WO2006122725A1 - Vorrichtung zur erhöhung des insassenschutzes in einem fahrzeug bei einem seitenaufprall - Google Patents

Vorrichtung zur erhöhung des insassenschutzes in einem fahrzeug bei einem seitenaufprall Download PDF

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WO2006122725A1
WO2006122725A1 PCT/EP2006/004501 EP2006004501W WO2006122725A1 WO 2006122725 A1 WO2006122725 A1 WO 2006122725A1 EP 2006004501 W EP2006004501 W EP 2006004501W WO 2006122725 A1 WO2006122725 A1 WO 2006122725A1
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WO
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motor vehicle
door
person
damping
side impact
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PCT/EP2006/004501
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French (fr)
Inventor
Tobias Melz
Björn SEIPEL
Eric Zimmermann
Bernhard Sielhorst
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Faurecia Innenraum Systeme Gmbh
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Priority to AT06724808T priority patent/ATE460316T1/de
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/04—Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings
    • B60R21/0428—Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings associated with the side doors or panels, e.g. displaced towards the occupants in case of a side collision
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    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R2021/0002—Type of accident
    • B60R2021/0006—Lateral collision

Definitions

  • the invention relates to a device for increasing occupant protection in a motor vehicle in the event of a side impact in which an energy input acts laterally on a door region of the motor vehicle, wherein a vehicle seat is located on the side of the motor vehicle door facing away from the energy input, which is a door inner lining facing the vehicle seat provides.
  • the safety device provides at least one padding element, which is arranged on the vehicle laterally adjacent to an occupant position and is moved by an actuating device from a rest position in the direction of the occupant position in an extended position, wherein the actuating device is driven by an on-board drive.
  • the deflection of the cushion elements is carried out by an electric motor, by means of a spring accumulator or by a pyrotechnic element.
  • the invention is based on the object, a device for increasing occupant protection in a motor vehicle in a side impact, in which an energy input acts laterally on a door region of the motor vehicle, wherein a vehicle seat is located on the side facing away from the energy entry side of the vehicle door, which is a motor vehicle seat facing door interior trim provides such further that the protection for a person located on the vehicle seat is to be improved against uncontrolled impacts, in particular on the motor vehicle door exposed to the collision-related energy input.
  • the device should be used as reversible as possible.
  • the device for increasing occupant protection in a motor vehicle is characterized in a side impact in which an energy input acts laterally on a door region of the motor vehicle, wherein a vehicle seat is located on the side facing away from the energy entry side of the motor vehicle door, which is a door inner lining facing the vehicle seat provides and at least a portion of the door inner panel by means of a drive unit connected to the motor vehicle door and the partial area from an initial state in a protruding into the vehicle interior, deflected State is feasible, characterized in that the drive unit has an activatable by energy conversion material.
  • the device according to the solution is based on the idea to fill the available gap between a person sitting on the vehicle seat and the door inner lining as completely as possible, so that influence on the dynamic behavior of the person can be taken in the event of a crash.
  • a person in the event of a side impact, a person is first accelerated by the force acting on the motor vehicle momentum overcoming the body's moment of inertia in the direction of the collision force flow, whereby a movement is initiated, which is ultimately abruptly decelerated by the safety belt system and due to the inherent elasticity of the safety system as well the passenger body is converted into a return movement in the direction of the side impact energy flow exposed motor vehicle door.
  • the solution according to the device allows the life-threatening injury potential associated with the impact of the person to the motor vehicle door inner wall to reduce decisively by the above-described, directed against the collision force application reverse movement as possible prevented and slowed down especially by the solution according to the use of converter material gently.
  • the prerequisite for this is the active minimization of the free space between the person and the motor vehicle door inner lining by means of a drive element based on a converter material.
  • the door inner lining provides at least one partial area, which is deflected from the plane of the door inner lining in a rotational or translational manner to minimize the distance to the person and preferably enters into slight lateral contact with the person.
  • a contact force on the deflected portion of the door inner panel so the portion is preferably returned to its original position, wherein the return is damped using suitable damping elements or braked.
  • damping units are basically any types of elastic moldings, such as foam pillows, elastomers, etc., but particularly advantageous is the use of transducer materials, such as shape memory alloys or electrorheological fluids, to name a few, their damping properties by appropriate activation in the way of controlled electrical energy can be adjusted.
  • energy dissipation takes place, by which the biomechanical loads acting on the person can be decisively reduced.
  • the solution according to the invention formation of the damping unit using a transducer material allows both the targeted deflection of a respective portion of the door inner lining and also serves as a damping unit. In this way, the drive unit and the damping unit can be combined in a single unit, whereby a small-sized and lightweight unit is feasible, as is desirable in the automotive industry.
