DE102022107964A1

DE102022107964A1 - Verfahren zur Sicherung eines Passagiers in einem Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022107964A1
Application number: DE102022107964.3A
Authority: DE
Inventors: Jörg Haesser; Bernd Jakobs; Walter Krönes; Christoph Grundheber; Johann Unger; Oliver Adolph; Marc Schock
Original assignee: Audi AG; Autoliv Development AB
Current assignee: Audi AG; Autoliv Development AB
Priority date: 2022-04-04
Filing date: 2022-04-04
Publication date: 2023-10-05
Also published as: US20230311803A1; CN116890720A

Abstract

Verfahren zur Sicherung eines Passagiers (3) in einem Kraftfahrzeug (1) in einem Kollisionsfall, wobei das Kraftfahrzeug (1) einen Sitz (2) aufweist, der einen eine Sitzfläche bildenden Sitzkörper (4) und eine an dem Sitzkörper (4) angebundene Rückenlehne (5) umfasst, wobei eine im Kollisionsfall auf den Passagier (3) wirkende Trägheitskraft mittels einer Sicherheitsgurtanordnung (7,8) derart auf die Rückenlehne (5) übertragen wird, dass diese entgegen der Rückstellwirkung einer elastischen und/oder plastischen Verformung zumindest eines Teils der Rückenlehne (5) relativ zu dem Sitzkörper (4) nach vorne schwenkt, wobei- eine Kraft, die dem Vorschwenken entgegenwirkt, mittels eines Kraftgenerators (35) derart erzeugt und auf die Rückenlehne (5) derart übertragen wird, und/oder- der maximal mögliche Schwenkweg der Rückenlehne (5) mittels einer Begrenzungseinrichtung derart begrenzt wird, dass bei Vorliegen einer vorgegebenen Referenzbeschleunigung eine Abweichung zwischen einem tatsächlich vorliegenden Schwenkweg der Rückenlehne (5) und einem vorgegebenen Referenzschwenkweg möglichst klein ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung eines Passagiers in einem Kraftfahrzeug in einem Kollisionsfall, wobei das Kraftfahrzeug einen Sitz aufweist, der einen eine Sitzfläche bildenden Sitzkörper und eine an dem Sitzkörper, insbesondere schwenkbar, angebundene Rückenlehne umfasst, wobei eine im Kollisionsfall auf den Passagier wirkende Trägheitskraft mittels einer Sicherheitsgurtanordnung derart auf die Rückenlehne übertragen wird, dass diese entgegen der Rückstellwirkung einer elastischen und/oder plastischen Verformung zumindest eines Teils der Rückenlehne relativ zu dem Sitzkörper nach vorne schwenkt.
Sicherheitsgurte dienen dem Zweck, den Passagier im Fall starker Verzögerungen zu schützen und ihn insbesondere im Sitz zu halten. Die aufgrund der Massenträgheit des Passagiers auftretende Trägheitskraft wird über die Sicherheitsgurtanordnung auf eine fahrzeugfeste Komponente übertragen, insbesondere auf eine Fahrzeugkarosserie oder auf die Rückenlehne des Sitzes, in dem der Passagier sitzt.
Solche Sicherheitsgurtanordnungen können ein Teil eines Seitenairbags des Sitzes sein, wobei Luftsäcke, die den Passagier im Kollisionsfall zurückhalten, über Gurte an der Rückenlehne angebunden sind. Solche Systeme sind etwa aus DE 10 2018 123 633 A1 und US 2020 / 0 238 944 A1 bekannt.
Der Passagier kann über eine Sicherheitsgurtanordnung auch unmittelbar angeschnallt bzw. angegurtet sein. So ist etwa aus WO 2019 / 110 477 A1 ein Fahrzeugsitz mit einem auf einem Sitzunterbau angeordneten Sitzteil und einer schwenkbar hieran befestigten Lehne bekannt. Vorgesehen ist zudem ein Sicherheitsgurt, der durch einen Gurtaustritt der Lehne geführt ist, und ein Lastgurt, der einerseits mit einem Lastgurtlängeneinsteller und andererseits mit einem Gurtaufrollautomat des Sicherheitsgurts verbunden ist.
DE 10 2019 108 554 A1 offenbart einen Fahrzeugsitz mit einer an einer Sitzfläche schwenkbar angebundenen Lehne, an der ein Sicherheitsgurt vorgesehen ist. Der Fahrzeugsitz umfasst eine Dämpfungsvorrichtung zur Dämpfung einer Bewegung der Lehne in einer Rückhaltesituation, wobei eine Dämpfungskonstante der Dämpfungsvorrichtung in Abhängigkeit eines Gewichts bzw. einer Statur eines Fahrzeuginsassen eingestellt wird.
Die vorliegenden Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein hinsichtlich dem Kollisionsfall verbessertes Konzept für einen Fahrzeugsitz anzugeben.
Gelöst wird die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art im Rahmen einer ersten Ausführungsform erfindungsgemäß dadurch, dass eine Kraft, die dem Vorschwenken entgegenwirkt, mittels eines Kraftgenerators derart erzeugt und auf die Rückenlehne derart übertragen wird, dass bei Vorliegen einer vorgegebenen Referenzbeschleunigung eine Abweichung zwischen einem tatsächlich vorliegenden Schwenkweg der Rückenlehne und einem vorgegebenen Referenzschwenkweg möglichst klein ist.
Gelöst wird die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art im Rahmen einer zweiten Ausführungsform erfindungsgemäß dadurch, dass der maximal mögliche Schwenkweg der Rückenlehne mittels einer Begrenzungseinrichtung derart begrenzt wird, dass bei Vorliegen der oder einer vorgegebenen Referenzbeschleunigung die oder eine Abweichung zwischen dem oder einem tatsächlich vorliegenden Schwenkweg der Rückenlehne und dem oder einem vorgegebenen Referenzschwenkweg möglichst klein ist. Die erste und die zweite Ausführungsform können im Rahmen der vorliegenden Erfindung alternativ oder in Kombination realisiert sein.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass beim Auftreten einer negativen Beschleunigung bzw. Verzögerung im Kollisionsfall, die insbesondere entlang der Fahrzeuglängsrichtung wirkt, Energie von dem Passagier über die Vorschwenkbewegung der Rückenlehne möglichst effektiv zur Rückenlehne abgeleitet wird.
Bezüglich der ersten Ausführungsform ist der Kraftgengerator vorgesehen, dessen Kraft der Vorschwenkbewegung der Rückenlehne und mithin der Trägheitskraft des Passagiers zusätzlich entgegenwirkt, und zwar insbesondere während des Schwenkvorgangs.
Bezüglich der zweiten Ausführungsform ist die Begrenzungseinrichtung vorgesehen, mittels der insbesondere ein aktuell freigegebener Schwenkweg respektive eine maximal mögliche Schwenkgrenze der Rückenlehne einstellbar ist. Bis zum Erreichen der Schwenkgrenze kann wird die Rückstellwirkung ausschließlich aufgrund der plastischen bzw. elastischen Verformung der Rückenlehne bewirkt. Bei Erreichen der Schwenkgrenze wird eine ein weiteres Verschwenken der Rückenlehne verhindernde bzw. einem weiteren Verschwenken der Rückenlehne entgegenwirkende Begrenzungskraft generiert. Hierzu kann eine Relativlage aneinander auflaufender Begrenzungselemente eingestellt werden, wobei das weitere Verschwenken der Rückenlehne beim Auflaufen der Begrenzungselemente blockiert wird.
Mittels der durch den Kraftgenerator erzeugten Kraft und/oder der durch die Begrenzungseinrichtung bewirkten Begrenzung des maximal möglichen Schwenkwegs der Rückenlehne wird es erfindungsgemäß ermöglicht und ist entsprechend vorgesehen, dass bei Vorliegen einer vorgegebenen Referenzbeschleunigung eine Abweichung zwischen einem tatsächlich vorliegenden Schwenkweg der Rückenlehne und einem vorgegebenen Referenzschwenkweg möglichst klein ist.
