WO2022199752A2 - Vorrichtung zur Aufnahme von mindestens einem Insassen und/oder Gepäck in einem Fahrzeug und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur Aufnahme von mindestens einem Insassen und/oder Gepäck in einem Fahrzeug und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung Download PDF

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Andreas Jonke
Roland Rösing
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Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr
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    • B60N2002/0216—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable characterised by the seat or seat part turning about or moving along a non-standard, particular axis, i.e. an axis different from the axis characterising the conventional movement the seat or seat part turning about or moving along a transversal axis

Definitions

  • Device for accommodating at least one occupant and/or luggage in a vehicle and method for operating the device
  • the invention relates to a device for accommodating at least one occupant, for example people and/or animals, and/or luggage, for example goods to be transported, in a vehicle, which can also be a chassis, according to the preamble of claim 1 and a method for Operation of the device according to the preamble of claim 8.
  • DE 10 2016009452 A1 describes a seat device for a motor vehicle, in particular one that can be controlled or controlled autonomously or semi-autonomously, with at least one seat unit that includes at least one seat part, and with at least one compensating unit that compensates for at least lateral forces, which includes at least two bearing means, by which the seat unit can be connected or connected to the compensating unit and can be rotated or pivoted at least transversely and/or obliquely to the seat direction, and which comprises at least one coupling means by which the compensating unit can be fixed or fixed in a rotatable or pivotable manner on a component of the vehicle body.
  • At least one of the at least one coupling means of the compensating unit can be fixed or fixed above the center of mass of the seat device, in particular directly, on the component of the vehicle body.
  • the object of the invention is to provide a device for accommodating at least one occupant and/or luggage in a vehicle and a method for operating the device which provides protection for the at least one occupant and/or the luggage which/which is in the Device is included, allow in a collision.
  • the object is achieved by a device according to claim 1 and by means of a method according to claim 8.
  • both a translational movement of the device is induced by deceleration and inertia along the x-axis of the vehicle as well as a rotational movement of the device around the y-axis of the vehicle.
  • a collision protection of the at least one occupant and/or luggage is made possible according to the invention by superimposing a rotational movement with a translatory movement.
  • the occupant and/or luggage may be forward-facing (forward-facing), rearward-facing (rear-facing) or in a prone position.
  • the occupant and/or the luggage accommodated therein is brought into a vertical position and the occupant and/or the luggage is supported on an upright load-facing structure of the device via a large-area contact in the device.
  • pre-crash braking can be initiated and the impact speed reduced and an additional pre-rotation of the device can be initiated if the risk of a collision is detected at an early stage.
  • a pre-rotation of the device can also be initiated by the driver braking before the impact.
  • the rotational movement can be enabled by decoupling a drive.
  • the rotational movement is forced by the inertia of the device and the deceleration of the vehicle in combination with the second guide between the two and does not require a separate drive.
  • the direction of rotation depends on the orientation of the deceleration device.
  • the rotational movement can prevent compression of the neck and spine as well as slipping under a harness (submarining), which can occur when decelerating in a fixed lying position.
  • the first guide has a first end position damping unit on at least one end.
  • the second guide has a second end position damping unit on at least one end.
  • the device has a shell structure.
  • the shell structure includes raised side panels.
  • the shell structure has an adjustable inner structure.
  • the seat position can be adjusted for an occupant during ferry operation by shifting and twisting the articulation points and thus the position of the seat surface, backrest, headrest and leg rest.
  • adjustment elements of the interior structure can be displaced in a defined manner by the forces introduced by the occupants or the luggage in order to reduce the load.
  • the shell structure and/or the adjustable inner structure have pressure-adaptive padding.
  • the shell structure can have the pressure-adaptive padding on the side and the inner structure can have the surface area.
  • the firmness of the upholstery depends on the load, for example using integrated air, liquid or gel cushions with a controllable outlet or load-adaptive foams.
  • the device has at least one means of restraint for the occupant and/or the luggage.
  • Restraints are, for example, belts, airbags, nets or curtains that supplement the protective effect.
  • At least one thigh airbag can be provided, which protrudes from the side panels of the device when activated, or is integrated into a lap belt.
  • the thigh airbag is used to support the upper body and head of an occupant on the thighs over a large area when differential movements occur.
  • At least one curtain restraint system can advantageously be provided for the at least one occupant and/or luggage.
  • the curtain restraint system may be deployed extensible from the structures of the device above the head to restrain the occupant's head and torso.
  • the curtain can be fixed to the side bolsters of the seat or, alternatively, have a restraining function with integrated tightening lap or upper body belts.
  • load-absorbing, pressure-adaptive and/or force-distributing structures can be provided in the side bolsters of the seat in the event of lateral impact processes.
  • At least one side airbag can advantageously be provided on each side of the impact for the upper body, head, pelvis and legs of the occupant and/or for the luggage in the side bolsters of the device in the event of a side impact.
  • At least one restraining means of the device is transferred from a non-use position to a use position.
  • the inner structure is force-induced from a first defined position to a second defined position.
  • a pre-crash system with a forward-looking accident severity estimator which has information about the other party involved in the accident and allows them to estimate the direction of the impact and the delays to be expected, allows the system to be optimally tuned to the respective load case.
