DaimlerChrysler AG
Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer an einer Sitzrückenlehne eines Fahrzeugsitzes vorgesehenen aktiven Kopfstütze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE 199 24 236 Al ist eine aktive Kopfstütze für einen Kraftfahrzeugsitz mit einer Vorrichtung bekannt, welche einen Heckaufprall auf das Kraftfahrzeug erfasst. Mittels einer mit der Vorrichtung und der Kopfstütze gekoppelten Mechanik ist die in die Rückenlehne integrierte Kopfstütze bei dem Heck¬ aufprall nach vorne verlagerbar. Außerdem ist eine Federan¬ ordnung in Verbindung mit einer lösbaren mechanischen Arre¬ tierung vorgesehen, so dass die Kopfstütze im normalen be¬ trieblichen Zustand federvorgespannt gegen eine Bewegung nach vorne arretiert ist. Ein Auslösesystem ist mit einem den Heckaufprall erfassenden Sensor und mit der Arretierung der Kopfstütze so verbunden, dass beim Ansprechen des Sensors die Arretierung lösbar ist.
In der DE 199 47 318 Al wird ein Fahrzeug mit einer Sitzrückenlehne und einer an dieser vorgesehenen Kopfstütze und einer einen Crash- oder Precrashsensor enthaltenden An¬ steuerung zur crashveranlassten Vertikalbewegung von Teilen der Kopfstütze in eine Betriebsstellung oberhalb der Rücken-
lehne beschrieben. Die Kopfstütze ist in ihrer Betriebsstel¬ lung an einem Dach des Fahrzeugs abgestützt und weist zwei nur in crashfreien Zeiten teleskopartig ineinander angeordne¬ te Teile auf, die im Crashfall vertikal zueinander bewegbar sind.
Außerdem wird in der DE 100 47 406 Al eine Kopfstütze für ein Kraftfahrzeug mit einem feststehenden Trägerteil und einem verfahrbaren, vorgespannten Teil beschrieben, wobei der ver¬ fahrbare Teil von einer Normalposition in eine Schutzposition verfahren werden kann. Die Bewegung des verfahrbaren Teils von der Normalposition in die Schutzposition erfolgt crash- sensiert. Ein Auslösegerät für den verfahrbaren Teil wird mittels eines elektrischen Impulses eines Crashsensors ausge¬ löst.
Des weiteren ist aus der DE 44 11 184 C2 ein Rückhaltegurt¬ system für einen Sitz in einem Fahrzeug mit einem Sitzgurt und einem Gurtstrammer zur Sicherung eines Passagiers auf dem Sitz bekannt. Mit einer Vorrichtung wird die Entfernung zu einem Objekt und die entsprechende Relativgeschwindigkeit er¬ mittelt. Hieraus kann die erwartete Zeit bis zum möglichen Zusammenstoß zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt bestimmt werden. Eine Steuereinheit erzeugt ein Steuersignal, welches rechtzeitig vor dem möglichen Zusammenstoß die Kraft des Gurtstrammers erhöht. Kann ein Zusammenstoß vermieden werden, so wird die Kraft des Gurtstrammers wieder erniedrigt. Der steuerbare Gurtstrammer ist als Vorstrammer ausgeführt, wel¬ cher vor dem Zusammenstoß nur bis zu einer vorgegebenen Vor¬ spannung wirksam ist, wobei ein weiterer Gurtstrammer für ei¬ ne strammere Anziehung des Sitzgurtes ausgelöst wird, wenn der Zusammenstoß tatsächlich festgestellt wird.
