DE19933920B4 - System zum Schutz eines Fahrzeuginsassen während eines Fahrzeugüberschlagzustandes - Google Patents

System zum Schutz eines Fahrzeuginsassen während eines Fahrzeugüberschlagzustandes Download PDF

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Abstract

Fahrzeuginsassenschutzsystem zum Schutz eines Fahrzeuginsassen während eines Fahrzeugüberschlags, wobei das System folgendes aufweist:
einen Überschlagsensor zum Abfühlen eines Fahrzeugüberschlagzustandes, wobei der Überschlagsensor ein Signal als Anzeige für den Fahrzeugüberschlagzustand vorsieht;
einen Fahrzeugkörperteil, der ein Fahrzeuginsassenabteil für den Fahrzeuginsassen definiert, wobei der Fahrzeugkörperteil zumindest eine erste betätigbare kraftbetriebene Vorrichtung aufweist, die bei Betätigung den Schwerpunkt des Fahrzeugkörperteils ansprechend auf das Überschlagsensorsignal absenkt; und
eine Steuerung zur Betätigung der kraftbetriebenen Vorrichtung(en) ansprechend auf das Überschlagsensorsignal.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeuginsassenschutzsystem, und insbesondere auf ein System zum Schutz eines Fahrzeuginsassens während eines Fahrzeugüberschlagzustandes.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Zahlreiche Typen von Fahrzeuginsassenschutzsystemen wurden entwickelt. Solche Systeme wirken typischerweise auf einen Fahrzeuginsassen zum Rückhalten des Insassen während eines Zusammenstoßereignisses. Die Rückhaltung wird durch eine aufblasbare Insassenrückhaltevorrichtung und/oder einen Sitzgurt vorgesehen.
  • Aus der WO 98/37488 ist ein Fahrzeugsicherheitssystem bekannt, das zum Steuern von Sicherheitsvorrichtungen, wie Airbaganordnungen, Sicherheitsgurtspannanordnungen, Kraftstofftrennschalteranordnungen, Batterietrennschalteranordnungen, Anordnungen zum Benachrichtigen von Notfalldiensten und Anordnungen zum Versenden von Fahrzeugpositionsdaten, eine Vielzahl von Steuerungen aufweist. Das System akzeptiert Daten von anderen Fahrzeugsystemen, wie Geschwindigkeitsdaten vom Antiblockiersystem um zwischen einem Aufprall mit geringer oder hoher Geschwindigkeit zu unterscheiden, Sitzinanspruchnahmedaten zur wahlweisen Airbagaktivierung und Lenk- sowie Beschleunigungsdaten um Fahrzeugüberschlagsbedingungen zu ermitteln. Das System bietet die Nutzung verteilter Steuerungen, die mit einer zentralen Steuereinheit kommunizieren zur Fehleranalyse und Benachrichtigung des Fahrzeugbedieners sowie zur Unanfälligkeit bezüglich elektromagnetischer Störanfälligkeit. Bei dieser Kommunikation verwenden digitale Datenkommunikationsleitungen verschlüsselte Befehle und Daten. Jede einzelne Steuerung vermag einen Selbsttest durchzuführen und dessen Ergebnisse der zentralen Steuereinheit mitzuteilen.
  • In ähnlicher Weise befaßt sich die DE 196 50 629 A1 mit dem Einsatz eines Gurtstraffers, Airbags oder Überrollbügels bzw. mit der Absendung von Notsignalen im Falle eines Überrollvorgangs eines Fahrzeugs.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Fahrzeuginsassenschutzsystem zum Schutz eines Fahrzeuginsassen während eines Fahrzeugüberschlags vorzusehen.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein Fahrzeuginsassenschutzsystem zum Schutz eines Fahrzeuginsassen während eines Fahrzeugüberschlags gerichtet. Das System weist einen Überschlagsensor zum Abfühlen eines Fahrzeugüberschlagzustandes auf. Der Überschlagsensor sieht ein Signal als Anzeige für den Fahrzeugüberschlagzustand vor. Ein Fahrzeugkörperteil, der ein Fahrzeuginsassenabteil definiert besitzt zumindest eine erste betätigbare kraftbetriebene Vorrichtung, die bei Betätigung den Schwerpunkt des Fahrzeugkörperteils ansprechend auf das Überschlagsensorsignal absenkt. Das System umfaßt ebenso eine Steuerung bzw. Steuervorrichtung zur Betätigung der kraftbetriebenen Vorrichtung(en) ansprechend auf das Überschlagsensorsignal.