  • a preferred combination of the safety system according to the invention with an on-board sensor system capable of detecting an imminent and inevitable side impact situation permits timely activation of the drive unit and associated controlled deflection of the at least one portion of the door interior trim even before the collision energy is applied to the motor vehicle , As a result, the above-described distance between the door inner panel and person is reduced to a minimum. Even the additional distance to the motor vehicle door due to the reaction time and the elasticity of the safety belt system can be minimized by appropriate adjustment of the deflectable partial area. In this way, a situation is created in which D
  • the person is caught on the one hand by the safety belt system and on the other hand by the at least one deflected portion of the door inner lining.
  • two mutually decoupled portions of the door inner panel are each transferred to a deflected state, one of which is able to laterally support the pelvic area and the other the Torax Scheme a person located on the motor vehicle side.
  • Both sub-areas are returned by their associated damping units with the same or each adapted to the biomechanical load limits of the corresponding body areas different damping characteristics in their respective initial states by the momentum of the person, so that the person undergoes a largely gentle cushioning.
  • the described device for the targeted reduction of life-threatening injury potential, which are exposed to occupants of a motor vehicle in the event of a side impact is based on a method principle that is characterized in that at least a portion of existing between a person sitting on the vehicle seat and the door inner lining existing gap by deflecting is minimized at least a portion of the door interior trim in the direction of motor vehicle interior. Furthermore, it applies during or after the collision-related energy input by means of a collision-related relative acceleration in the direction of the door inner lining by the at least a portion of the door inner lining to decelerate dampening.
  • the deflection of the at least one portion of the door inner lining in the direction of motor vehicle interior takes place temporally before the collision-induced energy input by means of known pre-crash sensors on, preferably laterally on Motor vehicle are mounted and detect a temporally imminent and considered unavoidable side impact situation.
  • the required for the deflection of at least a portion of the door inner panel drive unit is activated.
  • Advantageous deflections prove to be translational or rotational movements of the at least one partial area in the direction of the motor vehicle interior.
  • Fig. 2a, b shows a schematic representation of a solution according trained door inner lining, as well
  • industrial usability Figure 1 shows a schematic snapshot of a temporally imminent, to be regarded as unavoidable side impact situation.
  • a person 1 sits inside a motor vehicle on a motor vehicle seat 2, which has a distance d to the door inner lining 3 of a motor vehicle door 4.
  • An unillustrated sensor system recognizes the inevitable to be classified side impact situation in which a vehicle 5 side of the motor vehicle door 4 approaches.
  • subregions 6, 7 of the door inner panel 3 are deflected in the direction of the motor vehicle interior 8 in order to fill in the gap between the person 1 and the door inner panel 3 that can be described by the distance d and to assume a deflected state approximated to the person 1.
  • the person 1 is first in the direction of the power surge caused by the motor vehicle 5, i. accelerated in the illustrated case to the left and then moved back due to the restraining force caused by the safety belt 9 in the direction of the motor vehicle door 4.
  • This return movement process is, however, damped or braked, especially since the associated with the door inner panel 3 sections 6, 7 are returned to their initial state 6 ', 7' (see cross hatching).
  • the return movement process of the subregions 6, 7 takes place damped or braked, namely by using suitable damping units, the like by means of transducer materials or foam elements o.a. to be led back.
  • Figure 2a is schematized the door inner panel 3 of a motor vehicle door 4 shown with two planar trained portions 6, 7, which are transferred from the surface of the door inner panel 3 in a deflected in the direction of the motor vehicle interior condition.
  • the partial area 6 is able to cushion or cushion the thorax or shoulder area of a person located on a motor vehicle seat, whereas the partial area 7 is able to protect the pelvic area of a person.
  • the entire door inner lining (see hatched area) in a projecting into the vehicle interior deflected state can be transferred.
  • the deflection of a respective subarea of the door inner lining can take place either translationally along a linear axis or according to sequence image representations of FIGS. 3 a to c by rotation about a vertically arranged pivot axis 10.
  • the sequence diagrams shown in FIGS. 3 a to c correspond to schematized plan views of a right-hand motor vehicle door 4, on the inside of the door 3 of which a partial region 6 which can be folded or pivoted into the interior of the motor vehicle door 8 is mounted. The vehicle door is locked between the A and B pillars.
  • the partial area 6 is pivotally connected with its front side edge region about the axis 10 and connected with its opposite, pivotable in the motor vehicle interior 8 end portion with a joint kinematics 11, which is connected on the one hand to the freely pivotable end of the portion 6 and the other part with the motor vehicle door 4.
  • the joint kinematics 11 serves both as a drive unit for the deflection of the partial area 6, see image representation according to FIG. 3b, and for the damped return of the deflected partial area 6 into the initial state (see FIG. 3c).
