WO2022074055A1 - Verfahren zum schutz eines insassen auf einem fahrzeugsitz und fahrzeugsitz - Google Patents

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WO2022074055A1
WO2022074055A1 PCT/EP2021/077559 EP2021077559W WO2022074055A1 WO 2022074055 A1 WO2022074055 A1 WO 2022074055A1 EP 2021077559 W EP2021077559 W EP 2021077559W WO 2022074055 A1 WO2022074055 A1 WO 2022074055A1
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headrest
collision
vehicle
occupant
seat
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PCT/EP2021/077559
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Claus Geisler
Abdulkadir Oeztuerk
Juergen Warwel
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Mercedes-Benz Group AG
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    • B60N2/4221—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats characterised by the direction of the g-forces longitudinal due to impact coming from the front
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    • B60N2/80—Head-rests
    • B60N2/888—Head-rests with arrangements for protecting against abnormal g-forces, e.g. by displacement of the head-rest

Definitions

  • the invention relates to a method for protecting an occupant on a vehicle seat in a vehicle, with a seat backrest of the vehicle seat being positioned from a comfort position to a substantially upright collision position when a collision is detected and the vehicle is imminent. Furthermore, the invention relates to a vehicle seat with a headrest arranged on a seat back.
  • EP 3 552 871 A1 discloses a method for adjusting a position of a vehicle seat from a reclined position into a predeterminable safety position and an occupant safety arrangement for a vehicle seat.
  • the method includes detecting an impending or ongoing frontal or semi-frontal collision, tightening a seat belt associated with the vehicle seat, the seat belt being attached directly or indirectly to a seat back of the vehicle, and adjusting the position of the vehicle seat from the reclined position in the predetermined safety position by means of a seat adjustment device, which is associated with the vehicle seat.
  • the seat adjuster is actuated by a collision force generated by the impending or ongoing frontal or semi-frontal collision and transmitted to the vehicle seat via a seat occupant and/or the seat belt.
  • DE 10 2011 102 088 A1 describes a method and a device for protecting an occupant of a vehicle, with a rear-end collision imminent to the vehicle or a rear-end collision being detected. If a rear-end collision is detected and the vehicle is imminent or if a rear-end collision is detected, a seat backrest of a vehicle seat is adjusted in the direction of the occupant and the adjustment is carried out by means of an electric motor, which is used to set an individual seat position by means of a first supply voltage and to adjust the seat backrest in the direction of the occupant is operated by means of a higher second supply voltage.
  • the Adjustment takes place in such a way that an impulse is transmitted to the occupant by means of the seat back, so that the occupant is moved in the direction of travel of the vehicle.
  • DE 10 2008 052 953 A1 discloses a method for positioning at least one front part of a headrest of at least one vehicle seat of a motor vehicle with a safety system for anticipatory detection of a rear-end collision.
  • a distance measurement system and/or a speed measurement system is used to determine a minimum distance to a vehicle following behind and/or a crash time period before a rear-end collision occurs, and if at least one of the two values is exceeded/exceeded, at least the front part of the headrest is Essentially in the longitudinal direction of the vehicle is moved electromechanically between a comfort position and a crash position reversibly.
  • a headrest with headrest side bolsters for a vehicle seat with a base support element and an impact element is known from DE 102007 041 995 A1.
  • the impact element can be moved reversibly relative to the base support element from its headrest comfort position after a sensed precrash and/or crash event into a headrest crash position closer to the head of a vehicle seat occupant by means of a drive.
  • the drive is arranged in the headrest, which when triggered causes an adjustment path of the headrest by the movement of the impact element relative to the base support element from the headrest comfort position to the headrest crash position suddenly and/or to change the headrest comfort position at a predetermined speed.
  • the seatback travel control device for protecting an occupant in the event of a frontal collision of a vehicle.
  • the seatback travel control device is intended to prevent the occupant from being injured by optimally adjusting a recline angle of the seatback in a frontal collision.
  • the seatback travel control device includes a tilt angle detection unit arranged in the back of the vehicle seat to detect the tilt angle, a front collision detection unit that detects a front collision of the vehicle, and an electronic control unit that transmits signals from the front collision detection unit and the tilt angle detection unit, and outputs a control signal for adjusting the position of the seat back in the front collision.
  • the seatback travel control device includes a travel control unit for outputting a travel control signal for adjusting the reclining angle of the seat back according to the control signal from the control unit, and a drive unit that operates a rotating rod according to the control signal from the travel control unit.
  • the drive unit consists of a motor that is connected to the rotating rod of the vehicle seat.
  • DE 10 2004 004 710 A1 discloses a vehicle driver restraint system in a motor vehicle with an airbag integrated into a steering device.
  • a positioning of the steering device and a triggering decision for deploying the airbag are determined by a control unit whose input signals include a signal from a crash detection sensor system and a signal from an interior sensor system, which has at least one seat position detector and a sensor system for acquiring morphological data of the vehicle driver.
  • the control unit also triggers a motorized seat adjustment device for the driver's seat in a coordinated manner.
  • JP 2005212596 is a vehicle seat with a function for adjusting the height of a headrest and a headrest function in the event of a rear-end collision of a vehicle or when a collision is detected as imminent for the vehicle.
