WO2010142381A1 - Verfahren zum schützen eines fahrzeuginsassen in einem fahrzeugsitz eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2010142381A1
WO2010142381A1 PCT/EP2010/003234 EP2010003234W WO2010142381A1 WO 2010142381 A1 WO2010142381 A1 WO 2010142381A1 EP 2010003234 W EP2010003234 W EP 2010003234W WO 2010142381 A1 WO2010142381 A1 WO 2010142381A1
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WO
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vehicle
vehicle occupant
collision
occupant
triggered
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PCT/EP2010/003234
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Karl-Heinz Baumann
Michael Fehring
Till Heinrich
Marica Paurevic
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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    • 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
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/20—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components
    • B60R21/207—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components in vehicle seats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/18—Anchoring devices
    • B60R22/195—Anchoring devices with means to tension the belt in an emergency, e.g. means of the through-anchor or splitted reel type

Definitions

  • a method of protecting a vehicle occupant in a vehicle seat of a vehicle A method of protecting a vehicle occupant in a vehicle seat of a vehicle
  • the invention relates to a method for protecting a vehicle occupant in a vehicle seat of a vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • the published patent application DE 102005 032033 A1 describes a vehicle occupant restraint system with a vehicle seat, the backrest of which is delimited laterally by at least one side wall, the transition from a front side of the backrest to the side wall forming a support surface for a vehicle occupant, and with an airbag module, its airbag folded arranged in the backrest of the vehicle seat and its deployment direction is directed to the support surface.
  • the published patent application DE 197 502 23 C2 describes a method for adapting the lateral support of a seated person in the seat of a vehicle, in particular a passenger car, in which a transverse acceleration acting on the seat is determined as a reference variable for the adaptation, characterized in that the determined lateral acceleration is weighted with the instantaneous vehicle speed of the vehicle and from this a control variable for the degree of adaptation is derived.
  • the publication WO 2008 110 610 A1 describes a vehicle seat arrangement for a motor vehicle and a method for protecting a vehicle occupant, with a vehicle seat; at least one arranged on the vehicle seat, for the protection of a vehicle occupant located on the vehicle seat inflatable element; Means for inflating the inflatable element inflating the inflatable element in response to a control signal indicative of a collision of the motor vehicle or an approaching collision of the motor vehicle with an object, wherein the inflatable element is configured and arranged such that, while inflated in response to the control signal, it exerts on the vehicle occupant a pulse that moves the vehicle occupant away from a collision section of the vehicle that will collide or collide with the object.
  • the invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method for controlling a vehicle occupant restraint system.
  • At least one protective element arranged on the vehicle seat and designed to protect the vehicle occupant located on the vehicle seat is triggered during an approaching collision or during a collision.
  • a reversible belt tensioner assigned to the vehicle seat is triggered in time before the protective element is triggered, and a belt pretensioning resulting therefrom is released again during or when the protective element is triggered.
  • the inventive method ensures that the vehicle occupant in a for the triggering of the protective element, for. B. an inflatable or movable protective element, such as a side cushion or a side, brought appropriate position and temporarily fixed and so quickly moved freely by solving the belt tightening, for example by deactivating a Gurtauszugssperre that with triggering of the protective element, a motion impulse or impulse on the Vehicle occupant can be exercised, by which an increase in distance between the vehicle occupant and a collision section of the vehicle, which will collide with the object or collided, is achieved.
  • a usual upright, sitting position is brought and sitting freely movable during or by triggering the motion impulse or impulse by the protective element, for example, retracted, acts on the vehicle occupant before the onset of a collision, an acceleration, creating a subsequently acting accident energy in a collision, that is, the absolute amount of the accident energy and thus a load and / or acceleration maximum of the vehicle occupant is reduced.
  • the belt tensioner is timed before triggering of the protective element, for. B. before inflating an inflatable element or a movement of a movable element triggered.
  • the vehicle occupant or at least a body portion of the vehicle occupant is moved in the direction of the backrest of the vehicle seat and held there.
  • the time-delayed acceleration resulting from the forward displacement of the vehicle occupant is avoided.
  • the inflatable element or element exerts on the vehicle occupant or at least a body portion of the vehicle occupant an impulse, in particular a motion impulse or impulse, by which the vehicle occupant or at least a body portion of the vehicle occupant is moved away from the collision portion of the vehicle that will collide or collide with the object.
  • an impulse in particular a motion impulse or impulse
  • This increases a distance between an expected collision location and the vehicle occupant.
  • the combination of pre-release of the belt tensioner and subsequent triggering of the protective element in particular event-induced deactivated belt pullout lock ensures that the vehicle occupant can absorb the motion impulse.
  • the movement impulse or impulse exerted by the triggered protective element can be picked up by the vehicle occupant without being inhibited by the belt pullout blockage.
