WO2002092396A1

WO2002092396A1 - Insassenrückhaltesystem mit einer gurtkraftbegrenzungsvorrichtung

Info

Publication number: WO2002092396A1
Application number: PCT/EP2002/003701
Authority: WO
Inventors: Carsten Lorenz; Michael Meyer; Manfred Müller; Harald Rudolf; Frank Schink
Original assignee: Daimlerchrysler Ag
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2002-11-21
Also published as: DE10123921C1; US20040216939A1; EP1390237A1; JP2004521014A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Insassenrückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug, mit einem Sicherheitsgurt und einer Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung, bei welcher das Rückhalterkraftniveau durch ein Steuersignal veränderbar ist. Erfindungsgemäß wird die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung (16) durch ein Steuersignal dann von einem niedrigeren Rückhaltekraftniveau auf ein höheres Rückhaltekraftniveau geschaltet, wenn von einer Gefährdungsermittlungsstufe (12) ermittelt wird, dass eine Gefährdung des Insassen in Gestalt eines möglichen Aufpralle des Insassen auf ein vor ihm befindliches Fahrzeuginnenraumbauteil vorliegt.

Description

Insassenrückhaltesystem mit einer Gurtkraftbegrenzungsvorrich- tung

Die Erfindung betrifft ein Insassenrückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug mit einer Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insassenrückhaltesysteme befinden sich heutzutage auf den meisten Sitzen in Kraftfahrzeugen. Sie dienen dazu, bei einer Verunfallung des Fahrzeuges die Verletzungen der Insassen möglichst gering zu halten. Dabei werden heutzutage Insassenrückhaltesysteme' mit Sicherheitsgurten und sogenannten Airbags eingesetzt.

Ein aus der Praxis allgemein bekannter Airbag ist ein bei einem Unfall automatisch aufblasbarer Gassack, der bei Nichtgebrauch in zusammengelegtem Zustand in einem Unterbringungsraum, beispielsweise hinter einem Verkleidungsteil im Innenraum des^" Fahrzeugs, seitlich im Sitz oder in der Türe angeordnet ist. Von diesem Unterbringungsraum tritt der Gassack bei einem kritischen Fahrzustand durch Aufblasen aus. Dabei wird der Gassack mittels eines sensorgesteuerten Gasgenerators kurzzeitig aufgeblasen, so dass zum Schutz des Insassen ein ballonartiges Schutzkissen gebildet wird.

Daneben werden auch schon seit langer Zeit Sicherheitsgurte in Kraftfahrzeugen zum Schutz der Insassen eingesetzt. Es sind daher auch viele verschiedene Arten solcher Sicherheitsgurte ' bekannt. So werden beispielsweise viele Fahrzeuge mit im Handel befindlichen Gurten ausgerüstet, die entweder an zwei oder an drei Befestigungspunkten im Fahrzeug angeordnet sind, und die bei einem plötzlichen scharfen Abbremsen oder Aufprallen des Fahrzeuges auf ein Hindernis ein infolge der Trägheitskraft bedingte Vorverlagerung der Körper der im Fahrzeug befindlichen Personen verhindern sollen.

Prallt ein Fahrzeug, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, auf ein Hindernis, so werden die Insassen infolge der Trägheitskraft nach vorn^' geschleudert. Bei Nichtvorhandensein von Sicherheitseinrichtungen enden derartige Unfälle für im Fahrzeug befindliche Personen meist mit schweren, zum Teil tödlichen Verletzungen. Sind die Fahrzeuge dagegen unter anderem mit Sicherheitsgurten ausgerüstet, so bestehen zwar für die Insassen meist Überlebenschancen, jedoch ist für die Insassen die durch den Gurt aufgebrachte Rückhaltekraft unter Umständen sehr hoch.