  • the vehicle seat has a vertical adjustment mechanism that vertically operates a headrest stay, the adjustment mechanism being supported by a seatback frame of a seatback of the vehicle seat to adjust the height of the headrest.
  • the headrest is positioned near a head of a person seated on the vehicle seat to perform the headrest function by moving the vertical adjustment mechanism to a rear frame upon a rear-end collision of the vehicle or a collision impending on the vehicle.
  • the post-published DE 102019207 729 A1 discloses a method for protecting an occupant by reducing a so-called whiplash effect or whiplash.
  • the current seat position and inclination are determined via sensors, in particular sensors on the adjustment units, and the body weight of the occupant is also determined.
  • various adjustment units are set in the load case in such a way that the seat settings correspond to the seat position of the occupant are optimized in that the person is closely coupled to the vehicle seat and, above all, the distance between the head and the headrest is reduced in order to reduce or completely prevent the whiplash effect.
  • the invention is based on the object of specifying a method for protecting an occupant on a vehicle seat in a vehicle and a vehicle seat with a headrest.
  • the object is achieved according to the invention by a method which has the features specified in claim 1 and by a vehicle seat which has the features specified in claim 6 .
  • a method for protecting an occupant on a vehicle seat in a vehicle provides that, when a collision is detected and the vehicle is imminent, a seat backrest of the vehicle seat is positioned from a comfort position to a substantially upright collision position.
  • a headrest arranged on the seat backrest of the vehicle seat is also moved from a comfort position, in which the headrest is positioned in the direction of the occupant's head, into a collision position, in which the headrest is moved by a predetermined distance in the direction
  • the rear of the vehicle is positioned, moved, so that the occupant's head is optimally aligned with respect to at least one restraint system assigned to the occupant on the vehicle seat.
  • Using the method can reduce the risk of injury to the occupant, in particular to his cervical spine and/or his head, since hyperextension of the cervical spine, since the headrest is in the collision position when the collision occurs, can be largely ruled out.
  • the head restraint in the collision position while the seat back is in the collision position, undesirable contact between the occupant's head and the head restraint may be substantially avoided.
  • the headrest is moved by an electric motor and/or mechanically from the comfort position to the collision position, with the movement being carried out automatically, in particular when a headrest is imminent Collision is detected and a predicted collision severity exceeds a predetermined threshold.
  • the headrest is moved at least from the comfort position into the collision position by means of a servomotor, which is actuated and thus activated when a collision is detected and the vehicle is imminent.
  • a servomotor which is actuated and thus activated when a collision is detected and the vehicle is imminent.
  • Such a drive unit is suitable for positioning the headrest, since an angular position of a motor shaft as well as a rotational speed and an acceleration can be controlled and controlled. The positioning of the headrest in the collision position can take place independently of the positioning of the headrest in the comfort position.
  • the headrest is moved from the comfort position into the collision position by means of a number of prestressed spring elements.
  • the headrest or at least part of it is reset by means of the prestressed spring elements, so that the occupant is optimally aligned in relation to at least one restraint system, for example an airbag, and the protective effect of the restraint system can thus be largely ensured.
  • the collision imminent for the vehicle is detected using detected signals from an environment sensor system.
  • an environment of the vehicle and objects located in this area are detected based on the detected signals.
  • a potential collision object can be detected, and it is also possible to detect a collision severity, depending on which the seat backrest and the headrest can be positioned in the collision position or in the collision position.
  • the invention also relates to a vehicle seat with a headrest arranged on a seat back, the vehicle seat comprising an adjustment mechanism which is designed to position the seat back from a comfort position to a substantially upright collision position in the event of a detected imminent collision of the vehicle.
  • the headrest is coupled to a positioning unit which is designed to position the headrest from a comfort position into a collision position during the positioning of the seat backrest into the collision position.
  • the headrest can be positioned in the direction of the rear of the vehicle by means of the positioning unit, so that the headrest is positioned essentially upright and the cervical spine is not overstretched when the seat backrest is positioned in the collision position and there is undesirable contact between the occupant's head and the headrest.
  • FIG. 1 schematically shows an occupant in a vehicle seat with a seat back positioned in a standard position
  • Fig. 2 schematically shows the occupant on the vehicle seat with the seat backrest positioned in a comfort position
  • Fig. 3 shows schematically the occupant on the vehicle seat with the seat back in the comfort position and a headrest in a comfort position and
  • FIG. 4 shows schematically the occupant on the vehicle seat with the seat back in the standard position and the headrest in the comfort position and in a collision position.
  • FIG. 1 shows an occupant 1 of a vehicle, not shown in detail, on a vehicle seat 2.
  • the vehicle seat 2 comprises a seat cushion 2.1 forming a seat surface, a seat back 2.2 and a headrest 2.3 arranged on the seat back 2.2.
  • the seat back 2.2 has a standard position K1 and the headrest 2.3 has a standard position S1.
  • Figures 2 and 3 show the occupant 1 on the vehicle seat 2, wherein the seat back 2.2 has a comfort position K2 and the headrest 2.3 in Figure 2 has the standard position S1 and in Figure 3 has a comfort position S2.
  • the seat backrest 2.2 In the standard position K1, the seat backrest 2.2 is positioned essentially upright, with the headrest 2.3 in the standard position S1 being comparatively close to the head 1.1 of the occupant 1, so that in the event of a collision of the vehicle, particularly in the event of a rear-end collision, it can be largely ruled out that a cervical spine of the occupant 1 is hyperextended.