  • the vehicle occupant is moved away by the inflated or moving element toward the vehicle interior and thus away from the deforming side region of the vehicle, such as the door trim or the B-pillar.
  • the movement impulse or impulse which the inflated or moving element exerts on the vehicle occupant, expediently hits the vehicle occupant in the position displaced back by the belt tensioner in the direction of the backrest of the vehicle seat. This allows the inflatable element over the entire surface of the vehicle occupant or at least a body portion of the vehicle occupant act.
  • the movable siderest can also optimally act on the vehicle occupant or at least a body portion.
  • a restraint of the vehicle occupant thus begins much earlier than in a conventional restraint system.
  • the vehicle occupant takes part as early as possible in an acceleration by the triggering of the protective element to reduce acceleration peaks.
  • the invention allows inflation of the inflatable element or movement of the movable element and thus moving away of the vehicle occupant from the collision location, in particular in response to a so-called pre-crash signal and thus before the vehicle actually collides with the object ,
  • the vehicle occupant is moved away from the collision section of the vehicle, ie, the collision point, by the inflating or moving element from its seating position, thereby creating an additional distance between the vehicle occupant and the collision location.
  • This additional Distance represents an additional absorption path, whereby the consequences of the collision are mitigated for the vehicle occupant.
  • the relative speed between it and the vehicle structure intruding as a result of the collision into the vehicle interior can be reduced by moving away the vehicle occupant.
  • the path of the vehicle occupant already traveled away from the collision point in the direction of the vehicle interior can additionally be used as a deformation path in the event of a collision.
  • Fig. 1 shows a device for protecting a vehicle occupant in one
  • Fig. 2 is a speed-path diagram
  • Fig. 3 is an acceleration-time diagram.
  • FIG. 1 shows a device 1 for protecting a vehicle occupant.
  • the device 1 comprises various protective elements 2.1 to 2.k, which serve, for example, a lateral support and / or the mitigation of a collision impact by inflating air bags.
  • the device 1 comprises a control unit 3, which may for example be part of an existing control unit in the vehicle.
  • the protective elements 2.1 to 2.k are associated with at least one vehicle seat, not shown.
  • the protective elements 2.1 to 2.k are arranged on the vehicle seat and can be triggered to protect a vehicle occupant located on the vehicle seat.
  • protective elements 2.1 to 2.k are used, for example, an integrated in a seat back of a backrest or in a seat backrest inflatable element, eg. B. a side cushion (also called side airbag or air cushion) and / or a vehicle seat movably arranged element, for. B. a movable seat backrest.
  • the protective element 2.1 is referred to as the inflatable element 2.1 and the protective element 2.2 as the movable element 2.2.
  • the side cushions are conventional airbags or airbags. Only the actuator must have a specific control characteristic in order to keep the internal pressure in the airbag at a predetermined level and thus to provide protection against intruding parts as long as possible.
  • each vehicle seat may comprise two inflatable, in particular opposing elements 2.1 and two movable, in particular opposing elements 2.2.
  • These elements 2.1 and 2.2 are used in particular a side support of the vehicle occupant in the vehicle seat.
  • inflatable elements 2.1 may be integrated in an adjacent vehicle door and / or the side rest.
  • the device 1 comprises a belt tensioner 5.
  • the belt tensioner 5 is a conventional protective device which hold the upper body of the vehicle occupant by mechanical tightening as close as possible to the seat back and the backrest and thus provide a restraint of the vehicle occupant. In this case, the vehicle occupant is moved by means of the belt tensioner 5 when it is triggered by an upstream position in the direction of the backrest and fixed.
  • the inflatable element 2.1, the movable element 2.2 and / or the belt tensioner 5 are usually triggered in an approaching collision or in a collision.
  • signals S can be supplied by connected to this sensors 4.1 to 4.n and / or other control units.
  • the control unit 3 sensor signals of at least one environment detection unit, at least one acceleration sensor, a speed sensor, a speed sensor and / or data signals, such as a pre-crash signal supplied from another control unit.
  • the control unit 3 comprises processing modules not shown in detail, which supply the signals S to a pre-crash signal and, as a result, to control signals SS for controlling at least one of the elements 2.1 to 2.2 and / or of the belt tensioner 5 process.
  • the sent pre-crash signal can be processed by means of the control unit 3 to control signals SS.
  • the invention provides that by means of the control of the control unit 3 during operation of the vehicle, the activation of at least one of the inflatable or movable elements 2.1 and 2.2 is combined with the belt tensioner 5 such that the belt tensioner 5 in time before triggering one of the inflatable or movable elements 2.1 to 2.2 and triggered during or during the triggering of the relevant element 2.1 or 2.2, for example, the belt pullout is disabled, so that the belt tightening is again solvable and is released.