  • a forward-looking accident severity estimator which has information about the other party involved in the accident and allows them to estimate the direction of the impact and the delays to be expected, allows the system to be optimally tuned to the respective load case.
  • variable release times for the rotational movement around the y-axis or z-axis and the translational movement along the x-axis of the vehicle are also variable release times for the rotational movement around the y-axis or z-axis and the translational movement along the x-axis of the vehicle and a direct influencing of the rotational and translational movements can be implemented.
  • FIG. 3 A sectional view A-A according to Fig. 1;
  • FIG. 4a shows a schematic representation of the device according to FIG. 1 in a first position (initial position lying position facing backwards in a frontal collision or facing forwards in a rear-end collision);
  • FIG. 4b shows a schematic representation of the device according to FIG. 1 in a second position (deflected position in the starting position lying position or starting position normal seated position facing backwards in a frontal collision or facing forwards in a rear-end collision);
  • 4c shows a schematic representation of the device according to FIG. 1 in a third position (end position in the starting position lying position or normal sitting position facing backwards in a frontal collision or facing forwards in a rear-end collision);
  • FIG. 5a shows a schematic representation of the device according to FIG. 1 in a first position (initial position, normal seat position, facing forwards in a frontal collision or facing backwards in a rear-end collision);
  • FIG. 5b shows a schematic representation of the device according to FIG. 1 in a second position (deflected position in the starting position, normal sitting position or starting position, lying position, facing forwards in a frontal collision or facing backwards in a rear-end collision);
  • FIG. 5c shows a schematic representation of the device according to FIG. 1 in a third position (deflected position in the starting position, normal sitting position or lying position, facing forwards in a frontal collision or facing backwards in a rear-end collision);
  • FIG. 5d a schematic representation of the device according to FIG. 1 in a fourth position (deflected position in the starting position, normal sitting position or lying position, facing forwards in a frontal collision or facing backwards in a rear-end collision);
  • FIG. 5d a schematic representation of the device according to FIG. 1 in a fourth
  • FIG. 6a a schematic representation of the device according to FIG. 2 in a first
  • Fig. 6b a schematic representation of the device according to FIG. 2 in a second
  • Fig. 6c a schematic representation of the device according to FIG. 2 in a third
  • Figure 1 shows a first embodiment and Figure 2 shows a second embodiment of the device 1 according to the invention.
  • the device 1 in both embodiments comprises a first guide 2 and a second guide 3, the second guide 3 being different from the first guide 2.
  • the first guide 2 is integrated into a carriage 4.1 of a longitudinal adjustment 4.2 (see also the sectional view A-A shown in Figure 3).
  • the slide 4.1 of the longitudinal adjustment 4.2 can be moved translationally along the x-axis of the vehicle, not shown, in the direction of the arrows P1 (in the direction of travel of the vehicle) and P2 (opposite to the direction of travel of the vehicle) in a rail 5 fixed to the vehicle.
  • the translational movement of the carriage 4.1 of the longitudinal adjustment 4.2 in the rail 5 fixed to the vehicle can take place via a first drive 6 or manually.
  • another carriage 7 can be moved translationally along the x-axis of the vehicle in the direction of the arrows P1 and P2.
  • the further carriage 7 is fixed in a defined position by suitable measures during normal ferry operation.
  • the first guide 2 has a first end position damping unit 8 for a translational movement of the further carriage 7 .
  • the damping behavior of the first end position damping unit 8 can be varied.
  • the damping behavior can be varied, for example, by means of different spring characteristics, damper cartridges, controllable damper valves or friction values.
  • the other carriage 7 is connected to two storage units 9, with the possibility also of using only one or more storage units 9, which is/are designed accordingly.
  • a translatory movement of the further carriage 7 does not take place via a drive, but is caused exclusively by the forces introduced into the second guide 3 via the bearing units 9 .
  • the second guide 3 is mounted in the bearing units 9, can be displaced along its longitudinal axis in these and can therefore be moved rotationally in the direction of the arrows P3 and P4 due to its curvature about the y-axis of the vehicle.
  • the second guide 3 has a second end position damping unit 10 at its respective ends.
  • the damping behavior of the second end position damping unit 10 can be varied, for example, by means of different spring characteristics, damper cartridges, controllable damper valves or friction values.
  • a rotary movement of the second guide 3 in the bearing units 9 can take place via a second drive 11 .
  • the second drive 11 can be coupled to and decoupled from the second guide 3 (shown as reference number 11' in FIG. 1).
  • the device 1 If the second drive 11 is uncoupled, the device 1 is no longer fixed in its position, but can rotate in accordance with the external forces through a released displacement of the second guide 3 in the bearing units 9 .
  • the device 1 comprises a shell structure 12.
  • the device 1 comprises an adjustable inner structure 13, which is a seat structure in the first embodiment shown in FIG.
  • a plurality of adjustment devices 14 are provided for adjusting the structure 13 .
  • the device 1 includes a pressure-adaptive padding 15.
  • the second embodiment of the device 1 shown in FIG. 2 comprises a restraining means 16 for luggage 17.1.
  • FIGS. 4a to 4c show the different positions that the device 1 according to the first embodiment can assume when the vehicle is oriented away from the impact in the event of an impact of the vehicle (not shown).