  • the joint kinematics 11 embodied as a drive unit and also as a damping unit is made of a converter material or has at least partial regions which consist of a converter material, for example in the form of a shape memory alloy or an electrorheological fluid whose shape expansion can be influenced by supplying energy, preferably in the form of electrical energy.
  • a converter material for example in the form of a shape memory alloy or an electrorheological fluid whose shape expansion can be influenced by supplying energy, preferably in the form of electrical energy.
  • other converter materials such as piezoceramics, in particular lead-free piezoceramics, piezopolymers, electrostrictive ceramics, electrorheological fluids, polymer gels, magnetorheological fluids, as well as shape memory polymers.
  • appropriate actuator designs are required for the purposeful deflection of the respective partial area.
  • the at least in some areas of converter materials existing articulated kinematics 11 has an individually adjustable or specifiable damping behavior, which allows the return of the deflected portion 6 with individual Abbrems characterizing.

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Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Erhöhung des Insassenschutzes in einem Kraftfahrzeug bei einem Seitenaufprall, bei dem ein Energieeintrag seitlich auf einen Türbereich des Kraftfahrzeuges einwirkt, wobei sich ein Fahrzeugsitz (2) auf der dem Energieeintrag abgewandten Seite der Kraftfahrzeugtür (4) befindet, die eine dem Fahrzeugsitz zugewandte Türinnenverkleidung (3) vorsieht und wenigstens ein Teilbereich (6,7)der Türinnenverkleidung mittels einer mit der Kraftfahrzeugtür und dem Teilbereich verbundenen Antriebseinheit aus einem Ausgangszustand in einen in den Kraftfahrzeuginnenraum (8) ragenden, ausgelenkten Zustand überführbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebseinheit einen durch Energiezufuhr aktivierbaren Wandlerwerkstoff aufweist.

Description

Vorrichtung zur Erhöhung des Insassenschutzes in einem Fahrzeug bei einem
Seitenaufprall
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erhöhung des Insassenschutzes in einem Kraftfahrzeug bei einem Seitenaufprall, bei dem ein Energieeintrag seitlich auf einen Türbereich des Kraftfahrzeuges einwirkt, wobei sich ein Fahrzeugsitz auf der dem Energieeintrag abgewandten Seite der Kraftfahrzeugtür befindet, die eine dem Fahrzeugsitz zugewandte Türinnenverkleidung vorsieht.
Stand der Technik
Kraftfahrzeugunfälle, bei denen ein kollisionsbedingter, unkontrollierter Energieeintrag im Wege eines Seitenaufpralls auf eine Kraftfahrzeugtür einwirkt, führen zumeist zu erheblichen Verletzungen der Kraftfahrzeuginsassen, insbesondere bei jenen Personen, die sich der dem Seitenaufprall ausgesetzten Kraftfahrzeugtür am nächsten befinden. Ursache hierfür ist der nur kleine zur Verfügung stehende Deformationsweg die der die Crash-Energie auffangende Kraftfahrzeugtür zur Verfügung steht sowie das verhältnismäßig nur geringe Crash- Energie-Absorptionsvermögen der Seitenstruktur eines Kraftfahrzeuges.
Um das Verletzungsrisiko bei Seitenaufprallszenarien zu reduzieren sind zahlreiche Vorschläge bekannt, die Steifigkeit der Kraftfahrzeugtüren in Fahrzeugquerrichtung mit Hilfe geeigneter die Kraftfahrzeugtür stabilisierender Seitenaufprallträgersysteme zu erhöhen, wie sie der DE AS 22 15 674, DE 41 25 299 C2 sowie der DE 198 28 444 A1 zu entnehmen sind.
Stellvertretend für derartige Systeme mit Seitenaufpralllschutz sei auf die DE 103 41 329 A1 verwiesen, in der ein Seitenaufprallschutzsystem beschrieben ist, dessen die Kraftfahrzeugtür durchsetzender Seitenaufprallträger durch kontrollierte Zufuhr einer von dem durch die Kollision herrührenden Energieeintrag unabhängigen Energieform derart aktivierbar ist, dass der Seitenaufprallträger mit stabilen, die Kraftfahrzeugtür umgebenden Karosseriebereichen eine abstützende Wirkverbindung erzielt. Die Verwendung von einem Wandlerwerkstoff, der zur Aktivierung des Seitenaufprallträgers eingesetzt wird, ermöglicht es, die Funktionsweise des Seitenauf prallträgers reversibel auszugestalten und insbesondere zu bestimmt ausgewählten Zeitpunkten zu aktivieren.