Aus der DE 101 21 386 Cl ist ein Verfahren zum Ansteuern ei¬ nes reversiblen Insassenschutzmittels in einem Kraftfahrzeug mit einer Fahrzustandsdaten erfassenden Sensorik bekannt. Als Fahrzustandsdaten werden Notbremsungen, Über- und Untersteue¬ rungen des Kraftfahrzeuges überwacht. In Abhängigkeit von ei¬ nem solchen Zustand wird das Insassenschutzmittel ausgelöst. Aus den Fahrzustandsdaten kann zusätzlich die Richtung ermit¬ telt werden, aus welcher eine maximale Gefährdung zu erwarten ist. Das Insassenschutzmittel wird derart angesteuert, das die Schutzwirkung entsprechend der Richtung maximaler Gefähr¬ dung erfolgt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Sicher¬ heitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer an einer Sitzrückenlehne eines Fahrzeugsitzes vorgesehenen aktiven Kopfstütze anzugeben, welche eine gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Sicherheitseinrichtungen erhöhten In¬ sassenschutz aufweist.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Sicherheitsein¬ richtung für ein Kraftfahrzeug mit einer an einer Sitzrücken¬ lehne eines Fahrzeugsitzes vorgesehenen aktiven Kopfstütze mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Erfindungsgemäß steuert die Steuereinheit in Abhängigkeit von der Auswertung von für einen Fahrbetrieb sicherheitsrelevan¬ ten Daten vor dem Eintritt des zu erwartenden Unfallereignis¬ ses wenigstens eine Komponente des Fahrzeugsitzes so an, dass der Fahrzeugsitz in die optimierte Ausgangsposition für die Auslösung der aktiven Kopfstütze bei Eintritt des Unfaller¬ eignisses gefahren wird. Die Sicherheitseinrichtung für das Kraftfahrzeug umfasst die Sitzrückenlehne des Fahrzeugsitzes mit der an ihr vorgesehenen aktiven Kopfstütze und die Steu¬ ereinheit, welche in Abhängigkeit von einer Auswertung der
Signale des Crashsensors die Kopfstützenauslöseeinrichtung bei Eintritt des Unfallereignisses so ansteuert, dass eine Auslösung der aktiven Kopfstütze in die für den Insassen si¬ cherheitstechnisch optimale Kopfstützeneinstellung erfolgt. Bereits vor dem Eintritt des Unfallereignisses wird der Fahr¬ zeugsitz und damit die aktive Kopfstütze in die optimale Aus¬ gangsposition für die Auslösung bzw. Aktivierung der aktiven Kopfstütze gebracht. Die Einnahme der optimierten Ausgangspo¬ sition bereits vor dem tatsächlichen Unfallereignis gewähr¬ leistet die rechtzeitige Einstellung der sicherheitstechnisch optimalen Kopfstützeneinstellung. Die Aktivierung der aktiven Kopfstütze erfolgt erst durch den Heckaufprall. Die Kopfstüt¬ ze ist im normalen betrieblichen Zustand federvorgespannt und gegen eine Bewegung nach vorne arretiert. Der Crashsensor ist insbesondere zur Erfassung eines Heckaufpralls vorgesehen. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ergreift vor und während des Ablaufes des Unfallereignisses Sicherheitsmaßnah¬ men, welche aufeinander abgestimmt sind und einen umfassenden Schutz für den Insassen gewährleisten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind als Komponenten des Fahrzeugsitzes eine Sitzrückenlehne, die aktive Kopfstütze und/oder ein Sitzkissen vorgesehen, welches in seiner Längs¬ position und/oder seiner Sitzkissenneigung bewegbar ist. Die Abstützung von Kopf und Thorax des Insassen soll möglichst früh- und gleichzeitig erfolgen. Dafür ist es vorteilhaft, die Positionierung der Komponenten des Fahrzeugsitzes, insbe¬ sondere der aktiven Kopfstütze und der Sitzrückenlehne, zeit¬ lich korreliert vorzunehmen. Die vorgegebene optimierte Aus¬ gangsposition für die Auslösung der aktiven Kopfstütze wird schneller erreicht und ein sich gegebenenfalls bei einem zeitlich von einander getrennten Positionieren von aktiver Kopfstütze und Sitzrückenlehne sich zwischen diesen beiden
Komponenten des Fahrzeugsitzes bildender unerwünschter Rela¬ tivabstand kann vermieden werden.
Die für den Fahrbetrieb sicherheitsrelevanten Daten können insbesondere Fahrzustandsgrößen sein. Als Fahrzustandsgrößen werden Größen wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Gier-, Längs- und Querbeschleunigungen, Bremspedal- und Fahrpedalstellung und der Lenkwinkel verwendet. Des weiteren kann als Fahrzustands- größe der Status von Bedienelementen wie Blinker und Warn¬ blinklicht sowie der Status von das Kraftfahrzeug betreffen¬ den Sensoren und Steuergeräten benutzt werden.