  • collision energy is absorbed by the headrest 2.3 positioned in the standard position S1 when the occupant 1, in particular his head 1.1, moves backwards in the direction of the headrest 2.3 after a maximum forward displacement caused by the collision and collides with it.
  • the headrest 2.3 is tilted in the direction of the head 1.1 to assume a comfort position S2, as shown in FIG.
  • part of the headrest 2.3 is extended in the direction of the head 1.1 of the occupant 1.
  • the seat backrest 2.2 in the comfort position K2 is positioned in the essentially upright standard position K1, referred to below as the collision position K1, when a collision is detected and the vehicle is imminent.
  • the collision that is imminent for the vehicle is recognized on the basis of detected signals from an environment sensor system and/or a collision sensor system in the vehicle.
  • a driving and/or traffic situation that is relatively critical for the vehicle is identified in particular on the basis of the detected signals.
  • a collision severity is predicted on the basis of the detected signals.
  • the angle of inclination in the collision position of the seat back 2.2 e.g. B. is 21 ° to 25 °.
  • the seat back 2.2 is positioned in such a way that the occupant 1 sits largely upright on the vehicle seat 2, then the occupant has a substantially optimized seating position, for example in relation to an airbag assigned to the occupant 1 and/or a seat belt, i.e. in relation to at least one vehicle-side restraint system.
  • the seat back 2.2 can be set up to assume the collision position K2 by an electric motor and/or by means of prestressed spring elements, with the positioning of the seat back 2.2 from the comfort position K2 to the collision position K1 taking place comparatively quickly.
  • the headrest 2.3 in the comfort position S2 is positioned relatively unfavorably to the head 1.1 of the occupant 1, as is shown in FIG.
  • this comfort position S2 of the headrest 2.3 can lead to unwanted contact between the head 1.1 of the occupant 1 and the headrest 2.3, which means there is a comparatively high risk of injury for the occupant 1, particularly when the collision occurs.
  • the headrest 2.3 be moved into a To position collision position, which corresponds to the embodiment shown in Figure 1 of the standard position S1.
  • the standard position S1 is referred to below as the collision position S1, with the collision position S1 of the headrest 2.3 being shown in FIG. 4 with a broken line.
  • the headrest 2.3 To position the headrest 2.3 from the comfort position S2 to the collision position S1, the headrest 2.3 is tilted towards the rear of the vehicle and/or the extended part is retracted.
  • the positioning of the headrest 2.3 can be active, for example by means of an electric motor and/or another suitable Drive unit, in particular by means of a so-called servomotor, and / or done mechanically by means of a number of prestressed spring elements.
  • the positioning of the headrest 2.3 from the comfort position S2 to the collision position S1 can also take place elsewhere.
  • a positioning unit which is coupled to the headrest 2.3, is therefore designed as an electric motor and/or mechanically.
  • the headrest 2.3 in the collision position S1 is in a position that is optimized for the occupant 1 with regard to at least one restraint system, for example an airbag, so that the occupant 1 can be seated in the collision position K1 by means of the seat backrest 2.2 and the headrest 2.3 in the collision position S1 in relation to the corresponding restraint system.
  • a protective effect of the restraint system for example also of a seat belt, can be optimized.
  • Both the backrest 2.2 and the headrest 2.3 are positioned in the collision position K1 or the collision position S1 within a very short time, so that the occupant 1 is aligned with the restraint systems assigned to the vehicle seat 2 for the onset of a collision.
  • the collision position S1 of the headrest 2.3 is dependent on a type of collision that is imminent for the vehicle. In this way, the collision position S1 can be selected differently in the case of a rear-end collision of the vehicle than in the case of a side collision, in order to achieve an optimized protective effect for the occupant 1 on the vehicle seat 2 .
  • the positioning and/or a period of time for the positioning can be specified as a function of the severity of a collision and/or as a function of available restraint systems.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines Insassen (1) auf einem Fahrzeugsitz (2) in einem Fahrzeug, wobei bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision eine Sitzlehne (2.2) des Fahrzeugsitzes (2) von einer Komfortposition (K2) in eine im Wesentlichen aufrechte Kollisionsposition (K1) positioniert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass während der Positionierung der Sitzlehne (2.2) in die Kollisionsposition (K1) zusätzlich eine an der Sitzlehne (2.2) des Fahrzeugsitzes (2) angeordnete Kopfstütze (2.3) von einer Komfortstellung (S2), in welcher die Kopfstütze (2.3) in Richtung eines Kopfes (1.1) des Insassen (1) positioniert ist, in eine Kollisionsstellung (S1), in welcher die Kopfstütze (2.3) um einen vorgegebenen Weg in Richtung Fahrzeugheck positioniert ist, bewegt wird, so dass der Kopf (1.1) des Insassen (1) in Bezug auf zumindest ein dem Insassen (1) auf dem Fahrzeugsitz (2) zugeordnetes Rückhaltesystem optimiert ausgerichtet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Fahrzeugsitz (2).

Description

Verfahren zum Schutz eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz und Fahrzeugsitz
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz in einem Fahrzeug, wobei bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision eine Sitzlehne des Fahrzeugsitzes von einer Komfortposition in eine im Wesentlichen aufrechte Kollisionsposition positioniert wird. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Fahrzeugsitz mit einer an einer Sitzlehne angeordneten Kopfstütze.
