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Die
Erfindung betrifft, gemäß Patentanspruch
1, ein Verfahren und, gemäß Patentanspruch 6,
ein Schutzsystem zum Schutz der Frontinsassen eines vorausfahrenden
Fahrzeugs bei dessen rückwärtiger Gefahr
eines Aufpralls.
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Verschiedene
Frontalaufprall – Schutzsysteme
wie Airbag oder Fahrerrückhaltesysteme
sind seit langem bekannt. Doch entspricht es leider der Realität, dass
selbst die Frontinsassen derartiger Personenkraftwagen bei sogenannten
Auffahrtunfällen noch
erhebliche Verletzungen, vor allem im Lendenwirbel-/Halswirbelbereich
der Wirbelsäule
sowie durch die Heckscheibe eingedrungene Fremdkörper, aber auch – selbst
noch bei Sicherheitsglas – durch die
Zersplitterung der Heckscheibe selbst, Prell-/Schnittverletzungen
bzw. tödliche
Verletzungen erleiden können.
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Beispielsweise
ist aus dem
DE 297
19 449 U1 ein Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge bekannt, welches
sowohl bei Frontal- als auch bei Heckaufprallunfällen entweder für sich allein
oder zusätzlich
zu den bereits vorhandenen passiven KFZ-Insassenschutzvorrichtungen
(Sicherheitslenksäule,
Airbag usw.) Anwendung findet, jedoch in jedem Fall das Anlegen
der Sicherheitsgurte im vorderen Fahrgastzellenbereich sowie das
Vorhandensein von Sitzlehnen-Kopfstützen voraussetzt. Dem dort beschriebenen
Sicherheitssystem liegt die Aufgabe zugrunde, die vorderen Fahrgastzellen-Insassen beim
Crash in gegenläufiger
Richtung von der "Auf-Anprallrichtung/-energie" zu distanzieren
da hierbei insbesondere beim Kollidieren mit Nutzfahrzeugen abstehende
bzw. beschleunigte Fremdkörper durch
die Sichtverglasung ins Cockpit eindringen und speziell beim Frontalaufprall
Frontinsassen zum Teil tödliche
Verletzungen zufügen.
Ein Sitzverschubsystem, das abhängig
davon, ob ein Frontal- oder Heckaufprall stattfindet und wie die
hinteren Sitze belegt sind, verschiebt die vorderen Fahrer-/Beifahrersitze in
die der jeweiligen Stoßbeschleunigungsrichtung entgegengesetzte
Richtung. Dazu werden die Vordersitze parallel zur Fahrzeuglängsachse
entriegelt.
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Weiterhin
ist aus der
DE 41 21
548 G2 eine Vorrichtung zum Schützen eines auf einem Rücksitz sitzenden
hinteren Passagiers bei einem Kraftfahrzeug mit einem hinteren Querträger bekannt.
Dieser ist so an einem hinteren Endabschnitt eines Daches und oberhalb
eines Rücksitzes
in der Querrichtung eines Fahrzeugkörpers angeordnet ist, dass
er ein oberes Ende einer Rückfensterscheibe
trägt,
die an einem hinteren Abschnitt eines Fahrzeugabteils angeordnet
ist. Um für
psychologische Freiheit des Rücksitzpassagiers
von Beklemmung zu sorgen, sind im einzelnen gemäß einer ersten Ausführungsform
ein Bewegungsmechanismus, der an dem Rücksitz angeordnet ist, um wenigstens
einen oberen Endabschnitt der Sitzlehne nach vorn zu bewegen, eine
erste Antriebseinrichtung, die so mit dem ersten Bewegungsmechanismus
verbunden ist, dass sie wenigstens den oberen Endabschnitt der Sitzlehne
nach vorn bewegt, eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der
Möglichkeit,
den auf dem Rücksitz sitzenden
Passagier von dem Rücksitz
aufwärts
zu bewegen in einem Zustand, in dem er darauf sitzt, und eine erste
Steuereinrichtung zur Steuerung der Tätigkeit der ersten Antriebseinrichtung,
um so wenigstens den oberen Endabschnitt der Sitzlehne nach vorn
zu bewegen, wenn auf der Grundlage eines Signals von der Ermittlungseinrichtung
festgestellt wird, dass die Möglichkeit
besteht, den hinteren Passagier von dem Rücksitz nach oben zu bewegen in
einem Zustand, in welchem er darauf sitzt, vorgesehen. Eine zweite
Ausführungsform
ist gekennzeichnet durch einen Bewegungsmechanismus, der so angeordnet
