WO2020025765A1 - Fahrzeuginsassen-rückhaltesystem sowie verfahren zum betreiben eines fahrzeuginsassen-rückhaltesystems - Google Patents

Fahrzeuginsassen-rückhaltesystem sowie verfahren zum betreiben eines fahrzeuginsassen-rückhaltesystems Download PDF

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Werner Freisler
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Definitions

  • the invention relates to a vehicle occupant restraint system with a control device and at least two restraint elements for protecting lower extremities in the area of a footwell of a vehicle of a vehicle occupant located on a specific vehicle seat of the vehicle, and a method for operating the vehicle occupant restraint system according to the invention.
  • vehicle occupant restraint systems are increasingly used in the area of the footwell, which in particular comprise knee airbag modules with knee airbags.
  • knee gas bags of this type both prevent the knee and / or tibia (tibia) of the vehicle occupant from directly hitting a dashboard, and also minimize the risk of vehicle occupants slipping under a seat belt in the restraint situation.
  • the advancing developments in the field of automated and autonomous driving may result in seat adjustment possibilities for the vehicle occupants that lie outside a normal position or a normal position range of the vehicle seat, to which the existing vehicle occupant restraint systems are designed.
  • the vehicle seat In such In the comfort positions, the vehicle seat is in particular in a position which is adjusted further backwards or in a position with a backrest which is inclined strongly to the rear.
  • the relative positions of the vehicle occupants to the restraint systems such as, in particular, airbags, which are usually firmly attached to the vehicle structure, can be varied during the journey, and the distances can be significantly increased depending on the situation compared to the standard position range. Furthermore, the relative position of the vehicle occupants can deviate from the standard position in such a way that restraint systems installed on the vehicle structure cannot or cannot fully develop their effect.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved vehicle occupant restraint system for protecting the lower extremities of a vehicle occupant.
  • Location information such as "in front” and “behind” as well as “above” or “below” refer to a vehicle longitudinal or vertical axis of a vehicle.
  • a vehicle occupant restraint system for protecting lower extremities of a vehicle occupant who is located on a specific vehicle seat.
  • the vehicle occupant restraint system according to the invention comprises at least two restraint elements and a control device.
  • the at least two retention elements of the Vehicle occupant restraint systems are arranged to protect the lower extremities of the vehicle occupant in a state installed in the vehicle in the footwell or at least in the area of the footwell of the vehicle.
  • a first restraint element of the vehicle occupant restraint system is designed as a knee airbag module.
  • the knee airbag module is arranged in a lower region of the dashboard when installed in the vehicle.
  • the knee airbag module can in particular be designed as a so-called “low-mounted module” or “mid-mounted module”.
  • a second restraint element of the vehicle occupant restraint system according to the invention is provided for installation in the footwell.
  • the second retaining element is arranged or installed in particular in an area of the footwell located in front of the knee gas bag module.
  • the second retaining element comprises at least one foot airbag module with a foot air bag.
  • the foot airbag module can in particular be designed as a partial element of the second retaining element.
  • the control device of the vehicle occupant restraint system according to the invention can distinguish between different present situations in a restraint situation.
  • the classification of the various situations by the control device is based in particular on vehicle occupant-related parameters and / or a relative position of the vehicle seat with respect to the first and second restraint elements arranged in the area of the footwell.
  • the standard position describes a standard position of the vehicle seat, for which restraint elements of a vehicle occupant restraint system that are fixed in the vehicle structure are designed.
  • the comfort position describes, in particular, a position of the vehicle seat in which the vehicle seat is displaced to the rear and a greater distance from the Restraint elements of the vehicle occupant restraint system than in the normal position.
  • the vehicle occupant-related parameters can in particular be the body weight and / or a body size and / or a position of the vehicle occupant on the vehicle seat. Furthermore, the vehicle occupant-related parameters can also be a position of the lower extremities in the footwell of the vehicle.
  • the footbag module of the second restraint element is activated by the control device in a restraint situation, provided the control device detects a situation in which the vehicle occupant is a small and / or light person and is the Vehicle seat is in a position displaced rearward, in particular in a position displaced rearward to the standard position.
  • the control device can additionally activate the second retaining element or a partial element of the second retaining element.
  • the vehicle occupant restraint system can have a control device for controlling and activating the first and / or second restraint element.
  • the control device of the vehicle occupant restraint system can preferably be integrated in a vehicle control, in particular in an airbag control.
  • the control device can be integrated in a vehicle control system, by means of which further restraint systems can also be activated and controlled.
  • the vehicle occupant restraint system can comprise at least one sensor element.
  • the control device can access the sensor data from one or more in the vehicle integrated sensor elements.
  • the sensor element can comprise, for example, a camera system.
  • the sensor element can have, for example, one or more sensors integrated in vehicle seat elements.
  • the control device can preferably also use sensor data from other sensor elements arranged in the vehicle, in particular in the footwell, for the detection of the present situation and / or use them.
  • the foot airbag module is preferably arranged in the lower region of the dashboard in the longitudinal direction of the vehicle in front of the knee airbag module.
  • the foot airbag In a filled state, the foot airbag is preferably arranged below and / or in front of the foremost and lowermost knee airbag chambers.
  • the low pressure chamber has essentially the same advantages and properties as the low pressure chamber of the knee airbag.
  • the second restraint element also includes a heel impact point positioning module.
  • the heel impact point positioning module in the footwell of the vehicle can be adjusted in a restraint situation by means of the heel impact point positioning module.
  • the heel impact point can be displaced backwards and thus towards the vehicle occupant by the heel impact point positioning module in the vehicle longitudinal direction.
  • a forward movement of the lower extremities in the area of the foot for example, can be limited early in a restraint situation.
  • the connection of the lower extremities, in particular the knee and the shin to the knee airbag can be improved. Furthermore, this can, for example, reduce the risk of the pendulum swinging backward and springing back from the knee airbag of the shin and foot.
  • the risk of the shinbone and the foot swinging upward and dipping under the knee gas bag can be reduced.
  • the displacement and positioning of the heel impact point is preferably carried out by lifting the vehicle floor and / or the vehicle floor covering in the area of the Heels casserole point positioning module.
  • the heel impact point can in particular be an elevation or an edge in the area of the vehicle floor by means of which a forward movement of the foot, in particular in a restraint situation, can be prevented and / or stopped.
  • the heel impact point positioning module is preferably arranged in the installed state in the footwell of the vehicle in a transition region between the vehicle floor and a front wall delimiting the footwell.
  • the front wall delimiting the foot space can be, for example, the bulkhead of the vehicle.
  • the heel impact point positioning module can comprise an airbag module for displacing and positioning the heel impact point.
  • the gas bag module When the gas bag module is activated, the lining of the vehicle floor can in particular be raised by filling the gas bag of the gas bag module and the heel impact point can thereby be displaced.
  • the airbag of such a heel impact point positioning module generally has a slower filling speed, for example in comparison to a knee airbag. By filling the gas bag of the heel impact point positioning module more slowly, high loads on the foot can be avoided, for example.
  • the heel impact point positioning module may include a shape change element.
  • the deformation element is preferably arranged between the vehicle floor and / or the front wall delimiting the foot space and the lining of the vehicle floor.
  • the deformation element is designed as a bistable spring element.
  • the bistable spring element can be excited via an actuator to change its shape from a first stable position to a second position.
  • the shape change element comprises a foamable element.
  • the foamable element is made of a material that foams up by excitation and increases its volume.
  • the heel impact point positioning module is activated by the control device, this foaming process is started in the foamable element by a suitable actuator. As a result, for example, the lining of the vehicle floor is raised and the heel impact point is shifted towards the vehicle occupant.
  • the heel impact point positioning module is designed in such a way that the positioning and thus the relocation of the heel impact point to the rear toward the vehicle occupant is carried out in such a way that it is completed before the foot hits the heel impact point positioning module. This also avoids high stress on the foot.
  • the second retaining element can in particular comprise both a heel impact point positioning module and a foot gas bag module.
  • the heel impact point positioning module and the foot gas bag module each represent partial elements of the second restraint element.
  • the foot gas bag module and the heel impact point positioning module can be activated independently of one another by the control device in the restraint situation, depending on the present situation.
  • the knee airbag of the knee airbag module of the first retaining element preferably comprises at least one adaptive chamber.
  • the knee airbag can comprise a pressure-adaptive chamber or a depth-adaptive chamber.
  • the knee airbag can comprise a pressure-adaptive chamber and a depth-adaptive chamber.
  • such an adaptive chamber of the knee airbag can be activated and / or controllable via the control device.
  • the foremost and / or lowermost chamber of the knee airbag is formed in the vehicle longitudinal or vehicle vertical direction.
  • the pressure-adaptive chamber is preferably designed as a low-pressure chamber.
  • the term low-pressure chamber can either describe that the pressure-adaptive chamber, when filled, has a lower internal pressure than the further chamber or the further chambers of the knee gas bag. Alternatively, the term low-pressure chamber can describe that the pressure-adaptive chamber requires a significantly longer period of time until it is completely filled.
  • the low pressure chamber is not completely filled in a retention situation when the shin (tibia) and / or the foot strikes and therefore has a lower internal pressure at the time of the impact than the further chamber or the completely filled further chambers of the knee gas bag.
  • the lower internal pressure of the low-pressure chamber can, for example, reduce the risk of the shin and foot springing back after hitting the low-pressure chamber of the knee gas bag.
  • the pressure-adaptive chamber can be designed such that the pressure-adaptive chamber can be filled in a restraint situation, regardless of the present situation.
  • the pressure-adaptive chamber can be designed as a low-pressure chamber, which is filled more slowly, for example, by limiting the inflow of the filling gas than the further chamber or further chambers of the knee gas bag. It is also conceivable that an inflow opening or overflow opening to the pressure-adaptive chamber is closed by suitable means with a certain expansion or a certain internal pressure of the pressure-adaptive chamber.
  • the pressure-adaptive chamber can be activated or controlled by the control device in one embodiment.
  • the pressure-adaptive chamber in such an embodiment can be filled as a function of the present situation.
  • the pressure-adaptive chamber can be filled by opening a passage to the pressure-adaptive chamber via a valve or a valve-like element.
  • the knee airbag of the knee airbag module can be designed without a pressure-adaptive chamber.
  • the second retaining element preferably comprises the foot gas bag module.
  • the foot airbag of the foot airbag module can comprise a low pressure chamber or be designed as a low pressure chamber.
