DE4112579A1

DE4112579A1 - Innensystem fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4112579A1
Application number: DE4112579A
Authority: DE
Inventors: Hideo Omura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1991-10-24
Anticipated expiration: 2011-04-18
Also published as: DE4112579C2; GB2243533B; JPH042545A; GB9108151D0; US5398185A; JP2605922B2; GB2243533A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Innensystem für ein Kraftfahrzeug und insbesondere auf eine Fahrzeug insassen-Rückhaltevorrichtung zur Verwendung bei einer Fahrzeugkollision.

Verschiedene Arten von Innensystemen für Kraftfahrzeuge wurden in den letzten Jahren vorgeschlagen. Ein derarti ges Innensystem ist beispielsweise im Manual of Automative Engineering, 7. Ausgabe, § 15, Seiten 1-128 bis 1-134, ver öffentlicht von Jidosha Gÿutsu Kai beschrieben. Unter Be zugnahme auf Fig. 14 umfaßt dieses Innensystem als innen liegende Elemente eine Dreipunkt-Sicherheitsgurtanordnung, welche eine Aufrolleinrichtung 103, die an einer Fahrzeug mittelsäule 101 einer Fahrzeugkarosserie am unteren Teil der selben befestigt ist, eine Schulterverankerung 107, die an der Mittelsäule 101 am oberen Teil derselben befestigt ist, eine äußere Verankerung 111, die an der Mittelsäule 101 am unteren Teil derselben festgelegt ist, und eine innere Veran kerung 113 hat, welche ein Gurtschloß 115 aufweist. Ein Gurt band 105 wird von der Aufrolleinrichtung 103 abgezogen, geht durch die Schulterverankerung 107, dann durch einen Ring ei ner Zunge 109 und ist mit der äußeren Verankerung 111 ver bunden.Eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltung wird dadurch er zielt, daß die Zunge 109 mit dem Gurtband 105 in das Gurt schloß 115 der inneren Verankerung 113 eingeführt wird und dort in Eingriff ist.

Bei der Entwicklung eines Kraftfahrzeugs wird im allgemei nen ein Fahrzeugkollisionstest durchgeführt, um das Fahr zeuginsassen-Rückhaltevermögen zu verbessern. Bei diesem Test wird ein Fahrzeug erstellt, in dem ein Dummy auf einem Sitz Platz nimmt und mit Hilfe einer Rückhalteeinrichtung, wie eines Sicherheitsgurts, angeschnallt ist. Dann wird ein Aufpralltest durchgeführt, um das Verhalten des jeweiligen Teils eines Fahrzeuginsassen, wie die G-Wellenform eines Kopfes, eines Brustteils, usw. und eine Belastung eines Schen kels usw. zu bestimmen. Basierend auf dem Ergebnis des Fahr zeugkollisionstests werden Untersuchungen angestellt, ob die Eigenschaften des Fahrzeuges im Hinblick auf das Fahrzeug insassenrückhaltevermögen ausgezeichnet sind.

Zusätzlich erfolgt eine Ermittlung einer Fahrzeuginsassen verhaltenssimulation, um hierdurch die Fahrzeugentwicklung, basierend auf dem Kollisionstest, zu unterstützen. Bei diesen Untersuchungen werden das Verhalten eines Fahrzeuginsassen und eine G-Wellenform sowie eine Belastung des jeweiligen Teils des Fahrzeugs dynamisch unter Einsatz eines Kleinrech ners ermittelt.

Hierbei erhält der Kleinrechner die folgenden, unterschied lichen Daten: Geometrische Daten, wie Daten über die Körper größe des Fahrzeuginsassen, usw.; den Fahrzeuginsassen be treffende Daten, wie dessen Sitzhaltung usw; die Material eigenschaften betreffende Daten, wie im Hinblick auf eine Form, eine Belastungsverschiebecharakteristik, usw. von Fahr zeuginsassen-Rückhalteeinrichtungen und den Inneneinrichtun gen, welche in Kontakt mit dem Fahrzeuginsassen sind, wie z. B. eine Sicherheitsgurtanordnung, ein Air Bag, ein Knie polster, ein Bodenbelag und ein Armaturenbrett; und die Kol lision betreffende Daten, wie eine Fahrzeugkollisionsgeschwin digkeit, eine G-Wellenform der Fahrzeugkarosserieeindrückun gen usw.

Bei einem derartigen, bekannten Innensystem für ein Kraft fahrzeug wird das Verhalten der Fahrzeuginsassen mit Hil fe eines Rechners simuliert, und der Fahrzeugkollisions test wird durchgeführt, so daß man eine einzige, zutref fende Lösung im Hinblick auf einen durchschnittlichen Zu stand von Fahrzeuginsassen, die Höhe, Gewicht und Sitzhal tung, und allgemeine Kollisionsbedingungen, wie Kollisions geschwindigkeit und eine G-Wellenform der Fahrzeugkarosse rie bei Eindrückungen erhält. Hieraus lassen sich nähere Einzelheiten, wie eine Lage der jeweiligen Verankerung der Sicherheitsgurtanordnung, und eine Belastungsverschiebungs charakteristik des Gurtbandes bestimmen. Daher hat das be kannte Innensystem eine begrenzte Anwendung hinsichtlich eines optimalen Fahrzeuginsassen-Rückhaltevermögens für den jeweiligen Fahrzeuginsassen trotz einer ausreichenden Rückhaltung des Fahrzeuginsassen.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Inneneinrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welches dazu beiträgt, daß eine Stoßbelastung auf einen Fahrzeuginsassen in star kem Maße herabgesetzt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird eine Inneneinrichtung zum Schutz eines Fahrzeuginsas sens in einem Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie bereit gestellt, welches sich durch folgendes auszeichnet:
eine Mehrzahl von innenliegenden Elementen, die an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, und welche jeweils einen variablen Zustand bezüglich des Fahrzeuginsassen ein nehmen können,
eine Mehrzahl von Betätigungseinrichtungen für die Mehrzahl von innenliegenden Elementen,
eine Mehrzahl von Sensoren, die an der Fahrzeugkaros serie angebracht sind, und
eine Steuereinheit mit einem Kleinrechner (Mikrocomputer), welche mit der Mehrzahl von innenliegenden Elementen, der Mehrzahl von Betätigungseinrichtungen und der Mehrzahl von Sensoren verbunden ist,
wobei die Steuereinheit mit einem Kleinrechner der art beschaffen und ausgelegt ist, daß folgendes vorgenommen werden kann:
Sammeln von den Fahrzeuginsassen betreffenden Daten,
Sammeln von Fahrzeugkollisionsdaten,
Sammeln von ersten Fahrzeugdaten in Abhängigkeit von den gesammelten Fahrzeugkollisionsdaten,
Speichern von zweiten Fahrzeugdaten,
Abschätzen eines Verhaltens eines Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von den den Fahrzeuginsassen betreffenden Daten und den ersten Fahrzeugdaten, welche gesammelt wurden und den zweiten, gespeicherten Fahrzeugdaten,
Ermitteln eines charakteristischen Wertes von den jeweiligen Elementen der Mehrzahl von innenliegenden Ele menten auf eine solche Weise, daß eine Stoßbeanspruchung auf den Fahrzeuginsassen nach Maßgabe des abgeschätzten Ver haltens so gering wie möglich gemacht wird, und,
Steuerung der Mehrzahl von Betätigungseinrichtungen in Abhängigkeit von dem ermittelten, charakteristischen Wert.