Aus der EP 3 552 871 A1 sind ein Verfahren zum Einstellen einer Position eines Fahrzeugsitzes von einer zurückgelehnten Position in eine vorgebbare Sicherheitsposition und eine Insassensicherheitsanordnung für einen Fahrzeugsitz bekannt. Das Verfahren umfasst das Erfassen einer bevorstehenden oder andauernden Frontal- oder Semi- Frontalkollision, das Straffen eines Sicherheitsgurtes, der dem Fahrzeugsitz zugeordnet ist, wobei der Sicherheitsgurt direkt oder indirekt an einer Rückenlehne des Fahrzeuges angebracht ist, und das Einstellen der Position des Fahrzeugsitzes von der zurückgelehnten Position in die vorgebbare Sicherheitsposition mittels einer Sitzverstellvorrichtung, die dem Fahrzeugsitz zugeordnet ist. Die Sitzverstellvorrichtung wird durch eine Kollisionskraft betätigt, die durch die bevorstehende oder andauernde Frontal- oder Semi-Frontalkollision erzeugt wird und über einen Sitzinsassen und/oder den Sicherheitsgurt an den Fahrzeugsitz übertragen wird.
Die DE 10 2011 102 088 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz eines Insassen eines Fahrzeuges, wobei eine dem Fahrzeug bevorstehende Heckkollision oder eine Heckkollision erfasst wird. Bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Heckkollision oder bei erfasster Heckkollision wird eine Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes in Richtung des Insassen verstellt und die Verstellung wird mittels eines Elektromotors durchgeführt, welcher zur Einstellung einer individuellen Sitzposition mittels einer ersten Versorgungsspannung und zur Verstellung der Sitzlehne in Richtung des Insassen mittels einer höheren zweiten Versorgungsspannung betrieben wird. Die Verstellung erfolgt dabei derart, dass mittels der Sitzlehne ein Impuls auf den Insassen übertragen wird, so dass der Insasse in Fahrtrichtung des Fahrzeuges bewegt wird.
Darüber hinaus offenbart die DE 10 2008 052 953 A1 ein Verfahren zum Positionieren wenigstens eines Vorderteiles einer Kopfstütze wenigstens eines Fahrzeugsitzes eines Kraftfahrzeuges mit einem Sicherheits-System zum vorgreifenden Erkennen eines heckseitigen Zusammenstoßes. Mittels eines Abstandsvermessungssystems und/oder eines Geschwindigkeitsmesssystems werden bzw. wird ein minimaler Abstand zu einem nachfahrenden Fahrzeug und/oder eine Crash-Zeitspanne bis zu einem heckseitigen Zusammenstoß ermittelt und beim Unterschreiten/Überschreiten des wenigstens einen der beiden Werte wird zumindest der Vorderteil der Kopfstütze im Wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeuges elektromechanisch zwischen einer Komfortposition und einer Crash-Position reversibel bewegt wird.
Eine Kopfstütze mit Kopfstützenseitenwangen für einen Fahrzeugsitz mit einem Grundträgerelement und einem Prallelement ist aus der DE 102007 041 995 A1 bekannt. Das Prallelement ist relativ zum Grundträgerelement aus seiner Kopfstützen- Komfortposition nach einem sensierten Precrash- und/oder Crashfall reversibel in eine näher zum Kopf eines Fahrzeugsitzbenutzers gelegene Kopfstützen-Crashposition mittels eines Antriebes bewegbar. Der Antrieb ist in der Kopfstütze angeordnet, der im Auslösefall einen Verstellweg der Kopfstütze durch die Bewegung des Prallelementes gegenüber dem Grundträgerelement aus der Kopfstützen-Komfortposition in die Kopfstützen-Crashposition schlagartig und/oder zur Veränderung der Kopfstützen- Komfortposition mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewirkt. Mit der Verstellbewegung des Prallelementes gegenüber dem Grundträgerelement ist gleichzeitig eine zwangsgekoppelte Bewegung der Kopfstützenseitenwangen aus der Kopfstützen- Komfortposition in die den Kopf des Fahrzeugsitzbenutzers seitlich haltende Kopfstützen- Crashposition der Kopfstützenseitenwangen verbunden.
Weiterhin ist aus der KR 10-2006-0130953 eine Sitzlehnen-Fahrsteuervorrichtung zum Schutz eines Insassen bei einer Frontalkollision eines Fahrzeuges bekannt. Die Sitzlehnen-Fahrsteuervorrichtung ist vorgesehen, zu verhindern, dass der Insasse verletzt wird, indem ein Neigungswinkel der Rücklehne bei einem Frontalzusammenstoß optimal eingestellt wird. Die Sitzlehnen-Fahrsteuervorrichtung umfasst eine Neigungswinkel- Erfassungseinheit, die in der Rücklehne des Fahrzeugsitzes angeordnet ist, um den Neigungswinkel zu erfassen, eine Frontalkollisions-Erfassungseinheit, die eine Frontalkollision des Fahrzeuges erfasst, und eine elektronische Steuereinheit, die Signale von der Frontalkollisions-Erfassungseinheit und der Neigungswinkel-Erfassungseinheit empfängt und ein Steuersignal zum Einstellen der Position der Rückenlehne bei der Frontalkollision ausgibt. Zudem umfasst die Sitzlehnen-Fahrsteuervorrichtung eine Fahrsteuereinheit zum Ausgeben eines Fahrsteuersignals zum Einstellen des Neigungswinkels der Rückenlehne gemäß dem Steuersignal von der Steuereinheit und eine Antriebseinheit, die eine Drehstange gemäß dem Steuersignal von der Fahrsteuereinheit betätigt. Die Antriebseinheit besteht aus einem Motor, der mit der Drehstange des Fahrzeugsitzes verbunden ist.