Ein Verfahren zur Begrenzung der in einem Insassenrückhaltesystem über einen Gurt auf den Insassen ausgeübten Rückhaltekraft wird beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 0 734 922 beschrieben. Dabei wird in einem Rückhaltesystem mit Sicherheitsgurt und aufblasbarem Rückhalteelement die durch den Gurt auf den Insassen ausgeübte Rückhaltekraft durch einen Kraftbegrenzer auf ein Niveau begrenzt, das einstellbar ist und an die Körpergröße oder das Gewicht des Fahrzeuginsassen ange- passt werden kann. Die Einstellung des Kraftniveaus erfolgt dabei in solcher Weise, dass in der die Kraft über den Vorverlagerungsweg darstellenden Kennlinie im Bereich einer Wegstrecke, nach deren Durchlaufen der Kontakt zwischen Gurtband und aufgeblasenem Rückhalteelement erwartet wird, die Kennlinie eine abfallende Tendenz aufweist. Der Kraftbegrenzer- selbst ist dabei derart gestaltet, dass die Rückhaltekraft durch plastische Materialverformung begrenzt wird und die Stärke der Materialverformung abhängig von Parametern, die für die Körpergröße oder das Gewicht des Insassen repräsentativ sind, veränderlich ist. Die DE 196 04 483 Cl beschreibt eine Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuge, wobei ein mit Messgebern verbundenes Regelgerät vorgesehen ist zur gesteuerten Beeinflussung der Rückhaltecharakteristik der einen Sicherheitsgurt aufweisenden Sicherheitseinrichtung für den im Fahrzeug befindlichen Insassen im Rahmen des menschlichen Erträglichkeitsbereiches. Diese soll im Hinblick auf eine bestmögliche Rückhaltecharakteristik eingerichtet sein. Hierzu ist es vorgesehen, dass das Regelgerät mit einer Blockiereinrichtung für das Gurtband, welche eine einen begrenzten Gurtbandauszug zulassenden Kraftbegrenzungseinrichtung aufweist derart gekoppelt ist, dass^' in Abhängigkeit von den vom Regelgerät detektierten Körperdaten des Insassen, den auf die Fahrgastzelle bezogenen Sitzpositionsdaten und/oder den Unfallbedingüngsdaten der von der Kraftbegrenzungseinrichtung ausgehende Kraftverlauf und/oder das Maß des zulässigen Gurtbandauszuges bis zu einer vollständigen Blockierung des Gurtauszuges kontrolliert, gesteuert und begrenzt wird.

Bei dieser Sicherheitseinrichtung hat es sich als nachteilig erwiesen, dass der Einfluss von anderen Sicherheitsrückhalteeinrichtungen im Fahrzeug nicht beachtet wird.

Eine konstruktive Verwirklichung eines Kraftbegrenzers wird in der DE 43 31 027 C2 beschrieben. Bei diesem selbstsperrenden Sicherheitsgurtaufroller mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiervorrichtung und mit einer auf die Gurtaufwickelwelle einwirkenden und mit einer Antriebsvorrichtung versehenen Strammvorrichtung, wobei der Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung für einen begrenzten Gurtbandauszug versehen ist, soll sichergestellt sein, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung bei normalem Betrieb des Sicherheitsgurtaufrollers keiner Beanspruchung unterliegt. Hierzu ist vorgesehen, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung in Abhängigkeit von den Funktionszuständen des Gurtaufrollers und/oder der Strammvorrichtung über eine zwischengeschaltete Kupplung an- und abschaltbar ist. Bei diesem Gurtkraftbegrenzer haben andere Insassenrückhalteeinrichtungen ebenfalls keinen Einfluss auf das ausgeübte Kraftniveau.

In der DE 19604483 Cl ist eine Gurtkraftbegrenzungseinrichtung beschrieben, welche den Kraftverlauf bei einem Kraftbegrenzungsvorgang steuert und begrenzt. Hierzu werden Sitzposition und Körperdaten eines Insassen und Unfallbedingungsdaten er- fasst und ausgewertet. Entsprechend dem Auswertungsergebnis wird das anfängliche Kraftbegrenzungsniveau eingestellt und mittels einer Messung des Gurtbandauszugs wird das degressiv verlaufende Kraftniveau nachgeregelt.

Die DE 19907395 AI, welche eine Sicherheitsgurteinrichtung mit einem Gurtkraftbegrenzer beschreibt, wird als nächstliegender Stand der Technik betrachtet. Die hierin beschriebene Sicherheitsgurteinrichtung u fasst weiterhin eine Arretiervorrichtung, welche bei Überschreiten einer vorgegebenen Unfallschwere anspricht, und ein weiteres Abwickeln des Sicherheitsgurts verhindert.