  • FIGS. 5a to 5d show the different positions which the device 1 according to the first embodiment can assume when aligned towards the impact in an impact of the vehicle (not shown).
  • FIGS. 6a to 6c show the different positions that the device 1 can assume according to the second embodiment in the event of a collision of the vehicle (not shown).
  • the vehicle moves in the direction of arrow P1 and is stopped in this movement by an impact.
  • the device 1 is in a starting position, which can also be referred to as a lying position.
  • the device 1 is in a starting position, which can also be referred to as the normal sitting position.
  • the device 1 is in a starting position, which can also be referred to as the normal position.
  • the second drive 11 is coupled.
  • the second guide 3 can be moved rotationally in the direction of the arrow P4 by means of the second drive 11 and rotated about the z-axis to the vehicle door, not shown, by means of a third drive 18 in order to offer an occupant 17.2 an entry aid into the device 1.
  • the vehicle can have a pre-crash sensor system, not shown. If the pre-crash sensor system detects a critical situation, an algorithm can evaluate data from device 1, for example occupancy status, alignment with the direction of travel, angle of inclination about the y-axis.
  • an adapted restraint strategy must be selected.
  • the device 1 can be moved in rotation about a z-axis of the vehicle by means of the third drive 18, the device 1 can be rotated in or against the direction of travel with a corresponding advance warning time in the detected critical situation in order to reduce a lateral component of the impact process.
  • a driver warning is first triggered and, if the driver fails to react, a pre-crash braking process is initiated.
  • driver-induced braking via the brake pedal speed or the increase in brake pressure can be classified as panic braking and braking force maximization can be supported via a brake assistant (not shown).
  • the second drive 11 is decoupled from the second guide 3 .
  • the device 1 moves due to its inertia along the second guide 3 in the bearing units 9 and is forced into rotation by the curvature of the second guide 3 .
  • the load acting on the occupants 17.2 and/or luggage 17.1 accommodated in the device 1 is further reduced by increasing the stopping distance, in that deceleration loads above the im values occurring during normal ferry operation, a movement of the further carriage 7 in the first guide 2 is made possible.
  • This movement can be released, for example, via preset friction or controllable coupling elements.
  • the device 1 and the occupant 17.2 secured with a lap belt, for example, or the luggage 17.1 secured with the restraint means 16, are deflected in such a way that there are no major differential movements before the impact and a pre-rotation, i.e. a rotational movement of the device 1 around the y-axis of the vehicle, in which the occupant 17.2 can support himself well over his pelvis and legs or the luggage 17.1 on the pressure-adaptive padding 15.
  • the device 1 can also rotate around the z-axis at the same time, provided the center of gravity is in the appropriate position relative to the center of rotation of the third drive 18 after it has been uncoupled be induced via the delay and inertia.
  • this position can be fixed by recoupling the third drive 18 .
  • an additional path for braking is released via a translational movement of the device 1 in the direction of the arrow P1.
  • This superimposed translational movement of the device 1 is also decelerated by the first end position damping unit 8 before the end stop of the further carriage 7 in the first guide 2 is reached.
  • a thigh airbag can be unfolded as a means of restraint 16 between the legs and upper body and head and ensure extensive support for the occupant 17.2.
  • the pressure-adaptive padding 15 can be divided into individual foam-filled chambers whose enclosed air/liquid/gel can escape in a defined manner via (adjustable) valves on impact and avoids a hard impact against the inner structure 13 .
  • the second drive 11 is again coupled to the second guide 3 and thus fixes the device 1 in the end position.
  • the device 1 can again be moved slowly rotationally into a defined position, for example a sitting position, lying position or normal position, by means of the second drive 11 in order to facilitate rescue by rescue workers.
  • a defined position for example a sitting position, lying position or normal position

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Aufnahme von mindestens einem Insassen (17.2) und/oder Gepäck (17.1) in einem Fahrzeug. Zudem weist die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung (1) auf. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung (1) eine erste Führung (2) auf, wobei die erste Führung (2) eine verzögerungs- und trägheitsinduzierte translatorische Bewegung der Vorrichtung (1) entlang einer x-Ächse des Fahrzeugs ermöglicht. Die Vorrichtung (1) weist eine zweite Führung (3) auf, wobei die zweite Führung (3) eine verzögerungs- und trägheitsinduzierte rotatorische Bewegung der Vorrichtung (1) um eine y- Ächse des Fahrzeugs ermöglicht.

Description

Vorrichtung zur Aufnahme von mindestens einem Insassen und/oder Gepäck in einem Fahrzeug und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von mindestens einem Insassen, beispielsweise Menschen und/oder Tiere, und/oder Gepäck, beispielsweise zu transportierende Güter, in einem Fahrzeug, welches auch ein Fahrgestell sein kann, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Stand der Technik
Die DE 10 2016009452 A1 beschreibt eine Sitzvorrichtung für ein, insbesondere autonom oder teilautonom steuerbares oder gesteuertes, Kraftfahrzeug mit mindestens einer Sitzeinheit, die mindestens ein Sitzteil umfasst, und mit mindestens einer zumindest querkraftausgleichenden Ausgleichseinheit, die mindestens zwei Lagermittel umfasst, durch die die Sitzeinheit mit der Ausgleichseinheit verbindbar oder verbunden und zumindest quer und/oder schräg zur Sitzrichtung dreh- oder schwenkbar ist, und die mindestens ein Koppelmittel umfasst, durch das die Ausgleichseinheit dreh- oder schwenkbar an einer Komponente der Fahrzeugkarosserie festlegbar oder festgelegt ist.