Gemäß einerm weiteren Lösungsgedanken nach der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern einer Inneneinrichtung zum Schutz eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug mit einer Fahrzeug karosserie bereitgestellt, wobei die Inneneinrichtung eine Mehrzahl von innenliegenden Elementen umfaßt, die an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, und die jeweils einen bezüglich des Fahrzeuginsassen variablen Zustand einnehmen, eine Mehrzahl von Betätigungseinrichtungen für die Mehrzahl von innenliegenden Elementen umfaßt, und eine Mehrzahl von Sensoren umfaßt, die an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, wobei sich das Verfahren durch die folgenden Schritte auszeichnet:
Sammeln von den Fahrzeuginsassen betreffenden Daten,
Sammeln von Fahrzeugkollisionsdaten,
Sammeln von ersten Fahrzeugdaten in Abhängigkeit von den gesammelten Fahrzeugkollisionsdaten,
Speichern von zweiten Fahrzeugdaten:
Abschätzen eines Verhaltens des Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von den den Fahrzeuginsassen betreffenden Daten und den ersten, gesammelten Fahrzeugdaten und den zwei ten, gespeicherten Fahrzeugdaten,
Ermitteln eines charakteristischen Wertes für jedes Teil der Mehrzahl von innenliegenden Teilen derart, daß ei ne Stoßbelastung auf einen Fahrzeuginsassen nach Maßgabe des abgeschätzten Verhaltens möglichst gering gehalten wird, und Steuern der Mehrzahl von Betätigungseinrichtungen in Abhängigkeit von diesem ermittelten, charakteristischen Wert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung er geben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich nung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Inneneinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit ei nem Fahrer gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht zur Verdeutlichung einer Notsperre für eine Aufrolleinrichtung (ELR) mit einer verstellbaren Klemmhalterung und einer Vorbelastungseinrichtung,

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung einer Schulterverankerung mit einem Gurtband und einer Explosivvorbelastungseinrichtung,

Fig. 4 ein Blockdiagramm zur Verdeutlichung des Da tenflusses bei der Verarbeitung in einem Kleinrechner (Mikrocomputer),

Fig. 5a-5c Tabellen zur Verdeutlichung des Vorbereitungs verfahrens zur Dateneingabe zur Verwendung bei der Ermittlung und der Simulierung eines Verhaltens eines Fahrzeuginsassen,

Fig. 6 eine den Fig. 5a-5c ähnliche Ansicht zur Ver deutlichung von Messungen, basierend auf den Ergebnissen der Ermittlungen bei der Simulation des Fahrzeuginsassenverhaltens,

Fig. 7 eine Fig. 6 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung der Steuerung bei der Fahrzeuginsassenverhaltens simulation,

Fig. 7a-7c vergrößerte Ansichten von jeweiligen Baugruppen a, b und c in Fig. 7,

Fig. 8 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines graphischen Modells, einer Formatierung und des Umfangs von Daten bei der Umformung der Daten als Eingangsdaten für die Ermittlungen bei der Fahrzeuginsassenverhaltenssimulation,

Fig. 9 ein Flußdiagramm einer Parameterstudie, basie rend auf einem Simulationsprogramm für das Fahrzeuginsassenverhalten,

Fig. 10 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht zur Verdeutlichung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer lnneneinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit ei nem Fahrer gemäß der Erfindung,

Fig. 11 eine Fig. 7 ähnliche Ansicht zur Verdeutli chung von vorbereitenden Maßnahmen von Auf prall- bzw. Stoßdaten zur Verwendung bei der Bestimmung der Stoßbelastungen,

Fig. 12 eine Fig. 4 ähnliche Ansicht zur Verdeutli chung eines Datenflusses bei der Verarbeitung in einem Kleinrechner bzw. Mikrocomputer bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 13 eine Fig. 11 ähnliche Ansicht zur Verdeutli chung von Messungen, basierend auf einem Er gebnis der Ermittlungen betreffend die Fahr zeuginsassenverhaltenssimulation und einer steuerbaren Zeitdauer, und

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht zur Verdeutli chung eines üblichen Fahrzeuginsassen-Rückhalte systems für ein Kraftfahrzeug.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der gleiche oder ähn liche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind, be ziehen sich insbesondere die Fig. 1-9 auf eine Inneneinrich tung für ein Kraftfahrzeug mit einer Auslegung nach der Er findung, welches innenliegende Elemente, die jeweils einen bezüglich eines Fahrzeuginsassen variablen Zustand einnehmen können, eine Dreipunktsicherheitsgurtanordnung 1, die ein va riables Fahrzeuginsassenrückhaltevermögen hat, einen Sitz 3, einen Air Bag 5 und ein Kniepolster 7 als zugeordnete Ein richtungen umfaßt. Zusätzlich umfaßt die Inneneinrichtung als eine Steuereinrichtung einen Kleinrechner bzw. Mikro prozessor 9 zur Steuerung der Betätigungseinrichtungen für die Sicherheitsgurtanordnung 1, den Sitz 3, den Air Bag 5 und das Kniepolster 7.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin dung umfaßt der Kleinrechner 9 Betriebseinrichtungen zum Er mitteln einer Fahrzeuginsassenverhaltenssimulation nach Maß gabe eines Fahrzeuginsassenverhaltenssimulationsprogramms, so daß diese Einrichtung eine Einrichtung zum Abschätzen des Ver haltens eines Fahrzeuginsassens darstellt, wenn eine Stoßbela stung auf das Fahrzeug einwirkt.

Die Sicherheitsgurtanordnung 1 hat eine Notsperre für die Auf rolleinrichtung (ELR) 13, die fest mit einer Mittelsäule 11 einer Fahrzeugkarosserie am unteren Teil desselben verbunden ist, hat ferner eine Schulterverankerung 17, die fest mit der Mittelsäule 11 am oberen Teil derselben verbunden ist, eine äußere Verankerung 21, die fest mit der Mittelsäule 11 an dem unteren Teil derselben verbunden ist, und eine innere Veranke rung 23, die ein Gurtschloß 25 besitzt. Ein Gurtband 15 wird von der Aufrolleinrichtung 13 abgezogen, geht durch die Schul terverankerung 107, dann durch einen Durchgangsring einer Zun ge 19 und ist schließlich mit der äußeren Verankerung 21 ver bunden. Die Rückhaltung eines Fahrzeuginsassen wird dadurch erzielt, daß die Zunge 19 zusammen mit dem Gurtband 15 in das Gurtschloß 25 der inneren Verankerung 23 eingeführt und in Ein griff mit diesem gebracht wird. Eine verstellbare Meßklemmhal terung 27 und eine Vorbelastungseinrichtung 29 sind in die ELR 13 integriert, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Eine Ex plosivvorbelastungseinrichtung 31 hingegen ist in die Schul terverankerung 17 integriert, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, so daß momentan eine Druckkraft aufgebracht wird, um die Ver ankerung 17 in einer vertikalen Richtung zu bewegen.

