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Die
Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem in einem Kraftfahrzeug
mit einem Kraftfahrzeugsitz, der ein Sitzkissen aufweist, das an
einer Kraftfahrzeugstruktur befestigt ist.
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Herkömmliche
Fahrzeugsitze sind an Führungsschienen
gelagert, die parallel zur Fahrtrichtung ausgerichtet sind. Damit
kann der Fahrzeugsitz in Fahrtrichtung nach vorne und hinten verschoben werden,
um so eine Einstellung des Fahrzeugsitzes in Abhängigkeit von der Länge des
Sitznutzers vorzunehmen.
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Aus
dem Stand der Technik ist ein Seitenaufprallschutzsystem bekannt,
das es ermöglicht,
dass sich ein Fahrzeugsitz aufgrund eines seitlichen Aufpralles
und einer Intrusionsverformung der Kraftfahrzeugstruktur senkrecht
zur Fahrtrichtung in Richtung auf das Fahrzeuginnere bewegt. Nachteilig
hieran ist der begrenzte Verfahrweg senkrecht zur Fahrtrichtung
nach innen in Richtung auf die Mittelkonsole, so dass nur eine begrenzte
Schutzwirkung für
den Sitznutzer gegeben ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Sicherheitssystem
bereitzustellen, mit dem der Sitznutzer im Falle eines Seitenaufpralles
besser geschützt
ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Sicherheitssystem mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Sicherheitssystem
in einem Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugsitz, der ein Sitzkissen
aufweist, das an einer Kraftfahrzeugstruktur befestigt ist, sieht
vor, dass das Sitzkissen an zumindest einer Führung gelagert ist, über die das
Sitzkissen senkrecht zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges aus einer
Ruhestellung nach innen und nach oben in eine Arbeitsstellung verlagerbar
ist. Durch eine Kombination der Bewegung in das Fahrzeuginnere und
nach oben ist es möglich,
den Verfahrweg zu verlängern
und gegebenenfalls Intrusionsenergie wirksam umzuwandeln. Ebenfalls
wird der Kraftfahrzeugsitz und damit der Sitznutzer aus dem Gefahrenbereich
wirksam herausbewegt, so dass die Gesamtsicherheit für den Sitznutzer
erhöht ist.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Sitzkissen mehrteilig
ausgebildet ist und eine Basis und ein Verschiebeteil aufweist.
Die Basis bildet dabei eine schiefe Ebene aus, auf der das Verschiebeteil
nach innen und oben verlagerbar ist. Die Basis dient somit als Führung für das Verschiebeteil, wobei
die Basis und das Verschiebeteil unter einem gemeinsamen Sitzbezug
angeordnet sein können. Das
Sitzkissen ist somit deformierbar.
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Alternativ
dazu ist die Führung
des Sitzkissens als zumindest eine Führungsschiene oder als eine
Schwenkeinrichtung ausgebildet, auf denen das Sitzkissen in der
Gesamtheit verschiebbar oder verschwenkbar gelagert ist. Die Führungsschiene
bewirkt in der Regel eine geradlinige, schräg nach oben und innen gerichtete
Bewegung, während
die Schwenkeinrichtung eine Schwenkbewegung bewirkt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Sensoreinheit zur
Erfassung eines bevorstehenden Seitenaufpralles an einer Fahrzeugseitenstruktur
angeordnet und mit einer Auswerteeinheit gekoppelt ist, wobei zumindest
ein Antriebsmittel, das mit der Auswerteeinheit gekoppelt ist, dem
Sitzkissen zugeordnet ist und bei Vorliegen entsprechender Sensordaten
dieses aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung bewegt. Somit
kann bereits vor einem Seitenaufprall bei Vorliegen entsprechender
Daten des Sensors, der vorzugsweise als ein Entfernungssensor ausgebildet
ist, eine Verlagerung des Sitzkissens und damit des Sitznutzers
aus einem möglichen Intrusionsbereich
der Fahrzeugseitenstruktur weg bewegt werden. Da die Sensordaten
mit einer gewissen Fehlerwahrscheinlichkeit behaftet sind, ist das Sitzkissen
vorteilhafterweise reversibel verlagerbar gelagert, so dass es aus
der Arbeitsstellung in die Ruhestellung zurück bewegbar ist.