    •
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Das Vorangegangene und andere Merkmale der Erfindung werden sich dem Fachmann bei Betrachtung der folgenden Beschreibung der Erfindung und der beigefügten Zeichnungen verdeutlichen, wobei
  • 1 eine schematische Ansicht eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Ansicht des Systems der 1 ist, die einen alternativen Zustand des Systems darstellt; und
  • 3 ein schematisches Blockdiagramm eines Systems, gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
  • Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuginsassenschutzsystems, das allgemein bei 10 angezeigt ist, wird in den 1 bis 3 dargestellt. Bezugnehmend auf die 1 bis 2 ist das System 10 in einem Fahrzeug 12 mit einem Fahrzeugkörperteil 14 installiert, und zwar in gestrichelten Linien gezeigt. Neben anderen Dingen definiert der Fahrzeugkörperteil 14 ein Fahrzeuginsassenabteil 16, in welchem verschiedene betätigbare Vorrichtungen für die Bequemlichkeit, die Sicherheit und den Komfort angeordnet sind.
  • Ein Fahrzeugsitz, der bei 18 angezeigt ist, mit einem unteren Sitzteil 20 und einem Sitzrückenteil 22 ist im Fahrzeuginsassenabteil 16 angeordnet und an einem unteren Teil 24 des Fahrzeugkörperteils 14 angebracht. Bevorzugterweise ist der Sitz 18 vertikal einstellbar durch eine betätigbare Leistungsvorrichtung 26, die geeigneter Weise einen Motor umfaßt, und zwar zur Einstellung der Höhe des unteren Sitzteils 20 relativ zum unteren Teil 24 des Fahrzeugkörperteils 14. Der Sitz 18 ist zwischen einer Voll-Oben-Position und einer Voll-Unten-Position einstellbar. Die Leistungssitzvorrichtung 26 ist elektrisch mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU = elektronic controll unit) oder einer Steuervorrichtung 28 verbunden, die die Betätigung der Leistungssitzvorrichtung 26 steuert. Typischerweise umfaßt die Leistungssitzvorrichtung 26 ebenso einen Schalter (nicht gezeigt), durch welchen der Insasse die vertikale Höhe des Sitzes 18 auf eine gewünschte Position manuell einstellen kann.
  • Die Steuerung bzw. Steuervorrichtung 28 ist bevorzugterweise ein Mikrocomputer, kann jedoch eine Vielzahl von diskreten Schaltungen, Schaltkreiskomponenten und/oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC = application specific integrated circuit) aufweisen, und zwar so konfiguriert, um die gewünschten Funktionen, wie sie weiter unten beschrieben werden, durchzuführen.
  • Das System 10 der 1 und 2 umfaßt ebenso einen Sitzgurt, der bei 30 angezeigt ist, mit Band- bzw. Gewebeteilen 32 und 34, die um die Hüfte oder den Schoß bzw. die Brust eines Insassen 33 des Sitzes 18 positioniert werden können. Der Sitzgurt 30 weist eine Zunge (nicht gezeigt) auf, die an den Sitzgurt 30 zwischen den Bandteilen 32 und 34 angebracht ist. Die Zunge kann innerhalb einer Schnalle 36 aufgenommen werden, um die Position der Sitzgurtbandteile 32 und 34 um den Insassen 33 herum beizubehalten. Die Schnalle 36 weist einen Schalter 40 auf, der ein Sensor zur Detektion der Präsenz oder der Absenz der Sitzgurtzunge in der Schnalle 36 ist. Der Sitzgurtschnallenschalter 40 ist elektrisch mit der Steuerung 28 zum Vorsehen eines Signals gekoppelt, das anzeigt, ob die Zunge innerhalb der Schnalle 36 aufgenommen ist.
  • Der Sitzgurt 30 ist betriebsmäßig mit einer betätigbaren Sitzgurtvorspannvorrichtung 38 gekoppelt, die zum Festziehen des Sitzgurtes 30 um den Fahrzeuginsassen 33 herum betätigt werden kann. Die Sitzgurtvorspannvorrichtung bzw. der Sitzgurtstraffer 38 ist elektrisch gekoppelt mit der Steuerung 28, die die Vorspannvorrichtung bzw. den Straffer 38 betätigt, Die Vorspannvorrichtung 38 kann irgendein bekannter Sitzgurtvorspannmechanismus sein.
