an die sich vor dem Ausüben der zweiten straffenden Kraft (FS2) ein Pausenintervall (T2) anschließt und deren Betrag zwischen der ersten Kraft (FS1) und der zweiten Kraft (FS2) liegt. - Rückhaltevorrichtung (R) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer ($) im Falle eines festgestellten dritten Ereignisses (E3) automatisch eine dritte straffende Kraft (FS3) auf den Gurt (
1 ) ausübt, die höher ist als die zweite straffende Kraft (FS2). - Rückhaltevorrichtung (R) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte straffende Kraft (FS3) stetig in Richtung des Einziehens wirkt.
- Rückhaltevorrichtung (R) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Kraft (FS3) durch Auslösen einer Explosivladung ausgeübt wird.
- Rückhaltevorrichtung (R) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte straffende Kraft (FS4) ausschließlich in Richtung des Einziehens wirkt.
- Rückhaltevorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (
4 ) im Bereich des Aufrollers (3 ) angeordnet ist. - Rückhaltevorrichtung (R) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (
4 ) mittels mindestens einer der straffenden Kräfte (FS1, FS2, FS3, FS4) den Aufroller (3 ) verschiebt. - Rückhaltevorrichtung (R) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle des Ausübens mindestens einer der straffenden Kräfte (FS1, FS2, FS3, FS4) automatisch zuvor der Aufroller (
3 ) arretiert wird und im Falle des Reduzierens der betreffenden straffenden Kraft (FS1, FS2, FS3, FS4) automatisch zuvor die Arretierung des Aufrollers (3 ) gelöst wird. - Rückhaltevorrichtung (R) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (
4 ) mittels mindestens einer der straffenden Kräfte (FS1, FS2, FS3, FS4) den Gurt (1 ) einzieht. - Rückhaltevorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurt (
1 ) als Dreipunktgurt ausgebildet ist. - Rückhaltevorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ereignis (E2) eine Fahrzeugkollision ist.
- Rückhaltevorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des Drohens und/oder Bevorstehens mindestens eines oder der Ereignisses (E1, E2, E3) mindestens eine Radar-Vorrichtung zum Messen einer Entfernung vorgesehen ist.
- Rückhaltevorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einem Fahrersitz (
5 ) des Fahrzeuges angeordnet ist.
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