  • the low pressure chamber has essentially the same advantages and properties as the low pressure chamber of the knee airbag.
  • a chamber of the knee gas bag which is closest to the vehicle occupant can be designed as a depth-adaptive chamber of the knee gas bag, based on a filled state of the knee gas bag.
  • An expansion of the knee gas bag in the longitudinal direction of the vehicle can in particular be increased by a depth-adaptive chamber.
  • a distance between the knee of the vehicle occupant and the filled knee airbag can be reduced in a comfort position of the vehicle seat. Due to the greater extent in the longitudinal direction of the vehicle and the resulting reduced distance from the lower extremities of the vehicle occupant, the forward movement of the vehicle occupant can be restricted earlier in a restraint situation.
  • a depth-adaptive chamber can be arranged in the lower and, in the filled state, the area of the knee airbag facing the shin of the vehicle occupant.
  • Such a configuration increases the expansion of the knee gas bag in the direction of the shin of the vehicle occupant. This can prevent or at least limit the shin and foot from swinging upwards.
  • Another essential aspect of the invention is a method for operating the vehicle occupant restraint system according to the invention.
  • the process comprises at least the following steps:
  • the position of the vehicle seat can be determined using at least one sensor element in the method according to the invention.
  • vehicle occupant-related parameters can be determined via at least one sensor element.
  • the position of the vehicle seat and vehicle occupant-related parameters are determined via sensor elements.
  • a body weight and / or a body size and / or a position of the vehicle occupant on the vehicle seat can be determined.
  • the position of the lower extremities in the area of the footwell can also be determined, for example.
  • the control device can continuously determine and determine the position of the vehicle seat and / or the vehicle occupant-related parameters.
  • the position of the vehicle seat and / or the vehicle occupant-related parameters can take place at fixed intervals.
  • the position of the vehicle seat and / or the parameters relating to the vehicle occupant can only take place in the presence of a restraint situation or immediately before the occurrence of a restraint situation.
  • the control device can determine the presence of a specific situation via these sensor data relating to the position of the vehicle seat and / or the vehicle occupant-related parameters determined with the sensor elements.
  • the control device can distinguish at least between two situations.
  • the control device can preferably distinguish between at least four different situations.
  • the vehicle seat when determining the present situation, it can be decisive whether the vehicle seat is in a standard position or a comfort position. It can also be decisive whether there is a person on the vehicle seat whose body size and / or body weight is in the range of a 5% person or a person whose body size and / or Body weight is in the range or above a range of a 50% person.
  • the weight and size of the 5% and 50% dummies from the Hybrid Ill family used in crash tests are used as reference values for the 5% and 50% persons.
  • the 50% dummy (“Hill 50% Middle Adult Male”) has a height of 175 cm and a weight of 78 kg and the 5% dummy (Hill 5% Small Adult Female ”) has a height of 152 cm and a weight of 54 kg.
  • the value that defines the transition between the 5% person and the 50% person is preferably set based on the reference values of the 5% person or the 50% person.
  • the control device can be specified that a 5% person should be assumed up to a body size and / or a body weight which is 10% above the reference value of the 5% person.
  • the control device can be specified that a body size and / or a body weight that is 10% below the reference value of the 50% person should be assumed to be a 50% person and body sizes and / or body weights that are below this a 5% person should be assumed.
  • control device of the vehicle occupant restraint system can, for example, differentiate between the following four possible situations:
  • First situation the position of the vehicle seat is in a normal position and on the vehicle seat there is a person whose height and / or body weight is in the range or above a 50% person.
  • Second situation the position of the vehicle seat is in a normal position and on the vehicle seat there is a person whose height and / or body weight is in the range of a 5% person.
  • the position of the vehicle seat is in a comfort position and on the vehicle seat there is a person whose Height and / or body weight is in the range or above a 50% person.
  • the position of the vehicle seat is in a comfort position, in which the vehicle seat is shifted backwards from the standard position, and on the vehicle seat there is a person whose height and / or body weight is in the range of a 5% person.
  • control device can activate the restraint elements of the vehicle occupant restraint system, for example as set out below.
  • vehicle occupant restraint system that comprises a knee airbag module with a knee airbag with an active depth-adaptive chamber as the first retention element and comprises a foot airbag module and a heel impact point positioning module as the second retention element.
  • control device activates the knee gas bag module and additionally the heel impact point positioning module.
  • the control device activates the knee gas bag module. Furthermore, the control device in the knee airbag module releases a tether, for example, so that the depth-adaptive chamber can be completely filled. In addition, the control device activates the heel impact point positioning module.
  • the airbag module In the fourth situation, only the airbag module is activated. In this situation, the shin and feet of the vehicle occupant swing upwards and hit the foot airbag of the foot airbag module, in particular a low-pressure chamber of the foot airbag.
  • the low-pressure chamber enables the lower extremities of the vehicle occupants to be intercepted without these being rebounded.
  • control device can: In the fourth situation, the knee airbag module can be activated in addition to the foot airbag module.
  • the knee gas bag can have a pressure-adaptive chamber designed as a low-pressure chamber.
  • it can be provided, for example, that only the knee gas bag module is activated by the control device when the fourth situation is present.
  • both the knee airbag module and the foot airbag module can be activated.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the footwell of a vehicle with an embodiment of a vehicle occupant restraint system according to the invention and lower extremities of a 50% person in one
  • FIG. 2 is a schematic representation of the footwell with the
  • Vehicle occupant restraint system according to Figure 1 in an activated state
  • FIG. 3 is a schematic representation of the footwell with the
  • Vehicle occupant restraint system according to FIG. 1 with lower extremities of a 5% person in a normal position;
  • FIG. 4 is a schematic representation of the footwell with the
  • Vehicle occupant restraint system according to Figure 3 in an activated state
  • FIG. 5 is a schematic representation of the footwell with the
  • Vehicle occupant restraint system according to FIG. 1 with the lower extremities of a 50% person in a comfort position;
  • FIG. 6 is a schematic representation of the footwell with the
  • Vehicle occupant restraint system according to FIG. 5 in an activated state at a time t1 in which the feet of the 50% person hit a heel impact point positioning module;
  • FIG. 7 is a schematic representation of the footwell with the
  • Vehicle occupant restraint system according to FIG. 5 in an activated state at a time t2 in which the knee of the 50% person strikes a knee airbag;
  • FIG. 8 is a schematic representation of the footwell with the
  • FIG. 9 is a schematic representation of the footwell with the
  • Vehicle occupant restraint system according to FIG. 1 with lower extremities of a 5% person in a comfort position;
  • FIG. 10 is a schematic representation of the footwell with the
  • Vehicle occupant restraint system in an activated state at a time t1 at which the 5% person's feet strike a low-pressure chamber of the knee gas bag;
  • FIG. 1 1 is a schematic representation of the footwell with the
  • Vehicle occupant restraint system in an activated state at a time t2 after the feet of the 5% person have hit the low-pressure chamber of the knee gas bag;
  • FIG. 12 is a schematic representation of an alternative embodiment of a heel impact point positioning module in a) non-activated state and b) activated state;
  • FIG. 13 shows a schematic illustration of a further alternative embodiment of a heel impact point positioning module in a) non-activated state and b) activated state;
  • FIG. 14 is a schematic representation of the footwell of a vehicle with a second embodiment of a vehicle occupant restraint system according to the invention and lower extremities of a 5% person in one
  • Comfort position in an activated state of the vehicle occupant restraint system at a point in time t1 immediately before the feet of the 5% person hit a foot gas bag;
  • FIG. 15 is a schematic representation of the footwell with the
  • Vehicle occupant restraint system according to FIG. 14 at a time t2 after the feet of the 5% person have hit the foot gas bag;
  • FIG. 16 is a schematic representation of the footwell with the vehicle occupant restraint system according to the invention according to Figure 14 with an alternative activation of the restraint elements by the control device at a time t1 immediately before feet of the 5% person hit a foot gas bag
  • 17 shows a schematic illustration of the footwell with the vehicle occupant restraint system according to FIG. 16 at a point in time t2 after the feet of the 5% person have hit the foot gas bag.
  • FIG. 1 schematically shows a footwell 4 of a vehicle with a vehicle occupant protection restraint system 2.
  • the vehicle occupant restraint system 2 is shown in FIG. 1 in a non-activated state.
  • the vehicle occupant protection restraint system 2 is designed to protect the lower extremities 6 of a vehicle occupant.
  • the lower extremities include, among others, the thigh 62, the knee 70, the lower leg with the shin (tibia) 64, and the foot 66 with the heel 68.
  • the dimensions of the lower extremities 6 correspond to the lower extremities 6 of a 50% person ,
  • the lower extremities 6 are shown in a position in which the vehicle seat 5 is in a normal position. In Figure 1, only a part of the seat surface of the vehicle seat 5 is shown. In the further figures, the vehicle seat 5 is not shown for reasons of clarity.
  • the vehicle occupant protection restraint system 2 has a first restraint element 8, which is designed as a knee gas bag module 12.
  • the knee airbag module is arranged in a lower region of the dashboard 3 in the vehicle vertical direction y.
  • the vehicle occupant protection restraint system 2 comprises a second restraint element 10.
  • the second restraint element 10 is designed as a heel impact point positioning module 14.
  • the heel impact point positioning module 14 is arranged in a transition region 39 between a vehicle floor 40 and a front wall 38 delimiting the footwell 4.
  • the heel impact point positioning module 14 is arranged under a vehicle floor covering 42.
  • the vehicle floor covering 42 can, for example, be a vehicle carpet floor attached in the footwell 4.
  • FIG. 2 shows the vehicle occupant restraint system 2 in an activated state in a restraint situation in which a 50% person with the vehicle seat is in a normal position.
  • the knee gas bag module 12 of the first restraint element 8 is controlled by the control device (not shown) of the vehicle occupant restraint system 2 activated.
  • the knee airbag 20 of the knee airbag module 12 comprises a plurality of chambers 22, 24, 26 which are separated, for example, by tether straps 28 and 30. After activation of the knee gas bag module 12, the knee gas bag 20 is filled with gas via a gas generator 11.
  • the lowest chamber 22 of the knee airbag 20 in the longitudinal direction x of the vehicle is designed as a pressure-adaptive low-pressure chamber 22.
  • the low-pressure chamber 22 has a lower internal pressure than the two chambers 24 and 26 at the point in time at which the knee 70 and the shin 64 meet the knee airbag 20.