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Das
Antriebsmittel kann dabei als Elektromotor oder als eine vorgespannte
Feder ausgebildet sein, die nach der Aktivierung durch die Auswerteeinheit
im Falle des Nichteintritts eines Seitenaufpralls durch einen Elektromotor
in die Ausgangsstellung bewegt wird. Während mit einem Elektromotor
als Antriebsmittel sehr leicht eine reversible Verfahrbewegung des
Sitzkissens bzw. des Verschiebeteils möglich ist, kann die Verfahrbewegung
durch eine vorgespannte Feder sehr schnell erfolgen, was bei den
begrenzten Abmessungen und damit einhergehenden, notwendigerweise
kurzen Reaktionszeiten von Vorteil ist.
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Die
Auswerteeinheit kann mit einem Sitzbelegungssensor gekoppelt sein,
so dass eine Verschiebung des Sitzkissens nur bei Erfassung der
Belegung des jeweiligen Kraftfahrzeugsitzes erfolgt. Dadurch werden
unnötige
Verlagerungsbewegungen vermieden.
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In
einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in einer Kraftfahrzeugseitenstruktur
ein Kraftübertragungselement
dergestalt angeordnet ist, dass es bei einem Seitenaufprall Intrusionsenergie auf
das Sitzkissen überträgt. Im Falle
eines Seitenaufpralles wird daher das Sitzkissen verlagert oder verformt
und in Richtung auf das Fahrzeuginnere schräg nach oben bewegt.
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Das
Kraftübertragungselement
kann in Richtung auf das Sitzkissen verfahrbar ausgebildet sein, um
die Entfernung zwischen der Fahrzeugseitenstruktur und dem Sitzkissen
zu überbrücken. Um
die Verfahrbewegung in Richtung auf das Sitzkissen einzuleiten,
ist eine Sensoreinheit zur Erfassung eines bevorstehenden Seitenaufpralles
an der Fahrzeugstruktur angeordnet und mit einer Auswerteeinheit
gekoppelt. Ein Antriebsmittel, das mit der Auswerteeinheit gekoppelt
ist, ist dem Kraftübertragungselement
zugeordnet. Bei Vorliegen entsprechender Sensordaten wird dieses
aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung bewegt, wobei als Kraftübertragungselement
ein Elektromotor, eine Feder oder ein pyrotechnischer Treibsatz
verwendet werden kann. In der Arbeitsstellung ist das Kraftübertragungselement
verriegelt, so dass Intrusionsenergie auf das Sitzkissen übertragen
werden kann.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Kraftübertragungselement
reversibel verlagerbar ist, um es im Falle eines Fehlalarmes aus
der eingenommenen Arbeitsstellung in die Ruhestellung zurück zu bewegen.
Dadurch können
geringere Auslösewahrscheinlichkeiten
in der Auswerteeinheit abgelegt werden, was die Wahrscheinlichkeit
eines Seitenaufpralles ohne Aktivierung der Kraftübertragungselemente
verringert.
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Das
Antriebsmittel zur reversiblen Verlagerung des Kraftübertragungselementes
ist ein Elektromotor oder eine vorgespannte Feder, die nach Aktivierung
durch die Auswerteeinheit im Falle des Nichteintritts eines Seitenaufpralls
durch einen Elektromotor in die Ausgangsstellung, also Ruhestellung,
zurück
bewegt wird.
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Auch
hier kann die Auswerteeinheit mit einem Sitzbelegungssensor gekoppelt
sein, so dass eine Verschiebung bzw. Verlagerung des Kraftübertragungselementes
in Richtung auf den Kraftfahrzeugsitz nur bei Erfassung einer Belegung
erfolgt.