Auch aus der DE 19731689 AI ist es bekannt, während des Unfallgeschehens in Abhängigkeit von der Unfallschwere das Kraftniveau des Gurtkraftbegrenzers zu regulieren.

Weiterhin ist aus der DE 19517440 AI ein Gurtsystem bekannt, bei dem die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung von einem höheren auf ein niedrigeres Rückhaltekraftniveau wechselt, um die Insassenbelastung durch das Gurtband zu reduzieren.

In der DE 19951655 AI ist beschrieben, die Gurtkraft während des Unfallverlaufs kontinuierlich zu reduzieren, wobei als Eingangsparameter für die Festlegung des degressiven Gurtkraftverlaufs Insassenparameter wie Gewicht und Position herangezogen werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die .Aufgabe zugrunde, ein Insassenrückhaltesystem mit Begrenzung der über einen Gurt auf einen Insassen ausgeübte Rückhaltekraft bereitzustellen, welches es ermöglicht die Insassenbelastung bei einem Unfall weiter zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst .

Das erfindungsgemäße Insassenrückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug umfasst einen Sicherheitsgurt mit einer Gurtkraftbe- grenzungsvorrichtung, bei welcher das Rückhaltekraftniveau veränderbar ist. Die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung weist mindestens zwei Rückhaltekraftniveaus auf, wobei von einem niedrigeren Rückhaltekraftniveau auf ein höheres Rückhalte- kraftniveau geschaltet wird, wenn von einer Gefährdungsermitt- lungsstufe ermittelt wird, dass eine Gefährdung eines Insassen vorliegt. Eine ermittelte Gefährdung eines Insassen bedeutet, dass von der Gefährdungsermittlungsstufe mittels den erfassten Parametern ermittelt wird, dass bei einem Unfall eine Gefährdung eines Insassen durch einen Aufprall des Insassen auf ein Fahrzeuginnenraumbauteil besteht, beispielsweise dass die Wahrscheinlichkeit für einen Aufprall des Kopfes eines Insassen auf eine vordere Fahrzeuginnenraumverkleidung, auf ein Anzeigeoder Bedienelement oder auf das Lenkrad einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet. Im Grundzustand ist das Rückhaltekraftniveau so eingestellt, dass die Insassenbelastung durch das Gurtband möglichst klein ist, wobei ein Insasse zusätzlich durch den Airbag zurückgehalten wird. Nur wenn es nötig ist um vor einem Aufprall im Fahrzeuginnenraum geschützt zu werden, beispielsweise weil ein besonders schwerer Unfall vorliegt oder der Airbag nicht gezündet wurde, wird der Insasse durch eine höhere Rückhaltekraft belastet, welche durch das Gurtband auf den Insassen wirkt. Zur Ermittlung der Gefährdung des Insassen bezüglich eines Aufpralls auf ein Fahrzeuginnenraumbauteil wird der Auslösezustand eines Airbags herangezogen. Beispielsweise wird bei einem mehrstufigen Airbag erfasst, welche Airbagstufe Pf σ P H, CΛ d <-o DJ > ω ω O H ri- φ s: ö CT. P φ rt Cfl Φ rt CD H li DJ f Pf d iQ

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Unfall auf ein Bauteil im Innenraum des Fahrzeugs aufzuprallen. Ist ein Airbag deaktiviert, wird eine Gefährdung als gegeben angenommen und an die Gurtkraftsteuerstufe 14 übermittelt. Die Gurtkraftsteuerstufe 14 bewirkt bei einem Unfall, dass das Rückhaltekraftniveau der Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung 16 auf den Sitzplätzen erhöht wird, auf welchen eine Gefährdung ermittelt wurde.