Zumindest eines des mindestens einen Koppelmittels der Ausgleichseinheit ist oberhalb des Massenschwerpunkts der Sitzvorrichtung, insbesondere unmittelbar, an der Komponente der Fahrzeugkarosserie festlegbar oder festgelegt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufnahme von mindestens einem Insassen und/oder Gepäck in einem Fahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung bereitzustellen, welche einen Schutz für den mindestens einen Insassen und/oder das Gepäck, welcher/welches in der Vorrichtung aufgenommen ist, bei einer Kollision ermöglichen.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie mittels eines Verfahrens gemäß Anspruch 8 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens wird verzögerungs- und trägheitsinduziert sowohl eine translatorische Bewegung der Vorrichtung entlang der x-Achse des Fahrzeugs als auch eine rotatorische Bewegung der Vorrichtung um die y-Achse des Fahrzeugs ermöglicht.
Ein Kollisionsschutz von dem mindestens einen Insassen und/oder Gepäck wird erfindungsgemäß durch eine Überlagerung einer rotatorischen Bewegung mit einer translatorischen Bewegung ermöglicht.
Der Insasse und/oder das Gepäck kann sich nach vorn gewandt (in Fahrtrichtung), rückwärtig (entgegen der Fahrtrichtung) oder in einer liegenden Position befinden.
Durch eine Rotation der Vorrichtung wird der darin aufgenommene Insasse und/oder das Gepäck in eine senkrechte Position gebracht und über eine großflächige Anlage in der Vorrichtung wird der Insasse und/oder das Gepäck an einer aufrechten belastungszugewandten Struktur der Vorrichtung abgestützt.
Mit zusätzlichen Informationen einer PreCrash-Sensorik kann bei frühzeitiger Erkennung der Kollisionsgefahr eine PreCrash-Bremsung eingeleitet und die Aufprallgeschwindigkeit reduziert sowie eine zusätzliche Vorrotation der Vorrichtung initiiert werden.
Eine Vorrotation der Vorrichtung kann bei nicht autonom bremsenden Fahrzeugen auch durch eine vor dem Aufprall eingeleitete Bremsung des Fahrers eingeleitet werden.
Die rotatorische Bewegung kann durch eine Abkopplung eines Antriebs freigegeben werden. Die rotatorische Bewegung wird durch die Trägheit der Vorrichtung und die Verzögerung des Fahrzeugs in Kombination mit der zweiten Führung zwischen beiden erzwungen und benötigt keinen gesonderten Antrieb.
Die Richtung der Rotation hängt von der Ausrichtung der Vorrichtung zur Verzögerung ab.
Durch die rotatorische Bewegung kann eine Stauchungsbelastung von Hals und Wirbelsäule sowie unter einem Gurt durchrutschen (Submarining), die bei einer Verzögerung in unveränderlicher Liegeposition auftreten kann, vermieden werden.
Zudem besteht vorteilhaft die Möglichkeit, über eine variierbare Krümmung der zweiten Führung, eine variierbare Reibung innerhalb der ersten und zweiten Führung sowie eine Anpassung der Schwerpunktlagen und Trägheiten von der Vorrichtung und der darin aufgenommenen Insassen und/oder Gepäck die Rotationsantwort des Gesamtsystems generell, beispielsweise für unterschiedliche Fahrzeuge, und lastfallspezifisch zu optimieren. Weiterhin besteht vorteilhaft die Möglichkeit, zeitlich vor einer Kollision eine seitlich um die z- Achse des Fahrzeugs ausgelenkte Vorrichtung rotatorisch in eine optimale Ausrichtung zur Kollisionsrichtung zu bewegen.
Dies kann beispielsweise mittels einer PreCrash-Aktuatorik, einem Antrieb oder in Abhängigkeit der Schwer- und Drehpunkte des Gesamtsystems über eine trägheits- und verzögerungsinduzierte rotatorische Bewegung der Vorrichtung um die z-Achse des Fahrzeugs erfolgen.
Hierzu ist eine gesteuerte Freigabe dieser Rotationsachse während des PreCrash- Bremsvorgangs oder beim Aufprall erforderlich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die erste Führung an mindesten einem Ende eine erste Endlagendämpfungseinheit auf.
In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die zweite Führung an mindestens einem Ende eine zweite Endlagendämpfungseinheit auf.
In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Schalenstruktur auf.
Die Schalenstruktur umfasst dabei hochgezogene Seitenwangen.
In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Schalenstruktur eine verstellbare Innenstruktur auf.
Mittels der verstellbaren Innenstruktur ist für einen Insassen die Sitzposition im Fährbetrieb über eine Verschiebung und Verdrehung der Gelenkpunkte und damit die Lage der Sitzfläche, Rückenlehne, Kopflehne und Beinauflage verstellbar.
Zudem können Verstellelemente der Innenstruktur bei einer Kollision durch die vom Insassen oder dem Gepäck eingeleiteten Kräfte definiert zur Belastungsreduktion verschoben werden.