ist, dass er wenigstens einen oberen Endabschnitt der Sitzlehne
des Rücksitzes
nach oben bewegt, eine zweite Antriebseinrichtung, die so mit dem
zweiten Bewegungsmechanismus verbunden ist, dass sie wenigstens
den oberen Endabschnitt der Sitzlehne des Rücksitzes nach oben bewegt,
eine Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung der Möglichkeit, den hinteren Passagier
von dem Rücksitz
nach oben zu bewegen in einem Zustand, in welchem er darauf sitzt,
und eine zweite Steuereinrichtung zur Steuerung der Tätigkeit
der zweiten Antriebseinrichtung in der Weise, dass wenigstens der obere
Endabschnitt der Sitzlehne nach oben bewegt wird, wenn in Reaktion
auf ein Signal von der Ermittlungseinrichtung festgestellt wird,
dass die Möglichkeit
besteht, den hinteren Passagier von dem Rücksitz nach oben zu bewegen
in einen Zustand, in welchem er darauf sitzt. Eine weitere Ausführungsform ist
gekennzeichnet durch ein Passagierschutzteil zum Schützen eines
Passagiers. Dieser ist so angeordnet, dass es beweglich ist zwischen
einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, wobei die erste Stellung
entlang einer Vorderfläche
der Rückfensterscheibe
gelegen ist, in welcher der Passagier geschützt wird, wenn er aufwärts bewegt
wird, während er
auf dem Rücksitz
sitzt, und die zweite Stellung innerhalb eines Fahrzeugkörper-Konstruktionselementes
und entfernt von der Vorderfläche
der Rückfensterscheibe
gelegen ist, in welcher das Passagierschutzteil untergebracht ist,
eine Antriebseinrichtung, die zwischen die erste Stellung und die
zweite Stellung derart zwischengeschaltet ist, dass sie das Passagierschutzteil
bewegt, eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der Möglichkeit,
den hinteren Passagier von dem Rücksitz
nach oben zu bewegen in einem Zustand, in welchem er darauf sitzt,
und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Tätigkeit der Antriebseinrichtung
in der Weise, dass das in der zweiten Stellung platzierte Passagierschutzteil
in die erste Stellung bewegt wird, wenn in Reaktion auf ein Signal
von der Ermittlungseinrichtung festgestellt wird, dass die Möglichkeit
besteht, den hinteren Passagier von dem Rücksitz nach oben zu bewegen
in einem Zustand, in welchem er darauf sitzt. Die in der
DE 41 21 548 G2 beschriebenen
Ausführungsformen dienen
für den
Fall, dass das Fahrzeug ins Schleudern gerät, dem Schutz der auf der Fondsitzbank
sitzenden Personen, insbesondere dagegen, dass diese mit dem Kopf
direkt an die Heckscheibe schlagen.
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Schließlich betrifft
das
DE 298 12 738
U1 eine Kfz-Warnblinkanlage, deren automatische Aktivierung
in Verbindung mit dem elektronischen- und/oder mechanischem Steuerungssystem
des Airbags erfolgt; entweder durch einen eigenen und/oder einen
automatischen Auslöser.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein
Schutzsystem für
die Frontinsassen bei rückwärtiger Gefahr
eines Aufpralls auf das Fahrzeug derart auszugestalten, dass Personenschäden auf
ein Minimum reduziert werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
Dazu dienten Verfahren zum Schutz der Frontinsassen eines vorausfahrenden
Fahrzeugs bei dessen rückwärtiger Gefahr eines
Aufpralls, bei dem:
- – im vorausfahrenden Fahrzeug
fortlaufend die Geschwindigkeitsdifferenz und der Abstand zwischen
diesem und dem Folgefahrzeug gemessen wird,
- – im
vorausfahrenden Fahrzeug die Messwerte mittels einer Steuereinrichtung
ausgewertet werden und
- – beim
Unterschreiten vorgebbarer Grenzwerte gesteuert durch die Steuereinrichtung
• die Vordersitze
entriegelt werden und sich dann parallel zur Fahrzeuglängsachse
verlagern,
• die
Vordersitze in dieser Richtung beim Verlagern gedämpft werden
und
• ein
Metallfolienrollo vor die Heckscheibe entlang beiderseitiger Führungsbahnen
gespannt wird.
