DE10008555C1 - Ausfahrbare Rückhalteeinrichtung - Google Patents
Ausfahrbare RückhalteeinrichtungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine ausfahrbare Rückhalteeinrichtung zur Verhinderung bzw. Minderung der Aufprallverletzungen von Fahrzeuginsassen bei einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung mit DOLLAR A - einer Prallplatte, die aus einer Ruhelage in der Fahrzeugkarosserie in Richtung auf den Fahrzeuginsassen verfahrbar ist, DOLLAR A - einer Halterung und Führung für die Prallplatte, DOLLAR A - einem elektromotorischen Antrieb, DOLLAR A - wenigstens einem Messwertgeber zur Erzeugung eines Auslösesignals, sowie DOLLAR A - einer Steuereinrichtung zur Bewertung des Auslösesignals und zur Erzeugung eines Ansteuersignals für den elektromotorischen Antrieb. DOLLAR A Um derartige Rückhalteeinrichtungen nicht nur im Sinne einer Ein-Aus-Aktivierung nutzen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass ein Messwertgeber zur Ermittlung der auf die Rückhalteeinrichtung ausgeübten Aufprallkraft vorgesehen wird und dass der elektromotorische Antrieb unter Berücksichtigung der Aufprallkraft von der Steuereinrichtung reversibel ansteuerbar ist. Auf diese Weise kann ein hocheffizienter Regelkreis geschaffen werden, der es erlaubt, ausfahrbare Rückhalteeinrichtungen optimal an die jeweilige Unfallbedingung anzupassen und ihre Schutzwirkung für den Fahrzeuginnsassen zu optimieren.
Description
Die Erfindung betrifft eine ausfahrbare Rückhalteeinrichtung zur
Verhinderung bzw. Minderung der Aufprallverletzungen von
Fahrzeuginsassen bei einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung mit
- - einer Prallplatte, die aus einer Ruhelage in der Fahrzeugkarosserie in Richtung auf den Fahrzeuginsassen verfahrbar ist,
- - einer Halterung und Führung für die Prallplatte,
- - einem elektromotorischen Antrieb,
- - wenigstens einem Meßwertgeber zur Erzeugung eines Auslösesignals,
sowie
- - einer Steuereinrichtung zur Bewertung des Auslösesignals und zur Erzeugung eines Ansteuersignals für den elektromotorischen Antrieb.
Mit ausfahrbaren Rückhalteeinrichtungen soll der Bewegungsspielraum
zwischen Fahrzeuginsassen und Karosserie bei einer unfallbedingten
Fahrzeugverzögerung verkürzt werden, um die Relativgeschwindigkeit beim
Aufprall zu verringern bzw. den Fahrzeuginsassen möglichst früh an der
Fahrzeugverzögerung zu beteiligen. Derartige Rückhalteeinrichtungen werden
neben den weitgehend bereits serienmäßig vorhandenen Airbags und
Sicherheitsgurten vorgesehen, um den Insassenschutz weiter zu verbessern.
Aus den DE 40 02 448 A, DE 40 21 145 C und EP 0421572 A sind
Rückhalteeinrichtungen für die unteren Extremitäten des Fahrgastes bekannt
geworden, die aus einem in der Frontpartie des Fahrzeuges in Höhe der Knie
des Fahrgastes integrierten Kniepolster bestehen, das aus der Ruheposition
mittels eines Servoantriebs und einer Führung in eine knienahe Position
verschiebbar ist, um zu erreichen, dass der Fahrgast möglichst früh an dem
Verzögerungsverlauf des Fahrzeuges teilnimmt. Statt des Servoantriebs soll
gemäß DE 43 28 446 A1 eine vorgespannte Blattfeder benutzt werden.
Bei der Auslegung ausfahrbarer Rückhalteeinrichtungen, deren
Anwendungsbereich nicht auf die unteren Extremitäten der Fahrzeuginsassen
beschränkt ist, hat man bisher keinen Wert auf eine Reparatur bzw.
Weiterverwendung nach erfolgtem Unfall gelegt, wohl weil der
wirtschaftliche Wert im Vergleich zu den Schäden am Fahrzeug als
vernachlässigbar angesehen wurde. Der Erfindung liegt die Teilaufgabe
zugrunde, eine ausfahrbare Rückhalteeinrichtung zu schaffen, die nach einer
Aktivierung ohne großen Aufwand in ihre Ruhelage bzw.
Bereitschaftsstellung rückfahrbar ist.
Ein weiterer Nachteil der bekannten, ausfahrbaren Rückhalteeinrichtung
besteht darin, dass sie hinsichtlich Ausfahrweg, Ausfahrgeschwindigkeit und
Rückhaltewiderstand auf ganz bestimmte Werte ausgelegt sind. Insofern
ergeben sich prinzipiell die gleichen Probleme, mit denen sich die Hersteller
von Airbags schon länger befassen. Unter sonst gleichen Bedingungen kann
ein durch seine Auslegungsdaten definierter Airbag eine optimale
Schutzwirkung nur bei einem Insassen mit dem bei der Auslegung zugrunde
gelegten "Normalgewicht" von 75 oder 80 kg entfalten. Für wesentlich
leichtere Personen ist dieser Airbag zu hart, für schwerere Personen zu weich.