Die bisher bekannten Seitenaufprallschutzsysteme vermögen zwar mit fortschreitender Entwicklung den auf eine Kraftfahrzeugtür gerichteten Crash- Energie-Eintrag besser zu absorbieren und in steifere Karosseriebereiche abzuleiten, gleichwohl vermögen sie nicht die crashbedingte unkontrollierte Eigenbewegungen einer auf einem Kraftfahrzeugsitz sitzenden Person zum Schütze der Person vor Verletzungen zu beeinflussen. Hierzu werden vielmehr Airbag-Systeme eingesetzt, die sich nach erfolgter Kollision explosionsartig in den Kraftfahrzeuginnenraum entfalten und als Aufprallkissen für die Person dienen. Insbesondere in und längs der Türinnenverkleidung einer Kraftfahrzeugtür integrierte Airbag-Systeme bieten einen federnden Abstandsschutz zwischen der Türinnenverkleidung und der sich auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person. Airbag-Systeme sind jedoch in an sich bekannter Weise lediglich ein einziges Mal einsetzbar und verfügen nur im Zustand ihrer maximalen Befüllung über abfedernde Schutzeigenschaften.
Einen Schritt weiter in Hinblick auf eine Reduzierung des Verletzungsrisikos von Fahrzeuginsassen bei Seitenaufprallunfällen geht ein Vorschlag, der in der nach veröffentlichten DE 103 51 752 A1 beschrieben ist, deren Offenlegungstag zeitlich nach (!) dem in Anspruch genommenen Zeitrang der Hinterlegung dieser Erfindung liegt. In diesem Fall sieht die Sicherheitseinrichtung mindestens ein Polsterelement vor, das am Fahrzeug seitlich benachbart zu einer Insassenposition angeordnet und durch eine Betätigungsvorrichtung aus einer Ruhelage in Richtung auf die Insassenposition in eine ausgefahrene Lage bewegbar ist, wobei die Betätigungsvorrichtung durch einen fahrzeugeigenen Antrieb antreibbar ist. Die Auslenkung der Polsterelemente erfolgt elektromotorisch, mittels eines Federspeichers oder durch ein pyrotechnisches Element.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erhöhung des Insassenschutzes in einem Kraftfahrzeug bei einem Seitenaufprall, bei dem ein Energieeintrag seitlich auf einem Türbereich des Kraftfahrzeuges einwirkt, wobei sich ein Fahrzeugsitz auf der dem Energieeintrag abgewandten Seite der Kraftfahrzeugtür befindet, die eine dem Kraftfahrzeugsitz zugewandte Türinnenverkleidung vorsieht, derart weiterzubilden, dass der Schutz für eine auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person vor unkontrollierten Aufschlägen, insbesondere an der dem kollisionsbedingten Energieeintrag ausgesetzten Kraftfahrzeugtür verbessert werden soll. Darüber hinaus soll die Vorrichtung möglichst reversibel einsetzbar sein.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
Lösungsgemäß zeichnet sich die Vorrichtung zur Erhöhung des Insassenschutzes in einem Kraftfahrzeug bei einem Seitenaufprall dadurch aus, bei dem ein Energieeintrag seitlich auf einen Türbereich des Kraftfahrzeuges einwirkt, wobei sich ein Fahrzeugsitz auf der dem Energieeintrag abgewandten Seite der Kraftfahrzeugtür befindet, die eine dem Fahrzeugsitz zugewandte Türinnenverkleidung vorsieht und wenigstens ein Teilbereich der Türinnenverkleidung mittels einer mit der Kraftfahrzeugtür und dem Teilbereich verbundenen Antriebseinheit aus einem Ausgangszustand in einen in den Kraftfahrzeuginnenraum ragenden, ausgelenkten Zustand überführbar ist, dadurch aus, dass die Antriebseinheit einen durch Energiezufuhr aktivierbaren Wandlerwerkstoff aufweist.