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Weiterhin
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gemäß Patentanspruch
6 gelöst.
Dazu dient ein Schutzsystem zum Schutz der Frontinsassen eines vorausfahrenden
Fahrzeugs bei dessen rückwärtiger Gefahr
eines Aufpralls, mit:
- – zwei Radarsensoren im vorausfahrenden
Fahrzeug zum kontinuierlichen Messen der Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Folgefahrzeug,
- – einer
die Signale der Radarsensoren auswertenden Steuereinrichtung zur
Ermittelung des Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und
dem Folgefahrzeug,
- – einer
von der Steuereinrichtung angesteuerten elektromagnetischen Entriegelungsvorrichtung zum
Entriegeln der Vordersitze im vorausfahrenden Fahrzeug beim Unterschreiten
vorgebbarer Distanz von 5,5 m bei einer Geschwindigkeitsdifferenz
von mindestens 35 km/h,
- – einem
hydraulischen Stoßdämpfer zur
Dämpfung
der jeweiligen Vordersitzschubbewegung des entrasteten Fahrer- und/oder
Beifahrersitzes in Richtung parallel zur Fahrzeuglängsachse
und
- – einem
von der Steuereinrichtung angesteuerten elektromagnetischen Entriegelungsaktor,
welcher beiderseitig der Heckscheibe angeordnete Führungsbahnen
freigibt, in denen ein Metallfolienrollo geführt wird, das nach Auslängung blockiert wird.
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Beim
Schutzsystem werden im Fahrbetrieb bei zu schneller Annäherung eines
Folgefahrzeuges, insbesondere beim Unterschreiten einer vorgebbarer Distanz
von 5,5 m bei einer Geschwindigkeitsdifferenz von mindestens 35
km/h (bei welcher dieses Folgefahrzeug trotz Abbrems-/Ausweichversuch
eine An-/Aufprallkollision selbst bei günstigster Fahrwerksabstimmung
nicht mehr abwenden kann), die Vordersitze des vorausfahrenden Fahrzeugs
parallel zur Fahrzeuglängsachse
entriegelt und beim An-/Aufprall des Folgefahrzeuges rückwärtig hydraulisch
gedämpft.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird, gemäß Patentanspruch
2, für
den Fall, dass keine Person auf der Fondsitzbank sitzt, die Fondsitzbank
und/oder deren Rückenlehne
vor die Heckscheibe verlagert.
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Im
Einzelnen ist hierzu, gemäß Patentanspruch
7, eine mit der Steuereinrichtung verbundene und unter der Fondsitzbank
angeordnete Hubvorrichtung vorgesehen.
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Vorzugsweise
besteht, gemäß Patentanspruch
12, die Hubvorrichtung aus zwei Hubzylindern, deren zylinderinterne,
pulverisierte Treibladung nach Zündung
ein Gasvolumen erzeugt.
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In
Weiterbildung der Erfindung wird, gemäß Patentanspruch 5, zuerst
die Fondsitzbank vor die Rückenlehne
und dann beides verlagert.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt, gemäß Patentanspruch 8, zwischen
Steuereinrichtung und Entriegelungsvorrichtung eine zeitverzögerte Ansteuerung.