  • a forward movement 72 of the lower extremities 6 is limited on the one hand by the heel impact point 18.
  • the heel contact point 18 is arranged in the transition region 39 between the vehicle floor 40 and the front wall 38 delimiting the footwell 4 and limits the forward movement of the foot 66.
  • the forward movement 72 of the lower extremities 6 is limited by the knee airbag 20.
  • FIG. 3 shows the footwell 4 with the lower extremities 7 of a 5% person who is in the normal position on a vehicle seat. Furthermore, the lower extremities 6 of a 50% person are shown in dotted lines. It can be seen from the comparison of the lower extremities 7 of the 5% person and that of the lower extremities 6 that in particular the foot 66 of a 5% person is further back in the direction of travel x. Consequently, a distance between the heel 68 of the 5% person and the heel contact point 18 is significantly increased compared to the distance for the 50% person.
  • the heel impact point positioning module 14 is also activated in a restraint situation.
  • the heel impact point positioning module 14 comprises an airbag module 34 with a gas generator 33 and an airbag 36.
  • the airbag 36 By filling the airbag 36, the vehicle floor covering 42 is moved into the position identified by 42 '.
  • the heel impact point 18 in the vehicle longitudinal direction x is displaced rearward in the direction of the foot 66 of the 5% person, into the position identified by 18 '.
  • the forward movement of the foot 66 in the restraint situation is limited at an early stage, whereby in particular the immersion of the knee 70 and the shin 64 in the knee airbag of the 5% person can be optimized.
  • an upward swinging of the foot 66 and the shin 64 can be prevented.
  • FIG. 5 shows the lower extremities 6 ′′ of a 50% person who is on a vehicle seat 5 ′′ in a comfort position in which the vehicle seat 5 ′′ is shifted rearward relative to the standard position (vehicle seat 5 - shown in dotted lines).
  • the lower extremities 6 ′ are arranged further back in the comfort position.
  • FIG. 6 shows a restraint situation for the lower extremities 6 'of the 50% person in the comfort position.
  • FIG. 6 shows that the control device, in addition to the knee gas bag module 12 of the first retaining element 8, also activated the gas bag module 34 of the heel impact point positioning module 14 of the second retaining element 10.
  • FIG. 6 shows the vehicle occupant restraint system 2 at a point in time t1 at which the foot 66 with the heel 68 hits the heel impact point 18 ′′ which has been moved backwards. This limits the forward movement of foot 66 and, for example, prevents foot 66 and shin 64 from swinging upward.
  • FIG. 7 shows the restraint situation at a subsequent time t2, in which the knee 70 and the shin 64 meet the filled knee airbag 20.
  • the protective effect of the knee airbag 12 for the lower extremities can be improved by limiting the forward movement of the foot 66 by means of the heel impact point positioning module 14.
  • FIG. 8 also shows the vehicle occupant restraint system 2 at the time t2.
  • the vehicle occupant restraint system 2 of FIG. 8 differs from the vehicle occupant restraint system 2 of FIG. 7 only in the embodiment of the knee airbag module 12.
  • the knee airbag 20 ' has a depth-adaptive chamber 32.
  • the In the exemplary embodiment shown, depth-adaptive chamber 32 is formed in that the tether 30 'is released on one side in the region of the knee gas bag module 12 by a release device.
  • the release device for releasing the tether 30 ' is activated by the control device.
  • FIG. 9 shows the lower extremities 7 ′′ of a 5% person who is in a comfort position on a vehicle seat 5 ′′.
  • the lower extremities 7 ' are arranged further back in the comfort position.
  • FIG. 10 shows a restraint situation for the lower extremities 7 'of the 5% person in the comfort position.
  • FIG. 10 shows the vehicle occupant restraint system 2 at a point in time t1 at which the foot 66 hits the lowermost chamber 22 of the knee gas bag 20.
  • the chamber 22 is designed as a low-pressure chamber 22 which, when filled or at least when the feet 66 hit the knee airbag 20, has a lower internal pressure than the two other chambers 24 and 26 of the knee airbag.
  • the knee gas bag module 12 of the first retaining element 8 is activated by the control device.
  • the vehicle occupant restraint system 2 shown does not activate the heel impact point positioning module 14. In the embodiment shown, the activation does not take place in particular because the control device has determined that the heel impact point 18 'shifted to the rear could not prevent the foot 66 and the shin 64 from swinging upward.
  • Figure 1 1 shows the restraint situation of Figure 10 at a later time t2, in which the feet 66 of the vehicle occupant have already hit the low pressure chamber 22. Due to the lower internal pressure of the low pressure chamber 22, an “immersion” of the feet 66 into the low-pressure chamber 22 is made possible. Springing back of the feet 66 and the shins 64 can thereby be prevented or at least weakened
  • FIGS. 12 and 13 show alternative embodiments of the heel impact point positioning module 14 'and 14 ".
  • the heel impact point 18 is shifted into the position identified by 18 'via a shape change element.
  • the deformation element is designed as a bistable spring element 44.
  • the bistable spring element is arranged under the vehicle floor covering 42 in the transition region 39 between the front wall 38 delimiting the footwell 4 and the vehicle floor 40.
  • the bistable spring element 44 can be excited via an actuator 48 to change its shape from the first stable position shown in FIG. 12 a) to a second stable position which is shown in FIG. 12 b).
  • the shape change element is shown as a foamable element 46.
  • the foamable element 46 comprises a material 47 which can be foamed by excitation and thereby increases its volume.
  • the foamable element 46 is arranged under the vehicle floor covering 42 in the transition region 39 between the front wall 38 delimiting the footwell 4 and the vehicle floor 40.
  • the control device starts the foaming process by means of a suitable actuator 48 '. Due to the foamed material 47 ', the vehicle floor covering 42 is raised to the position identified by 42'. The heel impact point 18 is displaced by the foamed material toward the vehicle occupant to the position identified by 18 '.
  • the vehicle floor covering 42 can be fixed at the shifted heel impact point 18 ′ on the vehicle floor 40 by a defined one To move the heel impact point 18 to the position marked with 18 '.
  • FIGS. 14 and 15 show a further embodiment of the vehicle occupant restraint system 2 with the lower extremities 7 ′′ of a 5% person on a vehicle seat 5 ′′ in a comfort position in which the vehicle seat 5 ′′ is shifted backwards.
  • the vehicle seat 5 in the normal position is also shown in dotted lines in FIG. 14.
  • the vehicle occupant restraint system 2 differs from the vehicle occupant protection system 2 in FIGS. 1 to 11 in that the knee airbag 21 of the knee airbag module 12 has no low-pressure chamber.
  • the second retaining element 10 also comprises a foot gas bag module 16.
  • the control device has activated the knee airbag module 12 of the first restraint element 8 and the foot airbag module 16 of the second restraint element 10 for the present situation.
  • FIG. 14 shows the restraint situation at a time t1 immediately before the foot 66 hits a foot gas bag 50. Furthermore, FIG. 14 shows the restraint situation at a point in time t2 after foot 66 has hit foot gas bag 50 and has been “immersed” in it. In the other points, the restraint situation shown corresponds to the restraint situation shown in FIGS. 10 and 11.
  • the foot airbag 50 of the foot airbag module 16 is designed as a low-pressure chamber 52.
  • the low-pressure chamber 52 When filled, the low-pressure chamber 52 has a lower internal pressure than the chambers 25 and 27 of the knee airbag 21 of the knee airbag module 12 of the first retaining element 8
  • the foot airbag module 16 is arranged in the installed state in the lower region of the dashboard 3 in front of the knee airbag module 12 (based on the vehicle vertical direction y and the vehicle longitudinal direction x).
  • the low pressure chamber 52 of the foot gas bag 50 essentially takes on the function of the pressure-adaptive low pressure chamber 22 of the knee gas bag 20 of the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 11.
  • the low pressure chamber 52 also enables the feet 66 to “dip” into the low pressure chamber 52 due to the lower internal pressure. This also prevents the feet 66 and the shins 64 from springing back, or at least can be weakened.
  • the foot gas bag module 16 is only activated, for example, if a 5% person is in the comfort position on the vehicle seat.
  • FIGS. 16 and 17 show the vehicle occupant restraint system 2 according to the invention with the lower extremities 7 'of a 5% person on a vehicle seat 5' in a comfort position, which corresponds in structure to the vehicle occupant restraint system 2 of FIGS. 14 and 15.
  • the vehicle seat 5 ' In the comfort position, the vehicle seat 5 'is shifted to the rear in comparison to the vehicle seat 5 in the standard position (shown with dots).
  • the vehicle occupant restraint system 2 in FIGS. 16 and 17 differs from the vehicle occupant restraint system 2 in FIGS. 14 and 15 by an alternative activation of the restraint elements in a restraint situation in the presence of a specific situation.
  • the footbag module 16 of the second retaining element 10 is activated by the control device.
  • the control device 8 activated.
  • the airbag module 16 and / or the heel impact point positioning module 14 of the second restraint element 10 can also be activated by the control device.

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Abstract

Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem (2) mit einer Steuereinrichtung und zumindest zwei Rückhalteelementen (8, 10) zum Schutz von unteren Extremitäten (6, 6', 7, 7') im Bereich eines Fußraumes (4) eines Fahrzeugs, wobei ein erstes Rückhalteelement (8) als ein Kniegassackmodul (12) ausgebildet ist, wobei ein zweites Rückhalteelement (10) zum Einbau in den Fußraum (4) des Fahrzeugs vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung in einer Rückhaltesituation zwischen verschiedenen vorliegenden Situationen unterscheiden kann, wobei die vorliegende Situation über eine Fahrzeugsitzposition und fahrzeug insassenbezogene Parameter bestimmbar ist, wobei die Steuereinrichtung in der Rückhaltesituation bei Vorliegen einer Situation, in der sich der Fahrzeugsitz (5) in einer nach hinten verschobenen Position befindet und es sich bei dem Fahrzeuginsassen um eine kleine und/oder leichte Person handelt, nur das Fußgassackmodul (16) des zweiten Rückhalteelements (10) aktiviert.

Description

Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem sowie Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem mit einer Steuereinrichtung und zumindest zwei Rückhalteelementen zum Schutz von unteren Extremitäten im Bereich eines Fußraumes eines Fahrzeugs eines auf einem bestimmten Fahrzeugsitz des Fahrzeugs befindlichen Fahrzeuginsassen und ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem.