  • Der Fahrzeugkörperteil 14 weist ebenso zumindest einen Fensterrahmen 42 in einer Tür des Fahrzeugs 12 auf. Ein Fenster 43 ist relativ zum Fensterrahmen 42 bewegbar. Das Fenster 43 kann gehoben oder gesenkt werden, um einen Zugang vorzusehen bzw. zu blockieren, und zwar zwischen dem Fahrzeuginsassenabteil 16 und der Außenatmosphäre des Fahrzeugkörperteils 14. Wenn das Fenster 43 gesenkt ist, wird eine Fensteröffnung 45 im Fahrzeugkörperteil 40 zwischen dem Rahmen 42 und dem Fenster 43 ausgebildet, wie in 1 gezeigt.
  • Das Fenster 43 wird mittels eines elektrisch betätigbaren Mechanismus 44 gesenkt und gehoben, der innerhalb der entsprechenden Tür des Fahrzeugs 12 angebracht ist. Typischerweise ist ein Schalter (nicht gezeigt) an zumindest einer der Fahrzeugtüren zur Betätigung des Mechanismus 44 zum Antrieb des Fensters 43 nach oben oder nach unten angebracht. Der elektrisch betätigbare Mechanismus 44 ist ebenso elektrisch gekoppelt mit der Steuerung 28. Der elektrisch betätigbare Mechanismus 44, der einen elektrischen Motor aufweist, ist betriebsmäßig mit einem Ende von zumindest einem von zwei Verbindungsarmen 46 und 48 gekoppelt, die in der Form eines X miteinander verbunden sind. Ein weiteres Ende eines jeden Arms 46 und 48 ist mit einem unteren Teil des Fensters 43 verbunden. Bei Betätigung des elektrisch betätigbaren Mechanismus 44 verschwenken die Arme 46 und 48 relativ zueinander, um das Fenster 43 vertikal zu bewegen.
  • Der Fahrzeugkörperteil 14 besitzt einen Massenschwerpunkt, der bei C angezeigt ist, der einen Abstand, angezeigt mit D, über den Boden 50 beabstandet ist. Das Fahrzeug 12 ist ebenso mit einem betätigbaren System zum Anheben und Senken des Massenschwerpunktes C des Fahrzeugkörperteils 14 zwischen Voll-oben- und Voll-unten-Positionen ausgestattet. Beispielsweise kann das Fahrzeug 12 ein betätigbares Aufhängungssystem aufweisen, angezeigt bei 52, und zwar mit einer Vielzahl von steuerbaren Stützeinrichtungen 54 und 56, von denen eine jede mit einem unterschiedlichen Fahrzeugrad 58 bzw. 60 assoziiert ist. Während nur zwei solche Stützen bzw. Streben 54 und 56 und zugeordnete Räder 58 und 60 in der Seitenan sicht der 1 und 2 dargestellt sind, sei verstanden, daß es jeweils eine Stützvorrichtung für jedes Rad des Fahrzeugs 12 gibt. Die steuerbaren Stützeinrichtungen bzw. Stützvorrichtungen 54 und 56 sind an den Fahrzeugkörperteil 14 und an entsprechenden Radachsen 62 und 64 angebracht. Jede betätigbare Stützvorrichtung 54 und 56 ist ebenso elektrisch gekoppelt mit der Steuerung 28. Die Steuerung 28 kann unabhängig jede Stützvorrichtung 54 und 56 zum Heben und Senken des Fahrzeugkörpers 14 um einen gewünschten Betrag betätigen.
  • Das Schutzsystem 10 weist ebenso einen Überschlagsensor 68 zum Abfühlen eines Fahrzeugüberschlagzustandes auf. Solch ein Überschlagsensor 68 ist in der Technik bekannt. Der Überschlagsensor 68 ist elektrisch mit der Steuerung 28 gekoppelt. Der Überschlagsensor 68 kann eine oder mehrere Abfühlvorrichtungen zum Abfühlen von Fahrzeugdynamiken und/oder Fahrzeugverhalten aufweisen, wie beispielsweise die Neigung, Rollen bzw. Schlingern und ein Gieren bzw. eine Kursabweichung des Fahrzeugs. Ein Überschlagsensor 68 kann ebenso die winkelmäßigen Schwingerraten des Fahrzeugs 12 abfühlen. Der Überschlagsensor 68 sieht somit ein Signal an die Steuerung 28 vor, das anzeigend für einen Fahrzeugüberschlagzustand ist.