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Vorzugsweise
erfolgt, gemäß Patentanspruch
9, die Zeitverzögerung
mit einem Kondensator und einem Thyristor und beträgt mindestens
5 Sekunden höchstens
10 Sekunden.
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Um
beim nachfolgendem An-/Aufprall des Folgefahrzeuges gegen hierbei
durch die Heckscheibe eindringende Fremdkörpern eine gewisse Barriere
aufzustellen, wird also simultan zu den vorgenannten Fondsitz-Entriegelungen
die axial – drehschwenkbar
an der Fondsitz – Rückenlehne angelenkte
Fondsitzbank mittels pyrotechnischer Hubzylinder parallel zur Rückenlehne
geschwenkt. Vorzugsweise erfolgt nach einer Zeitverzögerung – innerhalb
welcher der An-/Aufprall des Folgefahrzeuges noch ausblieb, nun
die Zündung
anderer pyrotechnischer Hubzylinder, welche diese Fondsitzbank entlang
der Vertikalführungselemente
als Schutzbarriere vor die innere Heckscheibenfläche bewegt, wo sie mittels
(Kugel-) Rastelemente am Dachrahmen anschlagend arretiert wird/bleibt,
bis diese wieder manuell entrastet wird. Dieser Modus wird natürlich nur
dann vom Mikrocomputer angesteuert, wenn keine Personen auf diesen
Fondsitzen sitzen. Damit keine Splitter der Heckscheibe bei der
Kollision in den Fahrgastraum eindringen können, aktiviert dieses zentrale
Steuerorgan auch bei personeller Sitzbelegung – welche hier durch zwei voneinander
unabhängige
Sensoren kontinuierlich überwacht
wird – simultan
zu den vorgenannten Schaltelementen einen elektromagnetischen Entriegelungsaktor,
welcher mittels individueller Transmissionselemente ein ober-/unterhalb
der Heckscheibe installiertes, mittels Feder vorgespanntes Metallfolien-Rollo
entriegelt. Diese wird hiernach entlang beiderseitiger Führungsbahnen
des Scheibenrahmens unmittelbar an der internen Heckscheibenfläche linear
ausgelängt
und bleibt ausgelängt,
bis es gegebenenfalls wieder manuell retour eingerollt wird.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der
Zeichnung zeigt:
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1a als
Schaubild einzelne Komponenten in der Phase A,
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1b als
Schaubild einzelne Komponenten in der Phase B und
-
1c als
Schaubild einzelne Komponenten in der Phase C des erfindungsgemäßen Schutzsystems
im Detail und
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2 das
Blockschaltbild einer Ausführungsform
einer Steuereinrichtung des erfindungsgemäßen Schutzsystems im Detail.
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In
den 1a, 1b und 1c sind
als Schaubilder die einzelnen Komponenten des Schutzsystems in den
Phasen A, B und C im Detail dargestellt, wobei diese nachfolgend
anhand der Bezugszeichen 1 bis 21 näher beschrieben
und erläutert werden.
- 1 = Zündstartschalter,
mittels welchem u. a. der für das
erfindungsgemäße Schutzsystem
benötigte
Betriebsstrom, insbesondere bei Fahrtstellung für eine Steuereinrichtung 2 von
der Fahrzeugbatterie abgezweigt/durchgeschaltet wird.
- 2 = Steuereinrichtung (zentralisierte Mikrocomputer-Steuereinheit),
welcher alle systemrelevanten Eingangssignale mittels jeweils modulierter
Messspannungsimpulse zugeleitet werden, welche in kennfeldgestützten algorithmischen
Rechenprogrammen ausgewertet/verarbeitet werden und welche mittels
Steuer -Endstufen die jeweiligen Aktoren zu bestimmten Zeiten mit
jeweiligem Steuersignalen ansteuert.
- 3 = im fondseitigen Stoßfängerbereich links u. rechts, exakt
parallel, zur Fahrzeuglängsachse
rückwärtig einjustierte
Radarsensoren, welche im Fahrbetrieb kontinuierlich alle innerhalb
des Erfassungsbereichs von 25m sich rückwärts näherten Objekte derart erfassen,
dass diese hierbei die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem vorausfahrenden
Fahrzeug und dem Folgefahrzeug (also Näherungsgeschwindigkeitswerte)
erfassen und der nachgeschalteten Steuereinrichtung 2 mittels
Messspannungsimpulse zuführen.