Der Schwenkweg kann ein Schwenkwinkel sein, also der Winkel zwischen der Längsrichtung bzw. Längsachse der Rückenlehne im unverschwenkten und der Längsrichtung bzw. Längsachse der Rückenlehne im verschwenkten Zustand. Das Verschwenken der Rückenlehne kann im Rahmen einer Biegung der Rückenlehne erfolgen. Der Schwenkwinkel kann, insbesondere in diesem Fall, zweckmäßig als der Winkel zwischen der Verbindungslinie zwischen dem Schwenkpunkt der Rückenlehne und dem obersten Punkt der Rückenlehne im unverschwenkten Zustand und dieser Verbindungslinie im verschwenkten Zustand definiert sein.
Der Referenzschwenkweg ist besonders bevorzugt der im Kollisionsfall bzw. während einer Rückhaltesituation unter definierten Bedingungen idealerweise auftretende Schwenkweg der Rückenlehne. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit, dass der Schwenkweg der tatsächlich auftretenden Verschwenkung der Rückenlehne bestmöglich an den Referenzschwenkweg angepasst ist, so dass eine definierte Vorverlagerung des Passagiers im Rückhaltefall erfolgt. Der Referenzschwenkweg bzw. Referenzschwenkwinkel entspricht bevorzugt der weitestmöglichen Vorbewegung der Rückenlehne, ohne dass der Passagier mit feststehenden Komponenten des Kraftfahrzeugs, etwa einem Lenkrad und/oder einem Armaturenbrett, in Berührung kommt. Der Referenzschwenkweg ist insbesondere derart, dass die Vorverlagerung des Passagiers im Kollisionsfall zwischen 100 mm und 500 mm, insbesondere 300 mm, beträgt.
Die Referenzbeschleunigung kann die bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit, etwa 50 km/h, auftretende Beschleunigung des Kraftfahrzeugs im Falle einer Frontalkollision mit einem feststehenden Gegenstand sein.
Die Rückenlehne kann schwenkbar an den Sitzkörper angebunden sein, etwa mittels eines, bevorzugt feststellbaren, Gelenks. Die Rückenlehne ist bevorzugt im hinteren Bereich an der von dem Sitzkörper gebildeten Sitzfläche angebunden. Die Schwenkachse der Rückenlehne kann horizontal und entlang der Fahrzeugquerrichtung verlaufen. Die Sitzlehne und der Sitzkörper können eine metallene Grund- bzw. Rahmenstruktur aufweisen und insbesondere gepolstert sein. Der Sitzkörper kann über einen Sitzunterbau an der Fahrzeugkarosserie, insbesondere längsverstellbar, angebunden sein.
Bevorzugt wird eine die aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs betreffende Beschleunigungsinformation mittels eines Beschleunigungssensors ermittelt, wobei die Kraft und/oder die Begrenzung des maximal möglichen Schwenkweges in Abhängigkeit der Beschleunigungsinformation vorgegeben wird. In dieser Ausführungsform kann die generierte Kraft bzw. die Schwenkwegbegrenzung spezifisch an die gemessene, aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs angepasst werden. Der Beschleunigungssensor kann ein ohnehin vorhandener Beschleunigungssensor sein, dessen Sensordaten etwa im Zusammenhang mit dem Auslösen eines Airbags genutzt werden.
Bezüglich der Daten des Beschleunigungssensors kann vorgesehen sein, dass diese zur Erfassung genutzt werden, ob aktuell ein Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs vorliegt. Konkret kann die Erfüllung einer Auslösebedingung überprüft werden, die dann erfüllt ist, wenn die Beschleunigungsinformation angibt, dass der Betrag der aktuellen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs einen vorgegebenen Beschleunigungsgrenzwert überschreitet. Der Beschleunigungsgrenzwert sollte ausreichend groß gewählt sein, so dass bei dessen Überschreiten ein Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs mit äußerst hoher Wahrscheinlichkeit vorliegt. Die Generierung der Kraft mittels des Kraftgenerators und/oder die Schwenkwegbegrenzung mittels der Begrenzungseinrichtung und insbesondere das Auslösen des Airbags kann bei der Erfüllung der Auslösebedingung erfolgen bzw. initiiert werden.
Bevorzugt ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass eine einen Zusammenhang zwischen der aktuellen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und der Kraft und/oder dem maximal möglichen Schwenkweg beschreibende Kennkurve vorgegeben wird, anhand der die Kraft generiert und/oder die Begrenzung des maximal möglichen Schwenkweges vorgegeben wird. So wird anhand der Beschleunigungsinformation die aktuell mittels des Kraftgenerators erzeugte Kraft respektive die Schwenkwegbegrenzung vorgegeben. Die Kennkurve kann seitens einer Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, hinterlegt sein.
Die Kennkurve kann als ein analytischer Zusammenhang vorgegeben sein, anhand dem die zu generierende Kraft respektive der maximal mögliche Schwenkweg berechnet wird. Der analytische Zusammenhang kann eine Formel sein, anhand der die Kraft bzw. der maximal mögliche Schwenkweg oder eine hiermit in Verbindung stehende Größe, etwa eine an den als ein Elektromotor vorgesehenen Kraftgenerator anzulegende Spannung, berechnet wird. Die Kennkurve kann auch als eine Lookup-Tabelle vorgegeben werden, in der Werte betreffend die Kraft bzw. die Schwenkwegbegrenzung anhand von Beschleunigungswerten vorgegeben werden. Die, insbesondere die Kraft vorgebende, Kennkurve kann in Abhängigkeit des Gewichts bzw. der Größe des Passagiers vorgegeben werden, das bzw. die anhand einer im Folgenden beschriebenen Passagierinformation ermittelt wird.
So kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die oder eine das Gewicht und/oder die Größe des Passagiers beschreibende Passagierinformation im Rahmen einer Fahrzeugsteuerung vorliegt und abgerufen wird und/oder mittels eines Sensors ermittelt wird, wobei die Kraft und/oder die Begrenzung des maximal möglichen Schwenkweges in Abhängigkeit der Passagierinformation vorgegeben wird. Die im Kollisionsfall vom Passagier abzuleitende Energie sowie die Trägheitskraft des Passagiers ist naturgemäß umso größer, je schwerer bzw. größer der Passagier ist. Grundsätzlich führt dies dazu, dass der z.B. aufgrund der Elastizität der Rückenlehne verursachte Schwenkweg der Rückenlehne im Kollisionsfall umso größer ist, je schwerer bzw. größer der Passagier ist. Dies ist nachteilig, da die Energieabsorption bei einem kleinen bzw. leichten Passagier über einen kürzeren Schwenkweg erfolgt, als eigentlich grundsätzlich zur Verfügung steht. Dies wiederum hat zur Folge, dass die auf den kleinen bzw. leichten Passagier wirkende Rückhaltekraft quasi unnötig erhöht ist, da grundsätzlich ein größerer Schwenkweg vorhanden ist. Da die Rückhaltekraft zur Vermeidung von Verletzungen möglichst gering sein sollte, ist dies nachteilig. Um diesen Nachteil zu überwinden und das Ableiten der Energie von dem Passagier über einen möglichst großen Schwenkweg zu verteilen und mithin zu optimieren, ist die mittels des Kraftgenerators generierte Kraft respektive die Begrenzung des maximal möglichen Schwenkweges spezifisch an die Statur des Passagiers angepasst. Konkret ist etwa die mittels des Kraftgenerators erzeugte Kraft umso höher, je größer die Masse und/oder die Körpergröße des Passagiers ist.
