DE102011122384A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug, welches zumindest einen Fahrzeugsitz (1) mit einem Sitzpolster (1.1), einer Sitzlehne (1.2) und einer Kopfstütze (1.3) umfasst. Erfindungsgemäß ist der Fahrzeugsitz (1) bei erfasster, dem Fahrzeug bevorstehender, Heckkollision oder bei Eintritt der Heckkollision mittels eines Aktors translatorisch und/oder rotatorisch in Kollisionsrichtung bewegbar, so dass ein Fahrzeuginsasse (2) auf dem Fahrzeugsitz (1) in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug, umfassend zumindest einen Fahrzeugsitz mit einem Sitzpolster, einer Sitzlehne und einer Kopfstütze.
  • Aus der DE 10 2009 043 113 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, bekannt. Der Fahrzeugsitz umfasst zumindest eine Sitzfläche, eine Sitzlehne und eine Kopfstütze. Bei einem sich anbahnenden Heckaufprall oder bei einem Heckaufprall wird durch eine aktive Bewegung der Sitzlehne und/oder der Kopfstütze eine Kraft in Wirkrichtung der durch den Heckaufprall wirkenden Stoßkraft auf den Fahrzeuginsassen aufgebracht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine Vorrichtung zum Insassenschutz in einem Fahrzeug umfasst zumindest einen Fahrzeugsitz mit einem Sitzpolster, einer Sitzlehne und einer Kopfstütze. Erfindungsgemäß ist der Fahrzeugsitz bei erfasster, dem Fahrzeug bevorstehender, Heckkollision oder bei Eintritt der Heckkollision mittels eines Aktors translatorisch und/oder rotatorisch in Kollisionsrichtung bewegbar, so dass ein Fahrzeuginsasse auf dem Fahrzeugsitz in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist.
  • Dadurch, dass der Fahrzeugsitz translatorisch und/oder rotatorisch in Kollisionsrichtung bewegbar ist, wodurch der Fahrzeuginsasse in Kollisionsrichtung, d. h. in Richtung einer aus der Heckkollision resultierenden Krafteinwirkung beschleunigbar ist, wird eine Differenz zwischen der kollisionsbedingten Beschleunigung und der Beschleunigung des Fahrzeuginsassen reduziert.
  • Darüber hinaus ist in besonders vorteilhafter Weise eine aus der Heckkollision resultierende, also eine kollisionsbedingte Beschleunigung, die auf den Fahrzeuginsassen wirkt, reduzierbar, so dass eine den Fahrzeuginsassen betreffende kollisionsbedingte Belastung vermindert ist.
  • Der Fahrzeuginsasse bewegt sich durch die Bewegung des Fahrzeugsitzes in Kollisionsrichtung, wobei sich diese Bewegung positiv auf eine Relativbewegung zwischen dem Kopf und dem Oberkörper des Fahrzeuginsassen auswirkt und dadurch insbesondere Verletzungen der Halswirbelsäule zumindest reduzierbar sind.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch in perspektivischer Ansicht einen Fahrzeugsitz eines Fahrzeuges, welcher bei einer Heckkollision des Fahrzeuges translatorisch bewegbar ist,
  • 2 schematisch in perspektivischer Ansicht einen Fahrzeugsitz, welcher bei einer Heckkollision translatorisch bewegbar ist und eine Lehnenneigung erfolgt,
  • 3 schematisch in perspektivischer Ansicht einen Fahrzeugsitz, welcher bei einer Heckkollision rotatorisch bewegbar ist,
  • 4 schematisch einen Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz gemäß 3 bei erfasster, dem Fahrzeug bevorstehender, Heckkollision,
  • 5 schematisch den Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz zu einem Kollisionszeitpunkt und
  • 6 schematisch den Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz während der Heckkollision.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die 1 zeigt einen Fahrzeugsitz 1 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, wobei der Fahrzeugsitz 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt ist. Dabei ist der Fahrzeugsitz 1 in Fahrtrichtung des Fahrzeuges angeordnet, wobei es sich bei dem Fahrzeugsitz 1 beispielsweise um einen Fahrer- oder einen Beifahrersitz handelt.
  • Der Fahrzeugsitz 1 weist ein Sitzpolster 1.1, eine Sitzlehne 1.2 und eine an der Sitzlehne 1.2 angeordnete Kopfstütze 1.3 auf, wobei die Sitzlehne 1.2 mittels seitlich an derselben ausgebildeten Seitenwangen 1.4 begrenzt ist.