Der lösungsgemäßen Vorrichtung liegt die Idee zugrunde, den vorhandenen Zwischenraum zwischen einer auf dem Kraftfahrzeugsitz sitzenden Person und der Türinnenverkleidung möglichst vollständig auszufüllen, so dass damit Einfluss auf das dynamische Verhalten der Person im Crashfalle genommen werden kann. So wird eine Person im Falle eines Seitenaufpralls zunächst von dem auf das Kraftfahrzeug einwirkende Kraftmoment nach Überwindung des körpereigenen Trägheitsmomentes in Richtung des kollisionsbedingten Kraftflusses beschleunigt, wodurch eine Bewegung iniziiert wird, die letztlich durch das Sicherheitsgurtsystem abrupt abgebremst wird und aufgrund der Eigenelastizität des Sicherheitssystems als auch der des Personenkörpers in eine Rückbewegung in Richtung der dem Seitenaufprallenergiefluss ausgesetzten Kraftfahrzeugtür umgewandelt wird. Hierbei erfährt die Person, insbesondere im Kopf/Nackenbereich extreme wechselnde Kraftmomente, die ein hohes Verletzungspotential beinhalten, jedoch erleidet eine Person zumeist lebensgefährliche Verletzungen beim seitlichen Aufprall an der dem Kraftfahrzeuginnenraum zugewandten Kraftfahrzeugtür, die kollisionsbedingt zu Seiten des Kraftfahrzeuginnenraumes deformiert ist bzw. wird. Die lösungsgemäße Vorrichtung ermöglicht, das lebensgefährliche Verletzungspotential der mit dem Anprall der Person an die Kraftfahrzeugtürinnenwand verbunden ist, entscheidend zu verringern, indem die vorstehend geschilderte, entgegen des kollisionsbedingten Krafteintrages gerichtete Rückbewegung möglichst unterbunden und vor allem durch den lösungsgemäßen Einsatz von Wandlerwerkstoff schonend abgebremst wird. Voraussetzung hierfür ist die aktive Minimierung des freien Zwischenraumes zwischen der Person und der Kraftfahrzeugtürinnenverkleidung mittels eines auf einem Wandlerwerkstoff beruhenden Antriebselementes.
Hierzu sieht die Türinnenverkleidung wenigstens einen Teilbereich vor, der aus der Ebene der Türinnenverkleidung rotatorisch oder translatorisch zur Abstandsminimierung zur Person ausgelenkt wird und vorzugsweise in leichte seitliche Berührung mit der Person tritt. Übt die Person durch ihr kollisionsbedingtes dynamisches Bewegungsverhalten eine Anpresskraft auf den ausgelenkten Teilbereich der Türinnenverkleidung auf, so wird der Teilbereich vorzugsweise in seine Ausgangsposition zurückgeführt, wobei die Rückführung unter Verwendung geeigneter Dämpfungselemente gedämpft bzw. abgebremst erfolgt. Als bevorzugte Dämpfungseinheiten eignen sich grundsätzlich jegliche Arten von elastischen Formkörpern, wie Schaumkissen, Elastomere etc., besonders vorteilhaft ist jedoch der Einsatz von Wandlerwerkstoffen, beispielsweise Formgedächtnislegierungen oder elektrorheologische Flüssigkeiten, um nur einige zu nennen, deren Dämpfungseigenschaften durch entsprechende Aktivierung im Wege kontrollierter elektrischer Energiezufuhr eingestellt werden können. Innerhalb derart ausgebildeter Dämpfungseinheiten findet eine Energiedissipation statt, durch die die auf die Person einwirkenden biomechanischen Belastungen entscheidend verringert werden können. So ermöglicht die lösungsgemäße Ausbildung der Dämpfungseinheit unter Verwendung eines Wandlerwerkstoffes sowohl die gezielte Auslenkung eines jeweiligen Teilbereiches der Türinnenverkleidung und dient zugleich auch als Dämpfungseinheit. Auf diese Weise können die Antriebseinheit und die Dämpfungseinheit in einer einzigen Einheit kombiniert werden, wodurch eine kleinbauende und leichtgewichtige Einheit realisierbar ist, wie sie im Automobilbau wünschenswert ist.
Eine bevorzugte Kombination des lösungsgemäßen Sicherheitssystems mit einem fahrzeugeigenen Sensorsystem, das eine unmittelbar bevorstehende und als unvermeidbar einzuschätzende Seitenaufprallsituation zu detektieren vermag, erlaubt eine rechtzeitige Aktivierung der Antriebseinheit und eine damit verbundene kontrollierte Auslenkung des wenigstens einen Teilbereiches der Türinnenverkleidung noch bevor die Kollisionsenergie auf das Kraftfahrzeug einwirkt. Hierdurch wird der vorstehend beschriebene Abstand zwischen Türinnenverkleidung und Person auf ein Minimum reduziert wird. Selbst der durch die Reaktionszeit sowie die Elastizität des Sicherheitsgurtsystems bedingte zusätzliche Abstand zur Kraftfahrzeugtür kann durch entsprechende Nachführung des auslenkbaren Teilbereiches minimiert werden. Auf diese Weise ist eine Situation geschaffen, in der D
die Person einerseits durch das Sicherheitsgurtsystem und andererseits durch den wenigstens einen ausgelenkten Teilbereich der Türinnenverkleidung gefasst ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden zwei voneinander entkoppelte Teilbereiche der Türinnenverkleidung jeweils in einen ausgelenkten Zustand überführt, von denen einer den Beckenbereich und der andere den Toraxbereich einer auf dem Kraftfahrzeugsitz befindlichen Person einseitig seitlich abzustützen vermag. Beide Teilbereiche werden mittels der ihnen zugeordneten Dämpfungseinheiten mit gleichen oder jeweils an die biomechanischen Belastungsgrenzen der entsprechenden Körperbereiche angepaßten unterschiedlichen Dämpfungskennlinien in ihre jeweiligen Ausgangszustände durch die Eigendynamik der Person zurückgeführt, so dass die Person eine weitgehend schonende Abfederung erfährt.