Dabei werden diese Distanzwerte aus der kontinuierlichen Messung
der Differenzfrequenz von Sendefrequenz u. Empfangsfrequenz abgeleitet. Während der
Signallaufzeit (2 s/c0) ändert die dazu jeweils bidirektional
kommunizierende Steuereinrichtung 2 jeweils die Sendefrequenz
nicht aber die Empfangsfrequenz. Aus dem Frequenzhub, der Modulationsfrequenz
sowie der Signallaufzeit ermittelt diese Steuereinrichtung 2 in
bestimmten Zeitabschnitten die jeweiligen Distanzwerte dieser sich
distanzierenden/nähernden
Folgefahrzeuge und errechnet aus diesen Parametern deren Geschwindigkeitsdifferenzwerte
zum vorausfahrenden Fahrzeug. Um eine größtmögliche Präzision der ermittelten Distanzwerte dabei
zu gewährleisten,
muss der Frequenzbereich dieser beiden Abstandradarsensoren 3 zwischen 10–20 GHz
moduliert sein. Sobald in diesen Messzyklen ein um mehr als 34 km/h
schnelleres sich näherndes
Folgefahrzeug ermittelt wird und sich dasselbe dabei bis auf eine
Distanz von 5,5 m zum Heck des vorausfahrenden Fahrzeug näherte, aktiviert
die Steuereinrichtung 2 die Aktoren 4; 5; 6; 12; 13 u. 19, so
dass diese noch vor dem An-/Aufprall dieses Folgefahrzeuges die
hydraulisch gedämpfte,
Bewegung der Fahrer-/Beifahrer – Vordersitze
in Fahrzeuglängsrichtung
(siehe 1a) einsteuern und die Fondsitzbank
(gemäß den Funktionsphasen "1 – 2 – 3" in 1b)
als Barriere vor die Heckscheibe verlagern, sowie das Metallfolien
-Splitterschutzrollo parallel zur Heckscheibe auslängen (siehe 1b).
- 4 = Elektrolytkondensator (Elko), dessen Speicherkapazität im Fahrbetrieb
kontinuierlich von der Steuereinrichtung 2 gespeist wird
und bei Funktionsauslösung
durch die nachgeschalteten Schaltelemente 5/6 völlig entleert
wird. Die Zeitdauer dieser kapazitiven Entladung zur Entriegelungsvorrichtung 6 beträgt ca. 5–10 Sekunden.
- 5 = rückwärts sperrender
Thyristor, welcher bei Funktionsauslösung – wie unter "3" beschrieben – von der Steuereinrichtung 2 an
seinem Gate-Steueranschluss einen positiven Spannungsimpuls erhält und dabei
zündet.
Hiernach wird dieses Steuerschaltelement leitend und verbleibt im
Durchlasszustand wobei die anliegende positive Speicherkapazität des Elko "4" zu elektromagnetischen
Entriegelungsvorrichtungen 6 der Fahrer-/Beifahrersitz-Sitzverstellung durchgeschalten
werden.
- 6 = Entriegelungsvorrichtung der Fahrer-/Beifahrersitz-Sitzverstellung,
welche bei der unter "4/5" Auslösung die
zugeleitete Energie in eine longitudinale Schubbewegung des integrierten
Schubstößels umsetzt,
welche hierbei in Pfeilrichtung den (manuell bedienbaren Rasthebelmechanismus
der fahrzeuglängsaxialen
Sitzverstellrastung dahingehend entriegelt, dass der Fahrer-/Beifahrersitz
für die
Zeit von 5–10
Sekunden von den fahrzeuglängsseitigen Sitzverrastung
mechanisch getrennt wird.
- 7 = Sitzverrastung des linken/rechten Vordersitzes
in Fahrzeuglängsrichtung.
- 8 = Anlenkung der Sitzrahmen des linken/rechten Vordersitzes
für die
fahrzeuglängsaxial
bewegbare Pleuelstange des jeweiligen hydraulischen Stoßdämpfers 9.