Stand der Technik Zum Schutz der unteren Extremitäten eines Fahrzeuginsassen in einer Unfallsituation kommen in Fahrzeugen vermehrt Fahrzeuginsassen- Rückhaltesysteme Im Bereich des Fußraums zum Einsatz, die insbesondere Kniegassackmodule mit Kniegassäcken umfassen. Durch derartige Kniegassäcke können in einer Unfallsituation sowohl ein direktes Aufschlagen des Knie und/oder des Schienbeins (Tibia) des Fahrzeuginsassen auf eine Armaturentafel verhindert werden, als auch die Gefahr minimiert werden, dass Fahrzeuginsassen in der Rückhaltesituation unter einem Sicherheitsgurt hindurchrutschen.
Durch die fortschreitenden Entwicklungen im Bereich des automatisierten und autonomen Fahrens können sich für die Fahrzeuginsassen Sitzverstellmöglichkeiten ergeben, die außerhalb einer Normposition bzw. eines Normpositions-Bereichs des Fahrzeugsitzes liegen, auf die die bestehenden Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme ausgelegt sind. In derartigen Komfortpositionen befindet sich der Fahrzeugsitz insbesondere in einer weiter nach hinten verstellten Position oder in einer Position mit einer stark nach hinten geneigten Rückenlehne.
Das hat zur Folge, dass sich die Relativpositionen der Fahrzeuginsassen zu den üblicherweise an der Fahrzeugstruktur fest angebrachten Rückhaltesystemen, wie insbesondere Airbags, während der Fahrt veränderlich darstellen und im Vergleich zu dem Normpositions-Bereich die Abstände situationsabhängig signifikant vergrößert sein können. Weiterhin kann die Relativposition der Fahrzeuginsassen dadurch derart von der Normposition abweichen, dass an der Fahrzeugstruktur installierte Rückhaltesysteme ihre Wirkung nicht oder nicht in vollem Umfang entfalten können.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein verbessertes Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem zum Schutz der unteren Extremitäten eines Fahrzeuginsassen zur Verfügung zu stellen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem zum Schutz der unteren Extremitäten eines Fahrzeuginsassen zur Verfügung zu stellen, mit dem unabhängig von der Relativposition des Fahrzeuginsassen die Schutzwirkung des Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem verbessert werden kann.
Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach dem Anspruch 1 und dem Anspruch 16. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ortsangaben wie beispielsweise„vor“ und„hinter“ sowie„oben“ oder„unten“ beziehen sich auf eine Fahrzeuglängs- bzw. Fahrzeughochachse eines Fahrzeugs.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem ist zum Schutz von unteren Extremitäten eines Fahrzeuginsassen vorgesehen, der sich auf einem bestimmten Fahrzeugsitz befindet. Das erfindungsgemäße Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem umfasst zumindest zwei Rückhalteelemente und eine Steuereinrichtung. Die zumindest zwei Rückhalteelemente des Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems sind zum Schutz der unteren Extremitäten des Fahrzeuginsassen in einem im Fahrzeug installierten Zustand im Fußraum oder zumindest im Bereich des Fußraums des Fahrzeugs angeordnet.
Ein erstes Rückhalteelement des erfindungsgemäßes Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem ist als Kniegassackmodul ausgebildet. Das Kniegassackmodul ist in einer typischen Ausführungsform in dem im Fahrzeug installierten Zustand in einem unteren Bereich der Armaturentafel angeordnet. Das Kniegassackmodul kann insbesondere als sogenanntes„Low-Mounted-Modul“ oder„Mid-Mounted- Modul“ ausgebildet sein.
Ein zweites Rückhalteelement des erfindungsgemäßes Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem ist zum Einbau in den Fußraum vorgesehen. Das zweite Rückhalteelement ist in dem, im Fahrzeug installierten Zustand insbesondere in einem vor dem Kniegassackmodul befindlichen Bereich des Fußraums angeordnet bzw. eingebaut.
Das zweite Rückhalteelement umfasst zumindest ein Fußgassackmodul mit einem Fußgassack. Das Fußgassackmodul kann insbesondere als ein Teilelement des zweiten Rückhalteelements ausgebildet sein.
Die Steuereinrichtung des erfindungsgemäßes Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem kann in einer Rückhaltesituation zwischen verschiedenen vorliegenden Situationen unterscheiden.
Die Einordnung der verschiedenen Situationen durch die Steuereinrichtung beruht insbesondere auf fahrzeuginsassenbezogenen Parametern und/oder einer Relativposition des Fahrzeugsitzes gegenüber den im Bereich des Fußraums angeordneten ersten und zweiten Rückhalteelementen.
Bei der Fahrzeugsitzposition kann insbesondere zwischen einer Normposition und einer Komfortposition des Fahrzeugsitzes unterschieden. Die Normposition beschreibt dabei eine Standardposition des Fahrzeugsitzes, zu der fest in der Fahrzeugstruktur angeordnete Rückhalteelemente eines Fahrzeuginsassen- Rückhaltesysteme ausgelegt werden. Durch die Komfortposition wird insbesondere eine Position des Fahrzeugsitzes beschrieben, in der der Fahrzeugsitz nach hinten verschoben ist und einen größeren Abstand zu den Rückhalteelementen des Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems aufweist als in der Normposition.
Bei den fahrzeuginsassenbezogenen Parametern kann es sich insbesondere um das Körpergewicht und/oder eine Körpergröße und/oder eine Position des Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz handeln. Weiterhin kann es sich bei den fahrzeuginsassenbezogenen Parametern auch um eine Position der unteren Extremitäten im Fußraum des Fahrzeugs handeln.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem wird durch die Steuereinrichtung in einer Rückhaltesituation nur das Fußgassackmodul des zweiten Rückhalteelements aktiviert, sofern durch die Steuereinrichtung eine Situation festgestellt wird, in der sich es sich bei dem Fahrzeuginsassen um eine kleine und/oder leichte Person handelt und sich der Fahrzeugsitz in einer nach hinten verschobenen Position insbesondere in einer zur Normposition nach hinten verschobenen Position, befindet.
In einer Situation, in der sich der Fahrzeugsitz in der Normposition befindet und/oder es sich bei dem Fahrzeuginsassen nicht um eine kleine und/oder leichte Person handelt, wird hingegen durch die Steuereinrichtung in der Rückhaltesituation zumindest das Kniegassackmodul (12) des ersten Rückhalteelement (8) aktiviert. Zudem kann durch die Steuereinrichtung abhängig von der vorliegenden Situation zusätzlich das zweite Rückhalteelement oder ein Teilelement des zweiten Rückhalteelements aktiviert werden.
Das Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem kann hierfür eine Steuereinrichtung zur Steuerung und Aktivierung des ersten und/oder zweiten Rückhalteelements aufweisen. Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung des Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem in eine Fahrzeugsteuerung, insbesondere in eine Airbagsteuerung, integriert sein. Insbesondere kann die Steuereinrichtung in eine Fahrzeugsteuerung integriert sein, durch die zudem weitere Rückhaltesysteme aktiviert und gesteuert werden können.
Zur Bestimmung der fahrzeuginsassenbezogenen Parameter und/oder der Relativposition des Fahrzeugsitzes kann das Fahrzeuginsassen Rückhaltesystem zumindest ein Sensorelement umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung auf die Sensordaten von einem oder mehreren im Fahrzeug integrierten Sensorelementen zurückgreifen. Das Sensorelement kann beispielsweise ein Kamerasystem umfassen. Weiterhin kann das Sensorelement beispielsweise einen oder mehrere in Fahrzeugsitzelemente integrierte Sensoren aufweisen. Zudem kann die Steuereinrichtung vorzugsweise auch Sensordaten von weiteren im Fahrzeug, insbesondere im Fußraum angeordneten Sensorelementen für die Detektion der vorliegenden Situation nutzen und/oder auf diese zurückgreifen.
Das Fußgassackmodul ist vorzugsweise im unterem Bereich der Armaturentafel in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Kniegassackmodul angeordnet. Vorzugsweise ist der Fußgassack in einem befüllten Zustand unterhalb und/oder vor der vordersten und untersten Kniegassackkammer angeordnet. Die Niederdruckkammer weist im Wesentlichen dieselben Vorteile und Eigenschaften auf wie die Niederdruckkammer des Kniegassacks.
In typischen Ausführungsformen des Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems umfasst das das zweite Rückhalteelement zudem ein Fersenauflaufpunkt- Positioniermodul.
Durch das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul kann der Fersenauflaufpunkt im Fußraum des Fahrzeugs in einer Rückhaltesituation angepasst werden. Insbesondere kann der Fersenauflaufpunkt durch das Fersenauflaufpunkt- Positioniermodul in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten und somit hin zum Fahrzeuginsassen versetzt werden. Durch die Verschiebung des Fersenauflaufpunkts hin zu dem Fahrzeuginsassen kann in einer Rückhaltesituation beispielsweise eine Vorwärtsbewegung der unteren Extremitäten im Bereich des Fußes frühzeitig begrenzt werden. Durch die Begrenzung der Bewegung des Fußes kann etwa die Anbindung der unteren Extremitäten, insbesondere des Knies und des Schienbeins an den Kniegassack verbessert werden. Weiterhin kann hierdurch beispielsweise die Gefahr eines nach oben Pendelns und Zurückfedern vom Kniegassack des Schienbeins und des Fußes verringert werden. Weiterhin kann beispielsweise die Gefahr eines nach oben Pendelns und unter dem Kniegassack hindurchtauchen des Schienbeins und des Fußes verringert werden. Die Verschiebung und Positionierung des Fersenauflaufpunktes erfolgt vorzugsweise über ein Anheben des Fahrzeugbodens und/oder der Fahrzeugbodenverkleidung im Bereich des Fersenauflaufpunkt-Positioniermoduls. Beim Fersenauflaufpunkt kann es sich insbesondere um eine Erhebung oder eine Kante im Bereich des Fahrzeugbodens handeln, durch die eine Vorwärtsbewegung des Fußes, insbesondere in einer Rückhaltesituation unterbunden und/oder gestoppt werden kann.