Bezüglich der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass bei oder nach dem Erreichen eines maximalen Schwenkwegs der Rückenlehne der Betrag der Kraft verringert, insbesondere auf Null gesetzt, wird. So erfolgt im Kollisions- bzw. Rückhaltefall zunächst ein Anstieg der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und mithin des Schwenkweges der Rückenlehne. Anschließend erreicht die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ein Maximum, wonach diese wieder auf den Wert Null zurückgeht. Dieser im Kollisionsfall typischerweise auftretende Kraftverlauf führt häufig dazu, dass bei bzw. unmittelbar nach dem Erreichen der maximalen Beschleunigung und mithin des maximalen Schwenkweges der Rückenlehne der sogenannte Rebound-Effekt eintritt, bei dem der Passagier aufgrund der abfallenden Beschleunigungskraft und der in diesem Moment dennoch vorhandenen Rückstellwirkung zurück in die Rückenlehne geschleudert bzw. „gepeitscht“ wird. Dieser nachteilige Effekt wird aufgrund der Verringerung der Kraft respektive des Drehmoments bei oder nach dem Erreichen der größtmöglichen Auslenkung der Rückenlehne vermieden bzw. zumindest abgeschwächt. Die Kraft bzw. das Drehmoment wird bevorzugt auf Null gesetzt, so dass dieser Effekt möglichst klein bleibt. Zur Ermittlung des Zeitpunkts, zu dem der maximale Schwenkweg erreicht ist, kann die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet sein, den zeitlichen Verlauf der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs anhand der Beschleunigungsinformation auszuwerten und hierbei die Erfüllung einer Maximalbedingung zu überprüfen, die erfüllt ist, wenn der maximale Schwenkweg erreicht ist. Dies ist etwa dann der Fall, wenn der Gradient der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs Null wird und sein Vorzeichen von Plus zu Minus wechselt.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug umfassend wenigstens einen Sitz mit einem eine Sitzfläche bildenden Sitzkörper und einer an dem Sitzkörper, insbesondere schwenkbar, angebundene Rückenlehne, wobei eine in einem Kollisionsfall auf den Passagier wirkende Trägheitskraft mittels wenigstens einer Sicherheitsgurtanordnung derart auf die Rückenlehne übertragbar ist, dass diese entgegen der Rückstellwirkung einer elastischen und/oder plastischen Verformung zumindest eines Teils der Rückenlehne relativ zu dem Sitzkörper nach vorne schwenkt. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Steuerungseinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, einen Kraftgenerator und/oder eine Begrenzungseinrichtung des Kraftfahrzeugs derart anzusteuern, dass

- eine Kraft, die dem Vorschwenken entgegenwirkt, mittels des Kraftgenerators derart erzeugbar und auf die Rückenlehne derart übertragbar ist, und/oder
- ein maximal möglicher Schwenkweg der Rückenlehne mittels der Begrenzungseinrichtung derart begrenzbar ist,

Im Rahmen der ersten Ausführungsform, also sofern die Kraft, die dem Vorschwenken entgegenwirkt, mittels des Kraftgenerators erzeugbar und auf die Rückenlehne übertragbar ist, kann bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug vorgesehen sein, dass der Kraftgenerator ein elektromechanischer Aktor ist oder einen solchen umfasst. In diesem Fall wird die Kraft aktiv erzeugt bzw. generiert. Bevorzugt ist der Kraftgenerator ein Elektromotor.
Der Kraftgenerator kann ein Dämpfungselement sein oder ein solches umfassen. In diesem Fall wird die Kraft passiv erzeugt bzw. generiert, nämlich als Reaktion auf die Schwenkbewegung der Rückenlehne. Die Dämpfungs- bzw. Rückstellwirkung des Kraftgenerators kann mittels eines Dämpfungsfluids des Dämpfungselements erzeugt werden. Die Rückstellwirkung kann hierbei durch eine Änderung einer Dämpfungskonstante des Dämpfungselements angepasst werden, beispielsweise durch eine Änderung eines Durchmessers einer, etwa blendenartigen, Öffnung, durch die das Dämpfungsfluid bei der Schwenkbewegung der Rückenlehne hindurchgedrückt wird.
Der Kraftgenerator kann zur Übertragung einer mittels des Kraftgenerators generierten Zugkraft auf die Rückenlehne über ein Zugmittel mit dieser verbunden sein. Der Kraftgenerator kann an einer von der Rückenlehne respektive der Schwenkachse beabstandeten Position, insbesondere in oder an dem Sitzkörper, angebunden sein. Die Zugkraft greift an einer Zugmittelbefestigungsstelle der Rückenlehne an, an der das Zugmittel an der Rückenlehne befestigt ist. Zwischen der Schwenkachse und der auf die Rückenlehne bzw. die Zugmittelbefestigungsstelle wirkenden Zugkraft ist ein Hebelarm derart vorgesehen, dass das mittels der Zugkraft generierte Drehmoment der Trägheitskraft des Passagiers entgegenwirkt.
Das einerseits an den Kraftgenerator angebundene und andererseits an der Rückenlehne befestigte Zugmittel ist bevorzugt ein, insbesondere metallenes, Zugseil oder ein Gurt. Das Zugmittel kann um wenigstens eine an dem Sitzkörper oder der Rückenlehne, insbesondere drehbar, befestigte Umlenkrolle geführt sein, so dass die über das Zugmittel übertragene Kraft umgelenkt wird.
Das Zugmittel kann einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweisen. Der erste Abschnitt kann sich zwischen dem in oder an dem Sitzkörper angeordneten, insbesondere hieran befestigten, Kraftgenerator und der Umlenkrolle im Wesentlichen parallel zur Sitzfläche und, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, nach hinten erstrecken. Der zweite Abschnitt kann sich zwischen der Umlenkrolle und einer Zugmittelbefestigungsstelle der Rückenlehne im Wesentlichen entlang einer Längsrichtung der Rückenlehne nach oben erstrecken. Die Zugkraft wird zunächst vom Kraftgenerator entlang des Zugmittels in Horizontalrichtung zur Umlenkrolle übertragen. Dort wird die Zugkraft entsprechend nach oben umgelenkt und wirkt schließlich über die Zugmittelbefestigungsstelle auf die Rückenlehne.
Im Rahmen der zweiten Ausführungsform, also sofern der maximal mögliche Schwenkweg der Rückenlehne mittels der Begrenzungseinrichtung begrenzbar ist, kann bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug vorgesehen sein, dass die Begrenzungseinrichtung zur Begrenzung des maximal möglichen Schwenkwegs der Rückenlehne über ein, insbesondere metallenes, Sperrseil mit der Rückenlehne verbunden ist. Bei Erreichen der Schwenkgrenze ist mittels der Begrenzungseinrichtung eine ein weiteres Verschwenken der Rückenlehne verhindernde bzw. einem weiteren Verschwenken der Rückenlehne entgegenwirkende Begrenzungskraft generierbar, die über das Sperrseil auf die Rückenlehne übertragbar ist.
Denkbar ist insbesondere, dass die Begrenzungseinrichtung eine Freigabeeinrichtung und einen drehfesten Zylinder aufweist, wobei das Sperrseil zwischen der Freigabeeinrichtung und einer Zugmittelbefestigungsstelle der Rückenlehne, insbesondere mehrfach, um den Zylinder gewickelt ist, wobei mittels der Freigabeeinrichtung ein zusätzliches Stück des Sperrseils freigebbar ist. In dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rückenlehne maximal möglich verschwenkt ist, sofern das Sperrseil zwischen der Freigabeeinrichtung und der Zugmittelbefestigungsstelle unter Zugspannung steht. Diese Zugspannung ist durch die Freigabe des zusätzlichen Stücks des Sperrseils zunächst aufhebbar, und zwar so lange, bis das Verschwenken der Rückenlehne derart weit fortgeschritten ist, bis das Sperrseil wieder unter Zugspannung gerät. Die Freigabeeinrichtung kann ein mechanisches Gesperre sein oder umfassen, insbesondere mit einer in ein Sperrrad eingreifende Sperrklinke, wobei über das Gesperre das zusätzliche Stück des Sperrseils freigebbar ist und ein weiteres Freigeben des Sperrseils aufgrund des Verschwenkens der Rückenlehne gesperrt wird.