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Ebenso
ist es vorgesehen, dass eine Sitzlehne an zumindest einer Führung senkrecht
zur Fahrtrichtung, vorzugsweise nach oben und innen, aus einer Ruhestellung
in eine Arbeitsstellung verlagerbar ist, damit der Sitznutzer bei
einer Verlagerung nach oben und innen zusammen mit dem Sitzkissen
und der Sitzlehen verlagert werden kann.
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Der
gesamte Sitz wird so über
Führungen senkrecht
zur Fahrtrichtung nach oben und innen verlagert.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der beigefügten
Figuren näher erläutert. Es
zeigen:
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1 – einen
Teilschnitt durch ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem;
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2a und 2b – eine Variante
der Erfindung vor und nach der Verlagerung;
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3a und 3b – eine alternative
Ausgestaltung des Sitzkissens vor und nach einer Verlagerung;
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4a und 4b – eine Variante
gemäß 3 mit einem Kraftübertragungselement; sowie
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5a und 5b – eine Variante
mit einem ausfahrbaren Kraftübertragungselement.
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1 zeigt
in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeuges 1 mit
einem darin befestigten Fahrzeugsitz 2, der eine Sitzlehne 21 und ein
Sitzkissen 22 aufweist. Auf dem Fahrzeugsitz 2 sitzt
ein Sitznutzer 100. In einer Fahrzeugseitenstruktur 3 ist
ein Sensor 6 angeordnet, der vorzugsweise als ein Entfernungssensor
ausgebildet ist und einen drohenden Seitenaufprall detektiert. Ein
drohender Seitenaufprall wird beispielsweise durch die Änderungsgeschwindigkeit
des Abstandes sowie den Abstand eines Objektes in Bezug auf die
Seitenstruktur 3 des Fahrzeugs 1 ermittelt. Nähert sich
ein Gegenstand mit hoher Geschwindigkeit dem Fahrzeug 1 und
befindet sich in einer relativ nahen Entfernung zu dem Sensor 6,
wird dieses über
eine Auswerteeinheit 7, in der die Sensordaten ausgewertet
werden, erkannt. Von der Auswerteeinheit 7 werden dann
Steuerungssignale an nicht dargestellte Antriebsmittel gesendet,
die beispielsweise ein Kraftübertragungselement 5 vor
einem Aufprall des Gegenstandes in Richtung auf das Sitzkissen 22 oder
das Sitzkissen 22 selbst bewegen. Dadurch wird das Sitzkissen 22 in Richtung
des Doppelpfeils nach innen und nach oben, senkrecht zu der Fahrtrichtung
bewegt. Dabei kann der kom plette Fahrzeugsitz 2 oder aber
nur das Sitzkissen 22 senkrecht zur Fahrtrichtung sowohl nach
oben als auch nach innen, weg von der Fahrzeugseitenstruktur 3,
bewegt werden. Während
normalerweise nur eine Sitzlängsverstellung
entlang von Führungsschienen 4 in
Fahrtrichtung und gegebenenfalls eine Sitzhöhenverstellung, die einmal
eingestellt statisch verbleibt, möglich ist, wird erfindungsgemäß eine geführte Bewegung
nach innen und nach oben bewirkt, die durch den Sitz 2 und
den Sitznutzer 100 ausgeführt wird. Dadurch ist es möglich, den
Sitznutzer 100 vor Verletzungen der unteren Extremitäten, des
Bauches und des Beckens zu schützen
bzw. die Gefahren solcher Verletzungen zu verringern, indem der
Sitznutzer 100 aus dem Intrusionsbereich bei einem Seitenaufprall
herausbewegt wird.
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Die
Bewegung des Kraftübertragungselementes 5 kann
reversibel sein, wobei als reversible Antriebsmittel vorzugsweise
Elektromotoren oder Federn in Kombination mit Elektromotoren vorgesehen sind.