Das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul ist vorzugsweise im eingebauten Zustand im Fußraum des Fahrzeugs in einem Übergangsbereich zwischen Fahrzeugboden und einer fußraumbegrenzenden Vorderwand angeordnet. Bei der fußraumbegrenzenden Vorderwand kann es sich beispielsweise um die Spritzwand des Fahrzeugs handeln. Bei einer Aktivierung des Fersenauflaufpunkt- Positioniermoduls kann der Fersenauflaufpunkt insbesondere durch eine Konturänderung des Fahrzeugbodens und/oder der Verkleidung des Fahrzeugbodens erfolgen.
Das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul kann zur Verschiebung und Positionierung des Fersenauflaufpunkts ein Gassackmodul umfassen. Bei einer Aktivierung des Gassackmoduls kann durch ein Befüllen des Gassacks des Gassackmoduls insbesondere die Verkleidung des Fahrzeugbodens angehoben und dadurch der Fersenauflaufpunkt verschoben werden. Der Gassack eines derartigen Fersenauflaufpunkt-Positioniermoduls weist in der Regel eine, beispielsweise im Vergleich zu einem Kniegassack, langsamere Füllgeschwindigkeit auf. Durch das langsamere Befüllen des Gassacks des Fersenauflaufpunkt-Positioniermoduls können beispielsweise hohe Belastungen des Fußes vermieden werden.
Alternativ kann das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul ein Formänderungselement umfassen. Das Formänderungselement ist vorzugsweise zwischen dem Fahrzeugboden und/oder der fußraumbegrenzenden Vorderwand und der Verkleidung des Fahrzeugbodens angeordnet.
In einer Ausführungsform ist das Formänderungselement als bistabiles Federelement ausgebildet. Beispielsweise über einen Aktuator kann das bistabile Federelement bei einer Aktivierung durch die Steuereinrichtung dazu angeregt werden, seine Form von einer ersten stabilen Stellung in eine zweite Stellung zu ändern. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Formänderungselement ein aufschäumbares Element. Das aufschäumbare Element ist aus einem Stoff gebildet, der durch Anregung aufschäumt und sein Volumen vergrößert. Bei einer Aktivierung des Fersenauflaufpunkt-Positioniermoduls durch die Steuereinrichtung wird bei dem aufschäumbaren Element durch einen geeigneten Aktuator dieser Aufschäumprozess in Gang gesetzt. Dadurch wird beispielsweise die Verkleidung des Fahrzeugbodens angehoben und der Fersenauflaufpunkt hin zu dem Fahrzeuginsassen verschoben.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Fersenauflaufpunkt- Positioniermodul derart ausgelegt ist, dass die Positionierung und somit die Verlegung des Fersenauflaufpunkts nach hinten, hin zum Fahrzeuginsassen so erfolgt, dass diese vor dem Auftreffen des Fußes auf das Fersenauflaufpunkt- Positioniermodul abgeschlossen ist. Dadurch können ebenfalls hohe Belastungen des Fußes vermieden werden.
Insbesondere kann das zweite Rückhalteelement insbesondere sowohl ein Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul als auch ein Fußgassackmodul umfassen. Das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul und das Fußgassackmodul stellen in einer derartigen Ausführungsform jeweils Teilelemente des zweiten Rückhalteelements dar. Insbesondere können das Fußgassackmodul und das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul in der Rückhaltesituation, abhängig von der vorliegenden Situation, unabhängig voneinander durch die Steuereinrichtung aktiviert werden.
Der Kniegassack des Kniegassackmoduls des ersten Rückhalteelements umfasst vorzugsweise zumindest eine adaptive Kammer. Der Kniegassack kann eine druckadaptive Kammer oder eine tiefenadaptive Kammer umfassen. Alternativ kann der Kniegassack eine druckadaptive Kammer und eine tiefenadaptive Kammer umfassen. In einer Ausführungsform kann eine derartige adaptive Kammer des Kniegassacks über die Steuereinrichtung aktivierbar und/oder steuerbar sein.
Als eine druckadaptive Kammer des Kniegassacks ist, in einem befüllten Zustand des Kniegassacks, in einer typischen Ausführungsform, die in Fahrzeuglängs- bzw. Fahrzeughochrichtung vorderste und/oder unterste Kammer des Kniegassacks ausgebildet. Die druckadaptive Kammer ist vorzugsweise als eine Niederdruckkammer ausgebildet, Der Begriff Niederdruckkammer kann entweder beschreiben, dass die druckadaptive Kammer in einem befüllten Zustand einen geringeren Innendruck aufweist als die weitere Kammer bzw. die weiteren Kammern des Kniegassacks. Alternativ kann der Begriff Niederdruckkammer beschreiben, dass die druckadaptive Kammer einen deutlich längeren Zeitraum benötigt, bis diese vollständig befüllt ist. In einer derartigen Ausführungsform ist die Niederdruckkammer in einer Rückhaltesituation beim Auftreffen des Schienbeins (Tibia) und/oder des Fußes nicht vollständig befüllt und weist dadurch in dem Zeitpunkt des Auftreffens einen geringeren Innendruck auf, als die zu diesem Zeitpunkt im Wesentlichen vollständig befüllte weitere Kammer bzw. die vollständig befüllten weiteren Kammern des Kniegassacks. Durch den geringeren Innendruck der Niederdruckkammer kann beispielsweise die Gefahr verringert werden, dass das Schienbein und der Fuß nach dem Auftreffen auf die Niederdruckkammer des Kniegassacks zurückgefedert werden.
Die druckadaptive Kammer kann in einer Ausführungsform derart ausgebildet sein, sodass die druckadaptive Kammer unabhängig von der vorliegenden Situation in einer Rückhaltesituation befüllt werden kann. Insbesondere kann die druckadaptive Kammer in einer derartigen Ausführungsform als Niederdruckkammer ausgebildet sein, die beispielsweise durch eine Begrenzung der Zuströmung des Füllgases langsamer befüllt wird als die weitere Kammer bzw. weiteren Kammern des Kniegassacks. Auch ist denkbar, dass eine Zuströmöffnung oder Überströmöffnung zur druckadaptiven Kammer durch geeignete Mittel bei einer bestimmten Ausdehnung oder einem bestimmten Innendruck der druckadaptiven Kammer geschlossen wird.
Alternativ kann die druckadaptive Kammer in einer Ausführungsform durch die Steuereinrichtung aktiviert bzw. angesteuert werden. Insbesondere kann die druckadaptive Kammer in einer derartigen Ausführungsform in Abhängigkeit von der vorliegenden Situation befüllt werden. Beispielsweise kann die Befüllung der druckadaptiven Kammer dadurch erfolgen, dass ein Durchlass zu der druckadaptiven Kammer über ein Ventil oder ein ventilähnliches Element freigegeben wird. In einer Ausführungsform kann der Kniegassack des Kniegassackmoduls ohne eine druckadaptive Kammer ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst das zweite Rückhalteelement in einer derartigen Ausführungsform das Fußgassackmodul.
Der Fußgassack des Fußgassackmoduls kann eine Niederdruckkammer umfassen oder als eine Niederdruckkammer ausgebildet sein. Die Niederdruckkammer weist im Wesentlichen dieselben Vorteile und Eigenschaften auf wie die Niederdruckkammer des Kniegassacks.
Als eine tiefenadaptive Kammer des Kniegassacks kann, bezogen auf einen befüllten Zustand des Kniegassacks, insbesondere eine zum Fahrzeuginsassen am nächsten liegende Kammer des Kniegassacks ausgebildet sein. Durch eine tiefenadaptive Kammer kann insbesondere eine Ausdehnung des Kniegassacks in Fahrzeuglängsrichtung vergrößert werden. Beispielsweise kann dadurch in einer Komfortposition des Fahrzeugsitzes ein Abstand zwischen dem Knie des Fahrzeuginsassen und dem befüllten Kniegassack verringert werden. Durch die höhere Ausdehnung in Fahrzeuglängsrichtung und den dadurch verringerten Abstand zu den unteren Extremitäten des Fahrzeuginsassen kann beispielsweise die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuginsassen in einer Rückhaltesituation früher beschränkt werden.
Weiterhin kann eine tiefenadaptive Kammer im unteren und im befüllten Zustand zum Schienbein des Fahrzeuginsassen weisenden Bereich des Kniegassacks angeordnet sein. Durch eine derartige Ausgestaltung wird insbesondere die Ausdehnung des Kniegassacks in Richtung des Schienbeins des Fahrzeuginsassen erhöht. Dadurch kann beispielsweise ein nach oben pendeln des Schienbeins und des Fußes verhindert oder zumindest begrenzt werden.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
Feststellen und Bestimmen von einer Position des Fahrzeugsitzes und/oder fahrzeuginsassenbezogener Parameter;
Bestimmung der vorliegenden Situation durch die Steuereinheit; Aktivierung der für die Rückhaltung in der vorliegenden Situation notwendigen Rückhaltelemente.
Abhängig von der Ausführungsform kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren über zumindest ein Sensorelement die Position des Fahrzeugsitzes bestimmt werden. Alternativ können fahrzeuginsassenbezogene Parameter über zumindest ein Sensorelement bestimmt werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Position des Fahrzeugsitzes und fahrzeuginsassenbezogene Parameter über Sensorelemente bestimmt.
Bei der Feststellung der fahrzeuginsassenbezogenen Parameter können insbesondere ein Körpergewicht und/oder eine Körpergröße und/oder eine Position des Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz bestimmt werden. Weiterhin kann beispielsweise auch die Position der unteren Extremitäten im Bereich des Fußraums bestimmt werden.
Das Feststellen und Bestimmen der Position des Fahrzeugsitzes und/oder der fahrzeuginsassenbezogenen Parameter kann durch die Steuereinrichtung laufend erfolgen. Alternativ können die Position des Fahrzeugsitzes und/oder der fahrzeuginsassenbezogenen Parameter in festgelegten Intervallen erfolgen. Weiterhin kann die Position des Fahrzeugsitzes und/oder der fahrzeuginsassenbezogenen Parameter erst bei Vorliegen einer Rückhaltesituation oder unmittelbar vor dem Eintritt einer Rückhaltesituation erfolgen.
Über diese mit den Sensorelementen festgestellten Sensordaten zur Position des Fahrzeugsitzes und/oder der fahrzeuginsassenbezogenen Parameter kann die Steuereinrichtung das Vorliegen einer bestimmen Situation bestimmen.
Die Steuereinrichtung kann dabei zumindest zwischen zwei Situationen unterscheiden. Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung zwischen zumindest vier verschiedenen Situationen unterscheiden.