- 9 = hydraulischen Stoßdämpfer, welcher jeweils am Fahrer-/Beifahrer-Vordersitzrahmen
parallel zur Fahrzeuglängsachse
rückwärtig angelenkt
ist. Der Stoßdämpfer selbst
ist mittels zweier Arretierungsbolzen an der Bodengruppe des Fahrzeuges
verankert, so dass im Falle eines rückwärtigen An-/Aufpralls eines
Folgefahrzeuges der jeweils mittels der Aktoren 2; 4; 5 u. 6 entrastete
Fahrer-/Beifahrersitz von der Pleuelstange jeweils gedämpft rückwärts ggf. bis
zum hydraulischen Endanschlag – wie
hier durch Strich/Strichlinien dargestellt – bewegt wird, sofern hinter
dem jeweiligen Sitz keine Person sitzt.
- W: Warnblinkanlage, welche von der Steuereinrichtung 2 aktiviert
wird, sobald ein Folgefahrzeug von den Abstandsradarsensoren "3" mit einer um 35
km/h zum Bezugsfahrzeug erhöhten
Fahrgeschwindigkeit erfasst wird und sich dabei bis auf eine Distanz
von 5,5 Meter zum Bezugsfahrzeug näherte. Da diesbezüglich der
Anprall dieses Fahrzeuges unvermeidlich ist, bleibt die Warnblinkanlage
W eingeschaltet, bis diese manuell – bei Räumung des Unfallortes – ausgeschaltet
wird.
-
1b
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- 10 = Sitzbelastungssensoren aller Sitzplätze der
Sitzbank im Fond des Fahrgastraumes, welche die Sitzbelegung aller
rückwärtigen Beifahrer-Sitzplätze der Steuereinrichtung 2 signalisiert.
- 11 = Infrarotsensoren (Doppelelementtyp), welche aus
jeweils zwei optischen Elementenpaaren bestehen, von denen jeweils
das eine Elementenpaar auf den Wellenbereich von 9,4 μm – wie ihn
Menschen emittieren – präzise kalibriert
ist, während
das andere Elementenpaar dieser beiden Sensoren jeweils auf das
davon abweichende Emissionsspektrum von Objekte elektronisch abgeglichen
ist. Diese Infrarotsensoren 11 sind jeweils links u. rechts
derart im Fond des Fahrgastraumes installiert, dass diese jeweils
die gesamte Sitzfläche
der Fondsitzplätze
selektiv nach dort plazierten Personen detektieren. Die ermittelten Werte
werden hierbei kontinuierlich über
darauf spezifisch abgeglichene Filter Steuereinrichtung 2 mittels
Messspannungsimpulse übertragen.
Dieser Detektionsmodus ist als redundante Sitzbelegungsüberwachung
geeignet, um selbst bei defekten Sitzbelegungsensor(en) 10 bei
mittels der Radarsensoren 3 ermittelten bevorstehenden
An-/Aufprall eines Folgefahrzeuges die Funktionsauslösung der
Schaltelemente 12 und 13 zu verhindern, wenn auf
den Fondsitzplätzen
Personen) sitzen sollten. Sofern die Sensoren 10 und 11 nur
eine Person auf der Fondsitzbank ermitteln, aktiviert die Steuereinrichtung 2 selektiv
nur die Entriegelungsschaltelemente desjenigen Vordersitzes, welcher
jeweils nicht vor dieser Person positioniert ist, sodass wenigstens
dieser Vordersitz – sofern
er von einer Person belegt ist – Rückstoß – gedämpft wird.
- 12 = Hubzylinder, welche derart unter der Sitzbank
im Fond installiert sind, sodass sie bei simultaner Zündung von
der Steuereinrichtung 2 (gemäß 1b) diese
an der Fondsitzbank – Rückenlehne
schwenkbar angelenkte Fondsitzbank binnen einer im Millisekunden-Bereich
liegenden Zeit parallel zur Rückenlehne
schwenken, wo sie mittels Kugelrastelemente 14 in dieser
Klappstellung arretiert wird. Diesbezüglich muss die zylinderinterne,
pulverisierte Treibladung nach Zündung
ein derartig expandierendes Stickstoffgasvolumen generieren, welches
dem Gewichts – u.
Massenträgheitsmoment
und Angriffswinkel dieser Fondsitzbank entgegenwirkend, diesen zeitlimitierten
Klappmodus Rechnung trägt.