Im Fall des Auftretens einer Kraft, die die sich in dem maximal möglichen Schwenkzustand befindende Rückenlehne weiter zu verschwenken sucht, wird diese Kraft hauptsächlich auf den Zylinder übertragen, so dass eine entsprechende Gegenkraft generiert wird, die das weitere Verschwenken der Rückenlehne verhindert. Sofern jedoch das Sperrseil bzw. das zusätzlich Stück des Sperrseils freigegeben ist, dann bewirkt das Auftreten dieser Kraft, die die Rückenlehne weiter zu verschwenken sucht, dass das Sperrseil um den Zylinder herum längsverschoben wird bzw. nachrutscht, so dass eine entsprechende Begrenzungswirkung mithin nicht mehr gegeben ist.
Seitens der Freigabeeinrichtung ist mithin zur Begrenzung des Schwenkwegs der Rückenlehne eine, im Vergleich zu einer auf die Rückenlehne im Crashfall typischerweise wirkenden Kraft, kleine Kraft ausreichend, um die entsprechende Gegenkraft, die Hauptsächlich über die Wicklung des Sperrseils um den Zylinder bewirkt wird, zu generieren. Dieser Effekt ist etwa vergleichbar mit einem von einem Matrosen gehaltenen Schiffstau, das zwischen dem Matrosen und dem Schiff mehrfach um einen Anlegepoller gewickelt ist. Sofern der Matrose das Tau zwischen sich und dem Poller unter Spannung hält, wird das Schiff entsprechend in Position gehalten. Sofern der Matrose diese Spannung auflöst und ein Stück des Taus nachlässt, so dass dieses und um den Poller herum nachrutschen kann, so kann sich auch das Schiff entsprechend weiter vom Poller weg bewegen.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass eine die aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs betreffende Beschleunigungsinformation mittels eines Beschleunigungssensors ermittelbar ist, wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Freigabeeinrichtung derart anzusteuern, dass das zusätzliche Stück des Sperrseils mit einer von der Beschleunigungsinformation abhängenden Länge freigegeben wird. Das freigegebene Längenstück des Sperrseils definiert mithin den aktuellen, maximal möglichen Schwenkweg der Rückenlehne. So bewirkt das freigegebene Längenstück, dass ein Vorschwenken der Rückenlehne bis zu dem Punkt möglich ist, bis das freigegebenen Längenstück aufgrund des Vorschwenken der Rückenlehne komplett über die Zylinderwicklung nachgerutscht ist. Ab diesem Punkt steht das Sperrseil unter Spannung, so dass das weitere Verschwenken der Rückenlehne, wie oben beschrieben, ausbleibt.
Bevorzugt wird ein Zusammenhang zwischen der aktuellen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und dem maximal möglichen Schwenkweg mittels der bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Kennkurve vorgegeben. Konkret kann diese Kennkurve den Zusammenhang zwischen der aktuellen Beschleunigung und der Länge des definierten Längenstücks des Sperrseils vorgeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist denkbar, dass eine das Gewicht und/oder die Größe des Passagiers beschreibende Passagierinformation im Rahmen einer Fahrzeugsteuerung vorliegt und abrufbar ist und/oder mittels eines Sensors ermittelbar ist, wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, dass die Kraft und/oder die Begrenzung des maximal möglichen Schwenkweges in Abhängigkeit der Passagierinformation vorgegeben wird.
Sofern die Passagierinformation im Rahmen der Fahrzeugsteuerung vorliegt und abrufbar ist, dann kann diese bereits zu Beginn der Fahrt, etwa anhand eines personalisierten Fahrzeugschlüssels, zu Identifikationszwecken und im Rahmen eines Schließsystems des Kraftfahrzeugs ermittelt und verwendet werden.
Sofern die Passagierinformation mittels eines Sensors ermittelbar ist, dann können die Sensordaten des Sensors an die Steuerungseinrichtung übermittelt werden, die diese zur Ermittlung der Passagierinformation auswertet. Konkret kann eine Identifizierung des Passagiers erfolgen, wobei die Passagierinformation in einem Speicher der Steuerungseinrichtung abgelegt ist. Das Gewicht bzw. die Größe des Passagiers kann auch unmittelbar, also ohne Rückgriff auf dessen konkrete Identität, ermittelt bzw. gemessen werden.
Sofern die Passagierinformation mittels des Sensors ermittelbar ist, ist denkbar, dass der Sensor ein in oder an dem Sitzkörper angeordneter Gewichtssensor ist. Durch den Gewichtssensor kann ein Sensorsignal generiert werden, das eine auf den Sitzkörper wirkende und von dem Gewicht des Passagiers verursachte Druckkraft beschreibt. Diese Druckkraft hängt von dem Gewicht des Passagiers ab, so dass hieraus die Passagierinformation generierbar ist.
Als Sensor kann eine zur Erfassung von Bilddaten eines Innenraums und/oder der Umgebung des Kraftfahrzeugs vorgesehener optischer Sensor sein, etwa eine Kamera. Die Bilddaten können an die Steuerungseinrichtung übermittelt und etwa mittels einer Gesichtserkennungssoftware zur Identifizierung des Passagiers ausgewertet werden. Anhand der Bilddaten kann auch eine Information betreffend die Größe des Passagiers ermittelt werden.
Der Sensor kann ein zur Erfassung des Fingerabdrucks des Passagiers vorgesehener Fingerabdrucksensor sein. Entsprechende Sensorsignale können ebenfalls zur Identifizierung des Passagiers genutzt werden.
Die Sicherheitsgurtanordnung kann eine Dreipunktgurtanordnung sein. Bei der Dreipunktgurtanordnung ist ein Gurtband an drei Punkten am Sitz verankert. Der erste Punkt befindet sich an bzw. in der Rückenlehne und ist beispielsweise die Position eines Gurtaufrollers. Der zweite und dritte Verankerungspunkt ist an dem Sitzkörper vorgesehen und ist typischerweise durch die Position eines Endbeschlags und eines Gurtschlosses definiert. Die Sicherheitsgurtanordnung kann alternativ auch eine Vierpunktgurtanordnung sein, bei der das Gurtband an vier Punkten am Sitz verankert ist. Die Vierpunktgurtanordnung weist jeweils zwei Becken- und zwei Schultergurte auf, wobei zur Befestigung insbesondere ein zentrales Gurtschloss vorgesehen ist. Denkbar sind auch weitere Sicherheitsgurtanordnungen wie Zwei-, Fünf- und Sechspunktgurtanordnungen, die jedoch in der Praxis eher selten Verwendung finden.
Auch kann die Sicherheitsgurtanordnung eine Airbaggurtanordnung sein, mittels der wenigstens ein Luftsack eines Airbags des Sitzes an der Rückenlehne angebunden ist. Bei dem Airbag kann es sich um einen Seitenairbag des Sitzes handeln, wobei ein solcher Seitenairbag typischerweise einen links- und einen rechtsseitig an der Rückenlehne angeordneten Luftsack aufweist, der im Kollisionsfall jeweils aufgeblasen wird und den Passagier seitlich und vorderseitig umgreift. Die Luftsäcke halten den Passagier im Crashfall derart zurück, dass die Trägheitskraft des Passagiers auf die Luftsäcke und von den Luftsäcken über die die Sicherheitsgurtanordnung auf die Rückenlehne übertragen wird. Insbesondere umfasst eine solche Sicherheitsgurtanordnung zwei Bänder pro Luftsack, die jeweils einerseits an der Rückenlehne und andererseits an dem Sitzkörper befestigt sind. Ein solches System ist in der bereits eingangs genannten DE 10 2018 123 633 A1 beschrieben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Figuren. Hierbei zeigen schematisch:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, anhand dem ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert wird,
2 eine Vorderansicht auf einen Sitz des Kraftfahrzeugs der 1, in dem ein Passagier sitzt,
3 eine Seitenansicht auf den Sitz der 2 zu Beginn einer Rückhaltesituation,
4 eine Seitenansicht auf den Sitz der 2 bei zeitlich fortgeschrittener Rückhaltesituation,
5 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines des erfindungsgemäßen Verfahrens, das anhand des Kraftfahrzeugs der 1 erläutert wird,
6 zwei unterschiedliche, passagierinformationsabhängige Kennkurven betreffend den Zusammenhang zwischen der aktuellen Beschleunigung und der mittels des Kraftgenerators generierten Zugkraft,
7 eine Seitenansicht auf einen Sitz eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, in dem ein Passagier sitzt,
8 eine vergrößerte Ansicht auf einen drehfesten Zylinder einer Begrenzungseinrichtung des Sitzes der 7,
9 ein Flussdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, das anhand des Kraftfahrzeugs erläutert wird, dessen Sitz in 7 dargestellt ist, und
10 eine Kennkurve betreffend den Zusammenhang zwischen der aktuellen Beschleunigung und der mittels der Begrenzungseinrichtung generierten Zugkraft.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 mit zwei Sitzen 2, nämlich einem Fahrer- und einem Beifahrersitz. Eine zudem vorgesehene Rückbank ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Details bezüglich des Sitzes 2, nämlich des Fahrersitzes, werden anhand der 2 bis 4 erläutert. 2 zeigt eine Vorderansicht des Sitzes 2, in dem ein Passagier 3 sitzt und die 3 und 4 eine entsprechende Seitenansicht. Die im Zusammenhang mit dem Fahrersitz erläuterten Punkte gelten grundsätzlich gleichermaßen für den Beifahrersitz.