Des Weiteren offenbart die DE 10 2004 004 710 A1 ein Fahrzeugführerrückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug mit einem in eine Lenkeinrichtung integrierten Airbag. Im Crashfall wird eine Positionierung der Lenkeinrichtung und eine Auslöseentscheidung zur Entfaltung des Airbags von einer Steuereinheit bestimmt, deren Eingangssignale ein Signal einer Crash-Detektionssensorik und ein Signal einer Innenraumsensorik, welche wenigstens eine Sitzstellungserkennung und eine Sensorik zur Erfassung morphologischer Daten des Fahrzeugführers aufweist, umfassen. Im Crashfall erfolgt durch die Steuereinheit zusätzlich eine abgestimmte Ansteuerung einer motorischen Sitzverstelleinrichtung des Fahrersitzes.
Ferner ist aus der JP 2005212596 ein Fahrzeugsitz mit einer Funktion zur Höhenverstellung einer Kopfstütze und einer Kopfstützenfunktion bei einem Auffahrunfall eines Fahrzeuges oder bei erfasster dem Fahrzeug bevorstehender Kollision bekannt. Der Fahrzeugsitz weist einen vertikalen Einstellmechanismus auf, der eine Kopfstützenstrebe in vertikaler Richtung betätigt, wobei der Einstellmechanismus von einem Sitzlehnenrahmen einer Sitzlehne des Fahrzeugsitzes getragen ist, um die Höhe der Kopfstütze einzustellen. Die Kopfstütze wird nahe einem Kopf einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person positioniert, um die Kopfstützenfunktion auszuführen, indem der vertikale Einstellmechanismus bei einer Heckkollision des Fahrzeuges oder einer dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision zu einem hinteren Rahmen bewegt wird.
Die nachveröffentlichte DE 102019207 729 A1 offenbart ein Verfahren zum Schutz eines Insassen mit Reduzierung eines sogenannten Whiplash-Effektes oder Schleudertraumas. Hierzu werden über Sensoren, insbesondere Sensoren an den Verstellungseinheiten, die aktuelle Sitzposition und Neigung bestimmt und auch das Körpergewicht des Insassen ermittelt. In Abhängigkeit von einem gewichtsspezifischen Positionskennfeld und entsprechendem Lastfall-Verstell-Kennfeldes werden verschiedene Verstellungseinheiten im Lastfall so eingestellt, dass die Sitzeinstellungen zur Sitzposition des Insassen optimiert sind indem eine enge Ankopplung der Person an den Fahrzeugsitz erfolgt und vor allem ein Abstand des Kopfes zur Kopfstütze reduziert ist um den Whiplash-Effekt zu mindern oder ganz zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schutz eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz in einem Fahrzeug und einen Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 1, und durch einen Fahrzeugsitz, welcher die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale aufweist, gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Verfahren zum Schutz eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz in einem Fahrzeug sieht vor, dass bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision eine Sitzlehne des Fahrzeugsitzes von einer Komfortposition in eine im Wesentlichen aufrechte Kollisionsposition positioniert wird. Erfindungsgemäß wird während der Positionierung der Sitzlehne in die Kollisionsposition zusätzlich eine an der Sitzlehne des Fahrzeugsitzes angeordnete Kopfstütze von einer Komfortstellung, in welcher die Kopfstütze in Richtung eines Kopfes des Insassen positioniert ist, in eine Kollisionsstellung, in welcher die Kopfstütze um einen vorgegebenen Weg in Richtung Fahrzeugheck positioniert ist, bewegt, so dass der Kopf des Insassen in Bezug auf zumindest ein dem Insassen auf dem Fahrzeugsitz zugeordnetes Rückhaltesystem optimiert ausgerichtet ist.
Durch Anwendung des Verfahrens kann ein Verletzungsrisiko des Insassen, insbesondere seiner Halswirbelsäule und/oder seines Kopfes verringert werden, da eine Überstreckung der Halswirbelsäule, da die Kopfstütze zum Kollisionseintritt die Kollisionsstellung aufweist, weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Insbesondere kann durch die Positionierung der Kopfstütze in die Kollisionsstellung während die Sitzlehne die Kollisionsposition einnimmt, ein unerwünschter Kontakt zwischen dem Kopf des Insassen und der Kopfstütze im Wesentlichen vermieden werden.