Vorteilhafterweise ist ein Sitzbelegungssensor 10 mit der
Auswerteeinheit 7 gekoppelt, so dass das Kraftübertragungselement 5 nur
dann verfahren wird, wenn eine Sitzbelegung erkannt wird.
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In
den 2a und 2b ist
die Lagerung des Sitzkissens 22 an Führungsschienen 8 gezeigt, die
schräg
nach oben und schräg
nach innen ausgerichtet sind. Im Falle eines Seitenaufpralls und
der Zuführung
von Intrusionsenergie, die durch den Pfeil angedeutet ist, wird
das Sitzkissen 22 und die nicht dargestellte Sitzlehne 21 und
damit auch der Sitznutzer nach innen und nach oben bewegt. Diese
Bewegung sowie die Verlagerung des Sitzkissens 22 nach innen
und nach oben senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges sind in
der 2b dargestellt. Ebenfalls ist es möglich, dass
den Führungsschienen 8 Antriebsmittel 9 in
Gestalt von Elektromotoren zugeordnet sind, durch die, ähnlich einer
Sitzlängsverstellung,
das Sitzkissen 22 entlang der Führungsschienen 8 reversibel
verfahren werden können.
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In
der 3a ist eine alternative Ausgestaltung der Erfindung
gezeigt, bei der ein Sitzkissen 22 zweiteilig aufgebaut
ist. Eine Basis 221, in der eine Führung 223 in Gestalt
einer schrägen
Ebene ausgebildet ist und ein Verschiebeteil 222, das verschieblich
auf der Basis 221 gelagert ist, bilden das Sitzkissen 22 aus,
das unter ei nem gemeinsam Sitzbezug 22' abgedeckt ist. Bei einem Seitenaufprall
mit einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Last auf die
Seite des Fahrzeuges bzw. des Fahrsitzes, in der Regel senkrecht
zu der Fahrtrichtung, wird das Sitzkissen 22 dahingehend
deformiert, dass das Verschiebeteil 222 auf der schrägen Ebene 223 und
dem Basisteil 221 entlang gleitet. Durch die keilförmige Ausgestaltung
des Basisteils 221 mit der schrägen Ebene 223 gleitet
das Verschiebeteil 222 schräg nach innen und schräg nach oben,
wie durch den Pfeil angedeutet, wobei sich das Sitzkissen 22 deformiert.
Eine solche Deformation kann auch über ein Antriebsmittel 9,
das vorteilhafterweise in dem Basisteil 221 untergebracht
ist, bewirkt werden, bevor ein Seitenaufprall stattfindet.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung ist in den 4a und 4b gezeigt,
bei der innerhalb der Fahrzeugseitenstruktur 3, vorzugsweise
hinter einer Türseitenverkleidung 13 oder
einer Verkleidung einer B-Säule
ein Kraftübertragungselement 5 angeordnet ist.
Durch das steife Kraftübertragungselement 5,
das im Seitenaufprallbereich 30 angeordnet ist, wird die Intrusionsenergie
unmittelbar auf das Verschiebeteil 221 des Sitzkissens 22 übertragen.
Dadurch ist sichergestellt, dass bereits in einem sehr frühen Stadium
der Intrusion eine Übertragung
der Intrusionsenergie auf den Sitz erfolgt und eine Verschiebung
nach schräg
oben und innen des Sitzkissens 22 stattfindet. In der 4b ist
das Kraftübertragungselement 5 während des
Seitenaufpralls in Kontakt mit dem Sitzkissen 22 dargestellt.
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Um
eine Kopplung der Fahrzeugseitenstruktur 3 bzw. der Seitenaufprallzone 30 mit
dem Sitzkissen 22 oder dem Verschiebeteil 222 vor
einem Seitenaufprall zu bewirken, ist ein Antriebsmittel 9 in dem
Kraftübertragungselement 5' angeordnet,
das dieses in Richtung auf das Sitzkissen 22 verfährt. Das
Kraftübertragungselement 5' kann teleskopierbar
ausgebildet sein und ist im ausgefahrenen Zustand, wie es in der 5b gezeigt
ist, verriegelt. Die Ausfahrbewegung ist reversibel, so dass bei
Nichteintritt eines Seitenaufpralles die Ausgangsstellung gemäß 5a eingenommen
werden kann. Dies ist durch den Doppelpfeil in der 5b dargestellt.