In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Schalenstruktur und/oder die verstellbare Innenstruktur eine druckadaptive Polsterung auf.
Die Schalenstruktur kann seitlich und die Innenstruktur flächig die druckadaptive Polsterung aufweisen.
Die Festigkeit der Polsterung ist lastabhängig, beispielsweise mittels integrierter Luft-, Flüssigkeits- oder Gelpolster mit steuerbarem Auslass oder belastungsadaptive Schäume, ausführbar. In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens ein Rückhaltemittel für den Insassen und/oder das Gepäck auf.
Rückhaltemittel sind beispielsweise Gurte, Airbags, Netze oder Vorhänge, die die Schutzwirkung ergänzen.
Vorteilhafterweise kann mindestens ein Oberschenkelairbag bereitgestellt werden, welcher aus den Seitenwangen der Vorrichtung bei einer Aktivierung hervortritt, oder an einen Beckengurt integriert ist.
Der Oberschenkelairbag dient zur großflächigen Abstützung von Oberkörper und Kopf eines Insassen auf den Oberschenkeln bei sich einstellenden Differenzbewegungen.
Weiterhin kann vorteilhafterweise mindestens ein Vorhangrückhaltesystem für den mindestens einen Insassen und/oder Gepäck bereitgestellt werden.
Das Vorhangrückhaltesystem kann ausziehbar aus den Strukturen der Vorrichtung oberhalb des Kopfes zur Rückhaltung für den Kopf und den Oberkörper des Insassen eingesetzt werden.
Zusätzlich können Fixierungen des Vorhangs an den seitlichen Sitzwangen umgesetzt sein oder alternativ mit integrierten straffenden Becken- oder Oberkörpergurten eine Rückhaltefunktion ausüben.
Weiterhin können lastabsorbierende, druckadaptive und/oder kraftverteilende Strukturen in den Seitenwangen des Sitzes bei seitlichen Anprallvorgängen bereitgestellt werden.
Zudem kann vorteilhafterweise mindestens ein Seitenairbag je Aufprallseite für Oberkörper, Kopf, Becken und Beine des Insassen und/oder für das Gepäck in den Seitenwangen der Vorrichtung bei seitlichen Anprallvorgängen bereitgestellt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird mindestens ein Rückhaltemittel der Vorrichtung von einer Nichtgebrauchsstellung in eine Gebrauchsstellung überführt.
In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Innenstruktur kraftinduziert von einer ersten definierten Position in eine zweite definierte Position überführt.
Durch ein PreCrash-System mit einem vorausschauenden Unfallschwereschätzer, welchem Informationen zu dem Unfallgegner vorliegen und diesem Abschätzung der Aufprallrichtung und zu erwartenden Verzögerungen ermöglicht, kann eine optimierte Abstimmung des Systems auf den jeweiligen Lastfall erfolgen. Neben einer Beibehaltung einer Ausgangsposition des Insassen und/oder Gepäcks in der Vorrichtung sind auch variable Freigabezeitpunkte für die rotatorische Bewegung um die y- Achse bzw. z-Achse sowie die translatorische Bewegung entlang der x-Achse des Fahrzeugs und eine direkte Beeinflussung der rotatorischen und translatorischen Bewegungen umsetzbar.
Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Längsschnitt;
Fig. 2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Längsschnitt;
Fig. 3: eine Schnittdarstellung A-A gemäß Fig. 1; Fig. 4a: eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer ersten Position (Ausgangslage Liegeposition rückwärtsgerichtet in Frontalaufprall bzw. vorwärtsgerichtet in Heckaufprall);
Fig. 4b: eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Position (ausgelenkte Position bei Ausgangslage Liegeposition oder Ausgangslage Normalsitzposition rückwärtsgerichtet in Frontalaufprall bzw. vorwärtsgerichtet in Heckaufprall);
Fig. 4c: eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer dritten Position (Endposition bei Ausgangslage Liegeposition oder Normalsitzposition rückwärtsgerichtet in Frontalaufprall bzw. vorwärtsgerichtet in Heckaufprall);
Fig. 5a: eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer ersten Position (Ausgangslage Normalsitzposition vorwärtsgerichtet in Frontalaufprall bzw. rückwärtsgerichtet in Heckaufprall);
Fig. 5b: eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Position (ausgelenkte Position bei Ausgangslage Normalsitzposition oder Ausgangslage Liegeposition vorwärtsgerichtet in Frontalaufprall bzw. rückwärtsgerichtet in Heckaufprall);
Fig. 5c: eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer dritten Position (ausgelenkte Position bei Ausgangslage Normalsitzposition oder Liegeposition vorwärtsgerichtet in Frontalaufprall bzw. rückwärtsgerichtet in Heckaufprall); Fig. 5d: eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer vierten
Position (Endposition bei Ausgangslage Normalsitzposition oder Liegeposition vorwärtsgerichtet in Frontalaufprall bzw. rückwärtsgerichtet in Heckaufprall); Fig. 6a: eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 in einer ersten
Position (Ausgangslage vor Kollision);
Fig. 6b: eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 in einer zweiten
Position (ausgelenkte Position in Kollision);
Fig. 6c: eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 in einer dritten
Position (Endposition in Kollision).
Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform und die Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
Die Vorrichtung 1 in beiden Ausführungsformen umfasst eine erste Führung 2 und eine zweite Führung 3, wobei die zweite Führung 3 von der ersten Führung 2 verschieden ist.
Die erste Führung 2 ist in einen Schlitten 4.1 einer Längsverstellung 4.2 integriert (s.a. die in Figur 3 dargestellte Schnittdarstellung A-A).
Der Schlitten 4.1 der Längsverstellung 4.2 ist entlang der x-Achse des nicht dargestellten Fahrzeugs in Richtung der Pfeile P1 (in Fahrtrichtung des Fahrzeugs) und P2 (entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs) in einer fahrzeugfesten Schiene 5 translatorisch bewegbar. Über einen ersten Antrieb 6 oder manuell kann die translatorische Bewegung des Schlittens 4.1 der Längsverstellung 4.2 in der fahrzeugfesten Schiene 5 erfolgen.
In der ersten Führung 2 ist ein weiterer Schlitten 7 entlang der x-Achse des Fahrzeugs translatorisch in Richtung der Pfeile P1 und P2 bewegbar.
Der weitere Schlitten 7 ist im normalen Fährbetrieb durch geeignete Maßnahmen in einer definierten Position fixiert.
Die erste Führung 2 weist an ihren jeweiligen Enden eine erste Endlagendämpfungseinheit 8 für eine translatorische Bewegung des weiteren Schlittens 7 auf.
Das Dämpfungsverhalten der ersten Endlagendämpfungseinheit 8 ist variierbar.
Das Dämpfungsverhalten ist beispielsweise mittels unterschiedlicher Federkennlinien, Dämpferpatronen, ansteuerbarer Dämpferventile oder Reibungswerte variierbar.
Der weitere Schlitten 7 ist mit zwei Lagereinheiten 9 verbunden, wobei auch die Möglichkeit besteht, nur eine oder mehrere Lagerei nheit/en 9, die entsprechend ausgebildet ist/sind, einzusetzen. Eine translatorische Bewegung des weiteren Schlittens 7 erfolgt über keinen Antrieb, sondern wird ausschließlich von den der zweiten Führung 3 über die Lagereinheiten 9 eingeleiteten Kräften hervorgerufen.
Die zweite Führung 3 ist in den Lagereinheiten 9 gelagert, entlang ihrer Längsachse in diesen verschiebbar und ist damit aufgrund ihrer Krümmung um die y-Achse des Fahrzeugs rotatorisch in Richtung der Pfeile P3 und P4 bewegbar.
Durch Kräfte an der zweiten Führung 3 und Reibung in den Lagereinheiten 9 werden Kräfte auf den weiteren Schlitten 7 eingeleitet.
Die zweite Führung 3 weist an ihren jeweiligen Enden eine zweite Endlagendämpfungseinheit 10 auf.
Das Dämpfungsverhalten der zweiten Endlagendämpfungseinheit 10 ist beispielsweise mittels unterschiedlicher Federkennlinien, Dämpferpatronen, ansteuerbarer Dämpferventile oder Reibungswerte variierbar.
Über einen zweiten Antrieb 11 kann eine rotatorische Bewegung der zweiten Führung 3 in den Lagereinheiten 9 erfolgen.
Der zweite Antrieb 11 kann an die zweite Führung 3 an- und abgekoppelt (in Figur 1 als Bezugszeichen 11 ‘ dargestellt) werden.
Ist der zweite Antrieb 11 abgekoppelt, wird die Vorrichtung 1 nicht mehr in ihrer Position fixiert, sondern kann durch eine freigegebene Verschiebung der zweiten Führung 3 in den Lagereinheiten 9 entsprechend der äußeren Kräfte rotieren.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Schalenstruktur 12.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine verstellbare Innenstruktur 13, welche in der in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsform eine Sitzstruktur ist.
Zur Verstellung der Struktur 13 sind mehrere Verstelleinrichtungen 14 vorgesehen.
Zudem umfasst die Vorrichtung 1 eine druckadaptive Polsterung 15.
Die in Figur 2 dargestellte zweite Ausführungsform der Vorrichtung 1 umfasst ein Rückhaltemittel 16 für ein Gepäck 17.1.
Das Rückhaltemittel 16 ist hier ein Netz. Die Figuren 4a bis 4c zeigen die verschiedenen Positionen, die die Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform bei aufprallabgewandter Ausrichtung in einem Aufprall des nicht dargestellten Fahrzeugs einnehmen kann.
Die Figuren 5a bis 5d zeigen die verschiedenen Positionen, die die Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform bei aufprallzugewandter Ausrichtung in einem Aufprall des nicht dargestellten Fahrzeugs einnehmen kann.
Die Figuren 6a bis 6c zeigen die verschiedenen Positionen, die die Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform bei einer Kollision des nicht dargestellten Fahrzeugs einnehmen kann.
Das Fahrzeug fährt in Richtung des Pfeils P1 und wird durch einen Aufprall in dieser Bewegung gehemmt.
In Figur 4a und Figur 5b befindet sich die Vorrichtung 1 in einer Ausgangslageposition, welche auch als Liegeposition bezeichnet werden kann.
In Figur 5a befindet sich die Vorrichtung 1 in einer Ausgangslageposition, welche auch als Normalsitzposition bezeichnet werden kann.