Ein Sitz 3 umfaßt ein Sitzpolster 33 und eine Rückenlehne 35. Das Sitzpolster 33 ist auf Gleitschienenführungen 37 vor- und zurückbewegbar, während die Rückenlehne 35 mit dem Sitzpol ster 33 über eine Rückenlehnen-Verstelleinrichtung (nicht ge zeigt) verbunden ist. Den Gleitführungsschienen 37 ist ein Linearpotentiometer 39 zum Erfassen einer Gleitstellung des Sitzes 3 zugeordnet, welcher als ein Sitzgleitbewegungsgrö ßen-Detektionssensor dient. Ein drahtförmiger Zug 45 stellt über eine Seilscheibe 47 eine Zwischenverbindung von dem Sitz polster 33 und einer Explosivvorbelastungseinrichtung 43 her, die auf einer Bodenverkleidung 41 unterhalb des Sitzes 3 an geordnet ist. Wenn daher die Explosivvorbelastungseinrichtung 43 arbeitet, wird der Sitz 3 zwangsläufig zurückbewegt. Die Rückenlehnen-Verstelleinrichtung für die Rückenlehne 35 umfaßt ein Drehpotentiometer 49 zum Detektieren einer Neigungsstel lung der Rückenlehne 35, wobei dieses Potentiometer als ein Rückenlehnenneigungs-Detektionssensor dient.

Der Air Bag 5 ist in der Mitte eines Lenkrades 53 einer Lenk anordnung 51 angeordnet. Mit diesem sind ein Druckventil 55 mit variabel einstellbarem Vorgabedruck zum Einstellen des Innendrucks des Air Bags 5 und eine Auslösesignalschaltung (nicht gezeigt) zur Vorgabe eines Auslösezeitpunktes verbun den. Der Lenkanordnung 51 ist ein Drehpotentiometer 57 zum Erfassen eines Neigungswinkels des Lenkrads 53 zugeordnet, welches als ein Lenkradneigungsgrößen-Detektionssensor dient.

Das Kniepolster 7 ist unterhalb eines Armaturenbretts 71 an geordnet. An diesem ist eine Dämpfungseinrichtung 61 mit ei nem verstellbaren Öffnungsdurchmesser angebracht, welcher als ein stoßabsorbierendes Teil wirkt.

Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin dung dienen die verstellbare Meßklemmhalterung 27, die Vor belastungseinrichtung 29, die Explosivvorbelastungseinrich tungen 31 und 43, das Druckventil 55 mit einem variabel ein stellbaren Vorgabedruck und die Auslöseschaltung sowie die Dämpfungseinrichtung 61 mit verstellbarem Öffnungsdurchmesser als Betätigungs- bzw. Auslöseeinrichtungen zum Beaufschlagen der Sicherheitsgurtanordnung 1, des Sitzes 3, des Air Bags 5 und des Kniepolsters 7.

Mit einem Eingangsanschluß des Kleinrechners 9 sind eine Dateneingabeeinrichtung 63 zum Eingeben von die Fahrzeug insassen betreffenden Daten, Fernsehkameras 65 und 67 zum Detektieren der Sitzhalterungsdaten eines im Fahrzeug Platz nehmenden Fahrzeuginsassens, ein Sitzgleitbewegungsgrößen- Detektionssensor 39 zum Detektieren einer Verschiebestellung des Sitzes 3, einer Sitzrückenlehnen-Neigungsdetektionsein richtung 49 zum Detektieren einer Neigung der Sitzrückenleh ne 35 und ein Lenkradneigungsgrößen-Detektionssensor 57 zum Detektieren eines Neigungswinkels des Lenkrades 53 verbunden. Ebenfalls ist mit diesem ein Laserradar 69 zum Detektieren von Fahrzeugkollisionsdaten verbunden, der als Detektions einrichtung dient.

Andererseits sind mit einem Ausgangsanschluß des Kleinrech ners 9 die verstellbare Meßklemmhalterung 27 und die Vorbe lastungseinrichtung 29 von ELR 13, die Explosivvorbelastungs einrichtung 31 der Schulterverankerung 17, die Explosivvorbe lastung 43 des Sitzes 3, das Druckventil 55 mit einer ein stellbaren Druckvorgabe und die Auslöseschaltung des Air Bags 5 sowie die Dämpfungseinrichtung 61 mit verstellbarem Öffnungsdurchmesser für das Kniepolster 7 verbunden.

Die Dateneingabeeinrichtung 63 umfaßt einen Kartenleser be treffend die Fahrzeuginsassendaten, und eine Handeingabeein richtung für die Fahrzeuginsassen betreffende Daten, wobei diese Dateneingabeeinrichtung beispielsweise in Form eines Kartenlesers am Armaturenbrett 71 vorgesehen ist. Der Kar tenleser für die Fahrzeuginsassendaten ist beispielsweise derart ausgelegt, daß prinzipiell der Fahrer und Inhaber hier mit arbeiten kann. Geometrische Daten, wie Länge, Gewicht, Schwerpunkt, Trägheitsmoment des jeweiligen Teils eines Fahrzeuginsassen, welche vorangehend anhand von physikali schen Untersuchungen ermittelt wurden, und Verbindungscharak teristika, wie eine Winkel-Drehmoment-Charakteristik jedes Gelenks des Fahrzeuginsassen werden auf eine Datenkarte ge schrieben. Wenn man in dem Fahrzeug Platz nimmt, gibt der Fahrer die Karte in den Fahrzeuginsassen-Datenkartenleser derart ein, daß diese die Fahrzeuginsassen betreffenden Da ten in den Kleinrechner 9 eingegeben werden. Andererseits ist die Handeingabeeinrichtung für die die Fahrzeuginsas sen betreffenden Daten prinzipiell derart ausgelegt, daß ein anderer Fahrer und nicht der Fahrer und Fahrzeughalter diese verwenden kann. Der Fahrer gibt manuell in den Kleinrechner 9 die die Fahrzeuginsassen betreffenden Daten, wie Geschlecht, Alter, Gewicht, Größe, Prozenzanteil, Rasse, usw. insofern ein, daß er diese Daten kennt. Der Kleinrechner 9 wandelt die die Fahrzeuginsassen betreffenden Eingabedaten in geometri sche Daten und Verknüpfungsdaten unter Verwendung eines Um wandlungsprogramms um, welches zuvor eingegeben wurde. Bei spielsweise wurde von U.S. Air Force ein GEBOD-Programm ent wickelt, das als Umwandlungsprogramm eingesetzt werden kann.

Die Fernsehkameras 65 und 67, welche dazu dienen, daß man ein bild von der Sitzstellung des Fahrzeuginsassen zur Verarbei tung erhält, sind an der Fahrzeugkarosserie derart ange bracht, daß sie vor dem Fahrzeuginsassen und auf einer Seite desselben angeordnet sind.

Der Laserradar 69, welcher unmittelbar vor der Kollision eine Relativgeschwindigkeit des Fahrzeuges mit einem Aufgreifge genstand und eine Form als Fahrzeugkollisionsdaten erfaßt, ist an der Fahrzeugkarosserie am Vorderteil vorgesehen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 erfolgt eine Beschreibung des Da tenverarbeitungsablaufes bei der ersten bevorzugten Ausfüh rungsform nach der Erfindung.