Alternativ oder ergänzend können die für den Fahrbetrieb si¬ cherheitsrelevanten Daten Umgebungsdaten sein. Als Umgebungs¬ daten sind solche Daten bezeichnet, welche von Umgebungssen¬ soren, Telematiksystemen und durch Kommunikation des Kraft¬ fahrzeugs mit anderen Kraftfahrzeugen und stationären Kommu¬ nikationssystemen bereitgestellt werden. Beispiele für Umge¬ bungsdaten sind Informationen zum aktuellen Ort, zur Straßen¬ kategorie und zur Fahrspur, auf welcher das eigene Kraftfahr¬ zeug fährt. Weitere Umgebungsdaten sind unter anderem Stra¬ ßenzustand, Temperatur, Witterung, Lichtverhältnisse sowie Geschwindigkeit, Abstand, Typ und Größe von vorausfahrenden, benachbarten, nachfolgenden oder entgegenkommenden Kraftfahr¬ zeugen und von anderen Verkehrsteilnehmern.
Es ist von Vorteil, wenn die für den Fahrbetrieb sicherheits¬ relevanten Daten ausgewertete Fahreraktivitäten sind. Eine Erfassung der Fahreraktivität umfasst beispielsweise eine Er¬ kennung der Augenbewegung, die Blickrichtung, aber auch die Bedienvorgänge von Bedienelementen, wie beispielsweise Lenk¬ rad, Gangwählhebel und Bremspedal. Durch die Auswertung einer Mehrzahl sicherheitsrelevanter Daten kann im Bedarfsfall mit¬ tels der Steuereinheit der richtige Zeitpunkt zum Verfahren
des Fahrzeugsitzes in die optimierte Ausgangsposition für die Auslösung der aktiven Kopfstütze bei Eintritt des Unfaller¬ eignisses bestimmt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der einzigen Figur näher erläutert, wobei die Figur einen Aus¬ schnitt aus einer Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahr¬ zeug mit einer an einer Sitzrückenlehne eines Fahrzeugsitzes vorgesehenen aktiven Kopfstütze in einem Blockschaltbild zeigt.
Eine Sicherheitseinrichtung 1 für ein nicht weiter darge¬ stelltes Kraftfahrzeug weist eine an einer Sitzrückenlehne eines Fahrzeugsitzes 2 angeordnete aktive Kopfstütze 3 auf. Der Fahrzeugsitz 3 kann ein beliebiger Sitz des Kraftfahrzeu¬ ges, insbesondere auch ein Fondsitz, sein. Die aktive Kopf¬ stütze 3 wird zum Schutz eines Insassen gegen den sogenannten "Peitschenschlag-Effekt" eingesetzt, welcher insbesondere bei einem Heckaufprall auftritt. Durch ein Nachvorneschieben der aktiven Kopfstütze 3 verringert sich der Abstand zum Kopf des jeweiligen Insassen. Der Kopf des Insassen des Kraftfahrzeugs kann so beim Zurückschlagen früher abgefangen und die Belas¬ tung der Halswirbelsäule reduziert werden. Die aktive Kopf¬ stütze 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel im normalen be¬ trieblichen Zustand federvorgespannt und gegen eine Bewegung nach vorne arretiert. Zur Auslösung der aktiven Kopfstütze 3 wird die Arretierung gelöst. Die aktive Kopfstütze 3 kann a- ber auch eine andere technische Ausgestaltung aufweisen, wel¬ che den "Peitschenschlag-Effekt" weitestgehend verhindert bzw. in seiner Auswirkung mildert.
Eine Steuereinheit 4 steuert in Abhängigkeit von einer Aus¬ wertung der Signale eines Crashsensors 5 eine Kopfstützenaus- löseeinrichtung 6 bei Eintritt eines Unfallereignisses so an, dass eine Auslösung der aktiven Kopfstütze 3 in eine für den Insassen sicherheitstechnisch optimale Kopfstützeneinstellung erfolgt. Die Aktivierung der aktiven Kopfstütze 3 erst mit Eintritt des tatsächlichen Unfallereignisses ist ausreichend, da die aktive Kopfstütze 3 so schnell aktiviert werden kann, dass sich ihre Schutzwirkung rechtzeitig zum Schutz des In¬ sassen entfaltet. Der Crashsensor 5 ist in einem hinteren Be¬ reich des Kraftfahrzeuges zur Sensierung eines Heckaufpralls angeordnet. Es können zusätzliche Sensoren 5 an anderen Ein¬ baupositionen des Kraftfahrzeugs zur Detektion von Unfaller¬ eignissen vorgesehen sein.