Der Sitz 2 umfasst einen Sitzkörper 4 und eine schwenkbar hieran angebundene Rückenlehne 5. Die Rückenlehne ist über ein Schwenkgelenk an dem Sitzkörper derart angelenkt, dass die Rückenlehne 5 um eine Horizontalachse 6 schwenkbar ist. Die Schwenkposition der Rückenlehne 5 kann gemäß den Präferenzen des Passagiers 3 vor- und zurückgestellt und fixiert werden. Der Sitzkörper 4 ist über einen nicht näher gezeigten Sitzunterbau an der Fahrzeugkarosserie längsverstellbar befestigt.
Der Sitz 2 umfasst eine erste Sicherheitsgurtanordnung 7 und eine zweite Sicherheitsgurtanordnung 8. Bezüglich der ersten Sicherheitsgurtanordnung 7 wird auf die 2 und bezüglich der zweiten Sicherheitsgurtanordnung 8 auf die 3 und 4 verwiesen. Die erste Sicherheitsgurtanordnung 7 ist eine Dreipunktgurtanordnung 9, mittels sich der Passagier 3 im Kraftfahrzeug 1 zu Beginn der Fahrt angurtet bzw. anschnallt. Die Dreipunktgurtanordnung 9 umfasst ein Gurtband 10, das an drei Stellen an dem Sitz 2 befestigt ist. Die erste Befestigungsstelle befindet sich im oberen Bereich der Rückenlehne 5. An dieser Stelle wird das Gurtband 10 ins Innere der Rückenlehne 5 geführt und ist dort an einem Gurtaufroller 11 angebunden. Die zweite Befestigungsstelle befindet sich seitlich an dem Sitzkörper 4, wobei das Gurtband 10 an dieser Befestigungsstelle mittels eines Endbeschlags 12 an dem Sitz 2 befestigt ist. Die dritte Befestigungsstelle befindet sich an der dem Endbeschlag 12 gegenüberliegenden Seite des Sitzkörpers 4, wobei das Gurtband 10 an dieser Stelle über ein Gurtschloss 13 an dem Sitz 2 befestigt ist.
Die zweite Sicherheitsgurtanordnung 8 ist eine Airbaggurtanordnung 14, mittels der zwei Luftsäcke eines Seitenairbags 15 des Sitzes 2 an der Rückenlehne 5 angebunden sind. Die Luftsäcke des Seitenairbags 15 sind in einem nicht aufgeblasenen Zustand jeweils in einem Aufnahmefach 16 aufgenommen, die seitlich an der Rückenlehne 5 vorgesehen sind. Im Kollisionsfall entfalten sich die Luftsäcke des Seitenairbags 15 derart, dass diese den Passagier 3 seitlich sowie vorderseitig umgreifen und ein Aufprall des Passagiers 3 vermieden bzw. abgefedert wird. Die sich in dem aufgeblasenen Zustand befindenden Luftsäcke sind in den 3 und 4 jeweils gestrichelt angedeutet. Jeder der beiden Luftsäcke des Seitenairbags 15 ist über zwei Bänder 17 an dem Sitz 2 befestigt, wobei jedes der Bänder 17 einerseits an dem Sitzkörper 4 und andererseits an der Rückenlehne 5 befestigt ist.
Nachfolgend wird anhand der 5 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, und zwar unter konkreter Bezugnahme auf die 1 bis 4. Das Verfahren umfasst die Schritte 18 bis 23. Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Steuerungseinrichtung 24 des Kraftfahrzeugs 1 vorgesehen und eingerichtet.
Beim ersten Schritt 18 des Verfahrens wird eine Passagierinformation 25 ermittelt, die die Statur, nämlich das Gewicht und die Größe, des Passagiers 3 beschreibt. Zur Erfassung der Passagierinformation 25 wird das Kraftfahrzeug 1 bei Antritt der Fahrt mittels eines personalisierten Schlüssels des Insassen 3 entriegelt. Hierbei wird im Rahmen einer seitens der Steuerungseinrichtung 24 ausgeführten Fahrzeugsteuerung 26 zur Realisierung eines Schließsystems des Kraftfahrzeugs 1 eine die Identität des Passagiers 3 beschreibende Identitätsinformation erfasst. Die Passagierinformation 25 ist in einer Datenbank der Steuerungseinrichtung 24 hinterlegt und wird anhand der Identitätsinformation abgerufen.
Die Identitätsinformation sowie die Passagierinformation 25 werden zusätzlich mittels mehrerer Sensoren 27 ermittelt. Diese zusätzlich Ermittlung dient Verifikationszwecken und ist nicht zwingend erforderlich bzw. auch alternativ zur Ermittlung per Fahrzeugsteuerung 26 denkbar.
Als Sensor 27 ist ein in dem Sitzkörper 4 angeordneter Gewichtssensor 28 vorgesehen, mittels dem ein Messwert beschreibend eine von dem Passagier 3 auf die Sitzfläche des Sitzkörpers 4 ausgeübte Druckkraft erfasst wird.
Zudem sind als Sensoren 27 zur Erfassung von Bilddaten eines Insassenraums 29 und einer Umgebung 30 des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildete optische Sensoren 31 respektive Kameras vorgesehen. Die Bilddaten des optischen Sensors 31 zur Erfassung der Umgebung 30 sind insbesondere auch im Rahmen des Schließsystems des Kraftfahrzeugs 1 nutzbar, etwa zur Verifizierung der Identitätsinformation. Die Bilddaten werden seitens der Steuerungseinrichtung 24 mittels einer Bildauswertungssoftware ausgewertet.
Ferner ist als Sensor 27 ein Fingerabdrucksensor 32 vorgesehen, mittels dem Sensordaten betreffend den Fingerabdruck des Passagiers 3 zu Beginn der Fahrt erfasst und seitens der Steuerungseinrichtung 24 zur Ermittlung der Identitätsinformation ausgewertet werden.
Im nächsten Schritt 19 des Verfahrens wird eine die aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 beschreibende Beschleunigungsinformation 33 ermittelt. Zu diesem Zweck werden Sensordaten eines Beschleunigungssensors 34 des Kraftfahrzeugs 1 an die Steuerungseinrichtung 24 übertragen und ausgewertet. Die Beschleunigungsinformation 33 beschreibt insbesondere die aktuell entlang der Fahrzeuglängsrichtung auftretende Beschleunigung.
Im nächsten Schritt 20 des Verfahrens wird die Erfüllung einer Auslösebedingung überprüft. Diese ist dann erfüllt, wenn die Beschleunigungsinformation 33 angibt, dass der Betrag der aktuellen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 einen vorgegebenen Beschleunigungsgrenzwert überschreitet. Der Beschleunigungsgrenzwert ist derart, dass bei dessen Überschreiten ein Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs 1 höchstwahrscheinlich vorliegt. Sofern die Auslösebedingung nicht erfüllt ist, wird das Verfahren im Schritt 19, in dem die Beschleunigungsinformation 33 erfasst bzw. aktualisiert wird, fortgesetzt.