  • the belt tensioner 5 and the respective element 2.1 and / or 2.2 in response to at least one control signal SS, which signals a collision of the vehicle or an approaching collision of the vehicle with an object, driven and / or triggered.
  • SS which signals a collision of the vehicle or an approaching collision of the vehicle with an object
  • the invention is based on the idea that, for example, in a side impact a vehicle occupant is accelerated delayed, since the vehicle occupant sitting at a distance to a seat back or a seat cushion or a lots, z. B. a softness of a seat foam, or overcome a pre-bent posture.
  • z. B a softness of a seat foam, or overcome a pre-bent posture.
  • the inflatable or movable element 2.1 to 2.2 by means of the inflatable or movable element 2.1 to 2.2, z.
  • the belt tensioner 5 is triggered before the inflatable or movable element 2.1 to 2.2 is triggered.
  • the vehicle occupant is moved into the vehicle seat and pulled and assumes an optimal position in which the upper body as possible on the seat cheek, in particular rests against the vehicle door outer seat cheek.
  • the movement of the vehicle occupant in the direction of the backrest of the vehicle seat is expediently ended at the beginning of the triggering of the relevant inflatable or movable element 2.1 to 2.2.
  • the initiation of the triggering of the inflatable or movable element 2.1 to 2.2 impact and the subsequent lateral movement of the vehicle occupant is preferably started before the collision occurs.
  • the resulting from the triggering of the inflatable or movable element 2.1 to 2.2 preamble of the vehicle occupant is greater, the stronger the vehicle occupant rests against the outer seat cheek.
  • the previous belt tightening may be released again during or shortly after deployment of the inflatable or movable element 2.1 to 2.2, and thus the desired vehicle occupant kick, with the belt extraction lock deactivated at the same time, to provide freedom of movement, e.g. to allow the necessary escape clearance for the vehicle occupant away from the collision point.
  • a lesser contact speed value vp between the vehicle occupant and the intruding vehicle parts is given for a longer traveled distance sp.
  • the lower contact speed value vp results from the pre-acceleration of the vehicle occupant and the resulting reduced relative speed between the vehicle occupant and the intruding vehicle parts.
  • the longer distance traveled sp results from the covered during the pre-acceleration of the vehicle occupant path between the vehicle occupant and the intruding vehicle parts. Due to the pre-acceleration of the vehicle occupant, the contact speed value vp is significantly reduced compared with the contact speed value vk and reduced by the value ⁇ v.
  • the acceleration values ak acting on the vehicle occupant in a conventional method for protecting the vehicle occupant without prior belt tightening are higher than the acceleration values ap in the method for protecting the vehicle occupant with belt tightening and occupant initiation with belt releasing again.
  • a predictive pre-acceleration of the vehicle occupant occurs before a collision of the vehicle.
  • the acceleration value ap is significantly reduced compared to the acceleration value ak and reduced by the value ⁇ a.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, bei welchem mindestens ein an dem Fahrzeugsitz angeordnetes, zum Schutz des auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen auslösbares Schutzelement (2.1 bis 2.k) bei einer sich anbahnenden Kollision oder bei einer Kollision ausgelöst wird. Erfindungsgemäß wird ein dem Fahrzeugsitz zugeordneter reversibler Gurtstraffer (5) zeitlich vor einem Auslösen des Schutzelements (2.1 bis 2.k) ausgelöst und während oder bei Auslösen des Schutzelements (2.1 bis 2.k) eine daraus resultierende Gurtstraffung wieder gelöst.

Description

Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Offenlegungsschrift DE 102005 032033 A1 beschreibt ein Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem mit einem Fahrzeugsitz, dessen Rückenlehne seitlich von wenigstens einer Seitenwange begrenzt wird, wobei der Übergang von einer Vorderseite der Rückenlehne zur Seitenwange eine Stützfläche für einen Fahrzeuginsassen bildet, und mit einem Gassackmodul, dessen Gassack gefaltet in der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes angeordnet und dessen Entfaltungsrichtung zur Stützfläche gerichtet ist.
Die Offenlegungsschrift DE 197 502 23 C2 beschreibt ein Verfahren zur fahrsituations- und fahrweisen bedingten Adaption der Seitenabstützung eines Sitzenden im Sitz eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, bei welchem eine auf den Sitz wirkende Querbeschleunigung als Bezugsgröße für die Adaption bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Querbeschleunigung mit der momentanen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gewichtet und daraus eine Steuergröße für das Maß der Adaption abgeleitet wird.