Selbstverständlich ist es möglich mehr als zwei Teilbereiche oder gar auch die gesamte Türinnenverkleidung in geeigneter weise zur lösungsgemäßen Abfederung der Person zu nutzen.
Der beschriebenen Vorrichtung zur gezielten Reduzierung des lebensgefährlichen Verletzungspotenzials, das Insassen eines Kraftfahrzeuges im Falle eines Seitenaufpralls ausgesetzt sind, liegt ein Verfahrensprinzip zugrunde, dass sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens ein Bereich eines zwischen einer auf den Kraftfahrzeugsitz sitzenden Person und der Türinnenverkleidung vorhandenen Zwischenraums durch Auslenken wenigstens eines Teilbereiches der Türinnenverkleidung in Richtung Kraftfahrzeuginnenraum minimiert wird. Ferner gilt es die Person während oder nach dem kollisionsbedingten Energieeintrag im Wege einer kollisionsbedingten Relativbeschleunigung in Richtung Türinnenverkleidung durch den wenigstens einen Teilbereich der Türinnenverkleidung dämpfend abzubremsen. In besonders vorteilhafter Weise erfolgt die Auslenkung des wenigstens einen Teilbereiches der Türinnenverkleidung in Richtung Kraftfahrzeuginnenraum zeitlich vor dem kollisionsbedingten Energieeintrag mit Hilfe an sich bekannter Pre-Crashsensoren, die am, vorzugsweise seitlich am Kraftfahrzeug angebracht sind und eine zeitlich kurz bevorstehende und als unvermeidbar anzusehende Seitenaufprallsituation detektieren. In diesem Fall wird die zur Auslenkung des wenigstens einen Teilbereiches der Türinnenverkleidung erforderliche Antriebseinheit aktiviert. Als vorteilhafte Auslenkungen erweisen sich translatorische oder rotatorische Bewegungen des wenigstens einen Teilbereiches in Richtung Kraftfahrzeuginnenraum. Der lösungsgemäße Einsatz von Wandlerwerkstoffen zu Zwecken der Auslenkung ermöglicht nicht nur eine außerordentlich schnelle Aktivierung und Auslenkung des Teilbereiches, darüber hinaus ist die Auslenkung schadlos reversibel durchführbar, d.h. sollte eine Fehlauslösung erfolgen, so führt dies nicht zum Ausfall des lösungsgemäßen Sicherheitssystems, wie es beim Airbag-System der Fall ist, bei dem nach erfolgter Aktivierung ein Komplettaustausch des Airbags erforderlich ist. Die reversible Funktionsweise des lösungsgemäßen Sicherheitssystems verzeiht demzufolge Missinterpretationen der sensoriell erfassten Annäherungssituation, so dass der Einsatz weniger zuverlässig arbeitende und zugleich kostengünstigere Sensorsysteme ermöglicht wird.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisierte Darstellung einer typischen Seitenaufprallsituation,
Fig. 2a, b schematisierte Darstellung einer lösungsgemäß ausgebildeten Türinnenverkleidung, sowie
Fig. 3a, b, c Sequenzbilddarstellungen zur Auslenkung wenigstens eines Teilbereiches einer Türinnenverkleidung.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit Figur 1 zeigt eine schematisierte Momentaufnahme einer zeitlich kurz bevorstehenden, als unvermeidbar anzusehenden Seitenauf prallsituation. Eine Person 1 sitzt innerhalb eines Kraftfahrzeuges auf einem Kraftfahrzeugsitz 2, die einen Abstand d zur Türinnenverkleidung 3 einer Kraftfahrzeugtür 4 aufweist. Ein nicht dargestelltes Sensorsystem erkennt die als unvermeidlich einzustufende Seitenaufprallsituation, bei der sich ein Fahrzeug 5 seitlich der Kraftfahrzeugtür 4 nähert. In diesem Fall werden Teilbereiche 6, 7 der Türinnenverkleidung 3 in Richtung des Kraftfahrzeuginnenraums 8 ausgelenkt, um den durch den Abstand d beschreibbaren Zwischenraum zwischen Person 1 und Türinnenverkleidung 3 auszufüllen und einen an die Person 1 angenäherten, ausgelenkten Zustand einzunehmen.