In der 5b ist der unmittelbare Kontakt
des Kraftübertragungselementes 5' mit dem Sitzkissen 22 gezeigt.
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Neben
der Anwendung des Kraftübertragungselementes 5 bzw. 5' auf deformierbare
Sitzkissen 22 gemäß der 4 und 5 kann
ein Kraftübertragungselement
auch auf ein verfahrbar oder verschwenkbar gelagertes Sitzkissen 22 gemäß der 2 eingesetzt werden.
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Die
Aktivierung des Antriebsmittels 9, beispielsweise ein Motor,
eine Feder oder ein pyrotechnischer Treibsatz, kann aufgrund sogenannter
Precrash-Informationen erfolgen, die einen drohenden Seitenaufprall
detektieren. Ebenfalls kann das Ausfahren eines Kraftübertragungselementes 5' erst bei Vorliegen
eines Seitenaufpralles erfolgen. Durch das Kraftübertragungselement 5' kann das Sitzelement 22 nach
innen und nach oben, senkrecht zur Fahrtrichtung, auch ohne Intrusion
der Fahrzeugseitenstruktur 3 verlagert werden.
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Bei
heutigen Seitenaufprallen wird ein Fahrzeuginsasse häufig zwischen
der ins Fahrzeuginnere eingedrückten
Seitenstruktur mit Tür
und B-Säule und
der Mittelkonsole des Fahrzeuges eingeklemmt. Dies wird häufig dadurch
verursacht, dass die Sitzkonstruktion nach unten kollabiert, wenn
sie mit senkrecht zur Fahrtrichtung wirkenden Lasten beaufschlagt
wird. Das führt
zu schwerwiegenden Verletzungen der unteren Extremitäten, des
Bauchbereiches und des Beckenbereiches, selbst wenn Seitenairbags
oder ein sogenannter aufblasbarer Vorhang den Torax und den Kopf
des Fahrzeuginsassen wirksam schützen.
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Mit
dem erfindungsgemäßen System
ist es möglich,
das Sitzkissen 22, 222 nach oben und von der Seitenaufprallzone 30 weg
zu verlagern, um ein Kollabieren des Sitzes 2 nach unten
zu vermeiden. Dies geschieht vorteilhafterweise vor oder während einer
frühen
Phase des Seitenaufpralls. Sofern ein Precrash-Sensor 6 mit
einer entsprechenden Auswerteeinheit 7 vorgesehen ist,
kann nach Auswertung der Sensordaten die Wahrscheinlichkeit eines Seitenaufpralls
determiniert und der Sitz 2 aus der Gefahrenzone verlagert
werden. Die Bewegung des Sitzes 2 nach innen und oben kann
entweder durch die eindringende Fahrzeugseitenstruktur 3 oder
ein Antriebsmittel 9 während
des Unfalles oder während einer
Phase vor dem Unfall geschehen. Das eindringende Objekt kann die
benötigte
Bewegung nach innen und oben einleiten, jedoch wird durch die Verfahrbewegung
des Sitzes 2 die Beschleunigung auf den Fahrzeuginsassen 100 verringert.
Weiterhin wird ein Abstand zwischen dem Sitznutzer 100 und
der Fahrzeugseitenstruktur 3 aufrechterhalten, wodurch beispielsweise
Seitenairbags oder Kopfschutzsysteme besser angeordnet werden können oder
diesen eine längere
Entfaltungszeit zur Verfügung
gestellt wird. Weiterhin wird der Sitznutzer 100 zusammen mit
dem Sitz 2 aus der Gefahrenzone bewegt, so dass eine optimale
Abstützung
des Sitznutzers 100 während
eines Aufpralls erhalten bleibt.