In Figur 6a befindet sich die Vorrichtung 1 in einer Ausgangslageposition, welche auch als Normalposition bezeichnet werden kann.
Der zweite Antrieb 11 ist angekoppelt.
In diesem Zustand kann eine rotatorische Bewegung der zweiten Führung 3 nur durch eine Ansteuerung des zweiten Antriebs 11 erfolgen, ohne eine Ansteuerung des zweiten Antriebs 11 ist die Vorrichtung 1 in der angefahrenen Position fixiert.
Beispielsweise kann mittels des zweiten Antriebs 11 die zweite Führung 3 in Richtung des Pfeils P4 rotatorisch bewegt und mittels eines dritten Antriebs 18 um die z-Achse zur nicht dargestellten Fahrzeugtür gedreht werden, um eine Einstiegshilfe für einen Insassen 17.2 in die Vorrichtung 1 zu bieten.
Das Fahrzeug kann eine nicht dargestellte PreCrash-Sensorik aufweisen. Erkennt die PreCrash-Sensorik eine kritische Situation, kann ein Algorithmus Daten der Vorrichtung 1, beispielsweise Belegungsstatus, Ausrichtung zur Fahrtrichtung, Neigungswinkel um y-Achse, auswerten.
Befindet sich die Vorrichtung 1 in einer Position um die z-Achse, die aufgrund der umgebenden Fahrzeugstrukturen keine ungehinderte Rotation ermöglicht, ist eine angepasste Rückhaltestrategie auszuwählen.
Sofern die Vorrichtung 1 mittels des dritten Antriebs 18 um eine z-Achse des Fahrzeugs rotatorisch bewegbar ist, kann bei entsprechender Vorwarnzeit in der detektierten kritischen Situation die Vorrichtung 1 in oder entgegen der Fahrtrichtung gedreht werden, um eine seitliche Komponente des Aufprallvorgangs zu verringern.
Bei einem aktiven PreCrash-Bremssystem wird nach einem Überschreiten der Auslösegrenze in einer kritischen Situation zuerst eine Fahrerwarnung ausgelöst und bei einer ausbleibenden Fahrerreaktion ein PreCrash-Bremsvorgang eingeleitet.
Sofern keine PreCrash-Sensorik aktiv ist, kann eine fahrerinduzierte Bremsung über die Bremspedalgeschwindigkeit oder den Bremsdruckanstieg als Panikbremsung klassifiziert werden und eine Bremskraftmaximierung über einen nicht dargestellten Bremsassistenten unterstützt werden.
Zeitgleich mit dem Start des PreCrash-Bremsvorgangs oder der Detektion einer Fahrerpanikbremsung, beispielsweise 1 Sekunde vor der berechneten Kollision, wird der zweite Antrieb 11 von der zweiten Führung 3 abgekoppelt.
Aufgrund der Verzögerungskräfte des Fahrzeugs an der fahrzeugfesten Schiene 5 verschiebt sich die Vorrichtung 1 aufgrund ihrer Trägheit entlang der zweiten Führung 3 in den Lagereinheiten 9 und wird durch die Krümmung der zweiten Führung 3 in eine Rotation gezwungen.
Abhängig von den Massenträgheiten der Komponenten und der Reibung an der zweiten Führung 3 stellt sich bei Ausrichtung der Vorrichtung 1 in Fahrtrichtung ein Abtauchen (s.a. die Figuren 5b, 5c, 5d und 6b und 6c) bzw. entgegen der Fahrtrichtung ein Aufstellen (s.a. die Figuren 4b und 4c) der Vorrichtung 1 ein.
Mittels der translatorischen Bewegung wird die auf den in der Vorrichtung 1 aufgenommenen Insassen 17.2 und/oder Gepäck 17.1 einwirkende Belastung durch Vergrößern des Anhalteweges weiter reduziert, indem bei Verzögerungsbelastungen oberhalb der im normalen Fährbetrieb auftretenden Werte eine Bewegung des weiteren Schlittens 7 in der ersten Führung 2 ermöglicht wird.
Diese Bewegung kann beispielsweise über voreingestellte Reibung oder ansteuerbare Koppelelemente freigegeben werden.
Idealerweise wird die Vorrichtung 1 und der beispielsweise mit einem Beckengurt gesicherte Insasse 17.2 bzw. das mit dem Rückhaltemittel 16 gesicherte Gepäck 17.1 so ausgelenkt, dass sich bis zum Aufprall keine größeren Differenzbewegungen ergeben und sich eine Vorrotation, d.h. eine rotatorische Bewegung der Vorrichtung 1 um die y-Achse des Fahrzeugs, eingestellt hat, bei der sich der Insasse 17.2 gut über Becken und Beine bzw. das Gepäck 17.1 an der druckadaptiven Polsterung 15 abstützen kann.
Falls zum Zeitpunkt des PreCrash-Bremsbeginns keine ausreichende Drehung der Vorrichtung 1 zur Aufprallrichtung um die z-Achse erfolgt ist, kann zeitgleich bei entsprechender Lage der Schwerpunkte zum Drehpunkt des dritten Antriebs 18 nach dessen Abkopplung eine Rotation der Vorrichtung 1 um die z-Achse ebenfalls über die Verzögerung und Trägheit induziert werden.