Kommt es zur Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug 5 und der schematisch dargestellten Kraftfahrzeugtür 4, so wird die Person 1 zunächst in Richtung des durch das Kraftfahrzeug 5 verursachten Kraftstoß, d.h. im dargestellten Fall nach links beschleunigt und anschließend aufgrund der durch das Sicherheitsgurtsystem 9 verursachten Rückhaltekraft in Richtung der Kraftfahrzeugtür 4 rückbewegt. Dieser Rückbewegungsvorgang erfolgt jedoch gedämpft bzw. abgebremst, zumal die mit der Türinnenverkleidung 3 verbundenen Teilbereiche 6, 7 wieder in ihren Ausgangszustand 6', 7' (siehe gekreuzte Schraffur) zurückgeführt werden. Der Rückbewegungsvorgang der Teilbereiche 6, 7 erfolgt gedämpft bzw. abgebremst, nämlich unter Verwendung geeigneter Dämpfungseinheiten, die mittels Wandlerwerkstoffe oder Schaumstoffelemente o.a. zurückgeführt werden.
In Abbildung 2a ist schematisiert die Türinnenverkleidung 3 einer Kraftfahrzeugtür 4 dargestellt mit zwei flächenhaft ausgebildeten Teilbereichen 6, 7, die aus der Oberfläche der Türinnenverkleidung 3 in einen in Richtung des Kraftfahrzeuginnenraums ausgelenkten Zustand überführbar sind. Hierbei vermag der Teilbereich 6 den Thorax- bzw. Schulterbereich einer auf einem Kraftfahrzeugsitz befindlichen Person abzufangen bzw. abzufedern, wohingegen der Teilbereich 7 den Beckenbereich einer Person zu schützen vermag. In der Ausführungsvariante gemäß Figur 2b ist die gesamte Türinnenverkleidung (siehe schraffierten Bereich) in einen in den Kraftfahrzeuginnenraum ragenden ausgelenkten Zustand überführbar.
Die Auslenkung jeweils eines Teilbereiches der Türinnenverkleidung kann entweder längs einer Linearachse translatorisch oder gemäß Sequenzbilddarstellungen der Figuren 3a bis c durch Rotation um eine vertikal angeordnete Schwenkachse 10 erfolgen. Die in den Figuren 3a bis c dargestellten Sequenzbilder entsprechen schematisierte Draufsichten auf eine rechte Kraftfahrzeugtür 4, an deren Türinnenseite 3 ein in den Kraftfahrzeugtürinnenraum 8 klappbar bzw. schwenkbar gelagerter Teilbereich 6 angebracht ist. Die Kraftfahrzeugtür ist zwischen der A- und B-Säule arretiert. Der Teilbereich 6 ist mit seinem vorderen Seitenkantenbereich drehbeweglich um die Achse 10 angelenkt und mit seinen gegenüberliegenden, in den Kraftfahrzeuginnenraum 8 schwenkbaren Endbereich mit einer Gelenkkinematik 11 verbunden, die einerseits mit dem frei schwenkbaren Ende des Teilbereiches 6 und andererseits mit der Kraftfahrzeugtür 4 verbunden ist. Die Gelenkkinematik 11 dient sowohl als Antriebseinheit zur Auslenkung des Teilbereiches 6, siehe Bilddarstellung gemäß Figur 3b, als auch zur gedämpften Rückführung des ausgelenkten Teilbereiches 6 in den Ausgangszustand (siehe Figur 3c). Die als Antriebs- sowie auch Dämpfungseinheit ausgebildete Gelenkkinematik 11 ist aus einem Wandlerwerkstoff gefertigt oder weist zumindest Teilbereiche auf, die aus einem Wandlerwerkstoff bestehen, beispielsweise in Form einer Formgedächtnislegierung oder einer elektrorheologischen Flüssigkeit, deren Formausdehnung durch Energiezufuhr, vorzugsweise in Form elektrischer Energie beeinflussbar ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, andere Wandlerwerkstoffe einzusetzen, wie beispielsweise Piezokeramiken, insbesondere bleifreie Piezokeramiken, Piezopolymere, elektrostriktive Keramiken, elektrorheologische Fluide, Polymergele, magnetrheologische Fluide, sowie auch Formgedächtnispolymere. Je nach Wahl des eingesetzten Wandlerwerkstoffes sind entsprechende Aktorausbildungen zur zielführenden Auslenkung des jeweiligen Teilbereiches erforderlich. Die wenigstens in Teilbereichen aus Wandlerwerkstoffen bestehende Gelenkkinematik 11 verfügt über ein individuell einstellbares bzw. vorgebbares Dämpfungsverhalten, das die Rückführung des ausgelenkten Teilbereiches 6 mit individueller Abbremscharakteristik ermöglicht. Selbstverständlich ist es möglich, die Gelenkkinematik 11 zusätzlich mit weiteren Dämpfungseinheiten zu kombinieren, wie beispielsweise mit Elastomeren, oder Schaumstoffkissen etc..