  • Die Steuerung 28 bestimmt ansprechend auf das Überschlagsensorsignal, ob ein Fahrzeugüberschlagzustand vorliegt. Die Steuerung 28 ist so konfiguriert, um zwischen einem tatsächlichen Überschlagzustand oder einer Situation, in welcher ein Überschlag wahrscheinlich ist, und einer Situation, in welcher das Fahrzeug 12 einfach eine relativ stabile Veränderung bezüglich des Fahrzeugsverhaltens erfährt, wie beispielsweise eine scharte Neigung aufgrund des Überfahrens einer tiefen Mulde oder eines Hügels, zu unterscheiden. Diese Bestimmung kann auf Schwellenwerten beruhen, die durch empirische Tests für ein besonderes bzw. bestimmtes Fahrzeug erstellt werden.
  • Ansprechend auf das Überschlagsensorsignal, das anzeigt, daß ein Fahrzeugüberschlagzustand vorliegt, bewirkt die Steuerung 28 die Betätigung von zumindest einer Leistungsvorrichtung, wie beispielsweise den elektrisch betätigbaren Mechanismus 44 oder einer Stützvorrichtung 54 oder 56, die eine Charakteristik des Fahrzeugkörperteils 14 modifiziert. Die Steuerung 28 betätigt bevorzugterweise sowohl den elektrisch betätigbaren Mechanismus 44 als auch das Aufhängungssystem 52, während eines Überschlagzustandes.
  • Die Steuerung 28 bewirkt eine Betätigung des elektrischen Aufhängungssystems 52, das die Stützen 54 und 56 umfaßt, um den Schwerpunkt C des Fahrzeugkörperteils 14 schnell zu senken, wie beispielsweise auf die Voll-Unten-Position, die in 2 gezeigt ist. Es wurde festgestellt, daß die Senkung des Schwerpunktes C des Fahrzeugkörperteils 14 mit einer schnellen Rate dazu tendiert, einen Fahrzeugüberschlag zu verhindern, wodurch der Schutz des Fahrzeuginsassen 33 unterstützt wird. Abhängig von besonderen Umständen des Überschlagzustandes könnte die Steuerung 28 nur einige der Stützen betätigen, wie beispielsweise die Stützen 54 oder 56, um nur einen Teil des Fahrzeugkörperteils 14 abzusenken.
  • Während eines Überschlagzustandes kann die Steuerung 28 ebenso bewirken, daß das Fenster 43, bevorzugterweise jedes Fenster des Fahrzeugs 12, vollständig zum Schließen der Fensteröffnung 45 angehoben wird, wie in 2 gezeigt. Das Anheben der Fenster schützt die Fahrzeuginsassen, indem eine zusätzliche Barriere zwischen dem Fahrzeuginsassenabteil 16 und der Umgebungsatmosphäre vorgesehen wird. Dies ist unterstützend beim Verhindern, daß ein nicht angeschnallter Fahrzeuginsasse durch eine benachbarte Fensteröffnung 45 aus dem Fahrzeug 12 austritt bzw. herausgeschleudert wird. Dies verhindert ebenso, daß die Glieder des Insassen sich durch die Fensteröffnung 45 erstrecken, und zwar unbeachtet dessen, ob der Insasse 33 angeschnallt ist oder nicht.
  • Bevorzugterweise betätigt die Steuerung 28 ebenso die Leistungssitzvorrichtung 26 ansprechend auf das Überschlagsensorsignal, das einen Über schlagzustand anzeigt. Dies senkt den Fahrzeugsitz 18 zu seiner Voll-Unten-Position, wie in 2 gezeigt. Das Senken der vertikalen Position des Sitzes 18 beabstandet den Kopf des Fahrzeuginsassen 33 vom Dach des Fahrzeugs 12.
  • Wenn der Insasse 33 angeschnallt ist, wie durch den Schalter 40 angezeigt, ist es ebenso wünschenswert, daß die Steuerung 28 die Sitzgurtvorspannvorrichtung 38 betätigt. Die Vorspannvorrichtung 38 strafft den Sitzgurt 30 um den Fahrzeuginsassen 33 ansprechend auf das einen Überschlagzustand anzeigende Überschlagsensorsignal. Die Vorspannvorrichtung 38 zwingt somit den Insassen 33 gegen den Sitz 18.