Die Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Insassenschutzsystems, welche ein Anheben des Rückhaltekraftniveaus während des Unfallverlaufs ermöglicht. Ebenso wie in der Ausführungsform der Figur 1, erfasst eine Sitzbelegungserkennung .3, ob ein Fahrzeugsitz belegt ist und übermittelt diese Information an die Airbagdeak- tivierungsstufe 8. Die Sitzbelegungserkennung 3 erfasst zudem auch das Insassengewicht und übermittelt die Gewichtsinformation an die Gefährdungsermittlungsstufe 12. Von einer Gurtband- auszugserfassungsstufe 18 wird der Gurtbandauszug erfasst und eine Insassenvorverlagerung während einer Kollision ermittelt. Alternativ oder ergänzend hierzu wird die Insassenvorverlagerung während einer Kollision aus der Verzögerung des Fahrzeugs in einer Insassenvorverlagerungsberechnungsstufe 19 berechnet und an die Gefährdungsermittlungsstufe 12 übermittelt. Die Airbagdeaktivierungsstufe 8 erfasst die Signale der Sitzbelegungserkennung 3 und ermittelt daraus auf welchen Sitzen keine Airbagauslösung erfolgen soll. Die Deaktivierungsstufe 8 übermittelt an die Airbagsteuerung 10, welche Airbags deaktiviert und somit bei einer Kollision nicht ausgelöst werden. Eine Unfallschwereerkennungsvorrichtung 20 erfasst Signale, welche eine Ermittlung der Unfallschwere/Crashintensität erlauben, beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit unmittelbar vor der Kollision oder Beschleunigungssignale von einem oder mehreren Beschleunigungssensoren im Fahrzeug. Aus den erfassten Signalen ermittelt die Unfallschwereermittlungsvorrichtung 20 die Unfallschwere und übermittelt diese an die Gefährdungsermittlungsstufe 12 und die Airbagsteuerung 10. Die Airbagsteuerung 10 übermittelt eine Information über die angesteuerten Airbags, CL o H DJ H φ H Q σ Pf i DJ d EU d: φ tu N P- H ιQ O P- Φ z P- d rt P d P P- P- d ü d P P- Φ d= er d φ d Cfl d Φ er d fi φ d d d CQ Ω d Ω li Hl DJ fi cQ Ω P Ω Φ rt CL 3 rt co Z Φ CL 3 H ω iQ Hi DJ tr φ φ tr rt DJ Hl rt Φ tr f fi co P- P- DJ P- Φ P- CL tr

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Claims

Patentansprüche

Insassenrückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug, mit einem Sicherheitsgurt und einer Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung (16) , bei welcher das Rückhaltekraftniveau durch ein Steuersignal veränderbar ist, wobei die Gurtkraftbegrenzungs- vorrichtung (16) durch ein Steuersignal von einem niedrigeren Rückhaltekraftniveau auf ein höheres Rückhaltekraftniveau geschaltet wird, wenn von einer Gefährdungsermitt- lungsstufe (12) ermittelt wird, dass eine Gefährdung des Insassen in Gestalt eines möglichen Aufpralls des Insassen auf ein vor ihm befindliches Fahrzeuginnenraumbauteil vorliegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Auslösezustand eines Airbags zur Ermittlung der Gefährdung herangezogen wird.

Insassenrückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gefährdung vorliegt, wenn die Gefähr-^' dungsermittlungsstufe (12) ein Signal erfasst, welches in- dikativ für eine Deaktivierung des Airbags ist.

Insassenrückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer Gefährdung zusätzlich eine Crashintensität herangezogen wird.

Insassenrückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer Gefährdung zusätzlich eine Insassenvorvelagerung herangezogen wird.

5. Insassenrückhaltesystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer Gefährdung zusätzlich ein Insassengewicht herangezogen wird.

6. Insassenrückhaltesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gefährdung vorliegt, wenn eine Crashintensität, eine Insassenvorvelagerung, und ein Insassengewicht oberhalb vorgebbarer Schwellwerte liegen und mindestens eine Stufe eines mehrstufigen Airbags noch nicht gezündet wurde.

7. Insassenrückhaltesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gefährdung vorliegt, wenn eine Crashintensität, eine Insassenvorvelagerung, und ein Insassengewicht oberhalb vorgegebener Schwellwerte liegen und die zweite Airbagstufe eines zweistufigen Airbags noch nicht gezündet wurde.

8. Insassenrückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein höheres Rückhaltekraftniveau geschaltet werden kann, nachdem zuvor während des Unfallverlaufs auf ein niedrigeres Rückhaltekraftniveau geschaltet wurde .