  • An oder in dem Fahrzeug ist eine Anzahl von Erfassungseinheiten angeordnet, mittels welchen eine dem Fahrzeug bevorstehende Heckkollision erfassbar ist, wobei die Erfassungseinheiten mit einer Steuereinheit, bei welcher es sich beispielsweise um ein Airbagsteuergerät handelt, verbunden sind.
  • Alternativ dazu ist die Heckkollision zu einem Kollisionszeitpunkt, d. h. bei Eintritt der Heckkollision, erfassbar.
  • Der Fahrzeugsitz 1 ist derart ausgebildet und in dem Fahrzeug angeordnet, dass ein in den 4 bis 6 dargestellter Fahrzeuginsasse 2 mittels des Fahrzeugsitzes 1 bei einer erfassten, dem Fahrzeug bavorstehenden, Heckkollision in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist. Dabei ist unter Kollisionsrichtung die Richtung zu verstehen, in welche eine aus der Heckkollision resultierende Krafteinwirkung wirkt. Bei einer Heckkollision ist die Kollisionsrichtung eine Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges.
  • Um den Fahrzeugsitz 1 in Kollisionsrichtung zu bewegen und dadurch den Fahrzeuginsassen 2 in Kollisionsrichtung zu beschleunigen, ist vorgesehen, dass der Fahrzeugsitz 1 mittels eines nicht näher dargestellten Aktors translatorisch bewegbar ist. Dazu ist der Aktor beispielsweise als ein Elektromotor, ein Federenergiespeicher, eine pyrotechnische, pneumatische und/oder hydraulische Zylindereinheit, ein Gasgenerator oder als ein anderer geeigneter Aktor und/oder Energiespeicher ausgeführt.
  • Der Fahrzeugsitz 1 ist auf im Allgemeinen zwei parallel zueinander angeordneten, an einer tragenden Fahrzeugstruktur befestigten nicht gezeigten Sitzschienen angeordnet, mittels welchen eine Verstellung einer Position des Fahrzeugsitzes 1 in Längsrichtung des Fahrzeuges möglich ist.
  • Diese Sitzschienen werden zur translatorischen Bewegung des Fahrzeugsitzes 1 bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden, Heckkollision genutzt.
  • Wird von den Erfassungseinheiten eine dem Fahrzeug bevorstehende Kollision erfasst, wird der Aktor mittels der Steuereinheit angesteuert, so dass der Fahrzeugsitz 1 mittels des Aktors auf den Sitzschienen in Kollisionsrichtung bewegt wird.
  • Dabei erfolgt diese Bewegung vergleichsweise schnell, so dass der auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzende Fahrzeuginsasse 2 in Kollisionsrichtung beschleunigt wird, um eine aus der Heckkollision resultierende Belastung des Fahrzeuginsassen 2 zu verringern.
  • Infolge der wirkenden Kollisionskräfte während der Heckkollision kann der Fahrzeuginsasse 2 gezielt und großflächig in die Sitzlehne 1.2 eindringen, wobei sich der Fahrzeugsitz 1 definiert entgegen der Kollisionsrichtung bewegt, so dass eine aus der Heckkollision resultierende kinetische Energie des Fahrzeuginsassen 2 mittels der Bewegung des Fahrzeugsitzes 1 entgegen der Kollisionsrichtung absorbiert wird und der Fahrzeuginsasse 2 optimal abgestützt wird.
  • 2 zeigt einen Fahrzeugsitz 1, welcher bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden, Heckkollision, wie oben beschrieben ist, translatorisch in Kollisionsrichtung bewegbar ist, wobei zusätzlich eines Sitzlehne 1.2 in Richtung des Fahrzeuginsassen 2 schwenkt. Der Fahrzeuginsasse 2 wird also sowohl mittels der translatorischen Bewegung des Fahrzeugsitzes 1 als auch mittels des Schwenkens der Sitzlehne 1.2 in Richtung des Fahrzeuginsassen 2 in Kollisionsrichtung beschleunigt.
  • Zudem ist dadurch, dass die Sitzlehne 1.2 in Richtung des Fahrzeuginsassen 2 schwenkt, ein Abstand zwischen einer an der Sitzlehne 1.2 angeordneten Kopfstütze 1.3 und dem Kopf 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 minierbar. Somit ist ein Risiko von Verletzungen der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen 2 zumindest verringert.