Man kann dieses Problem lösen, indem man das Expansionsverhalten des
Airbags variabel auslegt und in Abhängigkeit von einem Gewichts-Meßwert
steuert.
Komplizierter ist das sog. "Out-of-Position" Problem. Befindet sich der
Fahrzeuginsasse bei einer Auslösung des Airbags nicht in der Normalposition,
beispielsweise relativ weit vorgebeugt, dann kann er mit dem Airbag in
Kontakt kommen, bevor dieser voll expandiert ist. Er wird dann vom
expandierenden Airbag zurück oder seitlich gegen Teile der
Fahrzeugkarosserie geschleudert. Es wurden bereits Unfälle dokumentiert, bei
denen der innerhalb von 10 bis 50 ms aufblasbare Gassack den Insassen
Verletzungen zugefügt hat, die nur mittelbar unfallbedingt sind. Auch zur
Lösung des "Out-of-Position" Problems, das in der DE 195 26 547
ausführlich beschrieben wird, sind bereits zahlreiche Vorschläge gemacht
worden.
Ein weiterer Aspekt bei der Auslegung von Rückhaltesystemen zum Schutz
von Fahrzeuginsassen ergibt sich aus der Entwicklung der sog. Precrash-
Sensorik. Bisher werden Rückhaltesysteme aktiviert, wenn die mittels eines
oder mehrerer geeigneter Sensoren ermittelte Fahrzeugverzögerung einen
vorgegebenen Grenzwert überschreitet, d. h. wenn die Fahrzeugverzögerung
größer ist als bei max. möglicher Abbremsung und damit als unfallbedingt
erkannt wird. Mit der Precrash-Sensorik will man die einem Fahrzeugaufprall
auf ein Hindernis unmittelbar vorausgehende Fahrsituation erfassen und Zeit
für die Aktivierung von Rückhaltesystemen gewinnen.
In der Erprobung sind bereits im Fahrzeug eingebaute Radarmeßgeräte, die
permanent den Abstand und die Abstandsänderung zu möglichen
Kollisionshindernissen erfassen und zur Erzeugung eines Auslösesignals
geeignet sind. Auf diese Weise können alle Rückhaltesysteme, Airbags,
Gurtstraffer und ausfahrbare Rückhalteeinrichtungen früher aktiviert und
besser an die konkrete Unfall- und Insassensituation angepaßt werden.
Precrash-Meßwertgeber werden z. Z. allerdings noch nicht serienmäßig
eingesetzt, weil sie als Kollisionshindernis auch einen vorbeifliegenden Vogel
oder einen aufgewirbelten Pappkarton erfassen und die Rückhaltesysteme
unnötig aktivieren würden. Die damit verbundenen Irritationen des Fahrers
sind nicht hinnehmbar.
Der Erfindung liegt die weitere Teilaufgabe zugrunde, ausfahrbare
Rückhalteeinrichtungen der eingangs genannten Art, unter Berücksichtigung
der vorstehenden Gesichtspunkten weiter zu verbessern und insbesondere eine
Möglichkeit zu schaffen, um sie besser an die jeweiligen Unfallsituation
anpassen zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass bei
der ausfahrbaren Rückhalteeinrichtung außerdem ein Meßwertgeber zur
Ermittlung der auf die Rückhalteeinrichtung ausgeübten Aufprallkraft
vorgesehen ist und dass der elektromotorische Antrieb unter Berücksichtigung
der Aufprallkraft von der Steuereinrichtung reversibel ansteuerbar ist.
Auf diese Weise kann nicht nur verhindert werden, dass die
Rückhalteeinrichtung weiter ausgefahren wird, sondern auch ein Zurückfahren
der Rückhalteeinrichtung unter Aufrechterhaltung einer bestimmten
Widerlagekraft eingeleitet werden, wenn vor oder nach Erreichen der Endlage
eine Aufprallkraft gemessen wird, die einen vorgebbaren Wert erreicht oder
überschreitet. Es kann also der gesamte Ausfahrweg der Rückhalteeinrichtung
dazu benutzt werden, die Aufprallkraft zu begrenzen und das
Verletzungsrisiko zu minimieren.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Meßwertgeber für die Aufprallkraft der
elektromotorische Antrieb selbst benutzt wird und wenn ein der Aufprallkraft
entsprechender Meßwert aus den Größen Motorstrom und/oder
Motorspannung gewonnen wird. Damit läßt sich ohne größeren Aufwand ein
Regelkreis schaffen, mit dem die auf die Rückhalteeinrichtung wirkenden
Aufprallkräfte zum Schutze des Fahrzeuginsassen unterhalb schädlicher
Grenzwerte gehalten werden können. Es versteht sich von selbst, dass die
damit geschaffenen Eingriffsmöglichkeiten durch die bei einem Unfall
auftretenden max. Fahrzeugverzögerungen begrenzt werden und das bei sehr
hohen Fahrzeugverzögerungen Verletzungen nicht verhindert aber gemindert
werden können.