Bezugszeichenliste
Person
Kraftfahrzeugsitz
Türinnenverkleidung
Kraftfahrzeugtür
Kraftfahrzeug
Teilbereiche
Kraftfahrzeuginnenraum
Sicherheitsgurtsystem
Schwenkachse
Gelenkkinematik

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Erhöhung des Insassenschutzes in einem Kraftfahrzeug bei einem Seitenaufprall, bei dem ein Energieeintrag seitlich auf einen Türbereich des Kraftfahrzeuges einwirkt, wobei sich ein Fahrzeugsitz auf der dem Energieeintrag abgewandten Seite der Kraftfahrzeugtür befindet, die eine dem Fahrzeugsitz zugewandte Türinnenverkleidung vorsieht und wenigstens ein Teilbereich der Türinnenverkleidung mittels einer mit der Kraftfahrzeugtür und dem Teilbereich verbundenen Antriebseinheit aus einem Ausgangszustand in einen in den Kraftfahrzeuginnenraum ragenden, ausgelenkten Zustand überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit einen durch Energiezufuhr aktivierbaren Wandlerwerkstoff aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Dämpfungseinheit zwischen der Kraftfahrzeugtür und dem Teilbereich vorgesehen ist, die bei einem aus dem Kraftfahrzeuginnenraum herrührenden Krafteintrag eine gedämpfte Rückführung des Teilbereiches in Richtung des Ausgangszustandes ermöglicht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Kraftfahrzeug ein Sensorsystem mit Auswerteeinheit vorgesehen ist, das einen zeitlich kurz bevorstehenden Seitenaufprall zu detektieren vermag, und dass bei Oetektion eines als unvermeidbar erscheinenden Seitenaufpralls die Antriebseinheit aktivierbar ist und den wenigstens einen Teilbereich in den ausgelenkten Zustand überführt zeitlich bevor der Seitenaufprall-bedingte Energieeintrag auf die Kraftfahrzeugtür einwirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinheit einen Wandlerwerkstoff aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsverhalten des Wandlerwerkstoffs durch Energiezufuhr einstellbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit und die Dämpfungseinheit als eine Komponente auf Basis eines Wandlerwerkstoffes ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinheit ein elastisches Element und/oder dillatier- und deflatierbares Element aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinheit ein geschäumtes Kissen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit in Art eines Linearantriebes ausgebildet ist, der den wenigstens einen Teilbereich längs einer in den Kraftfahrzeuginnenraum gerichteten Linearachse bewegt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Teilbereich um eine vertikal orientierte Schwenkachse in den Kraftfahrzeuginnenraum schwenkbar gelagert ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Teilbereich in Höhe des Thorax, der Schulter oder des Beckenbereiches einer auf dem Kraftfahrzeugsitz sitzenden Person angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere auslenkbare Teilbereiche der Türinnenverkleidung vorgesehen sind, von denen jeweils einer in Höhe des Thorax, einer in Höhe der Schulter und/oder einer in Höhe des Beckenbereiches einer auf dem Kraftfahrzeugsitz sitzenden Person angeordnet ist, und dass die einzelnen auslenkbaren Teilbereiche mit einer einheitlichen oder einer unterschiedlichen Auslenkung aktivierbar sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die auslenkbaren Teilbereiche jeweils Dämpfungseinheiten mit gleichen oder unterschiedlichen Dämpfungskennlinien aufweisen, die an die biomechanischen Beanspruchungsgrenzen jeweiliger Körperbereiche der Person angepasst sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich im ausgelenkten Zustand, gemessen von der Oberfläche der Türinnenverkleidung, derart weit in den Kraftfahrzeuginnenraum hineinragt, dass ein Zwischenraum zwischen dem Kraftfahrzeuginnenraum zugewandten Teilbereich und einer auf dem Kraftfahrzeugsitz befindlichen Person minimiert ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die gedämpfte Rückführung des Teilbereiches durch Wahl der Dämpfung derart erfolgt, dass bei einem Anprall einer auf dem Kraftfahrzeugsitz befindlichen Person an den ausgelenkten Teilbereich die physiologischen Belastungsgrenzen der Person möglichst nicht überschritten werden.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandlerwerkstoff wenigstens aus einer der nachfolgenden Werkstoffklassen besteht: Piezo-Keramik, bleifreie Piezo-Keramik, Piezo-Polymer, elektrostriktive Keramik, elektrorheologisches Fluid, elektroaktives Polymer, Polymergel, magnetorheologisches Fluid, Formgedächtnislegierung, Formgedächtnispolymer.
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