Der Kleinrechner 9 liest in einem Datensammelteil 73 Roh daten, die von den Sensoren 39, 49, 57, 65, 67 und 69 und den über die Dateneingabeeinrichtung 63 eingegebenen Daten kommen. In einem Datenumwandlungsteil 75 werden diese Da ten in Eingangsdaten zur Verwendung der Ermittlung des Ver haltens des Fahrzeuginsassen durch Simulation verwendet. Hierzu können Daten 77 verwendet werden. Diese Daten 77 er hält man, indem man zuvor einen Test und eine Messung beim jeweiligen Fahrzeug vornimmt und die hierbei gewonnenen Da ten im Kleinrechner 9 speichert. Wenn man die jeweils umge wandelten Eingangsdaten einsetzt, erfolgt ein Simulations durchlauf in einem Ermittlungsteil 79 als eine Operations einrichtung, basierend auf dem Fahrzeuginsassenverhalten im Simulationsprogramm. Wenn bei diesem Simulationsdurch lauf die Fahrzeugkollisionsdaten von dem Laserradar 69 ein gegeben werden, wird ein Verhalten eines Fahrzeuginsassen, basierend auf den Positionszustand der jeweils innenliegen den Elemente und den Eigenschaften des Fahrzeuginsassens, usw. abgeschätzt. Dann wird ein charakteristischer Wert zur Minimalisierung einer Stoßbelastung auf den Fahrzeuginsas sen aus dem Positionszustand des jeweiligen Sicherheitsele ments, den Eigenschaften des Fahrzeuginsassens, usw. und dem abgeschätzten Fahrzeuginsassenverhalten ermittelt. Als Fahrzeuginsassenverhaltenssimulationsprogramm gibt es ein CAL3D Programm, das hauptsächlich von U.S. Air Force ent wickelt wurde, und ein MADYMO Programm, das von TNO Compa ny in Holland entwickelt wurde, wobei es sich hierbei um dreidimensionale Programme handelt. Ferner gibt es ein MVMA-2D Programm, das von der Michigan University in Ameri ka entwickelt wurde, und das zweidimensional ist. Es gibt viele Programme, die als Einzelentwicklungen von weiteren Firmen und Instituten entstanden sind, die hinsichtlich des Ermittlungsprinzips und auch im Hinblick auf die erforderli chen Eingabedaten und den Ermittlungsdaten ähnlich gestal tet sind. Folglich kann irgendeines dieser Fahrzeuginsassen verhaltenssimulationsprogramme bei dieser bevorzugten Aus führungsform nach der Erfindung eingesetzt werden.

Dann gibt, basierend auf dem Ermittlungsergebnis, ein Steu erteil 81 als eine Steuereinrichtung ein Signal aus, wel ches die verstellbare Meßklemmhalterung 27, die Vorbela stungseinrichtung 29, die Explosivvorbelastungseinrichtun gen 31 und 43, das Druckventil 55 mit variablem Vorgabedruck, die Auslösesignalschaltung und die Dämpfungseinrichtung 61 mit verstellbarer Öffnungsgröße als Stellglieder ansteuert, so daß die Rückhaltecharakteristika der Sicherheitsgurtan ordnung 1, des Sitzes 3, des Air Bags 5 und des Kniepolsters 7 derart geändert werden, daß die auf den Fahrzeuginsassen wirkende Stoßbelastung soweit wie möglich herabgesetzt wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5a-5c ist ein Umwandlungsver fahren von den Daten der Dateneingabeeinrichtung 63, den Sensoren 39, 49, 57, 65, 67 und 69 zu den Eingabedaten für die Durchführung der Fahrzeuginsassenverhaltenssimulation gezeigt. In den Fig. 5a-5c sind Tabellen gezeigt, deren Spal ten folgende Bedeutung haben: A für Sensoren, B für Daten sammeleinzelheiten, C von zuvor für jedes Fahrzeug eingege bene Daten, D für die Inhalte der Datenumwandlung und E für die Eingangsdaten zur Durchführung der Fahrzeuginsassen verhaltenssimulation.

Insbesondere werden Fahrzeuginsassendaten (Spalte B) durch Einlegen der Datenkarte in den Fahrzeuginsassendaten-Karten leser der Dateneingabeeinrichtung 63 eingegeben, wie dies mit (1) in Fig. 5a gezeigt ist, oder diese Fahrzeuginsassenda ten werden von Hand über die Handdateneingabeeinrichtung für die die Fahrzeuginsassen betreffenden Daten eingegeben, wie dies mit (2) in Fig. 5a gezeigt ist. Die die Fahrzeugin sassen betreffenden Daten werden in geometrische Daten und Gelenkeigenschaftsdaten für die jeweiligen Teile entsprechend eines Hauptgelenks des Fahrzeuginsassens umgewandelt, bei denen es sich um Eingabedaten (Spalte E) handelt. Es ist noch zu erwähnen, daß das Umwandlungsprogramm (Spalte D) im Falle der Handeingabe genutzt wird, wie dies mit (2) in Fig. 5a gezeigt ist.

Wie mit (3) in Fig. 5a gezeigt ist, erfolgt für ein Bild ei nes sitzenden Fahrzeuginsassens (Spalte B), ermittelt mit Hil fe den Fernsehkameras 65 und 67 eine Bildverarbeitung (Spal te D), und es erfolgt eine Bestimmung eines Winkels und ei ner Position des jeweiligen Teils des Fahrzeuginsassens, be zogen auf Fahrzeugkoordinaten als Fahrzeuginsassenausgangs sitzhaltung (bei einer Kollision), bei denen es sich um Ein gangsdaten (Spalte E) handelt.

Wie mit (4) in Fig. 5a gezeigt ist, erfolgt eine Koordinaten transformation (Spalte D) einer Position des Sitzpolsters 33 auf den Gleitführungsschienen 37 (Spalte B) detektiert mit Hilfe des Sitzverschiebungsgrößen-Detektionssensors 39, ba sierend auf Daten für die Kontur des Sitzpolsters 33 in Ver bindung mit den Gleitführungsschienen 37 (Spalte C), wobei diese Größen zuvor in den Kleinrechner 9 eingegeben wurde. Es wird eine Kontur des Sitzpolsters 33, bezogen auf Fahr zeugkoordinaten, bestimmt, und diese dienen als Eingangsda ten (Spalte E).

Wie mit (5) in Fig. 5a gezeigt ist, erfolgt eine Koordinaten transformation (Spalte D) einer Neigung der Sitzrückenlehne 35 (Spalte B) detektiert mit Hilfe des Sitzrücklehnen-Nei gungsdetektionssensors 49, basierend auf Daten für die Kon tur der Rückenlehne 35 und dem Zentrum eines Sitzrückenleh nengelenks (Spalte C), wobei diese Daten zuvor in den Klein rechner 9 eingegeben wurden. Hierbei wird eine Kontur der Sitzrückenlehne 35, bezogen auf die Fahrzeugkoordinanten be stimmt, die als Eingabedaten (Spalte E) dienen.