Insbesondere kann bei der Bestimmung der vorliegenden Situation ausschlaggebend sein, ob sich der Fahrzeugsitz in einer Normposition oder einer Komfortposition befindet. Weiterhin kann ausschlaggebend sein, ob sich auf dem Fahrzeugsitz eine Person befindet, deren Körpergröße und/oder Körpergewicht im Bereich einer 5%-Person liegt oder eine Person deren Körpergröße und/oder Körpergewicht im Bereich oder oberhalb eines Bereichs einer 50%-Person liegt. Als Referenzwerte für die 5%- und 50%-Person werden hier das Gewicht und die Größe von bei Crashtests eingesetzten 5%- und 50%-Dummies der Hybrid-Ill- Familie angesetzt. Der 50%-Dummy („Hill 50% Middle Adult Male“) weist hierbei eine Körpergröße von 175 cm und ein Gewicht von 78 kg auf und der 5%-Dummy (Hill 5% Small Adult Female“) eine Körpergröße von 152 cm und ein Gewicht von 54 kg.
Der Wert, der den Übergang zwischen der 5%-Person und der 50%-Person definiert, wird vorzugsweise basierend auf den Referenzwerten der 5%-Person oder der 50%-Person festgelegt. Beispielsweise kann der Steuereinrichtung vorgegeben werden, dass bis zu einer Körpergröße und/oder einem Körpergewicht, welches 10% über dem Referenzwert der 5%-Person liegt, von einer 5%-Person ausgegangen werden soll. Alternativ kann beispielsweise der Steuereinrichtung vorgegeben werden, dass ab einer Körpergröße und/oder einem Körpergewicht, das 10% unter dem Referenzwert der 50%-Person liegt, von einer 50%-Person ausgegangen werden soll und bei Körpergrößen und/oder Körpergewichten die darunter liegen von einer 5%-Person ausgegangen werden soll. Diese Abweichungswerte, die den genauen Übergangsbereich definieren können durch den Fachmann an das jeweilige Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem fahrzeugspezifisch angepasst werden.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinrichtung des Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystems beispielsweise zwischen den folgenden vier möglichen Situationen unterscheiden:
Erste Situation: die Position des Fahrzeugsitzes befindet sich in einer Normposition und auf dem Fahrzeugsitz befindet sich eine Person, deren Körpergröße und/oder Körpergewicht im Bereich oder oberhalb einer 50%-Person liegt.
Zweite Situation: die Position des Fahrzeugsitzes befindet sich in einer Normposition und auf dem Fahrzeugsitz befindet sich eine Person, deren Körpergröße und/oder Körpergewicht Im Bereich einer 5%-Person liegt.
Dritte Situation: die Position des Fahrzeugsitzes befindet sich in einer Komfortposition und auf dem Fahrzeugsitz befindet sich eine Person, deren Körpergröße und/oder Körpergewicht Im Bereich oder oberhalb einer 50%-Person liegt.
Vierte Situation: die Position des Fahrzeugsitzes befindet sich in einer Komfortposition, in der Fahrzeugsitz gegenüber der Normposition nach hinten verschoben ist, und auf dem Fahrzeugsitz befindet sich eine Person, deren Körpergröße und/oder Körpergewicht Im Bereich einer 5%-Person liegt.
In einer derartigen Ausführungsform kann die Steuereinrichtung die Rückhalteelemente der Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems beispielsweise wie im Folgenden dargelegt aktivieren. Das Beispiel wird anhand eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems dargestellt, dass als erstes Rückhalteelement ein Kniegassackmodul mit einem Kniegassack mit einer aktiven tiefenadaptiven Kammer umfasst und als zweites Rückhalteelement ein Fußgassackmodul und ein Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul umfasst.
In der ersten Situation wird durch die Steuereinrichtung nur das Kniegassackmodul des ersten Rückhalteelements aktiviert.
Bei Vorliegen der zweiten Situation aktiviert die Steuereinrichtung das Kniegassackmodul und zusätzlich das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul.
Bei Vorliegen der dritten Situation aktiviert die Steuereinrichtung das Kniegassackmodul. Weiterhin gibt die Steuereinrichtung bei dem Kniegassackmodul beispielsweise ein Fangband frei, sodass die tiefenadaptive Kammer vollständig befüllt werden kann. Zusätzlich aktiviert die Steuereinrichtung das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul.
In der vierten Situation wird nur das Fußgassackmodul aktiviert. In dieser Situation pendeln Schienbein und Füße des Fahrzeuginsassen nach oben und treffen auf den Fußgassack des Fußgassackmoduls, insbesondere auf eine Niederdruckkammer des Fußgassacks. Die Niederdruckkammer ermöglicht hierbei ein Abfangen der unteren Extremitäten des Fahrzeuginsassen ohne das diese zurückgefedert werden.
In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems kann durch die Steuereinrichtung bei Vorliegen der vierten Situation zusätzlich zum Fußgassackmodul das Kniegassackmodul aktiviert werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Kniegassack eine als Niederdruckkammer ausgebildete druckadaptive Kammer aufweisen. Bei einer derartigen Ausführungsform kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei Vorliegen der vierten Situation nur das Kniegassackmodul durch die Steuereinrichtung aktiviert wird. Alternativ können in einer derartigen Ausführungsform bei Vorliegen der vierten Situation in der Rückhaltesituation sowohl das Kniegassackmodul als auch das Fußgassackmodul aktiviert werden. Bei den zuvor beschriebenen Verfahrensschritten handelt es sich um Ausführungsformen, die nicht einschränkend sind. Der Fachmann kann das erfindungsgemäße Verfahren im Sinne der Lehre der vorliegenden Erfindung fahrzeugspezifisch und abhängig von den vorhandenen Sensorelementen und den Sitzverstellmöglichkeiten an weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems anpassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in
- Figur 1 eine schematische Darstellung des Fußraums eines Fahrzeugs mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystems und unteren Extremitäten einer 50%-Person in einer
Normposition;
- Figur 2 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 1 in einem aktivierten Zustand;
- Figur 3 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 1 mit unteren Extremitäten einer 5%-Person in einer Normposition;
- Figur 4 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 3 in einem aktivierten Zustand;
- Figur 5 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 1 mit unteren Extremitäten einer 50%-Person in einer Komfortposition;
- Figur 6 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 5 in einem aktivierten Zustand zu einem Zeitpunkt t1 in dem Füße der 50%-Person an einem Fersenauflaufpunkt- Positioniermodul auftreffen;
- Figur 7 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 5 in einem aktivierten Zustand zu einem Zeitpunkt t2 in dem Knie der 50%-Person an einem Kniegassack auftreffen;
- Figur 8 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 5 in einem aktivierten Zustand zu einem Zeitpunkt t2 in dem Knie der 50%-Person an einer alternativen Ausführungsform des Kniegassacks auftreffen; - Figur 9 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 1 mit unteren Extremitäten einer 5%-Person in einer Komfortposition;
- Figur 10 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 9 in einem aktivierten Zustand zu einem Zeitpunkt t1 in dem Füße der 5%-Person an einer Niederdruckkammer des Kniegassacks auftreffen;
- Figur 1 1 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 9 in einem aktivierten Zustand zu einem Zeitpunkt t2 nachdem Füße der 5%-Person auf die Niederdruckkammer des Kniegassacks aufgetroffen sind;
- Figur 12 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines Fersenauflaufpunkt-Positioniermoduls in einem a) nicht aktivierten Zustand und b) aktivierten Zustand;
- Figur 13 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Fersenauflaufpunkt-Positioniermoduls in einem a) nicht aktivierten Zustand und b) aktivierten Zustand;
- Figur 14 eine schematische Darstellung des Fußraums eines Fahrzeugs mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystems und unteren Extremitäten einer 5%-Person in einer
Komfortposition in einem aktivierten Zustand des Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystems zu einem Zeitpunkt t1 unmittelbar bevor Füße der 5%-Person an einem Fußgassack auftreffen;
- Figur 15 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 14 zu einem Zeitpunkt t2 nachdem die Füße der 5%-Person auf den Fußgassack aufgetroffen sind;
- Figur 16 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 14 mit einer alternativen Aktivierung der Rückhalteelemente durch die Steuereinrichtung zu einem Zeitpunkt t1 unmittelbar bevor Füße der 5%-Person an einem Fußgassack auftreffen, und - Figur 17 eine schematische Darstellung des Fußraums mit dem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Figur 16 zu einem Zeitpunkt t2 nachdem die Füße der 5%-Person auf den Fußgassack aufgetroffen sind.
Figur 1 zeigt schematisch einen Fußraum 4 eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeuginsassenschutz-Rückhaltesystem 2. Das Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem 2 ist in Figur 1 in einem nicht aktivierten Zustand dargestellt. Das Fahrzeuginsassenschutz-Rückhaltesystem 2 ist für den Schutz der unteren Extremitäten 6 eines Fahrzeuginsassen ausgebildet. Die unteren Extremitäten umfassen unter anderem den Oberschenkel 62, das Knie 70, den Unterschenkel mit dem Schienbein (Tibia) 64, sowie den Fuß 66 mit der Ferse 68. Die unteren Extremitäten 6 entsprechen in ihren Abmessungen den unteren Extremitäten 6 einer 50%-Person. Die unteren Extremitäten 6 sind in einer Position dargestellt, in der sich der Fahrzeugsitz 5 in einer Normposition befindet. In Figur 1 ist lediglich ein Teil der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes 5 dargestellt. In den weiteren Figuren wird aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine Darstellung des Fahrzeugsitzes 5 verzichtet.
Das Fahrzeuginsassenschutz-Rückhaltesystem 2 weist ein erstes Rückhalteelement 8 auf, das als Kniegassackmodul 12 ausgebildet ist. Das Kniegassackmodul ist in einem in Fahrzeughochrichtung y unteren Bereich der Armaturentafel 3 angeordnet. Weiterhin umfasst das Fahrzeuginsassenschutz- Rückhaltesystem 2 ein zweites Rückhalteelement 10. Das zweite Rückhalteelement 10 ist als ein Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul 14 ausgebildet. Das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul 14 ist in einem Übergangsbereich 39 zwischen einem Fahrzeugboden 40 und einer den Fußraum 4 begrenzenden Vorderwand 38 angeordnet. Das Fersenauflaufpunkt- Positioniermodul 14 ist unter einer Fahrzeugbodenverkleidung 42 angeordnet. Bei der Fahrzeugbodenverkleidung 42 kann es sich beispielsweise um einen im Fußraum 4 angebrachten Fahrzeugteppichboden handeln.