Außerdem steuert die Steuereinheit 4 in Abhängigkeit von ei¬ ner Auswertung von für einen Fahrbetrieb sicherheitsrelevan¬ ten Daten 11 vor dem Eintritt des zu erwartenden Unfallereig¬ nisses Komponenten des Fahrzeugsitzes 2 so an, dass der Fahr¬ zeugsitz 2 in eine optimierte Ausgangsposition für die Auslö¬ sung der aktiven Kopfstütze 3 bei Eintritt des Unfallereig¬ nisses gefahren wird. Die für den Fahrbetrieb sicherheitsre¬ levanten Daten 11 sind Fahrzustandsgrößen, Umgebungsdaten und/oder ausgewertete Fahreraktivitäten. Als Komponenten des Fahrzeugsitzes 2 sind eine Sitzrückenlehne 7, die aktive Kopfstütze 3 selbst und ein Sitzkissen 8 vorgesehen, welches in seiner Längsposition und/oder seiner Sitzkissenneigung be¬ wegbar ist. Die Positionierung der aktiven Kopfstütze 3, eine sogenannte Kopfstützenkonditionierung, und der Sitzrückenleh¬ ne 7 kann zeitlich korreliert erfolgen. Die Positionierung der aktiven Kopfstütze 3 vor dem eigentlichen Unfallereignis erfolgt mittels eines Verstellantriebes 10. Die Verstellan¬ triebe für die weiteren Komponenten des Fahrzeugsitzes 2 sind nicht gesondert dargestellt. Die Komponenten des Fahrzeugsit-
zes 2 können auch in anderer Kombination zeitlich parallel zueinander oder gegebenenfalls auch jeweils allein bewegt werden. Eine Aufstellbewegung der Sitzrückenlehne 7 erfolgt mit einer Geschwindigkeit von ca. 3,5° pro Sekunde. Die akti¬ ve Kopfstütze 3 wird dementsprechend präventiv mit ca. 50 Millimeter pro Sekunde in Richtung des Kopfes näher an den Insassen in die ideale Ausgangsposition zur Auslösung der ak¬ tiven Kopfstütze 3 in die für den Insassen sicherheitstech¬ nisch optimale Kopfstützeneinstellung bewegt. Nach Auslösung der aktiven Kopfstütze 3 bewegt sich diese ca. 40 Millimeter nach vorne, um den Kopf des Insassen rechtzeitig vor Einset¬ zung einer Insassenbewegung wirksam abzustützen. Bei Nicht- eintritt des Unfallereignisses, die aktive Kopfstütze wird in diesem Szenario nicht aktiviert bzw. ausgelöst, können die Komponenten des Fahrzeugsitzes 2 wieder in ihre ursprüngliche Positionen zurückgefahren werden.
Vor dem Eintritt des zu erwartenden Unfallereignisses kann ein Gurtsystems 9 des Fahrzeugsitzes 2 und/oder weitere prä¬ ventive, reversible Insassenschutzmittel aktiviert werden.
Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung 1 für das Kraft¬ fahrzeug mit der an der Sitzrückenlehne des Fahrzeugsitzes 2 vorgesehenen aktiven Kopfstütze 3 gewährleistet dem Insassen ein hohes Maß an Sicherheit. Insbesondere wird vor und wäh¬ rend des tatsächlichen Ablaufes des Unfallereignisses die ak¬ tive Kopfstütze 3 in die für den Insassen optimale Kopfstüt¬ zeneinstellung gebracht. Die Sicherheitsmaßnahmen können in idealer Weise mit weiteren präventiven Insassenschutzmitteln kombiniert werden. Eine Realisierung der Sicherheitseinrich¬ tung 1 ist mit einem nur geringen finanziellen Aufwand zu re¬ alisieren, da kostenintensive Komponenten der Sicherheitsein¬ richtung 1 in Kraftfahrzeugen bereits serienmäßig vorgesehen sind.