Falls die Auslösebedingung erfüllt ist, wird das Verfahren im Schritt 21 fortgesetzt. In diesem Schritt werden die Luftsäcke des Seitenairbags 15 aufgeblasen. Ferner wird mittels eines Kraftgenerators 35 eine Kraft generiert und auf die Rückenlehne 5 übertragen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kraftgenerator 35 ein elektromechanischer Aktor, nämlich ein Elektromotor, der im Sitzkörper 4 angeordnet ist. Der Kraftgenerator 35 generiert eine Zugkraft, die über ein Zugmittel 36 auf die Rückenlehne übertragen wird. Das Zugmittel 36 ist ein metallenes Zugseil oder alternativ ein Gurt.
Das Zugmittel 36 umfasst einen ersten Abschnitt 37 und einen zweiten Abschnitt 38. Der erste Abschnitt 37 erstreckt sich zwischen dem Kraftgenerator 35 und einer Umlenkrolle 39, die drehbar im rückwärtigen bzw. hinteren Bereich des Sitzkörpers 4 angeordnet ist und um die das Zugmittel 36 geführt ist. In dem ersten Abschnitt 37 erstreckt sich das Zugmittel 36 im Wesentlichen parallel zur Sitzfläche und entlang der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten. Der zweite Abschnitt 38 erstreckt sich zwischen der Umlenkrolle 39 und einer Zugmittelbefestigungsstelle 40, an der das Zugmittel 36 an der Rückenlehne 5 befestigt ist. Im Bereich des zweiten Abschnitts 38 erstreckt sich das Zugmittel 36 in der Rückenlehne 5 entlang deren Längsrichtung nach oben.
Nachfolgend werden der Zweck und weitere Details bezüglich der Zugkraft erläutert. So wirkt auf den Passagier 3 im Kollisionsfall eine durch dessen Gewicht verursachte Trägheitskraft. Diese Trägheitskraft wird über die Sicherheitsgurtanordnungen 7, 8 auf die Rückenlehne 5 übertragen. Aufgrund der Trägheitskraft erfolgt ein Vorschwenken der Rückenlehne 5, wobei die 3 die Situation unmittelbar nach der Erfüllung der Auslösebedingung zeigt. 4 zeigt die Situation bei der der Kollisionsfall im Vergleich zur 3 zeitlich fortgeschritten ist. Ersichtlich hat die Trägheitskraft des Passagiers 3 in der in 4 gezeigten Situation das Vorschwenken der Rückenlehne 5 um die Schwenkachse 6 bewirkt.
Die mittels des Kraftgenerators 35 generierte Kraft wirkt dem trägheitskraftbedingten Vorschwenken der Rückenlehne 5 entgegen. Zur Generierung dieser Kraft wird die Passagierinformation 25 derart berücksichtigt, dass diese umso größer ist, je größer das Gewicht respektive die Größe des Passagiers 3 ist. Konkret wird anhand der Passagierinformation 33 eine Kennkurve vorgegeben, die den Zusammenhang zwischen der aktuellen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 und den Betrag der Kraft respektive der Zugkraft des Kraftgenerators 35 vorgibt. Zur Ermittlung der aktuellen Beschleunigung wird die Beschleunigungsinformation 33 auch während des Schritts 21 weiterhin laufend erfasst und aktualisiert.
Der Zusammenhang zwischen der aktuellen Beschleunigung und dem Betrag der Kraft ist hierbei derart, dass unabhängig von der dem Gewicht respektive der Größe des Passagiers 3 ein möglichst langer Schwenkweg respektive Schwenkwinkel der Rückenlehne 5 während des Kollisionsvorgangs realisiert wird. Konkret ist die vorgegebene Kennkurve dergestalt, dass im Falle einer festen Referenzbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 der Schwenkwinkel der Rückenlehne 5 immer möglichst gleich ist, und zwar unabhängig von der Statur des Passagiers 3.
Die Vorgabe der Kennkurve wird nachfolgend zum besseren Verständnis anhand eines konkreten Beispiels erläutert. Bei diesem Beispiel ist ein auf dem Fahrersitz sitzender erster Passagier 3 deutlich stärker gebaut ist als ein auf dem Beifahrersitz sitzender zweiter Passagier 3, sodass die von dem ersten Passagier 3 im Kollisionsfall verursachte Trägheitskraft doppelt so groß ist wie die des zweiten Passagiers 3.
Den beiden Passagieren 3 respektive deren Passagierinformationen 25 zugeordnete Kennkurven 44, 45 (durchgezogene Linien) werden anhand der 6 erläutert. Abgebildet ist ein Koordinatensystem, dessen Abszisse 41 die aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 und dessen Ordinate 42 den Betrag der mittels des Kraftgenerators 35 generierten Zugkraft betrifft. Die gestrichelte Linie 43 kennzeichnet den Beschleunigungsgrenzwert, bei dessen Überschreiten die Auslösebedingung erfüllt ist. Die den ersten Passagier 3 betreffende Kennkurve 44 sowie den zweiten Passagier 3 betreffende Kennkurve 45 sind dergestalt, dass die Zugkraft, sofern die Grenzbeschleunigung 43 überschritten ist, beim ersten Passagier 3 doppelt so groß ist als beim zweiten Passagier 3, da auch die Trägheitskraft des ersten Passagiers 3 doppelt so groß ist wie die Trägheitskraft des zweiten Passagiers 3. Dies bewirkt, dass der Schwenkweg bzw. der Schwenkwinkel der Rückenlehne 5 bei den beiden Passagieren 3 möglichst gleich bzw. im Idealfall identisch ist. Entsprechend haben beide Passagiere 3 denselben Schwenkweg zur Energieabsorption zur Verfügung, so dass in beiden Fällen die im Kollisionsfall auftretenden Rückhaltekräfte möglichst klein sind.
Wie bereits erwähnt wurde, wird während der Durchführung des Schritts 21 laufend die Beschleunigungsinformation 33 aktualisiert, wobei parallel hierzu im Rahmen des Schritts 22 die Erfüllung einer Maximalbedingung überprüft wird. Diese ist erfüllt, sobald die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 und mithin der Schwenkweg der Rückenlehne 5 einen Maximalwert angenommen bzw. erreicht hat. Diese Überprüfung erfolgt dadurch, dass der zeitliche Verlauf der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 mittels der Steuerungseinrichtung 24 dahingehend ausgewertet wird, ob der Gradient der Beschleunigung Null wird und einen Vorzeichenwechsel dieses Gradienten von Plus nach Minus stattfindet. Sofern die Maximalbedingung nicht erfüllt ist, wird das Verfahren weiter im Schritt 21 fortgesetzt und die Zugkraft weiterhin generiert. Im Fall der Erfüllung der Maximalbedingung wird der Betrag der Zugkraft verringert, nämlich auf Null gesetzt. In 6 ist die Maximalbedingung beispielhaft beim Erreichen der durch die gestrichelte Linie 46 angedeuteten Beschleunigung erfüllt. Durch das sodann erfolgende Abschalten der Zugkraft wird verhindert, dass der Passagier 3 gemäß dem sogenannten Rebound-Effekt zum Ende des Kollisionsfalles hin in den Sitz 2 zurückgeschleudert bzw. -gepeitscht wird.
Ergänzend sei bezüglich des Kraftgenerators 35 erwähnt, dass dieser im beschriebenen Ausführungsbeispiel eine aktive Krafterzeugung bewirkt. Alternativ kann der Kraftgenerator 35 auch ein Dämpfungselement sein, insbesondere mit einem Dämpfungsfluid, wobei die generierte Kraft bzw. das Moment als Reaktion auf die Schwenkbewegung der Rückenlehne 5 und mithin passiv generiert wird. Die Kennkurven 44, 45 respektive die entsprechenden Kraftverläufe werden in diesem Fall mittels der Einstellung eines Dämpfungsfaktors des Dämpfungselements eingestellt.