Figur 2 zeigt das Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem 2 in einem aktivierten Zustand in einer Rückhaltesituation, in der sich eine 50%-Person mit dem Fahrzeugsitz in einer Normposition befindet. Durch die Steuereinrichtung (nicht dargestellt) des Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem 2 wird in der dargestellten Ausführungsform nur das Kniegassackmodul 12 des ersten Rückhalteelements 8 aktiviert. Der Kniegassack 20 des Kniegassackmoduls 12 umfasst in der dargestellten Ausführungsform mehrere Kammern 22, 24, 26 die beispielsweise durch Fangbänder 28 und 30 getrennt sind. Der Kniegassack 20 wird nach einer Aktivierung des Kniegassackmoduls 12 über einen Gasgenerator 1 1 mit Gas befüllt. Die in Fahrzeuglängsrichtung x unterste Kammer 22 des Kniegassacks 20 ist als eine druckadaptive Niederdruckkammer 22 ausgebildet. Die Niederdruckkammer 22 weist in dem dargestellten Zeitpunkt, in dem das Knie 70 und das Schienbein 64 auf den Kniegassack 20 treffen einen niedrigeren Innendruck auf als die beiden Kammern 24 und 26. Eine Vorwärtsbewegung 72 der unteren Extremitäten 6 wird einerseits durch den Fersenauflaufpunkt 18 begrenzt. Der Fersenauflaufpunkt 18 ist im Übergangsbereich 39 zwischen dem Fahrzeugboden 40 und der den Fußraum 4 begrenzenden Vorderwand 38 angeordnet ist und begrenzt die Vorwärtsbewegung des Fußes 66. Andererseits wird die Vorwärtsbewegung 72 der unteren Extremitäten 6 durch den Kniegassack 20 begrenzt.
In Figur 3 ist der Fußraum 4 mit den unteren Extremitäten 7 einer 5%-Persson dargestellt, die sich auf einem Fahrzeugsitz in der Normposition befindet. Weiterhin sind in gepunkteten Linien die unteren Extremitäten 6 einer 50%-Person dargestellt. Aus der der Gegenüberstellung der unteren Extremitäten 7 der 5%- Person und der der unteren Extremitäten 6 wird ersichtlich, dass sich insbesondere der Fuß 66 einer 5% Person in Fahrtrichtung x weiter hinten befindet. Folglich ist ein Abstand zwischen der Ferse 68 der 5%-Person und dem Fersenauflaufpunkt 18 im Vergleich zu dem Abstand bei der 50%-Person deutlich vergrößert.
Wie in Figur 4 gezeigt ist, wird in einer Rückhaltesituation außer dem Kniegassackmodul 12 des ersten Rückhalteelements 8 auch das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul 14 aktiviert. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul 14 ein Gassackmodul 34 mit einem Gasgenerator 33 und einem Gassack 36. Durch das Befüllen des Gassacks 36 wird die Fahrzeugbodenverkleidung 42 in die mit 42‘ gekennzeichnete Stellung verschoben. Zudem wird dadurch der Fersenauflaufpunkt 18 in Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten in Richtung des Fußes 66 der 5%-Person, in die mit 18‘ gekennzeichnete Stellung verschoben. Durch die Verschiebung des Fersenauflaufpunktes 18 in die mit 18‘ gekennzeichnete Stellung wird die Vorwärtsbewegung des Fußes 66 in der Rückhaltesituation frühzeitig begrenzt, wodurch insbesondere das Eintauchen des Knies 70 und des Schienbeins 64 in den Kniegassack der 5%-Person optimiert werden kann. Zudem kann durch die Verschiebung des Fersenauflaufpunktes 18 in die mit 18‘ gekennzeichnete Stellung ein nach oben pendeln des Fußes 66 und des Schienbeins 64 verhindert werden.
In Figur 5 sind die unteren Extremitäten 6‘ einer 50%-Person dargestellt, die sich auf einem Fahrzeugsitz 5‘ in einer Komfortposition befindet, in der der Fahrzeugsitz 5‘ gegenüber der Normposition (Fahrzeugsitz 5 - gepunktet dargestellt) nach hinten verschoben ist. Im Vergleich zu der Anordnung der unteren Extremitäten 6 in der Normposition (gepunktet dargestellt) sind die unteren Extremitäten 6‘ in der Komfortposition weiter hinten angeordnet.
In Figur 6 ist eine Rückhaltesituation für die unteren Extremitäten 6‘ der 50%- Person in der Komfortposition dargestellt. Figur 6 zeigt das durch die Steuereinrichtung außer dem Kniegassackmodul 12 des ersten Rückhalteelements 8 auch das Gassackmodul 34 des Fersenauflaufpunkt- Positioniermoduls 14 des zweiten Rückhalteelements 10 aktiviert wurde. Die Figur 6 zeigt das Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem 2 zu einem Zeitpunkt t1 , in dem der Fuß 66 mit der Ferse 68 auf den nach hinten verschobenen Fersenauflaufpunkt 18‘ auftrifft. Dadurch wird die Vorwärtsbewegung des Fußes 66 begrenzt und beispielsweise ein nach oben pendeln des Fußes 66 und des Schienbeins 64 verhindert.
Figur 7 zeigt die Rückhaltesituation zu einem darauffolgenden Zeitpunkt t2, in dem das Knie 70 und das Schienbein 64 auf den befüllten Kniegassack 20 treffen. Die Schutzwirkung des Kniegassacks 12 für die unteren Extremitäten kann durch die Begrenzung der Vorwärtsbewegung des Fußes 66 durch Fersenauflaufpunkt- Positioniermodul 14 verbessert werden.
Figur 8 zeigt das Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem 2 ebenfalls zu dem Zeitpunkt t2. Das Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem 2 der Figur 8 unterscheidet sich von dem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem 2 der Figur 7 lediglich durch die Ausführungsform des Kniegassackmoduls 12. Bei dem Kniegassackmodul 12 der Figur 8 weist der Kniegassack 20‘ eine tiefenadaptive Kammer 32 auf. Die tiefenadaptive Kammer 32 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch gebildet, dass das Fangband 30‘ durch eine Freigabeeinrichtung einseitig im Bereich des Kniegassackmoduls 12 gelöst wird. Dadurch kann sich der Kniegassack 20‘ im Bereich der beiden oberen Kammern 24 und 26 weiter hin zu den unteren Extremitäten 6‘ des Fahrzeuginsassen ausdehnen. Die Freigabeeinrichtung zur Freigabe des Fangbandes 30‘ wird durch die Steuereinrichtung aktiviert.
In Figur 9 sind die unteren Extremitäten 7‘ einer 5%-Person dargestellt, die sich auf einem Fahrzeugsitz 5‘ in einer Komfortposition befindet. Im Vergleich zu der Anordnung der unteren Extremitäten 6 der 50%-Person (als Punkt-Linie dargestellt) und der unteren Extremitäten 7 der 5%-Person (als Strich-Punkt-Linie dargestellt) auf dem Fahrzeugsitz 5 in der Normposition (gepunktet dargestellt) sind die unteren Extremitäten 7‘ in der Komfortposition nochmals weiter hinten angeordnet.
In Figur 10 ist eine Rückhaltesituation für die unteren Extremitäten 7‘ der 5%- Person in der Komfortposition dargestellt. Figur 10 zeigt das Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem 2 zu einem Zeitpunkt t1 , in dem der Fuß 66 auf die unterste Kammer 22 des Kniegassacks 20 auftrifft. Die Kammer 22 ist als Niederdruckkammer 22 ausgebildet, die in einem befüllten Zustand oder zumindest beim Auftreffen der Füße 66 auf den Kniegassack 20 einen geringeren Innendruck aufweist als die beiden weiteren Kammern 24 und 26 des Kniegassacks.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird durch die Steuereinrichtung nur das Kniegassackmodul 12 des ersten Rückhalteelements 8 aktiviert. Eine Aktivierung des Fersenauflaufpunkt-Positioniermoduls 14 erfolgt bei dem dargestellten Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems 2 nicht. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Aktivierung insbesondere deshalb nicht, da durch die Steuereinrichtung bestimmt wurde, dass der nach hinten verschobene Fersenauflaufpunkt 18‘ ein nach oben pendeln des Fußes 66 und des Schienbeins 64 nicht verhindern könnte.
Figur 1 1 zeigt die Rückhaltesituation der Figur 10 zu einem späteren Zeitpunkt t2, in dem die Füße 66 des Fahrzeuginsassen bereits auf die Niederdruckkammer 22 aufgetroffen sind. Durch den geringeren Innendruck der Niederdruckkammer 22 wird ein„Eintauchen“ der Füße 66 in die Niederdruckkammer 22 ermöglicht. Dadurch kann ein Zurückfedern der Füße 66 und der Schienbeine 64 verhindert oder zumindest abgeschwächt werden
Die Figuren 12 und 13 zeigen alternative Ausführungsformen des Fersenauflaufpunkt-Positioniermoduls 14‘ und 14“. Bei den Fersenauflaufpunkt- Positioniermoduls 14‘ und 14“ erfolgt die Verschiebung des Fersenauflaufpunktes 18 in die mit 18‘ gekennzeichnete Stellung über ein Formänderungselement.
Bei dem in den Figuren 12 a) und b) dargestellten Fersenauflaufpunkt- Positioniermodul 14‘ ist das Formänderungselement als ein bistabiles Federelement 44 ausgebildet. Das bistabile Federelement ist unter der Fahrzeugbodenverkleidung 42 im dem Übergangsbereich 39 zwischen der den Fußraum 4 begrenzenden Vorderwand 38 und dem Fahrzeugboden 40 angeordnet.
Das bistabile Federelement 44 kann über einen Aktuator 48 dazu angeregt werden, seine Form von der ersten, in der Figur 12 a) dargestellten, stabilen Lage in eine zweite stabile Lage zu ändern, die in Figur 12 b) dargestellt ist.
Bei dem in den Figuren 13 a) und b) dargestellten Fersenauflaufpunkt- Positioniermodul 14“ ist das Formänderungselement als ein aufschäumbares Element 46 dargestellt. Das aufschäumbare Element 46 umfasst einem Stoff 47, der durch Anregung aufgeschäumt werden kann und dadurch sein Volumen vergrößert. Das aufschäumbare Element 46 ist unter der Fahrzeugbodenverkleidung 42 im dem Übergangsbereich 39 zwischen der den Fußraum 4 begrenzenden Vorderwand 38 und dem Fahrzeugboden 40 angeordnet.