Die Offenlegungsschrift WO 2008 110 610 A1 beschreibt eine Fahrzeugsitzanordnung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen, mit einem Fahrzeugsitz; mindestens einem an dem Fahrzeugsitz angeordneten, zum Schutz eines auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen aufblasbaren Elementes; Mitteln zum Aufblasen des aufblasbaren Elementes, die das aufblasbare Element in Abhängigkeit von einem Steuersignal, das eine Kollision des Kraftfahrzeuges oder eine sich anbahnende Kollision des Kraftfahrzeuges mit einem Objekt signalisiert, aufblasen, wobei das aufblasbare Element derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es, während es als Reaktion auf das Steuersignal aufgeblasen wird, auf den Fahrzeuginsassen einen Impuls ausübt, der den Fahrzeuginsassen von einem Kollisionsabschnitt des Fahrzeuges, der mit dem Objekt kollidiert oder kollidieren wird, weg bewegt.
Die Offenlegungsschrift EP 1 698 521 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schutz eines Insassen in einem Fahrzeug.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuginsassenrückhaltesystems anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, wird mindestens ein an dem Fahrzeugsitz angeordnetes, zum Schutz des auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen auslösbares Schutzelement bei einer sich anbahnenden Kollision oder bei einer Kollision ausgelöst. Erfindungsgemäß wird ein dem Fahrzeugsitz zugeordneter reversibler Gurtstraffer zeitlich vor einem Auslösen des Schutzelements ausgelöst und während oder bei Auslösen des Schutzelements eine daraus resultierende Gurtstraffung wieder gelöst.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, dass der Fahrzeuginsasse in eine für das Auslösen des Schutzelementes, z. B. eines aufblasbaren oder bewegbaren Schutzelements, wie eines Seitenkissens oder einer Seitenlehne, geeignete Position gebracht und kurzzeitig fixiert und durch Lösung der Gurtstraffung beispielsweise durch Deaktivierung einer Gurtauszugssperre rechtzeitig wieder so frei beweglich wird, dass mit Auslösen des Schutzelements ein Bewegungsimpuls oder -anstoß auf den Fahrzeuginsassen ausgeübt werden kann, durch welchen eine Abstandsvergrößerung zwischen dem Fahrzeuginsassen und einem Kollisionsabschnitt des Fahrzeugs, der mit dem Objekt kollidiert oder kollidieren wird, erzielt wird. Durch ein frühes Aufbringen des Bewegungsimpulses auf den Fahrzeuginsassen, der durch die vorangegangene Gurtstraffung in eine für die Aufnahme des Bewegungsimpulses oder -anstoß geeignete, z. B. eine übliche aufrechte, Sitzposition gebracht wird und der durch die während oder bei Auslösen des Bewegungsimpulses oder -anstoßes durch das Schutzelement beispielsweise deaktivierte Gurtauszugssperre frei beweglich sitzt, wirkt auf den Fahrzeuginsassen noch vor Eintreten einer Kollision eine Beschleunigung ein, wodurch eine nachfolgend einwirkende Unfallenergie bei einer Kollision, d.h. die absolute Höhe der Unfallenergie und somit ein Belastungs- und/oder Beschleunigungsmaximum des Fahrzeuginsassen, reduziert ist.
Bei einem herkömmlichen Fahrzeugsitz würden die Fahrzeuginsassen bedingt durch die Elastizitäten des Fahrzeugsitzes und/oder einen Abstand zum Fahrzeugsitz, beispielsweise durch eine Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen infolge einer Bremsung aufgrund einer Kollisionsgefahr, zeitverzögert beschleunigt. Aus dieser zeitverzögerten Beschleunigung resultieren zusätzliche Belastungs- und/oder Beschleunigungsmaxima des Fahrzeuginsassen. Dies ist durch die vorliegende Erfindung sicher vermieden. Somit wird eine Insassenbelastung reduziert.
Besonders vorteilhafterweise wird der Gurtstraffer zeitlich vor einem Auslösen des Schutzelements, z. B. vor einem Aufblasen eines aufblasbaren Elements oder einer Bewegung eines bewegbaren Elements, ausgelöst. Dadurch wird der Fahrzeuginsasse oder zumindest ein Körperabschnitt des Fahrzeuginsassen in Richtung der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes bewegt und dort gehalten. Somit wird die aus der Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen resultierende zeitverzögerte Beschleunigung vermieden.