Wie mit (6) in Fig. 5b gezeigt ist, wird ein Neigungswinkel des Lenkrads 53 (Spalte B) detektiert mit Hilfe des Lenkrad neigungsgrößen-Detektionssensors 57 einer Koordinatentrans formation unterzogen (Spalte D), basierend auf den Daten für die Form eines Lenkradrandes 83 und einer Speiche 85 des Lenkrads 53, wobei das Mittelteil als Mitte für die Neigungs bewegung dient, und es erfolgt eine Verarbeitung der Daten für die Position und die Richtung des Aufblasens des Air Bags 5 (Spalte c), welche zuvor in den Kleinrechner 9 einge geben wurden. Hierbei wird eine Form des Lenkradkranzkörpers 83 und der Speichen 85 des Lenkrades 53 und eine Position und eine Richtung des Aufblasens bei dem Air Bag 5, bezogen auf Fahrzeugkoordinaten, bestimmt, bei denen es sich um Eingabe daten (Spalte E) handelt.

Wie mit (7) in Fig. 5b gezeigt ist, erfolgt eine geometrische Bearbeitung der Daten für die Fahrzeuginsassenanfangssitz haltung (bei der Kollision) und von geometrischen Daten für die jeweiligen Teile (Spalte B), welche man von dem mit Hil fe der Dateneingabeeinrichtung 63 angegebenen Fahrzeuginsas sendaten und innen von den Bilddaten der Fernsehkameras 65 und 67 erhält. Hierbei erfolgt eine geometrische Bearbeitung, basierend auf den Positionen der Schulterverankerung 17, der äußeren Verankerung 21 und der inneren Verankerung 23, die zuvor in den Kleinrechner 9 eingegeben wurden. Es werden Be festigungspunkte a, b, c und d zwischen Fahrzeuginsassen und Sicherheitsgurtanordnung 1 auf die Fahrzeuginsassenkoordina ten bezogen, sowie auf die Positionen der Schulterverankerung 17, der äußeren Verankerung und der inneren Verankerung 23, bezogen auf Fahrzeugkoordinaten bestimmt, bei denen es sich um Eingabedaten (Spalte E) handelt.

Wie mit (8) in Fig. 5b gezeigt ist, werden die Relativgeschwin digkeit des Fahrzeugs mit dem Aufprallgegenstand und einer Form desselben, wie einer festen Wand, eines Pfeilers, eines Fahrzeugs (Spalte B) detektiert mit Hilfe des Laserradars 69 zur Ermittlung der G-Wellenformen der Fahrzeugkarosse rieeindrückungen nach Maßgabe der Fahrzeugkollisionsgeschwin digkeit und dem Aufprallgegenstand (Spalte C) eingesetzt, die zuvor in den Kleinrechnern 9 eingegeben wurden. Hierbei wird eine der G-Wellenformen der Fahrzeugkarosserieeindrückung als die am nächsten kommende beim Kollisionszustand (Spalte D) ausgewählt, welche als Eingangsdaten (Spalte E) dienen.

Wie zusätzlich mit (9) bis (11) in Fig. 5c gezeigt ist, er hält der Kleinrechner 9 weitere Eingangsdaten wie über die Konturen der Bodenplatte 41 und des Armaturenbretts 71 in Fahrzeugkoordinaten, die Belastungsverschiebungscharakteri stika desselben und die Belastungsverschiebungscharakteri stika des Sitzpolsters 33 und der Sitzrückenlehne 35 (Spal ten C und E).

Nachstehend erfolgt eine Beschreibung bezüglich des Inhalts von Parameteruntersuchungen, um das Fahrzeuginsassenrück haltevermögen zu verbessern und eine Erläuterung der Betä tigungseinrichtungen, mittels welchen die charakteristischen Werte sich einstellen lassen, um eine Stoßbelastung auf den Fahrzeuginsassen so gering wie möglich zu halten.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 werden bei der ersten bevorzugten Ausführungsform die folgenden Parameter erstellt und gesteu ert, um das Fahrzeuginsassenrückhalteverhalten zu verbes sern: (1) - Belastungsverschiebungscharakteristik der Sicher heitsgurtanordnung 1, (2) - Position der Schulterverankerung 17, (3) - Innendruck des Air Bags 5, (4) - Auslösezeitpunkt des Air Bags 5, (5) - Belastungsverschiebungscharakteristik des Kniepolsters 7, und (6) - Position des Sitzes 3. Durch Verändern dieser Parameter erfolgt die Simulationsermitt lung, um die charakteristischen Werte zu erhalten, bei denen eine Stoßbelastung auf den Fahrzeuginsassen so gering wie möglich ist.

Basierend auf den Ergebnissen bei der Simulationsermittlung werden dann die folgenden Arbeitsgänge durchgeführt:
Die Belastungsverschiebung der Sicherheitsgurtanordnung 1 wird gesteuert, indem die verstellbare Meßklemmhalterung 27 und die Vorbelastungseinrichtung 29 betätigt wird, die in ELR 13 integriert ist.

Die Position der Schulterverankerung 17 wird dadurch gesteu ert, daß die Explosivvorbelastungseinrichtung 31 derart aus gelöst wird, daß unmittelbar eine Druckkraft erzeugt wird, um die Schulterverankerung 17 in vertikaler Richtung zu be wegen.

Der Innendruck des Air Bags 5 wird dadurch gesteuert, daß das Druckventil 55 mit variablem Vorgabedruck derart einge stellt wird, daß ein Wert verändert wird, wenn der Fahrzeug insasse in Kontakt mit dem Air Bag 5 kommt und dieser den Fahrzeuginsassen zurückhält.

Der Auslösezeitpunkt des Air Bags 5 wird gewählt, indem ei ne Verzögerungsschaltung gesteuert wird, die in der Auslöse signalschaltung vorgesehen ist.

Die Belastungsverschiebungscharakteristik des Kniepolsters 7 wird dadurch gesteuert, daß ein Öffnungsdurchmesser der Dämpfungseinrichtung 61 mit verstellbarem Öffnungsdurchmesser gesteuert wird, welcher dem Kniepolster 7 zugeordnet ist.

Die Position des Sitzes 3 wird dadurch gesteuert, daß die Explosivvorbelastungseinrichtung 43 derart ausgelöst wird, daß das Sitzpolster 33 über die Zugeinrichtung 45 nach hin ten gezogen wird.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert.

Wenn man zuerst in das Fahrzeug einsteigt, gibt der Fahrzeug insasse die Datenkarte in die Dateneingabeeinrichtung 63 ein, oder der Fahrzeuginsasse betätigt die Einrichtung 63, um die den Fahrzeuginsassen betreffenden Daten in den Kleinrechner 9 einzugeben.