  • Bevorzugterweise betätigt die Steuerung sowohl die Sitzvorspannvorrichtung 38 als auch die Leistungssitzvorrichtung 26 ansprechend auf das Überschlagsensorsignal. Ein Absenken des Fahrzeugsitzes 18 zur Beabstandung des Insassen 33 vom Dach und ein Straffen des Sitzgurtes 30 um den Insassen 33 reduziert die Wahrscheinlichkeit, daß der Insasse 33 eine Verletzung während eines Überschlagzustandes erleidet. Demgemäß wirken die Sitzgurtvorspannvorrichtung 38 und die Leistungssitzvorrichtung 26 auf den Fahrzeuginsassen 33, wenn sich ein Überschlagzustand ereignet.
  • Aus der vorangegangenen Beschreibung der Erfindung nimmt der Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen wahr. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen von den angefügten Ansprüchen abgedeckt sein.

Claims (7)

  1. Fahrzeuginsassenschutzsystem zum Schutz eines Fahrzeuginsassen während eines Fahrzeugüberschlags, wobei das System folgendes aufweist: einen Überschlagsensor zum Abfühlen eines Fahrzeugüberschlagzustandes, wobei der Überschlagsensor ein Signal als Anzeige für den Fahrzeugüberschlagzustand vorsieht; einen Fahrzeugkörperteil, der ein Fahrzeuginsassenabteil für den Fahrzeuginsassen definiert, wobei der Fahrzeugkörperteil zumindest eine erste betätigbare kraftbetriebene Vorrichtung aufweist, die bei Betätigung den Schwerpunkt des Fahrzeugkörperteils ansprechend auf das Überschlagsensorsignal absenkt; und eine Steuerung zur Betätigung der kraftbetriebenen Vorrichtung(en) ansprechend auf das Überschlagsensorsignal.
  2. Fahrzeuginsassenschutzsystem gemäß Anspruch 1, wobei die erste kraftbetriebene Vorrichtung eine betätigbare Fahrzeugaufhängungsvorrichtung oder Fahrzeugfederung aufweist.
  3. Fahrzeuginsassenschutzsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Fahrzeugkörperteil zumindest einen Fensterrahmen und ein Fenster aufweist, das relativ zum Fensterrahmen bewegbar ist, um eine Fensteröffnung im Fahrzeugkörperteil zu definieren, wobei der Fahrzeugkörperteil eine zweite betätigbare kraftbetriebene Vorrichtung aufweist, die bei Betätigung das Fenster zum Schließen der Fensteröffnung ansprechend auf das Überschlagsensorsignal bewegt.
  4. Fahrzeuginsassenschutzsystem gemäß Anspruch 3, wobei die zweite betätigbare kraftbetriebene Vorrichtung einen elektrischen Fensterheber aufweist.
  5. Fahrzeuginsassenschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner folgendes aufweist: ein Glied, das innerhalb des Fahrzeuginsassenabteils positioniert ist, wobei das Glied auf den Fahrzeuginsassen zum Schutz desselben während eines Fahrzeugüberschlagzustandes wirkt; und eine dritte betätigbare kraftbetriebene Vorrichtung, die bei Betätigung den Fahrzeuginsassen während eines Fahrzeugüberschlagzustandes schützt, indem sie bewirkt, daß das Glied auf den Fahrzeuginsassen ansprechend auf das Überschlagsignal wirkt.
  6. Fahrzeuginsassenschutzsystem nach Anspruch 5, wobei das Glied einen Sitzgurt aufweist, und wobei die dritte kraftbetriebene Vorrichtung eine Sitzgurtvorspannvorrichtung aufweist, die mit dem Sitzgurt zum Straffen des Sitzgurtes um den Fahrzeuginsassen ansprechend auf das Überschlagsensorsignal gekoppelt ist.
  7. Fahrzeuginsassenschutzsystem nach Anspruch 5, wobei das Glied einen Fahrzeugsitz aufweist, und wobei die dritte kraftbetriebene Vorrichtung ein Mittel zum Absenken des Fahrzeugsitzes aufweist, um den Fahrzeuginsassen ansprechend auf das Überschlagsensorsignal abzusenken.
DE19933920A 1998-07-23 1999-07-20 System zum Schutz eines Fahrzeuginsassen während eines Fahrzeugüberschlagzustandes Expired - Fee Related DE19933920B4 (de)

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