Besonders vorteilhafterweise übt das aufblasbare Element oder das bewegbare Element, während es als Reaktion auf das Steuersignal aufgeblasen bzw. bewegt wird, auf den Fahrzeuginsassen oder zumindest einen Körperabschnitt des Fahrzeuginsassen einen Impuls, insbesondere einen Bewegungsimpuls oder -anstoß, aus, durch welchen der Fahrzeuginsasse oder zumindest ein Körperabschnitt des Fahrzeuginsassen von dem Kollisionsabschnitt des Fahrzeugs, der mit dem Objekt kollidiert oder kollidieren wird, weg bewegt wird. Dadurch wird ein Abstand zwischen einer voraussichtlichen Kollisionsstelle und dem Fahrzeuginsassen vergrößert. Durch die Kombination von Vorauslösen des Gurtstraffers und anschließendem Auslösen des Schutzelements bei insbesondere ereignisbedingt deaktivierter Gurtauszugssperre wird sichergestellt, dass der Fahrzeuginsasse den Bewegungsimpuls aufnehmen kann. Mit anderen Worten: Durch ein Deaktivieren der Gurtauszugssperre und somit wieder Lösen der Gurtstraffung bei oder während des Aus- lösens des Schutzelementes kann der durch das ausgelöste Schutzelement ausgeübte Bewegungsimpuls oder -anstoß vom Fahrzeuginsassen aufgenommen werden, ohne durch die Gurtauszugssperre gehemmt zu sein.
Der Fahrzeuginsasse wird durch das aufgeblasene oder bewegte Element in Richtung Fahrzeuginnenraum und damit vom sich verformenden Seitenbereich des Fahrzeugs, wie etwa der Türverkleidung oder der B-Säule, weg bewegt.
Der Bewegungsimpuls oder -anstoß, den das aufgeblasene oder bewegte Element auf den Fahrzeuginsassen ausübt, trifft den Fahrzeuginsassen zweckmäßigerweise in der durch den Gurtstraffer in Richtung der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes zurückverlagerten Position. Dadurch kann das aufblasbare Element vollflächig auf den Fahrzeuginsassen oder zumindest einen Körperabschnitt des Fahrzeuginsassen einwirken. Die bewegbare Seitenlehne kann so ebenfalls optimal auf den Fahrzeuginsassen oder zumindest einen Körperabschnitt einwirken.
Eine Rückhaltung des Fahrzeuginsassen beginnt also viel früher als bei einem herkömmlichen Rückhaltesystem. Zudem nimmt der Fahrzeuginsasse möglichst früh an einer Beschleunigung durch die Auslösung des Schutzelementes teil, um Beschleunigungsspitzen zu reduzieren.
Zwischen dem aufblasbaren Element und dem Fahrzeuginsassen wird im Wesentlichen keine Relativgeschwindigkeit aufgebaut. Somit ist auch die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem Seitenbereich des Fahrzeugs stets geringer als bei einer herkömmlichen Schutzvorrichtung mit einem Fahrzeuginsassenrückhaltesystem.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ermöglicht die Erfindung ein Aufblasen des aufblasbaren Elementes oder eine Bewegung des bewegbaren Elements und damit ein Wegbewegen des Fahrzeuginsassen von der Kollisionsstelle insbesondere als Reaktion auf ein so genanntes Pre-Crash-Signal und somit bevor das Fahrzeug mit dem Objekt tatsächlich kollidiert. Der Fahrzeuginsasse wird durch das sich aufblasende oder sich bewegende Element aus seiner Sitzposition heraus von dem Kollisionsabschnitt des Fahrzeuges, also der Kollisionsstelle, weg bewegt, wodurch ein zusätzlicher Abstand zwischen dem Fahrzeuginsassen und der Kollisionsstelle erzeugt wird. Dieser zusätzliche Abstand stellt einen zusätzlichen Absorptionsweg dar, wodurch die Folgen der Kollision für den Fahrzeuginsassen gemildert werden. Zudem kann durch das Wegbewegen des Fahrzeuginsassen die Relativgeschwindigkeit zwischen ihm und der infolge der Kollision in den Fahrzeuginnenraum intrudierenden Fahrzeugstruktur reduziert werden. Dabei kann der bereits von der Kollisionsstelle weg in Richtung Fahrzeuginnenraum zurückgelegte Weg des Fahrzeuginsassen zusätzlich als Deformationsweg im Kollisionsfall genutzt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem
Fahrzeugsitz,
Fig. 2 ein Geschwindigkeits-Weg-Diagramm, und
Fig. 3 ein Beschleunigungs-Zeit-Diagramm.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Schutz eines Fahrzeuginsassen. Die Vorrichtung 1 umfasst verschiedene Schutzelemente 2.1 bis 2.k, die beispielsweise einer Seitenabstützung und/oder der Milderung eines Aufprallstoßes durch Aufblasen von Luftkissen dienen. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Steuereinheit 3, welche beispielsweise Bestandteil eines im Fahrzeug vorhandenen Steuergeräts sein kann. Die Schutzelemente 2.1 bis 2.k sind mindestens einem nicht näher dargestellten Fahrzeugsitz zugeordnet.