Sobald man während der Fahrt von dem Laserradar 69 die Infor mation erhält, daß eine Fahrzeugkollision unausweichlich ist, beginnen alle Sensoren 39, 49, 57, 65 und 67 zu arbeiten. Unter Bezugnahme auf Fig. 7 erhält der Kleinrechner 9 die Rohdaten, wie Fahrzeuginsassen, Sitzhaltung, die Position des Sitzpolsters 33 auf den Gleitführungsschienen 37, die Nei gung der Sitzrückenlehne 35, den Neigungswinkel des Lenkra des 53 und die Relativgeschwindigkeit bezüglich des Auftreff gegenstandes und die Form desselben, welche mit Hilfe der Sen soren 39, 49, 57, 65 und 67 jeweils detektiert wurden. Die gesammelten Einzeldaten sind in einer Spalte 1 in den Fig. 7a und 7b verdeutlicht.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7, insbesondere auf die Fig. 7a und 7b, werden die Rohdaten und die Fahrzeugdaten, die zuvor in den Rechner 9 (Spalte II) eingegeben wurden, in Eingangsdaten zur Verwendung bei der Ermittlung der Fahrzeuginsassenverhal tenssimulation (Spalte III) umgewandelt. Diese Eingangsdaten sind beispielsweise die die Fahrzeuginsassen betreffenden geo metrischen Daten, die Sitzhaltungsdaten des Fahrzeuginsassens, bezogen auf Fahrzeugkoordinaten, die Konturen des Sitzpolsters 33, der Sitzruckenlehne 35 und des Lenkrades 53 und die abge schätzte G-Wellenform der Fahrzeugkarosserieeinbeulung, wie dies voranstehend angegeben wurde.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 sind die Form und die Formatierung der Daten, die in Eingabedaten umgewandelt wurden, in einem graphischen Modell verdeutlicht.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 7, insbesondere auf Fig. 7c, erfolgt, basierend auf den Eingangsdaten, eine Ermittlung un ter Zuhilfenahme des Fahrzeuginsassenverhaltenssimulations programms (Spalte IV). Zuerst wird das Fahrzeuginsassenver halten bei einer Fahrzeugkollision abgeschätzt. Dann wird ei ne Schockgröße für den Fahrzeuginsassen durch Verändern der Parameter ermittelt, welche variabel sind, um das Fahrzeug insassenrückhaltevermögen zu optimieren, beispielsweise die Belastungsverschiebungscharakteristik der Sicherheitsgurtan ordnung 1, die Position der Schulterverankerung 17, den Innen druck des Air Bags 5, den Auslösezeitpunkt desselben, die Be lastungsverschiebecharakteristik des Kniepolsters 7, und die Position des Sitzes 3 bei der ersten bevorzugten Ausführungs form. Hierdurch erhält man die charakteristischen Werte, wel che ermöglichen, daß man die Stoßbelastung auf den Fahrzeug insassen so gering wie möglich halten kann (Spalten IV und V).

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 erfolgt eine detaillierte Beschrei bung bezüglich der Fahrzeuginsassenverhaltenssimulation, die in Spalte IV in Fig. 7 ermittelt wurde.

Zuerst werden in einem Schritt S1 eine Position und eine Ge schwindigkeit der Fahrzeugkarosserie mit dem Fahrzeuginsassen und den innenliegenden Einrichtungen ermittelt. Als Ergebnis hiervon erhält man die Ermittlung des Fahrzeuginsassenverhal tens.

In einem Schritt S2 wird, basierend auf den Positions- und Ge schwindigkeitsdaten nach dem Schritt S1 eine Verschiebungsgrös se des jeweiligen Elements der Fahrzeugkarosserie und des Fahr zeuginsassens auf eine geometrische Weise ermittelt.

Anschließend wird in einem Schritt S3, basierend auf den Ver schiebungsdaten nach dem Schritt S2, eine Zwischenwirkungs belastung, welche in jedem Element zu erzeugen ist, nach Maßgabe der Belastungsverschiebungscharakteristik des je weiligen Elements ermittelt, welche zuvor in den Kleinrechner 9 eingegeben wurde.

In einem anschließenden Schritt S4 wird, basierend auf der zwischenwirkenden Belastung, eine Beschleunigung a, die in dem jeweiligen Element zu erzeugen ist, aus der Newton′schen Bewegungsgleichung in folgender Weise ermittelt:

(a) = (M) ^-1 (F)

wobei a eine in jedem Element zu erzeugende Beschleunigung ist, M eine Masse desselben ist, und F eine hierauf wirkende Kraft bzw. Belastung ist. Als Ergebnis erhält man bei die ser Ermittlung eine Beschleunigung oder Verzögerung, die für den Fahrzeuginsassen erzeugt werden sollte, und die genutzt wird, um den Stoßbelastungsgrad des Fahrzeuginsassens zu er mitteln. Dann kehrt die Steuerung zu dem Schritt S1 zurück, in dem die Position und die Geschwindigkeit der Fahrzeugka rosserie mit dem Fahrzeuginsassen und den innenliegenden Ein richtungen nach Δt (Delta t) dadurch ermittelt werden, daß die Beschleunigungsdaten des jeweiligen Elements aufintegriert werden.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 7, und insbesondere auf Fig. 7c, werden die charakteristischen Werte zur Minimalisierung einer Stoßbelastung auf den Fahrzeuginsassen, basierend auf dem vorstehend angegebenen Ermittlungsergebnis, ausgewählt, wo bei beispielsweise eine Verschiebungsgröße der Vorbelastungs einrichtung 29 der Schulterverankerung 17, ein Öffnungsdurch messer der Dämpfungseinrichtung 61 mit verstellbarem Öffnungs durchmesser, ein Vorgabedruck für das Druckventil 55 des Air Bags 5 mit veränderbarem Vorgabedruck, usw. bestimmt wird. Wenn dann die Vorbelastungseinrichtung 29 arbeitet und der Öffnungsdurchmesser sowie der Vorgabedruck einge stellt ist, stellen die Sicherheitsgurtanordnung 1, der Air Bag 5 und das Kniepolster 7 ein optimales Fahrzeuginsassen rückhaltevermögen sicher.

Wie zuvor angegeben ist, werden nach Maßgabe der detaillier ten geometrischen Charakteristika des Fahrzeuginsassens, des Zustands des Fahrzeuginsassens, wie der Sitzhaltung, der Fahrzeugzustände, wie des Sitzpolsters 33, der Sitzrücken lehne 35 und des Lenkrades 53, und nach Maßgabe der Kolli sionsbedingungen, wie einer Kollisionsgeschwindigkeit und einem Aufprallgegenstand, die charakteristischen Größen der Sicherheitsgurtanordnung 1, des Air Bags 5 und des Kniepol sters 7 auf eine äußerst feinfühlige Weise eingestellt und aufeinander abgestimmt.

Es ist erwünscht, daß diese Einstellung vor der Fahrzeugkol lision abgeschlossen ist. Unmittelbar nach der Fahrzeugkol lision jedoch, beispielsweise etwa nach 20 ms, wird sich der Fahrzeuginsasse jedoch kaum bewegen, so daß die Erstel lung der charakteristischen Größen für die Sicherheitsgurtan ordnung 1, den Air Bag 5 und das Kniepolster 7 vor diesem Zeitpunkt bereitgestellt werden können.

Da somit die Fahrzeuginsassen durch das Rückhaltesystem und die zugeordneten Einrichtungen hiervon zurückgehalten werden, welche charakteristische Werte haben, um eine Stoßbelastung auf den Fahrzeuginsassen nach Maßgabe der Fahrzeuginsassen-, Fahrzeug- und Kollisionsgrößen möglichst gering zu halten, erhält man immer eine optimale Fahrzeuginsassenrückhaltung, und die Stoßbelastung auf den Fahrzeuginsassen wird auf einen möglichst kleinen Wert begrenzt, so daß sich die Sicherheit verbessern läßt.