Bei einer Aktivierung des Fersenauflaufpunkt-Positioniermoduls 14“ wird durch die Steuereinrichtung durch einen geeigneten Aktuator 48‘ der Aufschäumprozess in Gang gesetzt. Durch den aufgeschäumten Stoff 47‘ wird die Fahrzeugbodenverkleidung 42 in die mit 42‘ gekennzeichnete Stellung angehoben. Der Fersenauflaufpunkt 18 wird durch den aufgeschäumten Stoff hin zu dem Fahrzeuginsassen zu der mit 18‘ gekennzeichneten Stellung verschoben. Die Fahrzeugbodenverkleidung 42 kann an dem verschobenen Fersenauflaufpunkt 18‘ an dem Fahrzeugboden 40 fixiert sein, um eine definierte Verschiebung des Fersenauflaufpunktes 18 in die mit 18‘ gekennzeichnete Stellung zu erreichen.
Die Figuren 14 und 15 zeigen eine weitere Ausführungsform des Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems 2 mit den unteren Extremitäten 7‘ einer 5%- Person auf einem Fahrzeugsitz 5‘ in einer Komfortposition, in der der Fahrzeugsitz 5‘ nach hinten verschoben ist. Zum Vergleich ist in Figur 14 zudem der Fahrzeugsitz 5 in der Normposition gepunktet dargestellt.. Das Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystems 2 unterscheidet sich zu dem Fahrzeuginsassen-Schutzsystem 2 der Figuren 1 bis 1 1 dadurch, dass der Kniegassack 21 des Kniegassackmoduls 12 keine Niederdruckammer aufweist. Zudem umfasst das zweite Rückhalteelement 10 neben dem Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul 14 ein Fußgassackmodul 16.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Steuereinrichtung für die vorliegende Situation das Kniegassackmodul 12 des ersten Rückhalteelements 8 sowie das Fußgassackmodul 16 des zweiten Rückhalteelements 10 aktiviert. Dabei zeigt die Figur 14 die Rückhaltesituation zu einem Zeitpunkt t1 unmittelbar bevor der Fuß 66 auf einen Fußgassack 50 auftrifft. Weiterhin zeigt die Figur 14 die Rückhaltesituation zu einem Zeitpunkt t2 nachdem der Fuß 66 auf den Fußgassack 50 aufgetroffen und in diesen „eingetaucht“ ist. In den weiteren Punkten entspricht die dargestellte Rückhaltesituation der in den Figuren 10 und 1 1 gezeigten Rückhaltesituation.
Der Fußgassack 50 des Fußgassackmoduls 16 ist als eine Niederdruckkammer 52 ausgebildet. Die Niederdruckkammer 52 weist im befüllten Zustand einen geringeren Innendruck auf, als die Kammern 25 und 27 des Kniegassacks 21 des Kniegassackmoduls 12 der ersten Rückhalteelements 8
Das Fußgassackmodul 16 ist in dem eingebauten Zustand im unteren Bereich der Armaturentafel 3 in vor dem Kniegassackmodul 12 angeordnet (bezogen auf die Fahrzeughochrichtung y und die Fahrzeuglängsrichtung x).
Die Niederdruckkammer 52 des Fußgassacks 50 übernimmt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Figuren 14 und 15 im Wesentlichen die Funktion der druckadaptiven Niederdruckkammer 22 des Kniegassacks 20 des in den Figuren 1 bis 1 1 dargestellten Ausführungsbeispiels. Insbesondere ermöglicht auch die Niederdruckkammer 52 durch den geringeren Innendruck ein„Eintauchen“ der Füße 66 in die Niederdruckkammer 52. Dadurch kann hier ebenfalls ein Zurückfedern der Füße 66 und der Schienbeine 64 verhindert oder zumindest abgeschwächt werden.
Das Fußgassackmodul 16 wird in einer derartigen Ausführungsform des Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems 2 beispielsweise nur aktiviert, sofern sich eine 5%-Person auf dem Fahrzeugsitz in der Komfortposition befindet.
Die Figuren 16 und 17 zeigen das erfindungsgemäße Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem 2 mit den unteren Extremitäten 7‘ einer 5%-Person auf einem Fahrzeugsitz 5‘ in einer Komfortposition, das vom Aufbau dem Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem 2 der Figuren 14 und 15 entspricht. In der Komfortposition ist der Fahrzeugsitz 5‘ im Vergleich zum Fahrzeugsitz 5 in der Normposition (gepunktet dargestellt) nach hinten verschoben.
Das Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem 2 der Figuren 16 und 17 unterscheidet sich von dem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem 2 der Figuren 14 und 15 durch eine alternative Aktivierung der Rückhalteelemente in einer Rückhaltesituation bei Vorliegen einer bestimmten Situation.
Die bestimmte Situation liegt vor, sofern durch die Steuereinrichtung festgestellt wird, dass sich der Fahrzeugsitz 5 in einer nach hinten verschobenen Position befindet, insbesondere in einer Komfortposition, und es sich bei dem Fahrzeuginsassen um eine kleine und/oder leichte Person, insbesondere eine 5%- Person, handelt.
Bei Vorliegen dieser bestimmten Situation wird durch die Steuereinrichtung nur das Fußgassackmodul 16 des zweiten Rückhalteelements 10 aktiviert. In den weiteren möglichen Situationen, in denen sich der Fahrzeugsitz in einer Normposition befindet und/oder auf dem Fahrzeugsitz eine Person befindet, die größer und/oder schwerer als eine 5%-Person ist, wird durch die Steuereinrichtung zumindest das Kniegassackmodul 12 des ersten Rückhalteelements 8 aktiviert. Situationsabhängig kann durch die Steuereinrichtung zudem das Fußgassackmodul 16 und/oder das Fersenauflaufpunkt-Positioniermodul 14 des zweiten Rückhalteelements 10aktiviert werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem (2) mit einer Steuereinrichtung und zumindest zwei Rückhalteelementen (8, 10) zum Schutz von unteren Extremitäten (6, 6‘, 7, 7‘) im Bereich eines Fußraumes (4) eines Fahrzeugs eines auf einem bestimmten Fahrzeugsitz (5) des Fahrzeugs befindlichen Fahrzeuginsassen, wobei ein erstes Rückhalteelement (8) als ein Kniegassackmodul (12) ausgebildet ist, wobei ein zweites Rückhalteelement (10) zum Einbau in den Fußraum (4) des Fahrzeugs, insbesondere in einem in Fahrzeuglängsrichtung (x) vor dem Kniegassackmodul (12) angeordneten Bereich des Fußraums (4) des Fahrzeugs, vorgesehen ist, wobei das zweite Rückhalteelement (10) zumindest ein Fußgassackmodul (16) mit einem Fußgassack (50) umfasst, wobei die Steuereinrichtung in einer Rückhaltesituation zwischen verschiedenen vorliegenden Situationen unterscheiden kann, wobei die vorliegende Situation über eine Fahrzeugsitzposition und fahrzeuginsassenbezogene Parameter bestimmbar ist, wobei die Steuereinrichtung in der Rückhaltesituation bei Vorliegen einer Situation, in der sich bei dem Fahrzeuginsassen um eine kleine und/oder leichte Person handelt und der Fahrzeugsitz (5) sich in einer nach hinten verschobenen Position befindet, insbesondere in einer gegenüber Normposition nach hinten verschobenen Position, nur das Fußgassackmodul (16) des zweiten Rückhalteelements (10) aktiviert.
2. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung in einer Situation, in der sich der Fahrzeugsitz in der Normposition befindet und/oder es sich bei dem Fahrzeuginsassen nicht um eine kleine und/oder leichte Person handelt, durch die Steuereinrichtung in der Rückhaltesituation zumindest das Kniegassackmodul (12) des ersten Rückhalteelement (8) aktiviert wird, wobei die Steuereinrichtung abhängig von der vorliegenden Situation zusätzlich das zweite Rückhalteelement (10) oder ein Teilelement des zweiten Rückhalteelements (10) aktivieren kann.
3. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rückhalteelement (10) ein Fersenauflaufpunkt- Positioniermodul (14) umfasst.
4. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußgassack (50) des
Fußgassackmoduls (16) eine Niederdruckkammer (52) umfasst oder als eine Niederdruckkammer (52) ausgebildet ist.
5. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kniegassackmodul (12) einen Kniegassack (20, 21 ) mit zumindest einer adaptiven Kammer umfasst.
6. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die adaptive Kammer des Kniegassacks (20, 21 ) über die Steuereinrichtung aktivierbar und/oder steuerbar ist.
7. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniegassack (20) des
Kniegassackmoduls (12) eine druckadaptive Kammer (22) umfasst.
8. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die druckadaptive Kammer (22) des Kniegassacks (20) als eine Niederdruckkammer ausgebildet ist.
9. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniegassack (20, 21 ) des Kniegassackmoduls eine tiefenadaptive Kammer (32) umfasst.
10. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fersenauflaufpunkt-
Positioniermodul (14) ein Gassackmodul (34) umfasst.
1 1 . Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fersenauflaufpunkt-
Positioniermodul (14) ein Formänderungselement umfasst.
12. Fahrzeuginsassen-Rückhalteelement nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Formänderungselement ein bistabiles Federelement (44) umfasst.
13. Fahrzeuginsassen-Rückhalteelement nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Formänderungselement ein aufschäumbares Element (46) umfasst.
14. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch zumindest ein Sensorelement zur Detektion der vorliegenden Situation.
15. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement ein Kamerasystem und/oder in Fahrzeugsitzelemente und/oder den in den Fußraum (4) angeordnete und/oder integrierte Sensoren umfasst.
16. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Feststellen und Bestimmen von einer Position des Fahrzeugsitzes und/oder fahrzeuginsassenbezogener Parameter, insbesondere in einer Rückhaltsituation;
Bestimmung der vorliegenden Situation durch die Steuereinheit;
Aktivierung der für die Rückhaltung in der vorliegenden Situation notwendigen Rückhalteelemente und/oder Teilelemente der Rückhalteelemente.
17. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems (2) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Feststellung der fahrzeuginsassenbezogenen Parameter insbesondere ein Körpergewicht und/oder eine Körpergröße und/oder eine Position des Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz bestimmt werden.
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