Die Schutzelemente 2.1 bis 2.k sind an dem Fahrzeugsitz angeordnet und zum Schutz eines auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen auslösbar. Als Schutzelemente 2.1 bis 2.k dienen beispielsweise ein in einer Sitzwange einer Rückenlehne oder in einer Sitzseitenlehne integriertes aufblasbares Element, z. B. ein Seitenkissen (auch Seitenairbag oder Luftkissen genannt) und/oder ein am Fahrzeugsitz bewegbar angeordnetes Element, z. B. eine bewegbare Sitzseitenlehne. Im Weiteren wird das Schutzelement 2.1 als aufblasbares Element 2.1 und das Schutzelement 2.2 als bewegbares Element 2.2 bezeichnet.
Bei den Seitenkissen handelt es sich um herkömmliche Airbags oder Luftkissen. Lediglich der Aktor muss eine spezifische Steuercharakteristik aufweisen, um den Innendruck im Airbag auf einem vorgegebenen Niveau zu halten und somit möglichst lange einen Schutz gegenüber intrudierenden Teilen zu bieten.
Dabei kann jeder Fahrzeugsitz zwei aufblasbare, insbesondere einander gegenüberliegende Elemente 2.1 und zwei bewegbare, insbesondere einander gegenüberliegende Elemente 2.2 umfassen. Diese Elemente 2.1 und 2.2 dienen insbesondere einer Seitenabstützung des Fahrzeuginsassen im Fahrzeugsitz. Auch können aufblasbare Elemente 2.1 in einer angrenzenden Fahrzeugtür und/oder der Seitenlehne integriert sein.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 1 einen Gurtstraffer 5. Bei dem Gurtstraffer 5 handelt es sich um eine herkömmliche Schutzeinrichtung, welche bei Aktivierung den Oberkörper des Fahrzeuginsassen durch mechanische Straffung möglichst dicht an der Sitzlehne und der Rückenlehne halten und somit eine Rückhaltung des Fahrzeuginsassen bieten. Dabei wird der Fahrzeuginsasse mittels des Gurtstraffers 5 bei dessen Auslösen von einer vorgelagerten Position in Richtung der Rückenlehne bewegt und fixiert.
Das aufblasbare Element 2.1, das bewegbare Element 2.2 und/oder der Gurtstraffer 5 werden üblicherweise bei einer sich anbahnenden Kollision oder bei einer Kollision ausgelöst. Für eine rechtzeitige Auslösung der Elemente 2.1 und 2.2 sind der Steuereinheit 3 Signale S von mit dieser verbundenen Sensoren 4.1 bis 4.n und/oder von anderen Steuereinheiten zuführbar. Beispielsweise sind der Steuereinheit 3 Sensorsignale mindestens einer Umgebungserfassungseinheit, mindestens eines Beschleunigungssensors, eines Geschwindigkeitssensors, eines Drehzahlsensors und/oder Datensignale, wie ein Pre-Crash-Signal, von einer anderen Steuereinheit zuführbar. Die Steuereinheit 3 umfasst nicht näher dargestellte Verarbeitungsmodule, die die zugeführten Signale S zu einem Pre-Crash-Signal und daraus resultierend zu Steuersignalen SS zur Ansteuerung mindestens eines der Elemente 2.1 bis 2.2 und/oder des Gurtstraffers 5 verarbeiten. Alternativ oder zusätzlich kann das zugesandte Pre- Crash-Signal mittels der Steuereinheit 3 zu Steuersignalen SS verarbeitet werden.
Die Erfindung sieht vor, dass mittels der Steuerung der Steuereinheit 3 im Betrieb des Fahrzeugs die Ansteuerung zumindest eines der aufblasbaren oder bewegbaren Elemente 2.1 und 2.2 mit dem Gurtstraffer 5 derart kombiniert wird, dass der Gurtstraffer 5 zeitlich vor einem Auslösen eines der aufblasbaren oder bewegbaren Elemente 2.1 bis 2.2 ausgelöst und bei oder während des Auslösens des betreffenden Elements 2.1 bzw. 2.2 beispielsweise die Gurtauszugssperre deaktiviert wird, so dass die Gurtstraffung wieder lösbar ist und gelöst wird.
Hierzu werden der Gurtstraffer 5 und das betreffende Element 2.1 und/oder 2.2 in Abhängigkeit von mindestens einem Steuersignal SS, das eine Kollision des Fahrzeugs oder eine sich anbahnende Kollision des Fahrzeugs mit einem Objekt signalisiert, angesteuert und/oder ausgelöst. Dabei wird mittels der in der Steuereinheit 3 implementierten Steuerung sichergestellt, dass der Gurtstraffer 5 vor einem Auslösen des oder der Elemente 2.1 bis 2.2 ausgelöst wird.
Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, dass beispielsweise bei einem Seitenaufprall ein Fahrzeuginsasse zeitverzögert beschleunigt wird, da der Fahrzeuginsasse mit einem Abstand zu einer Sitzlehne oder einem Sitzkissen sitzen oder eine Lose, z. B. eine Weichheit eines Sitzschaumes, oder eine vorgebeugte Sitzhaltung überwinden muss. Um den Fahrzeuginsassen möglichst früh an einer Beschleunigung teilhaben zu lassen, mit dem Ziel Beschleunigungsbelastungen des Fahrzeuginsassen im Kollisionsfall zu reduzieren, wird mittels des aufblasbaren oder bewegbaren Elements 2.1 bis 2.2, z. B. eines aufblasbaren Kissen in der Seitenlehne, in der Fahrzeugtür und/oder in einer Sitzwange, schon vor der Kollision, z. B. einem Seitenaufprall, und somit möglichst früh ein Beschleunigungs- oder Bewegungsimpuls/-anstoß auf den Fahrzeuginsassen ausgeübt. Mit anderen Worten: Der Fahrzeuginsasse wird vorbeschleunigt.
Um eine möglichst optimale Vorbeschleunigung, d.h. einen geeigneten Fahrzeuginsassenanstoß durch das Aufblasen oder Bewegen des betreffenden Elementes 2.1 bis 2.2 zu erzielen, wird vor Auslösen des aufblasbaren oder bewegbaren Elements 2.1 bis 2.2 der Gurtstraffer 5 ausgelöst. Hierdurch wird der Fahrzeuginsasse in den Fahrzeugsitz bewegt und gezogen und nimmt eine optimale Position ein, in welcher der Oberkörper möglichst an der Sitzwange, insbesondere der zur Fahrzeugtür äußeren Sitzwange anliegt. Die Bewegung des Fahrzeuginsassen in Richtung der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes wird dabei zweckmäßigerweise mit Beginn des Auslösens des betreffenden aufblasbaren oder bewegbaren Elements 2.1 bis 2.2 beendet.
Mit dem aus der Auslösung des aufblasbaren oder bewegbaren Elements 2.1 bis 2.2 resultierenden Anstoß und der anschließenden seitlichen Bewegung des Fahrzeuginsassen wird vorzugsweise vor dem Eintreten der Kollision begonnen. Der aus der Auslösung des aufblasbaren oder bewegbaren Elements 2.1 bis 2.2 resultierende Voranstoß des Fahrzeuginsassen ist dabei umso größer, desto stärker der Fahrzeuginsasse an der äußeren Sitzwange anliegt. Darüber hinaus kann die vorangegangene Gurtstraffung während oder kurz nach dem Auslösen des aufblasbaren oder bewegbaren Elements 2.1 bis 2.2 und somit des gewünschten Fahrzeuginsassenanstoßes bei gleichzeitig deaktivierter Gurtauszugssperre wieder gelöst werden, um einen Bewegungsfreiraum, d.h. den nötigen Ausweichfreiraum für den Fahrzeuginsassen weg vom Kollisionspunkt, zu ermöglichen.
Durch eine solche Kombination einer zeitlich versetzten Auslösung von Gurtstraffer 5 und bewegbarem/aufblasbarem Element/e 2.1 bis 2.2 und Lösen der Gurtstraffung bei Auslösung des bewegbarem/aufblasbaren Elements 2.1 bis 2.2 wird sichergestellt, dass der Fahrzeuginsasse durch Einnehmen einer geeigneten Sitzposition und durch einen daraus resultierenden optimalen Anstoß in zu erwartender Stoßrichtung vorbeschleunigt wird und somit sein Abstand zur stoßzugewandten Fahrzeugseite vergrößert und die Geschwindigkeitsdifferenz zu intrudierenden Fahrzeugteilen reduziert wird. Sobald der Impuls des Aufprallstoßes dominiert, kann der bereits gemachte Weg wieder als zusätzlicher Deformationsweg genutzt werden. Hierdurch wird der Aufprallstoß für den Fahrzeuginsassen abgemildert. Zusätzlich kann das Aufbringen des Bewegungsimpulses/-anstoßes über die Sitzschale Belastungen im Pelvisbereich reduzieren.