In einer Ausführungsform wird die Kopfstütze elektromotorisch und/oder mechanisch von der Komfortstellung in die Kollisionsstellung bewegt, wobei eine Ausführung der Bewegung automatisch erfolgt, insbesondere wenn eine dem Fahrzeug bevorstehende Kollision erfasst wird und eine prognostizierte Kollisionsschwere einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Die Kopfstütze wird in einer Ausbildung mittels eines Servomotors zumindest von der Komfortstellung in die Kollisionsstellung bewegt, welcher bei erfasster, dem Fahrzeug bevorstehender Kollision angesteuert und somit aktiviert wird. Eine derartige Antriebseinheit eignet sich zur Positionierung der Kopfstütze, da eine Kontrolle einer Winkelposition einer Motorwelle sowie eine Drehgeschwindigkeit und eine Beschleunigung kontrolliert und gesteuert werden können. Dabei kann die Positionierung der Kopfstütze in die Kollisionsstellung unabhängig von einer Positionierung der Kopfstütze in die Komfortstellung erfolgen.
Ist vorgesehen, dass die Positionierung der Kopfstütze mechanisch erfolgt, dann wird die Kopfstütze in einer weiteren Ausbildung mittels einer Anzahl vorgespannter Federelemente von der Komfortstellung in die Kollisionsstellung bewegt. Mittels der vorgespannten Federelemente erfolgt also eine Rückstellung der Kopflehne oder zumindest eines Teiles davon, so dass der Insasse in Bezug auf zumindest ein Rückhaltesystem, beispielsweise einen Airbag, optimiert ausgerichtet ist und somit eine Schutzwirkung des Rückhaltesystems weitestgehend sichergestellt werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausführung des Verfahrens wird die dem Fahrzeug bevorstehende Kollision anhand erfasster Signale einer Umgebungssensorik detektiert. Hierzu wird anhand der erfassten Signale eine Umgebung des Fahrzeuges und sich in dieser befindende Objekte detektiert. Dabei kann ein potentielles Kollisionsobjekt erfasst werden, wobei es zudem möglich ist, eine Kollisionsschwere zu detektieren, in Abhängigkeit derer die Positionierung der Sitzlehne und der Kopfstütze in die Kollisionsposition bzw. in die Kollisionsstellung erfolgen kann.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Fahrzeugsitz mit einer an einer Sitzlehne angeordneten Kopfstütze, wobei der Fahrzeugsitz einen Verstellmechanismus umfasst, welcher ausgebildet ist, im Fall einer erfassten dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision die Sitzlehne von einer Komfortposition in eine im Wesentlichen aufrechte Kollisionsposition zu positionieren. Erfindungsgemäß ist die Kopfstütze mit einer Positionierungseinheit gekoppelt, die ausgebildet ist, während der Positionierung der Sitzlehne in die Kollisionsposition die Kopfstütze von einer Komfortstellung in eine Kollisionsstellung zu positionieren. Die Kopfstütze ist mittels der Positionierungseinheit in Richtung Fahrzeugheck positionierbar, so dass die Kopfstütze im Wesentlichen aufrecht positioniert ist und die Halswirbelsäule bei in die Kollisionsposition positionierter Sitzlehne nicht überstreckt ist und ein unerwünschter Kontakt zwischen Kopf des Insassen und Kopfstütze besteht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Insassen auf einem Fahrzeugsitz mit einer in einer Standardposition positionierten Sitzlehne,
Fig. 2 schematisch den Insassen auf dem Fahrzeugsitz mit der in einer Komfortposition positionierten Sitzlehne,
Fig. 3 schematisch den Insassen auf dem Fahrzeugsitz mit der Sitzlehne in der Komfortposition und einer Kopfstütze in einer Komfortstellung und
Fig. 4 schematisch den Insassen auf dem Fahrzeugsitz mit der Sitzlehne in der Standardposition und der Kopfstütze in der Komfortstellung und in einer Kollisionsstellung.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt einen Insassen 1 eines nicht näher gezeigten Fahrzeuges auf einem Fahrzeugsitz 2. Der Fahrzeugsitz 2 umfasst ein eine Sitzfläche bildendes Sitzpolster 2.1 , eine Sitzlehne 2.2 und eine an der Sitzlehne 2.2 angeordnete Kopfstütze 2.3. Dabei weist die Sitzlehne 2.2 eine Standardposition K1 und die Kopfstütze 2.3 eine Standardstellung S1 auf.
Die Figuren 2 und 3 zeigen den Insassen 1 auf dem Fahrzeugsitz 2, wobei die Sitzlehne 2.2 eine Komfortposition K2 aufweist und die Kopfstütze 2.3 in Figur 2 die Standardstellung S1 und in Figur 3 eine Komfortstellung S2 aufweist. In der Standardposition K1 ist die Sitzlehne 2.2 im Wesentlichen aufrecht positioniert, wobei sich die Kopfstütze 2.3 in der Standardstellung S1 vergleichsweise nah am Kopf 1.1 des Insassen 1 befindet, so dass im Kollisionsfall des Fahrzeuges, insbesondere im Fall einer Heckkollision, weitestgehend ausgeschlossen werden kann, dass eine Halswirbelsäule des Insassen 1 überstreckt wird. Insbesondere wird mittels der in der Standardstellung S1 positionierten Kopfstütze 2.3 Kollisionsenergie absorbiert, wenn sich der Insasse 1, insbesondere dessen Kopf 1.1 , nach einer kollisionsbedingten maximalen Vorverlagerung rückwärts in Richtung der Kopfstütze 2.3 bewegt und an diese prallt.