7 zeigt den Sitz 2 eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1, wobei gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und mithin das diesbezüglich im Zusammenhang mit der oben erläuterten Ausführungsform Erläuterte hier gleichermaßen gilt. Die in 7 gezeigte Ansicht auf den Sitz 2 entspricht der in 4 gezeigten Ansicht bzw. Situation, wobei beim Sitz 2 der 7 auch, obgleich dies nicht weiter gezeigt ist, neben der zweiten Sicherheitsgurtanordnung 8 zudem die erste Sicherheitsgurtanordnung 7 vorgesehen ist.
Der in 7 gezeigte Sitz 2 unterscheidet sich zum oben erläuterten Ausführungsbeispiel dadurch, dass anstelle des Kraftgenerators 35 eine an dem Sitzkörper 4 befestigte Begrenzungseinrichtung 47 vorgesehen ist. Mittels der Begrenzungseinrichtung 47 ist ein aktuell freigegebener Schwenkweg, also eine maximal mögliche Schwenkgrenze, der Rückenlehne 5 einstellbar. Bis zum Erreichen der Schwenkgrenze erfolgt die Rückstellwirkung ausschließlich aufgrund der zunächst elastischen und anschließend plastischen Verformung der Rückenlehne 5. Bei Erreichen der Schwenkgrenze ist ein weiteres Verschwenken der Rückenlehne 5 nicht möglich.
Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Begrenzungseinrichtung 47 über ein metallenes Sperrseil 48 mit der Rückenlehne 5 verbunden ist. Bei Erreichen der Schwenkgrenze gerät das Sperrseil 48 unter Zugspannung, wobei mittels der Begrenzungseinrichtung eine entsprechende Gegenkraft aufgebracht wird, die, abgesehen von einer elastischen Dehnung des Sperrseils 48, ein weiteres Verschwenken der Rückenlehne 5 verhindert.
Die Begrenzungseinrichtung 47 umfasst eine Freigabeeinrichtung 49 und einen bezüglich des Sitzkörpers 4 drehfesten Zylinder 50, wobei Details hierzu aus 8 ersichtlich werden. Das Sperrseil 48 ist zwischen der Freigabeeinrichtung 49 und einer Zugmittelbefestigungsstelle 51 der Rückenlehne 5 zur Ausbildung einer Wicklung 52 mehrfach um den Zylinder 50 gewickelt. Aufgrund dieser Konfiguration ist die Rückenlehne 5 maximal möglich verschwenkt, sofern das Sperrseil 48 zwischen der Freigabeeinrichtung 49 und der Zugmittelbefestigungsstelle 51 unter Zugspannung steht. Diese Schwenkgrenze ist durch die Freigabe eines zusätzlichen Stücks des Sperrseils 48 mittels der Freigabeeinrichtung 49 aufheb- bzw. erweiterbar, und zwar so lange, bis das Verschwenken der Rückenlehne 5 derart weit fortgeschritten ist, bis das über den Zylinder 50 nachgerutschte Sperrseil 48 wieder unter Zugspannung gerät. Die Freigabeeinrichtung 49 ist vorliegend, obgleich in den Figuren nicht näher gezeigt ein mechanisches Gesperre umfassend eine in ein Sperrrad eingreifende Sperrklinke, wobei mittels dem Gesperre das zusätzliche Stück des Sperrseils 48 freigebbar ist und ein weiteres Freigeben des Sperrseils 48 gesperrt wird, wenn die Rückenlehne 5 die Schwenkgrenze erreicht hat.
Nachfolgend und unter Bezugnahme auf die 9 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, und zwar anhand des Kraftfahrzeugs 1 umfassend den in der 7 gezeigten Sitz 2. Dieses Verfahren, dessen Flussdiagramm in der 9 gezeigt ist, umfasst die Schritte 53 bis 57.
Im ersten Schritt 53 wird, analog zum Schritt 19 des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Beschleunigungsinformation 33 ermittelt, wobei bezüglich Details der Beschleunigungsinformation 33 auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen wird. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist mithin, im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel, die Ermittlung der Passagierinformation 25 nicht vorgesehen. Die Durchführung des anhand der 9 erläuterten Verfahrens erfolgt mithin unabhängig vom Gewicht und der Größe des Passagiers 3.
Im nächsten Schritt 54 wird die Erfüllung der Auslösebedingung überprüft. Diese ist dann erfüllt, wenn die Beschleunigungsinformation 33 angibt, dass der Betrag der aktuellen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 einen vorgegebenen Beschleunigungsgrenzwert überschreitet, so dass ein Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs 1 höchstwahrscheinlich vorliegt. Sofern die Auslösebedingung nicht erfüllt ist, wird das Verfahren im Schritt 53, in dem die Beschleunigungsinformation 33 erneut erfasst und aktualisiert wird, fortgesetzt.
Falls die Auslösebedingung erfüllt ist, wird das Verfahren im Schritt 55 fortgesetzt. In diesem Schritt wird der Seitenairbag 15 aufgeblasen. Ferner wird mittels der Begrenzungseinrichtung 47 das zusätzliche Stück des Sperrseils 48 freigegeben, wobei dessen Länge von der in der 10 gezeigten Kennkurve 58 abhängt. Bezüglich des in 10 abgebildeten Koordinatensystems betrifft die Abszisse 41 die aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 und die Ordinate 59 die Länge des freigegebenen Stücks des Sperrseils 48. Die gestrichelte Linie 43 kennzeichnet den Beschleunigungsgrenzwert, bei dessen Überschreiten die Auslösebedingung erfüllt ist.
Die vorteilhaften Wirkungen dieser beschleunigungsabhängigen Begrenzung der Vorschwenkbewegung der Rückenlehne 5 wird nachfolgend erläutert. Es sei angenommen, dass in dem Sitz 2 ein sehr großer und schwerer Passagier 3 sitzt. Dessen Trägheitskraft wird im Crashfall über die Sicherheitsgurtanordnungen 7, 8 auf die Rückenlehne 5 übertragen, wodurch ein Vorschwenken der Rückenlehne 5 bewirkt wird. Bis zum Erreichen der Schwenkgrenze wird die entsprechende Gegenkraft aufgrund der plastischen und/oder elastischen Verformung der Rückenlehne 5 erzeugt, wobei im Gegensatz zu dem Fall, bei dem die Vorschwenkbewegung nicht begrenzt wäre, eine maximale Verschwenkung der Rückenlehne 5, bei der der Passagier mit einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 1 in Kontakt kommt, viel früher bzw. bei einer viel kleineren Beschleunigung erreicht wäre als dass dies bei einem kleinen und leichten Passagier der Fall ist.
Gemäß der in 10 gezeigten Kennkurve 58 steigt die Länge des freigegebenen Stücks des Sperrseils 48 und somit auch der maximal mögliche Schwenkweg der Rückenlehne 48 mit steigender Beschleunigung exemplarisch linear an. Dieser Anstieg erfolgt so lange, bis ein Maximalwert der Beschleunigung, angedeutet durch die gestrichelte Linie 60, erreicht ist. Der Maximalwert der Beschleunigung ist diejenige Beschleunigung, bei der ein Vergleichspassagier mit vorgegebenem Gewicht und vorgegebener Größe aufgrund der mittels der Begrenzungseinrichtung 47 nicht begrenzten und ausschließlich elastischen und/oder plastischen Rückstellwirkung der Rückenlehne 5 mit dem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 1 in Kontakt kommen würde. Mittels der Begrenzungseinrichtung 47 wird also verhindert, dass ein im Vergleich zu dem Vergleichspassagier großer und schwerer Passagier 3 bereits bei geringeren Beschleunigungswerten auf dem Armaturenbrett aufschlägt.