Der Erfindungsgedanke ermöglicht es, sowohl die Ausfahrgeschwindigkeit in
Abhängigkeit von der Aufprallkraft zu reduzieren als auch die
Rückhalteeinrichtung in Abhängigkeit von der Aufprallkraft in Richtung
Ruhelage gezielt zurückzufahren. Wird zur Erzeugung eines Auslösesignals
zur Aktivierung der Rückhalteeinrichtung ein Precrash-Meßwertgeber
verwendet, kann man zweckmäßiger Weise für die Fälle, in denen tatsächlich
eine Kollision vermieden wird, dafür sorgen, dass die Rückhalteeinrichtung
automatisch in die Ruhelage zurückgefahren wird, weil das Ausfallen eines
Aufpralls vom Aufprall-Meßwertgeber ebenfalls registriert und im
vorgenannten Sinne genutzt werden kann. Für diesen Anwendungsfall ist es
wichtig, dass die Rückhalteeinrichtung so konzipiert ist, dass sie ohne
Zerstörung ihrer Umgebung ausfahrbar ist und das es genügt, die
elektromotorischen Antriebe entgegengesetzt anzusteuern, um die
Rückhalteeinrichtung in die vor ihrer Aktivierung vorhandene Ruhelage
zurückzufahren.
Wird zur Erzeugung eines Auslösesignals für die Rückhalteeinrichtung ein
Crash-Meßwertgeber vorgesehen, kann man das Ausfahren bzw. Zurückfahren
der Rückhalteeinrichtung in Abhängigkeit von der Aufprallkraft regeln. In
diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass auch das Crash-Signal selbst
nicht nur zur Aktivierung der Rückhalteeinrichtung benutzt werden kann,
sondern dass die zur Auslösung führende Fahrzeugverzögerung vor und nach
dem Auslösen gemessen und bei der Bildung des Ansteuersignals für den
elektromotorischen Antrieb berücksichtigt werden kann.
Schließlich ist es unter Verwendung des Erfindungsgedankens möglich, dass
sowohl ein Precrash-Meßwertgeber, ein Crash-Meßwertgeber und ein
Aufprall-Meßwertgeber vorgesehen werden und das alle Meßwerte in der
Steuereinrichtung ausgewertet und zur reversiblen Ansteuerung der
Rückhalteeinrichtung ausgenutzt werden. Damit lassen sich hocheffiziente
Regelkreise schaffen, mit denen die Rückhalteeinrichtung jeweils an die
konkreten Unfallbedingungen angepaßt und ihre Schutzwirkung optimiert
werden kann.
Claims (7)
1. Ausfahrbare Rückhalteeinrichtung zur Verhinderung bzw. Minderung
der Aufprallverletzungen von Fahrzeuginsassen bei einer
unfallbedingten Fahrzeugverzögerung mit
- - einer Prallplatte, die aus einer Ruhelage in der Fahrzeugkarosserie in Richtung auf den Fahrzeuginsassen verfahrbar ist,
- - einer Halterung und Führung für die Prallplatte,
- - einem elektromotorischen Antrieb,
- - wenigstens einem Meßwertgeber zur Erzeugung eines Auslösesignals sowie
- - einer Steuereinrichtung zur Bewertung des Auslösesignals und zur Erzeugung eines Ansteuersignals für den elektromotorischen Antrieb,
2. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
als Meßwertgeber für die Aufprallkraft der elektromotorische Antrieb
benutzt wird und dass ein der Aufprallkraft entsprechender Meßwert
aus den Größen Motorstrom und/oder Motorspannung gewonnen wird.
3. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass ihre Ausfahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von
der Aufprallkraft regelbar ist.
4. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass sie in Abhängigkeit von der Aufprallkraft in
Richtung Ruhelage rückfahrbar ist.
5. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eins Auslösesignals ein Precrash-
Meßwertgeber vorgesehen ist und dass die Rückhalteeinrichtung
automatisch in die Ruhelage zurück verfahrbar ist, falls ein Aufprall
ausbleibt.
6. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines Auslösesignals ein Crash-
Meßwertgeber vorgesehen ist und dass das Ausfahren bzw.
Zurückfahren der Rückhalteeinrichtung in Abhängigkeit von der
Aufprallkraft regelbar ist.
7. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Precrash-Meßwertgeber, ein Crash-
Meßwertgeber und ein Aufprall-Meßwertgeber vorgesehen sind und
dass alle Meßwerte in der Steuereinrichtung auswertbar und zur
reversiblen Ansteuerung der Rückhalteeinrichtung ausnutzbar sind.
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- 2000-11-24 DE DE10058430A patent/DE10058430C2/de not_active Expired - Fee Related
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Effective date: 20110901 |