In der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Komfortposition K2 der Sitzlehne 2.2 des Fahrzeugsitzes 2 ist ein Sitzkomfort für den auf dem Fahrzeugsitz 2 sitzenden Insassen 1 erhöht. In der Komfortposition K2 der Sitzlehne 2.2 ist ein Neigungswinkel der
Sitzlehne 2.2 vergleichsweise flach, d. h. beispielsweise zwischen 25° und 60°, eingestellt und der Insasse 1 wünscht üblicherweise, seinen Kopf 1.1 auf der Kopfstütze 2.3 abzulegen, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist.
Um zu ermöglichen, dass der Insasse 1 in der Komfortposition K2 der Sitzlehne 2.2 seinen Kopf 1.1 im Wesentlichen horizontal ausrichten kann, so dass der Insasse 1 z. B. aus einem Fenster schauen kann, wird die Kopfstütze 2.3 zur Einnahme einer Komfortstellung S2 in Richtung des Kopfes 1.1 gekippt, wie in Figur 3 gezeigt ist. Alternativ oder zusätzlich wird ein Teil der Kopfstütze 2.3 in Richtung des Kopfes 1.1 des Insassen 1 ausgefahren.
Zur Verringerung eines Verletzungsrisikos des Insassen 1 im Kollisionsfall des Fahrzeuges wird die die Komfortposition K2 aufweisende Sitzlehne 2.2 bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision in die im Wesentlichen aufrechte Standardposition K1, die im Folgenden als Kollisionsposition K1 bezeichnet wird, positioniert.
Dabei wird die dem Fahrzeug bevorstehende Kollision anhand erfasster Signale einer Umgebungssensorik und/oder einer Kollisionssensorik des Fahrzeuges erkannt. Hierzu wird insbesondere anhand der erfassten Signale eine für das Fahrzeug verhältnismäßig kritische Fahr- und/oder Verkehrssituation erkannt. Zudem kann vorgesehen sein, dass anhand der erfassten Signale eine Kollisionsschwere prognostiziert wird. In der Kollisionsposition K1 der Sitzlehne 2.2 ist diese weitestgehend aufrecht positioniert, so dass ein Neigungswinkel der Sitzlehne 2.2 vergleichsweise gering ist, wobei der Neigungswinkel in der Kollisionsposition der Sitzlehne 2.2, z. B. 21° bis 25° beträgt.
Ist die Sitzlehne 2.2 derart positioniert, dass der Insasse 1 weitestgehend aufrecht auf dem Fahrzeugsitz 2 sitzt, dann weist der Insasse dadurch eine im Wesentlichen optimierte Sitzposition, beispielsweise in Bezug auf einen dem Insassen 1 zugeordneten Airbag und/oder einen Sicherheitsgurt, also in Bezug auf zumindest ein fahrzeugseitiges Rückhaltesystem, auf.
Eine Aufstellung der Sitzlehne 2.2 zur Einnahme der Kollisionsposition K2 kann elektromotorisch und/oder mittels vorgespannter Federelemente erfolgen, wobei die Positionierung der Sitzlehne 2.2 von der Komfortposition K2 in die Kollisionsposition K1 zeitlich vergleichsweise schnell erfolgt.
Weist die Sitzlehne 2.2 die Kollisionsposition K2 auf, besteht die Gefahr, dass die die Komfortstellung S2 aufweisende Kopfstütze 2.3 verhältnismäßig ungünstig zum Kopf 1.1 des Insassen 1 positioniert ist, wie in Figur 4 gezeigt ist. Diese Komfortstellung S2 der Kopfstütze 2.3 kann bei eingestellter Kollisionsposition K2 der Sitzlehne 2.2 zu einem unerwünschten Kontakt zwischen Kopf 1.1 des Insassen 1 und Kopfstütze 2.3 führen, wodurch ein vergleichsweise hohes Verletzungsrisiko für den Insassen 1 , insbesondere bei Eintritt der Kollision, besteht.
Um ein Verletzungsrisiko des Insassen 1 , insbesondere seiner Halswirbelsäule und seines Kopfes 1.1 , wegen der in der Komfortstellung S2 positionierten Kopfstütze 2.3 im Kollisionsfall des Fahrzeuges erheblich zu verringern, ist vorgesehen, die Kopfstütze 2.3 während der Positionierung der Sitzlehne 2.2 in die Kollisionsposition K1 in eine Kollisionsstellung, die gemäß dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Standardstellung S1 entspricht, zu positionieren. Die Standardstellung S1 wird im Weiteren als Kollisionsstellung S1 bezeichnet, wobei die Kollisionsstellung S1 der Kopfstütze 2.3 in Figur 4 gestrichelt dargestellt ist.
Zur Positionierung der Kopfstütze 2.3 von der Komfortstellung S2 in die Kollisionsstellung S1 wird die Kopfstütze 2.3 in Richtung Fahrzeugheck gekippt und/oder der ausgefahrene Teil wird eingefahren. Die Positionierung der Kopfstütze 2.3 kann aktiv, beispielsweise mittels einer elektromotorischen und/oder einer anderen geeigneten Antriebseinheit, insbesondere mittels eines sogenannten Servomotors, und/oder mechanisch mittels einer Anzahl vorgespannter Federelemente erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Positionierung der Kopfstütze 2.3 von der Komfortstellung S2 in die Kollisionsstellung S1 auch anderweitig erfolgen.