  • Die Sitzlehne 1.2 schwenkt dabei bevorzugt um eine Drehachse eines Drehgelenks 1.5, welches zur Einstellung einer Position der Sitzlehne 1.2 dient, wobei alternativ dazu auch ein weiteres Drehgelenk vorgesehen sein kann. Die Drehachse zum Schwenken der Sitzlehne 1.2 ist senkrecht zur Fahrzeuglängsachse angeordnet.
  • Nach einem Eintreten der Heckkollision bewegt sich der Fahrzeuginsasse 2 aufgrund seiner Masseträgheit nur verzögert in Antwort auf die wirkenden Kollisionskräfte. Er bewegt sich daher entgegen der Kollisionsrichtung, so dass der Fahrzeuginsasse 2 großflächig in die Sitzlehne 1.2 eindringt, welche bevorzugt definiert nachgibt, also in entgegen der Kollisionsrichtung schwenkt. Dadurch wird eine aus der Heckkollision resultierende kinetische Energie des Fahrzeuginsassen 2 absorbiert und die Spannung, die sich aufgrund der Sitzbewegung in der Lehne erhöht hat, wird wieder abgebaut.
  • In den 3 bis 6 ist ein Fahrzeugsitz 1 dargestellt, mittels welchem ein Fahrzeuginsasse 2 bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden, Heckkollision in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist.
  • Dabei zeigt die 3 eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugsitzes 1, wobei in den 4 bis 6 ein zeitlicher Ablauf einer Bewegung des Fahrzeugsitzes 1 ab einem Erfassen einer dem Fahrzeug bevorstehenden Heckkollision dargestellt ist.
  • Der Fahrzeugsitz 1 ist so ausgebildet, dass derselbe bei einer dem Fahrzeug bevorstehenden Heckkollision rotatorisch um eine Drehachse schwenkbar ist, so dass ein Fahrzeuginsasse 2 auf dem Fahrzeugsitz 1 mittels des Fahrzeugsitzes 1 in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist.
  • Dazu ist der Fahrzeugsitz 1 vorzugsweise mittels eines Drehgelenkes 1.5 zur Einstellung einer Position einer Sitzlehne 1.2 in Bezug auf das Sitzpolster 1.1 schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkbewegung des Fahrzeugsitzes 1 vorzugsweise ausschließlich im Fall einer Heckkollision des Fahrzeuges durchführbar ist.
  • Eine Drehachse des Drehgelenkes 1.5 ist dabei senkrecht zur Längsachse des Fahrzeuges angeordnet, so dass der Fahrzeuginsasse 2 mittels der Schwenkbewegung in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist.
  • 4 zeigt den Fahrzeuginsassen 2 auf dem Fahrzeugsitz 1, wobei mittels der am oder im Fahrzeug angeordneten Erfassungseinheiten eine dem Fahrzeug bevorstehende Heckkollision erfasst wurde. Mittels einer mit den Erfassungseinheiten verbundenen Steuereinheit wird ein Steuersignal erzeugt, welches einem Aktor zur Ausführung der Schwenkbewegung des Fahrzeugsitzes 1 zuführbar ist, wodurch der Aktor aktiviert wird.
  • Bei dem Aktor handelt es sich beispielsweise um einen vergleichsweise starken Elektromotor, einen Federenergiespeicher, einen pyrotechnischen Aktor und/oder einen anderen Energiespeicher zur Ausführung der Schwenkbewegung.
  • Zum Eintritt der Heckkollision ist der Fahrzeugsitz 1 in Kollisionsrichtung geschwenkt, so dass der Fahrzeuginsasse 2 in eben diese Richtung beschleunigt wird, wobei eine Kraft zur Beschleunigung mittels der Sitzlehne 1.2 großflächig, biomechanisch günstig und in Abhängigkeit von Insassencharakteristiken in den Fahrzeuginsassen 2 eingeleitet wird.
  • Dabei wird der Fahrzeugsitz 1 beispielsweise soweit in Kollisionsrichtung geschwenkt, dass eine Unterseite des Sitzpolsters 1.1 im Wesentlichen parallel zu einem Fahrzeugboden angeordnet ist.
  • Aus der Beschleunigung des Fahrzeuginsassen 2 in Kollisionsrichtung resultiert eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeuginsassen 2 und dem Fahrzeug. Dadurch wirkt eine aus einer Kollisionsbeschleunigung resultierende Belastung auf den Fahrzeuginsassen 2 vergleichsweise gering.