In Figuren 2 und 3 sind zwei Diagramme dargestellt, welche die Reduzierung Δv, Δa der auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Beschleunigung a über die Zeit t und der Kontaktgeschwindigkeit v über den Weg s infolge der Kombination aus vorangegangener Gurtstraffung und anschließendem Insassenanstoß durch Auslösung eines oder mehrerer der bewegbaren oder aufblasbaren Elemente 2.1 bis 2.2 zeigt. Dabei ist bei einem herkömmlichen Verfahren zum Schützen des Fahrzeuginsassen ohne vorangegangene Gurtstraffung ein höherer Kontaktgeschwindigkeitswert vk zwischen dem Fahrzeuginsassen und den intrudierenden Fahrzeugteilen bei einem kürzerem zurückgelegten Weg sk gegeben. Demgegenüber ist bei dem vorliegenden Verfahren zum Schützen des Fahrzeuginsassen ein geringerer Kontaktgeschwindigkeitswert vp zwischen dem Fahrzeuginsassen und den intrudierenden Fahrzeugteilen bei einem längeren zurückgelegten Weg sp gegeben. Der geringere Kontaktgeschwindigkeitswert vp resultiert aus der Vorbeschleunigung des Fahrzeuginsassen und der dadurch verringerten Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeuginsassen und den intrudierenden Fahrzeugteilen. Der längere zurückgelegte Weg sp resultiert aus dem während der Vorbeschleunigung des Fahrzeuginsassen zurückgelegten Weg zwischen dem Fahrzeuginsassen und den intrudierenden Fahrzeugteilen. Durch die Vorbeschleunigung des Fahrzeuginsassen ist der Kontaktgeschwindigkeitswert vp gegenüber dem Kontaktgeschwindigkeitswert vk signifikant verringert und um den Wert Δv reduziert.
Die auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Beschleunigungswerte ak bei einem herkömmlichen Verfahren zum Schützen des Fahrzeuginsassen ohne vorangegangene Gurtstraffung sind dabei höher als die Beschleunigungswerte ap beim Verfahren zum Schützen des Fahrzeuginsassen mit Gurtstraffung und Insassenanstoß mit Gurt wieder Lösen. Beim vorliegenden Verfahren zum Schützen des Fahrzeuginsassen erfolgt eine prediktive Vorbeschleunigung des Fahrzeuginsassen vor einer Kollision des Fahrzeugs. Durch diese Vorbeschleunigung ist der Beschleunigungswert ap gegenüber dem Beschleunigungswert ak signifikant verringert und um den Wert Δa reduziert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, bei welchem mindestens ein an dem Fahrzeugsitz angeordnetes, zum Schutz des auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen auslösbares Schutzelement (2.1 bis 2.k) bei einer sich anbahnenden Kollision oder bei einer Kollision ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Fahrzeugsitz zugeordneter reversibler Gurtstraffer (5) zeitlich vor einem Auslösen des Schutzelements (2.1 bis 2.k) ausgelöst und während oder bei Auslösen des Schutzelements (2.1 bis 2.k) eine daraus resultierende Gurtstraffung wieder gelöst werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (5) und das Schutzelement (2.1 bis 2.k) in Abhängigkeit von einem Steuersignal (SS), das eine Kollision des Fahrzeugs oder eine sich anbahnende Kollision des Fahrzeugs mit einem Objekt oder eine vorgegebene Bremsung des Fahrzeugs signalisiert, angesteuert und/oder ausgelöst werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgelöste Gurtstraffer (5) auf den Fahrzeuginsassen oder zumindest einen Körperabschnitt des Fahrzeuginsassen einen Impuls ausübt, durch welchen der Fahrzeuginsasse oder zumindest ein Körperabschnitt des Fahrzeuginsassen in Richtung einer Rückenlehne des Fahrzeugsitzes bewegt und/oder fixiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung und/oder Fixierung des Fahrzeug insassen in Richtung bzw. an der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes mit Beginn des Auslösen des Schutzelements (2.1 bis 2.k) beendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auslösen des Schutzelements (2.1 bis 2.k) auf den Fahrzeuginsassen oder zumindest einen Körperabschnitt des Fahrzeuginsassen ein Impuls ausgeübt wird, durch welchen der Fahrzeuginsasse oder zumindest ein Körperabschnitt des Fahrzeuginsassen von einem Kollisionsabschnitt des Fahrzeugs, der mit dem Objekt kollidiert oder kollidieren wird, weg bewegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Wegbewegung des Fahrzeuginsassen durch das ausgelöste Schutzelement (2.1 bis 2.k) vor dem Eintreten der Kollision begonnen wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugsitz als Schutzelemente (2.1) zwei gegenüberliegende aufblasbare Elemente in den Seitenwangen aufweist, wobei nur das der voraussichtlichen Kollisionsstelle zugewandte aufblasbare Element in Abhängigkeit vom Steuersignal (SS) ausgelöst und in Richtung des Fahrzeuginsassen aufgeblasen wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugsitz als Schutzelemente (2.2) zwei gegenüberliegende, am Fahrzeugsitz angeordnete und bewegbare Seitenlehnen aufweist, wobei nur die der voraussichtlichen Kollisionsstelle zugewandte Seitenlehne in Abhängigkeit vom Steuersignal (SS) ausgelöst und in Richtung des Fahrzeuginsassen bewegt wird.
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