Eine Positionierungseinheit, welche mit der Kopfstütze 2.3 gekoppelt ist, ist also elektromotorisch und/oder mechanisch ausgeführt.
Insbesondere weist die Kopfstütze 2.3 in der Kollisionsstellung S1 eine für den Insassen 1 in Bezug auf zumindest ein Rückhaltesystem, beispielsweise einen Airbag, optimierte Position auf, so dass der Insasse 1 mittels der Sitzlehne 2.2 in der Kollisionsposition K1 und der Kopfstütze 2.3 in der Kollisionsstellung S1 in Bezug auf das entsprechende Rückhaltesystem ausgerichtet ist. Dadurch kann eine Schutzwirkung des Rückhaltesystems, beispielsweise auch eines Sicherheitsgurtes, optimiert werden.
Sowohl die Sitzlehne 2.2 als auch die Kopfstütze 2.3 werden innerhalb kürzester Zeit in die Kollisionsposition K1 bzw. die Kollisionsstellung S1 positioniert, so dass der Insasse 1 zum Kollisionseintritt in Bezug auf die dem Fahrzeugsitz 2 zugeordneten Rückhaltesysteme ausgerichtet ist.
In einer möglichen Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Kollisionsstellung S1 der Kopfstütze 2.3 von einer Kollisionsart, die dem Fahrzeug bevorsteht, abhängig ist. So kann die Kollisionsstellung S1 bei einer Heckkollision des Fahrzeuges anders gewählt sein als bei einer Seitenkollision, um eine optimierte Schutzwirkung für den Insassen 1 auf dem Fahrzeugsitz 2 zu erreichen.
Zusätzlich oder alternativ kann die Positionierung und/oder eine Zeitdauer für die Positionierung in Abhängigkeit von einer Kollisionsschwere und/oder in Abhängigkeit von zur Verfügung stehenden Rückhaltesystemen vorgegeben werden.
Mittels eines oben beschriebenen Verfahrens und des Fahrzeugsitzes 2 ist eine Verbesserung einer Positionierung des Insassen 1 auf dem Fahrzeugsitz 2 vor Kollisionseintritt möglich, wobei nicht nur die Sitzlehne 2.2 durch Einnahme der Kollisionsposition K1 aufrecht positioniert wird, sondern auch gleichzeitig die Kopfstütze 2.3 von der Komfortstellung S2 nach hinten in die Kollisionsstellung S1 positioniert wird. Dadurch kann eine Überstreckung der Halswirbelsäule des Insassen 1 weitestgehend ausgeschlossen werden.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Schutz eines Insassen (1) auf einem Fahrzeugsitz (2) in einem Fahrzeug, wobei bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision eine Sitzlehne (2.2) des Fahrzeugsitzes (2) von einer Komfortposition (K2) in eine im Wesentlichen aufrechte Kollisionsposition (K1) positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass während der Positionierung der Sitzlehne (2.2) in die Kollisionsposition (K1) zusätzlich eine an der Sitzlehne (2.2) des Fahrzeugsitzes (2) angeordnete Kopfstütze (2.3) von einer Komfortstellung (S2), in welcher die Kopfstütze (2.3) in Richtung eines Kopfes (1.1) des Insassen (1) positioniert ist, in eine Kollisionsstellung (S1), in welcher die Kopfstütze (2.3) um einen vorgegebenen Weg in Richtung Fahrzeugheck positioniert ist, bewegt wird, so dass der Kopf (1.1) des Insassen (1) in Bezug auf zumindest ein dem Insassen (1) auf dem Fahrzeugsitz (2) zugeordnetes Rückhaltesystem optimiert ausgerichtet ist. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (2.3) elektromotorisch und/oder mechanisch von der Komfortstellung (S2) in die Kollisionsstellung (S1) bewegt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (2.3) mittels eines Servomotors zumindest von der Komfortstellung (S2) in die Kollisionsstellung (S1) bewegt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (2.3) mittels einer Anzahl vorgespannter Federelemente von der Komfortstellung (S2) in die Kollisionsstellung (S1) bewegt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Fahrzeug bevorstehende Kollision anhand erfasster Signale einer Umgebungssensorik detektiert wird. Fahrzeugsitz (2) mit einer an einer Sitzlehne (2.2) angeordneten Kopfstütze (2.3), wobei der Fahrzeugsitz (2) einen Verstellmechanismus umfasst, welcher ausgebildet ist, im Fall einer erfassten dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision die Sitzlehne (2) von einer Komfortposition (K2) in eine im Wesentlichen aufrechte Kollisionsposition (K1) zu positionieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (2.3) mit einer Positionierungseinheit gekoppelt ist, die ausgebildet ist, während der Positionierung der Sitzlehne (2.3) in die Kollisionsposition (K1) die Kopfstütze (2.3) von einer Komfortstellung (S2) in welcher die Kopfstütze (2.3) in Richtung eines Kopfes (1.1) des Insassen (1) positioniert ist, in eine Kollisionsstellung (S1), in welcher die Kopfstütze (2.3) um einen vorgegebenen Weg in Richtung Fahrzeugheck positioniert ist, zu positionieren, so dass der Kopf (1.1) des Insassen (1) in Bezug auf zumindest ein dem Insassen (1) auf dem Fahrzeugsitz (2) zugeordnetes Rückhaltesystem optimiert ausgerichtet ist.
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