  • Zusätzlich ist dadurch, dass der Fahrzeugsitz 1 in Kollisionsrichtung geschwenkt wird, ein Abstand zwischen dem Kopf 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 und der Kopfstütze 1.3 minimiert, so dass ein Risiko einer Verletzung der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen 2 zumindest vermindert ist.
  • Der Fahrzeuginsasse 2 ist während der Heckkollision flächig an den Fahrzeugsitz 1 angebunden und eine Sitzposition des Fahrzeuginsassen 2 ist hinsichtlich der eingetretenen Heckkollision optimal.
  • Infolge der Heckkollision dringt der Fahrzeuginsasse 2 gezielt und flächig in die Sitzlehne 1.2 ein, wobei der Fahrzeugsitz 1 oder zumindest die Sitzlehne 1.2 definiert nachgibt, d. h. entgegen der Kollisionsrichtung schwenkt. Dadurch wird eine aus der Heckkollision resultierende kinetische Energie des Fahrzeuginsassen 2 absorbiert, wobei der Fahrzeuginsasse 2 zumindest mittels der Sitzlehne 1.2 ideal abgestützt ist.
  • Mittels der Bewegung des Fahrzeugsitzes 1 in Kollisionsrichtung unabhängig von der Ausführungsform ist wenigstens das Risiko einer Verletzung der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen 2 bei einer Heckkollision des Fahrzeuges reduzierbar.
  • Eine negative Wirkung der in den seltensten Fällen auf den Fahrzeuginsassen 2 optimal eingestellten Kopfstütze 1.3 kann im Wesentlichen beseitigt werden, wobei ein oftmals gewünschter aus dem Abstand des Kopfes 2.1 des Fahrzeuginsassen 2 zu der Kopfstütze 1.3 resultierender Freiraum sichergestellt werden kann.
  • Um den Aktor zur Ausführung der translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung des Fahrzeuginsassen 2 auszulösen, können besonders bevorzugt bereits die am oder im Fahrzeug angeordnete Erfassungseinheiten zur Erfassung einer bevorstehenden Heckkollision oder zur Erfassung der Heckkollision sowie die Steuereinheit genutzt werden.
  • Zusätzlich wird eine Akzeptanz des Fahrzeuginsassen 2 gegenüber der Vorrichtung zum Insassenschutz erhöht, da die Funktion von dem Fahrzeuginsassen 2 selbst erlebbar ist.
  • Zu 5 wird noch angemerkt, dass die Bewegung nicht unbedingt bei T0 zu Ende ist. Eine Überlagerung mit der Crashphase ist sogar erwünscht, um keine keinen Einbruch in der Körperbelastung zu bekommen.
  • 6 zeigt nur eine der verschiedenen möglichen Ausführungsformen. Der Sitz könnte auch in seiner Endposition nach der Vorbeschleunigung gehalten werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009043113 A1 [0002]

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum Insassenschutz in einem Fahrzeug, umfassend zumindest einen Fahrzeugsitz (1) mit einem Sitzpolster (1.1), einer Sitzlehne (1.2) und einer Kopfstütze (1.3), dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugsitz (1) bei erfasster dem Fahrzeug bevorstehender Heckkollision oder bei Eintritt der Heckkollision mittels mindestens eines Aktors translatorisch und/oder rotatorisch in Kollisionsrichtung bewegbar ist, so dass ein Fahrzeuginsasse (2) auf dem Fahrzeugsitz (1) in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzlehne (1.2) in Kollisionsrichtung schwenkbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine translatorische Bewegung des Fahrzeugsitzes (1) entlang einer Vorrichtung zur Sitzlängsverstellung durchführbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine rotatorische Bewegung des Fahrzeugsitzes (1) zumindest um ein zwischen dem Sitzpolster (1.1) und der Sitzlehne (1.2) angeordnetes Drehgelenk (1.5) durchführbar ist.
  5. Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug, umfassend zumindest einen Fahrzeugsitz (1) mit einem Sitzpolster (1.1), einer Sitzlehne (1.2) und einer Kopfstütze (1.3), dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugsitz (1) bei erfasster dem Fahrzeug bevorstehender Heckkollision oder bei Eintritt der Heckkollision mittels eines Aktors translatorisch und/oder rotatorisch in Kollisionsrichtung bewegt wird, so dass ein Fahrzeuginsasse (2) auf dem Fahrzeugsitz (1) in Kollisionsrichtung beschleunigt wird.
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