Während der Durchführung des Schritts 55 wird laufend die Beschleunigungsinformation 33 aktualisiert, wobei parallel hierzu im Rahmen des Schritts 56 die Erfüllung einer Abbruchbedingung überprüft wird. Diese ist erfüllt, sobald die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 wieder unter den Beschleunigungsgrenzwert, angedeutet durch die gestrichelte Linie 43, fällt. Ist dies nicht der Fall, werden die Schritte 55 und 56 unter laufender Erfassung und mithin Aktualisierung der Beschleunigungsinformation 33 erneut durchlaufen. Sofern die Abbruchbedingung erfüllt ist, wird das Verfahren im Rahmen des letzten Schritts 57 beendet und gegebenenfalls wieder erneut im Schritt 53 gestartet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018123633 A1 [0003, 0042]
US 2020/0238944 A1 [0003]
WO 2019/110477 A1 [0004]
DE 102019108554 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Sicherung eines Passagiers (3) in einem Kraftfahrzeug (1) in einem Kollisionsfall, wobei das Kraftfahrzeug (1) einen Sitz (2) aufweist, der einen eine Sitzfläche bildenden Sitzkörper (4) und eine an dem Sitzkörper (4) angebundene Rückenlehne (5) umfasst, wobei eine im Kollisionsfall auf den Passagier (3) wirkende Trägheitskraft mittels einer Sicherheitsgurtanordnung (7,8) derart auf die Rückenlehne (5) übertragen wird, dass diese entgegen der Rückstellwirkung einer elastischen und/oder plastischen Verformung zumindest eines Teils der Rückenlehne (5) relativ zu dem Sitzkörper (4) nach vorne schwenkt, wobei - eine Kraft, die dem Vorschwenken entgegenwirkt, mittels eines Kraftgenerators (35) derart erzeugt und auf die Rückenlehne (5) derart übertragen wird, und/oder - der maximal mögliche Schwenkweg der Rückenlehne (5) mittels einer Begrenzungseinrichtung derart begrenzt wird, dass bei Vorliegen einer vorgegebenen Referenzbeschleunigung eine Abweichung zwischen einem tatsächlich vorliegenden Schwenkweg der Rückenlehne (5) und einem vorgegebenen Referenzschwenkweg möglichst klein ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine die aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs (1) betreffende Beschleunigungsinformation (33) mittels eines Beschleunigungssensors ermittelt wird, wobei die Kraft und/oder die Begrenzung des maximal möglichen Schwenkweges in Abhängigkeit der Beschleunigungsinformation (33) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine einen Zusammenhang zwischen der aktuellen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs (1) und der Kraft und/oder dem maximal möglichen Schwenkweg beschreibende Kennkurve (44, 45) vorgegeben wird, anhand der die Kraft generiert und/oder die Begrenzung des maximal möglichen Schwenkweges vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Gewicht und/oder die Größe des Passagiers (3) beschreibende Passagierinformation (25) im Rahmen einer Fahrzeugsteuerung (26) vorliegt und abgerufen wird und/oder mittels eines Sensors (27) ermittelt wird, wobei die Kraft und/oder die Begrenzung des maximal möglichen Schwenkweges in Abhängigkeit der Passagierinformation (25) vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kraft, die dem Vorschwenken entgegenwirkt, mittels des Kraftgenerators (35) erzeugt und auf die Rückenlehne (5) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei oder nach dem Erreichen eines maximalen Schwenkweges der Rückenlehne (5) der Betrag der Kraft verringert, insbesondere auf Null gesetzt, wird.
Kraftfahrzeug umfassend wenigstens einen Sitz (2) mit einem eine Sitzfläche bildenden Sitzkörper (4) und einer an dem Sitzkörper (4) angebundenen Rückenlehne (5), wobei eine in einem Kollisionsfall auf den Passagier (3) wirkende Trägheitskraft mittels wenigstens einer Sicherheitsgurtanordnung (7, 8) derart auf die Rückenlehne (5) übertragbar ist, dass diese entgegen der Rückstellwirkung einer elastischen und/oder plastischen Verformung zumindest eines Teils der Rückenlehne (5) relativ zu dem Sitzkörper (4) nach vorne schwenkt, wobei das Kraftfahrzeug (1) eine Steuerungseinrichtung (24) aufweist, die dazu eingerichtet ist, einen Kraftgenerator (35) und/oder eine Begrenzungseinrichtung des Kraftfahrzeugs (1) derart anzusteuern, dass - eine Kraft, die dem Vorschwenken entgegenwirkt, mittels des Kraftgenerators (35) derart erzeugbar und auf die Rückenlehne (5) derart übertragbar ist, und/oder - ein maximal möglicher Schwenkweg der Rückenlehne (5) mittels der Begrenzungseinrichtung derart begrenzbar ist, dass bei Vorliegen einer vorgegebenen Referenzbeschleunigung eine Abweichung zwischen einem tatsächlich vorliegenden Schwenkweg der Rückenlehne (5) und einem vorgegebenen Referenzschwenkweg möglichst klein ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, wobei die Kraft, die dem Vorschwenken entgegenwirkt, mittels des Kraftgenerators (35) erzeugbar und auf die Rückenlehne (5) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftgenerator (35) ein elektromechanischer Aktor ist oder einen solchen umfasst, oder dass der Kraftgenerator (35) ein Dämpfungselement, insbesondere umfassend ein Dämpfungsfluid, ist oder ein solches umfasst.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, wobei die Kraft, die dem Vorschwenken entgegenwirkt, mittels des Kraftgenerators (35) erzeugbar und auf die Rückenlehne (5) übertragbar ist, oder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftgenerator (35) zur Übertragung einer mittels des Kraftgenerators (35) generierten Zugkraft auf die Rückenlehne (5) über ein Zugmittel (36) mit dieser verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das einerseits an den Kraftgenerator (35) angebundene und andererseits an der Rückenlehne (5) befestigte Zugmittel (36) ein, insbesondere metallenes, Zugseil oder ein Gurt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (36) um wenigstens eine an dem Sitzkörper (4) oder der Rückenlehne (5), insbesondere drehbar, befestigte Umlenkrolle (39) geführt ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der maximal mögliche Schwenkweg der Rückenlehne (5) mittels der Begrenzungseinrichtung begrenzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtung zur Begrenzung des maximal möglichen Schwenkwegs der Rückenlehne (5) über ein, insbesondere metallenes, Sperrseil mit der Rückenlehne (5) verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtung eine Freigabeeinrichtung und einen drehfesten Zylinder aufweist, wobei das Sperrseil zwischen der Freigabeeinrichtung und einer Sperrseilbefestigungsstelle der Rückenlehne (5), insbesondere mehrfach, um den Zylinder gewickelt ist, wobei mittels der Freigabeeinrichtung ein zusätzliches Stück des Sperrseils freigebbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine die aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs (1) betreffende Beschleunigungsinformation (33) mittels eines Beschleunigungssensors ermittelbar ist, wobei die Steuerungseinrichtung (24) dazu eingerichtet ist, die Freigabeeinrichtung derart anzusteuern, dass das zusätzliche Stück des Sperrseils mit einer von der Beschleunigungsinformation (33) abhängenden Länge freigegeben wird.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Gewicht und/oder die Größe des Passagiers (3) beschreibende Passagierinformation (25) im Rahmen einer Fahrzeugsteuerung (26) vorliegt und abrufbar ist und/oder mittels eines Sensors (27) ermittelbar ist, wobei die Steuerungseinrichtung (24) dazu eingerichtet ist, dass die Kraft und/oder die Begrenzung des maximal möglichen Schwenkweges in Abhängigkeit der Passagierinformation (25) vorgegeben wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Sensor (27) ein in oder an dem Sitzkörper (4) angeordneter Gewichtssensor (28) und/oder ein zur Erfassung von Bilddaten eines Insassenraums (29) und/oder der Umgebung (30) des Kraftfahrzeugs (1) vorgesehener optischer Sensor (31) und/oder ein zur Erfassung des Fingerabdrucks des Passagiers (3) vorgesehener Fingerabdrucksensor (32) ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsgurtanordnung (7,8) eine Dreipunktgurtanordnung (9) oder eine Vierpunktgurtanordnung oder eine Airbaggurtanordnung (14), mittels der wenigstens ein Airbag, insbesondere ein Seitenairbag (15), des Sitzes (2) an der Rückenlehne (5) angebunden ist, ist.