Da die Eingabedaten für die Ermittlung der Fahrzeuginsassen verhaltenssimulation,abgesehen von einer Relativgeschwin digkeit, zu einem Aufprallgegenstand an sich bekannt sind, läßt sich eine Ermittlungszeit dadurch verkürzen, daß man im Vorhinein eine Simulation bei Relativgeschwindigkeiten von 100 km/h oder 200 km/h beispielsweise durchführt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10-13 ist eine zweite bevorzug te Ausführungsform nach der Erfindung verdeutlicht.

Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung erfolgt die Steuerung, basierend auf der Arbeitsweise unmit telbar vor oder nach der Fahrzeugkollision. Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform hingegen erfolgt die Steuerung, basierend auf dem Arbeiten während der Gesamtzeit, während der eine Stoßbeanspruchung am Fahrzeug auftritt, so daß zeit liche Veränderungen bei der Stoßeinwirkung berücksichtigt werden können. Dies bedeutet, daß auch nach der Fahrzeugkol lision das Ausmaß der Stoßbelastung des Fahrzeuginsassen mit Hilfe der Sensoren die zeitliche Reihenschaltung detektiert wird. Wenn bestimmt wird, daß das Ausmaß der Stoßbelastung extrem groß wird, erfolgt eine Untersuchung der Parameter, basierend auf dem Fahrzeuginsassenverhaltenssimulationspro gramm, um eine Prozeßsteuerung bzw. eine Steuerung mit Rück führung zu verwirklichen, und die charakteristischen Werte für das Fahrzeuginsassenrückhaltesystem und die zugeordneten Einrichtungen zu optimieren.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 umfaßt ein Sicherheitssystem zu diesem Zweck eine Meßdose 91 als einen Kniepolster-Belastungs detektionssensor, eine Meßdose 87 als ein Schulterband-Span nungsdetektionssensor, und eine Meßdose 89 als ein Bandüber lappungsspannungsdetektionssensor. Diese Meßzellen 87, 89 und 91, welche als Stoßbelastungsausmaß-Detektionseinrichtungen dienen, sind mit dem Eingangsanschluß des Kleinrechners 9 verbunden. Die Fernsehkameras 65 und 67 erfassen das Ver halten des jeweiligen Teils des Fahrzeuginsassens im zeit lichen Ablauf.

Unter Bezugnahme auf Fig. 11 ist eine Umwandlungsbearbeitung von den Daten, die mit Hilfe der Sensoren 65, 67, 87, 89 und 91 erfaßt wurden, zu stoßbelastungsaussagekräftigen Daten gezeigt.

Wie mit (1) in Fig. 11 gezeigt ist, werden dreidimensionale Verhaltensdaten (Spalte B) detektiert mit Hilfe der Fernseh kameras 65 und 67 (Spalte A) zeitlicher Abfolge differen ziert, und man erhält in einer zeitlichen Abfolge einen Ort, eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung des Kopfes des Fahrzeuginsassens und des Brustbereichs (Spalte C), bei de nen es sich um stoßbeanspruchungsaussagekräftige Daten han delt (Spalte D).

Wie mit (2) in Fig. 11 gezeigt ist, wird eine Eingangsbela stung auf den Knieschutz 7 (Spalte B) detektiert mit Hilfe des Knieschutzbelastungs-Detektionssensors 91 (Spalte A) in eine Belastung umgewandelt, die axial auf den Schenkel (Spal te C) wirkt, basierend auf dem Schenkelwinkel des Fahrzeug insassens, der mit Hilfe der Fernsehkameras 65 und 67 detek tiert wurde, wobei es sich hierbei um stoßbelastungsaussage kräftige Daten (Spalte D) handelt.

Wie mit (3) in Fig. 11 gezeigt ist, wird, basierend auf ei ner Schulterbandspannung (Spalte B), detektiert mit Hilfe des Schulterbandspannungs-Detektionssensors 87 (Spalte A) und einer Brustbandmaterialcharakteristik und einer Schulter gurtbandauslegung, welche zuvor in den Kleinrechner 9 einge geben wurden, eine Verschiebegröße des Brustbereichs des Fahrzeuginsassens bestimmt (Spalte C), wobei es sich hier bei um stoßbelastungsaussagekräftige Daten (Spalte D) handelt.

Wie mit (4) in Fig. 11 gezeigt ist, wird, basierend auf ei ner Gurtüberlappungsspannung (Spalte B), detektiert mit Hilfe des Bandüberlappungsspannungs-Detektionssensors 89 (Spalte A), einer Sitzhaltung des Fahrzeuginsassens, ermit telt mit Hilfe den Fernsehkameras 65 und 67, und einer Gurt bandauslegung, die zuvor in den Kleinrechner 9 eingegeben wurde, eine Unterleibsbeanspruchung des Fahrzeuginsassens bestimmt (Spalte C), welche als Eingabegröße (Spalte D) dient.

Die vorstehend angegebenen Größen betreffend den Ort und die Lage des Kopfes, des Brustbereiches, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung, der Schenkelbelastung, der Brustbereichs verschiebung und der Unterleibsbelastung werden zur Bestim mung eines Stoßbelastungsgrades des Fahrzeuginsassens genutzt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 12 erfolgt eine Beschreibung hin sichtlich des Datenverarbeitungsablaufes bei der zweiten be vorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.

Zuerst liest der Kleinrechner 9 in einem Datensammelteil 93 Rohdaten von den Sensoren 65, 67, 87, 89 und 91 zur Detek tion eines Fahrzeuginsassenstoßbelastungsgrades nach der Fahr zeugkollision. In einem Datenumwandlungsteil 95 werden die se Rohdaten in Stoßbelastungsdaten umgewandelt. Basierend auf den Stoßbelastungsdaten wird ein Stoßbelastungsgrad des Fahrzeuginsassens in einem Stoßbelastungsgradermittlungsteil 97 nach einer Zeitabfolge bestimmt. Wenn bestimmt wird, daß der Fahrzeuginsasse einer so großen Stoßbelastung ohne jegliche Messung ausgesetzt ist, erfolgt eine Ermittlung in einem Er mittlungsteil 79 unter Verwendung der Eingabedaten für die Durchführung der Fahrzeuginsassenverhaltenssimulationsermitt lung, wobei das Fahrzeuginsassenverhaltenssimulationsprogramm zugrunde gelegt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 13 werden in diesem Fall die fol genden Parameter erstellt und in zeitlicher Abfolge gesteu ert: (1) - Schulterverankerungsposition, (2) - Air Bag-Aus lösezeit, (3) - Sitzposition, (4) - Sicherheitsgurtbela stungs-Verschiebecharakteristik, (5) - Air Bag-Innendruck und (6) - Kniepolsterbelastungs-Verschiebecharakteristik. Wenn man diese Werte der Parameter ändert, läßt sich das Ausmaß der Stoßbelastung des Fahrzeuginsassens ermitteln, um charak teristische Werte zu erhalten, mittels denen die auf den Fahrzeuginsassen wirkende Stoßbelastung so gering wie möglich gemacht werden kann.