Nach einer Ausrichtung der Vorrichtung 1 zur Verzögerungsrichtung kann diese Position über das Wiederankoppeln des dritten Antriebs 18 fixiert werden.
Durch den Verzögerungsanstieg nach dem Aufprall verstärkt sich die Rotationsgeschwindigkeit und die Vorrichtung 1 rotiert mit dem Insassen 17.2 bzw. dem Gepäck 17.1 bis in seine konstruktive Endlage durch, die in den Figuren 4c, 5d und 6c dargestellt ist.
Vor Erreichen der Endlage wird die Rotation durch die sich ändernden Hebelarme der Massenschwerpunkte und der zweiten Endlagendämpfungseinheit 10 abgebremst.
Zusätzlich wird nach einem Überschreiten einer vorgegebenen Verzögerungsgrenze über eine translatorische Bewegung der Vorrichtung 1 in Richtung des Pfeils P1 zusätzlicher Weg zum Abbremsen freigegeben.
Auch diese überlagerte translatorische Bewegung der Vorrichtung 1 wird durch die erste Endlagendämpfungseinheit 8 vor Erreichen des Endanschlags des weiteren Schlittens 7 in der ersten Führung 2 abgebremst.
Zum Schutz eines sich von der Rückenlehne abhebenden Oberkörpers des Insassen 17.2, beispielsweise bei einer nicht ausreichenden Vorrotation bis zum Aufprall durch eine verspätete oder ausbleibende PreCrash-Bremsung, kann ein Oberschenkelairbag als Rückhaltemittel 16 zwischen Beine sowie Oberkörper und Kopf entfaltet werden und eine großflächige Abstützung des Insassen 17.2 gewährleisten.
Die druckadaptive Polsterung 15 kann in einzelne schaumgefüllte Kammern unterteilt sein, deren eingeschlossene/s Luft/Flüssigkeit/Gel beim Aufprall über (regelbare) Ventile definiert entweichen kann und einen harten Aufprall gegen die Innenstruktur 13 vermeidet.
Nach Beendigung des Crashpulses wird der zweite Antrieb 11 wieder an die zweite Führung 3 angekoppelt und fixiert somit die Vorrichtung 1 in der Endlage.
Nach einer an den Crashpuls angepassten Wartezeit kann mittels des zweiten Antriebs 11 die Vorrichtung 1 wieder langsam rotatorisch in eine definierte Position, beispielsweise eine Sitzposition, Liegeposition oder Normalposition, bewegt werden, um eine Bergung durch Rettungskräfte zu erleichtern.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 erste Führung
3 zweite Führung
4.1 Schlitten
4.2 Längsverstellung
5 fahrzeugfeste Schiene
6 erster Antrieb
7 weiterer Schlitten
8 erste Endlagendämpfungseinheit
9 Lagereinheit
10 zweite Endlagendämpfungseinheit
11 zweiter Antrieb
11 ‘ abgekoppelter zweiter Antrieb
12 Schalenstruktur
13 verstellbare Innenstruktur
14 Verstelleinrichtung
15 druckadaptive Polsterung
16 Rückhaltemittel
17.1 Gepäck
17.2 Insasse
18 dritter Antrieb
P1 Pfeil
P2 Pfeil
P3 Pfeil
P4 Pfeil
X x-Achse des Fahrzeugs
Y y-Achse des Fahrzeugs
Z z-Achse des Fahrzeugs

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (1) zur Aufnahme von mindestens einem Insassen (17.2) und/oder Gepäck (17.1) in einem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine erste Führung (2) aufweist, wobei die erste Führung (2) eine verzögerungs- und trägheitsinduzierte translatorische Bewegung der Vorrichtung (1) entlang einer x-Achse des Fahrzeugs ermöglicht, und die Vorrichtung (1) eine zweite Führung (3) aufweist, wobei die zweite Führung (3) eine verzögerungs- und trägheitsinduzierte rotatorische Bewegung der Vorrichtung (1) um eine y-Achse des Fahrzeugs ermöglicht.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Führung (2) an mindestens einem Ende eine erste Endlagendämpfungseinheit (8) aufweist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Führung (3) an mindestens einem Ende eine zweite Endlagendämpfungseinheit (10) aufweist.
4. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Schalenstruktur (12) aufweist.
5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenstruktur (12) eine verstellbare Innenstruktur (13) aufweist.
6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenstruktur (12) und/oder die verstellbare Innenstruktur (13) eine druckadaptive Polsterung (15) aufweisen.
7. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens ein Rückhaltemittel (16) aufweist.
8. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (1) zur Aufnahme von mindestens einem Insassen (17.2) und/oder Gepäck (17.1) in einem Fahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass verzögerungs- und trägheitsinduziert sowohl eine translatorische Bewegung der Vorrichtung (1) entlang der x-Achse des Fahrzeugs als auch eine rotatorische Bewegung der Vorrichtung (1) um die y-Achse des Fahrzeugs ermöglicht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rückhaltemittel (16) der Vorrichtung (1) von einer Nichtgebrauchsstellung in eine Gebrauchsstellung überführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenstruktur (13) kraftinduziert von einer ersten definierten Position in eine zweite definierte Position überführt wird.
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