Somit ermöglichen auf ähnliche Art und Weise wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung die Sicherheitsgurtanordnung 1, der Air Bag 5 und das Kniepolster 7, daß man in zuverlässiger Weise optimales Fahrzeuginsassen rückhalteverhalten hat. Anschließend erfolgen die Detektion der Stoßbelastungsausmasse des Fahrzeuginsassen mit Hilfe der Sensoren 65, 67, 87, 89 und 91 und die Bestimmung des Stoß belastungsausmasses in dem Bestimmungsteil 97 auf kontinuier liche Weise. Wenn bestimmt wird, daß der Fahrzeuginsasse einer übermaßig großen Belastung ohne jegliche Messung infolge ei nes Fehlers zwischen der Bestimmung im Bestimmungsteil 97 für das Stoßbelastungsausmaß und dem Ergebnis der durchgeführten Fahrzeuginsassenverhaltenssimulation ausgesetzt ist, wird die Simulationsermittlung nochmals durchgeführt, um die je weiligen charakteristischen Werte zu korrigieren.

Eine Zeitdauer, innerhalb der die charakteristischen Werte zu steuern sind, ist in einer rechten Spalte in Fig. 13 an gegeben.

Da somit bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung dieselben Effekte wie bei der ersten bevorzug ten Ausführungsform erzielt werden und die Rückhaltecharak teristika des Rückhaltesystems und der zugeordneten Einrich tungen durch eine Steuerung mit Rückführung gesteuert werden, die in feinfühliger Weise auch nach der Fahrzeugkollision durchgeführt wird, ist der Fahrzeuginsasse während der gesam ten Rückhaltezeit unter optimalen Bedingungen gehalten, so daß man Schocks u. dgl. herabsetzen kann. Insbesondere läßt sich hierdurch die passive Sicherheit eines Fahrzeugs wesent lich verbessern.

Claims

1. Inneneinrichtung zum Schutz eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, gekennzeichnet durch:
eine Mehrzahl von innenliegenden Elementen (1, 3, 5, 7), die an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, wobei jedes Element einen veränderbaren Zustand bezüglich des Fahrzeuginsassen einnehmen kann,
eine Mehrzahl von Beaufschlagungseinrichtungen (27, 29, 55, 61, 43, 31) für die Mehrzahl von innenliegenden Ele menten (1, 3, 5, 7),
eine Mehrzahl von Sensoren (39, 49, 57, 65, 67, 69, 87, 89, 91), welche an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, und
eine Steuereinheit (9) mit einem Kleinrechner, welche mit der Mehrzahl von innenliegenden Elementen, der Mehrzahl von Beaufschlagungseinrichtungen und der Mehrzahl von Sensoren verbunden ist, wobei die Steuereinheit (9) mit einem Kleinrechner auf die folgende Weise beschaffen und ausgelegt ist:
Sammeln von Fahrzeuginsassen betreffenden Daten,
Sammeln von Fahrzeugkollisionsdaten,
Sammeln von ersten Fahrzeugdaten in Abhängigkeit von den gesammelten Fahrzeugkollisionsdaten,
Speichern von zweiten Fahrzeugdaten,
Abschätzen eines Verhaltens eines Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von den den Fahrzeuginsassen betreffenden Daten und den ersten, gesammelten Fahrzeugdaten und den zweiten, gespeicherten Fahrzeugdaten,
Ermitteln eines charakteristischen Wertes für das jeweilige Element der Mehrzahl von Elementen (1, 3, 5, 7) derart, daß eine Stoßbelastung für den Fahrzeuginsassen nach Maßgabe des abgeschätzten Verhaltens so gering wie möglich ist, und
Steuern der Mehrzahl von Beaufschlagungseinrichtungen (27, 29, 55, 61, 43, 31) in Abhängigkeit von dem ermittelten charakteristischen Wert.

2. Inneneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinheit (9) mit einem Kleinrechner eine Ermittlung bei einer Fahrzeugkollision vornimmt.

3. Inneneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinheit (9) mit einem Kleinrechner eine Ermittlung während der gesamten Zeit vornimmt, während der das Fahrzeug eine Stoßbeanspruchung erfährt und nach Maßgabe einer Zeitänderung beim Stoßvorgang.

4. Inneneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mehrzahl von innenliegenden Elementen eine Dreipunkt-Sicherheitsgurtanordnung (1), einen Sitz (3, 33), einen Air Bag (5) und ein Kniepolster (7) umfaßt.

5. Inneneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mehrzahl von Beaufschlagungseinrichtungen eine verstellbare Belastungsklemmhaltung (27), eine Vorbe lastungseinrichtung (29), zwei Explosivvorbelastungseinrich tungen (31, 43), ein Druckventil (55) mit einem variablen Vorgabedruck und eine Auslöseschaltung und einen Dämpfer (61) mit einem verstellbaren Öffnungsdurchmesser umfaßt.

6. Inneneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mehrzahl von Sensoren eine Dateneingabe einrichtung (63), zwei Fernsehkameras (65, 67), einen Sitz verschiebebewegungsgrößen-Detektionssensor (39), einen Rücken lehnenneigungs-Detektionssensor (49), einen Lenkradneigungs größen-Detektionssensor (57) und einen Laserradar (69) um fa0t.

7. Inneneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mehrzahl von Sensoren ferner einen Knie polsterbelastungs-Detektionssensor (91), einen Schulterband spannungs-Detektionssensor (87) und einen Bandüberlappungs spannungs-Detektionssensor (89) umfaßt.

8. Verfahren zum Steuern einer Inneneinrichtung zum Schutz eines Fahrzeuginsassens in einem Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, wobei die Inneneinrichtung eine Mehr zahl von innenliegenden Elementen,die an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, und die jeweils einen bezüglich des Fahr zeuginsassen veränderbaren Zustand haben, eine Mehrzahl von Beaufschlagungseinrichtungen für die Mehrzahl von innen liegenden Elementen, und eine Mehrzahl von Sensoren umfaßt, die an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, wobei sich das Verfahren durch die folgenden Schritte auszeichnet:
Sammeln von die Fahrzeuginsassen betreffenden Daten,
Sammeln von Fahrzeugkollisionsdaten,
Sammeln von ersten Fahrzeugdaten in Abhängigkeit von den gesammelten Fahrzeugkollisionsdaten,
Speichern von zweiten Fahrzeugdaten,
Abschätzen eines Verhaltens des Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von den die Fahrzeuginsassen betreffenden Daten und den ersten, gesammelten Fahrzeugdaten und den zweiten, gespeicherten Fahrzeugdaten,
Ermitteln eines charakteristischen Wertes für die jeweiligen Elemente der Mehrzahl von innenliegenden Ele menten derart, daß eine Stoßbelastung auf den Fahrzeugin sassen nach Maßgabe des abgeschätzten Verhaltens so gering wie möglich ist, und
Steuern der Mehrzahl von Beaufschlagungseinrichtungen in Abhängigkeit von dem ermittelten charakteristischen Wert.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ermittlungsschritt bei einer Fahrzeugkollision aus geführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ermittlungsschritt während der gesamten Zeit ausge führt wird, während der das Fahrzeug einer Stoßbelastung ausgesetzt ist und nach Maßgabe einer Zeitänderung bei der Stoßbelastung durchgeführt wird.