Die Hubkolben und der darauf mechanisch abgeglichene Sitzbankrahmen
weisen an den Kontaktflächen – wie hier
in der Seitenansicht ersichtlich – hierfür vorgesehene Elastomerelemente
(Gummipuffer) auf. Es sind zwei dieser Hubzylindereinheiten unter
dieser Fondsitzbank (1./r.) installiert, deren Hubkolben nach Zündung bis
zu einem internen Endanschlag vertikal bewegt werden und danach
(siehe 1c) von der Schwerkraft und
einer dabei freigewordenen Entlüftungsbohrung
wieder retour in ihre untere Ausgangsstellung zurückkehren,
womit sie wieder regenerierbar sind. Das Zylindergehäuse ist
statisch an der Bodengruppe der Kfz -Chassis arretiert.
- "13" = Hubzylinder, welche
(s.a. den Funktionsphasen "1 – 2 – 3" 1. m. r.) in dreifacher
Anzahl derart symmetrisch zur Rückenlehnen – Hochachse
unter dieser Fondsitzbank -Rückenlehne
an der Bodengruppe des Kfz – Chassis
arretiert sind, dass sie bei simultaner Zündung von der Steuereinrichtung
(siehe 1c) die Fondsitzbank entlang
beiderseitg installierter Vertikalführungsholme 16 als
interne rückwärtige Schutzbarriere
vertikal vor die Heckscheibe bewegen, wo sie mittels spezifischer
(Kugel)rastelemente am internen Dachrahmen anschlagend – arretiert
werden/bleiben, bis sie ggf. nach dem Kfz – Heckanprall ggf. wieder manuell
entrastet werden. Diesbezüglich
muss die zylinderinterne, pulverisierte Treibladung nach Zündung ein
derartig expandierendes Stickstoffgasvolumen generieren, welches
dem Gewichts und Massenträgheitsmoment
dieser Fondsitzbank entgegenwirkend, dieselbe binnen einer im Millisekunden-Bereich
liegenden Zeit vertikal bis zum Rastanschlag am internen Dachrahmen
bewegen. Dieser Funktion Rechnung tragend, müssen die Zylindergehäuse extern
mit zureichender Druckbeständigkeit
an/in der Bodengruppe des Kfz-Chassis installiert sein. Die nach
Zündung
vertikal bis zu den jeweilig internen Endanschlägen bewegten Hubkolben kehren
analog zu denen der Hubzylinder 12 gleichfalls von der
Schwerkraft und einer Entlüftungskanalisierung
beaufschlagt, retour in ihre unteren Ausgangsstellungen zurück, womit
sie (nach Demontage) gleichfalls wieder regenerierbar sind.
- 14 = Kugelrastelemente der Fondsitzbank-/Rückenlehne,
bestehend aus dem Rastbolzen der Sitzbank, sowie der Federkugel-Rastaufnahme
der Rückenlehne,
welche bei der Drehschwenkbewegung der Sitzbank (siehe Funktionsphase "2") ineinander Verrasten und auch weiterhin – siehe
Funktionsphase "3" verrastet bleiben,
bis sie nach rückwärtigem Kfz – Anprall
wieder manuell entrastet werden. Diesbezüglich sind sie in ausreichend
optimierter mechanischer Dimensionierung zu beiden Seiten dieser
Sitzbank installiert.
- 15 = Dachrahmen der Kfz-Chassis, in welchem Führungsholme 16 der
Fondsitzbank-Rückenlehne
verstärkt
arretiert sind, so dass dieselben beim Eindringen von Objekten durch
die Heckscheibe und der nachfolgend als Stoßfänger beaufschlagten Fondsitzbank
(siehe Funktionsphase 3) dieser somit als Barriere umdisponierten
Fondsitzbank ausreichenden Halt selbst wider Objekten hoher Energie
entgegnen können,
ohne sich hierbei aus dieser Verankerung zu lösen, bzw. sich darin zu verformen.
Sollte aus konstruktiven Gründen
diese spezielle Dachrahmenverstärkung,
wie beispielsweise bei Cabriolet-Karosserien, nicht realisierbar
sein, so ist die Verankerung dieser Führungsholme 16 im
Hutablagenbereich des Fahrzeug-Chassis vorzusehen.
- 16 = Führungsholme
der Fondsitzbank – Rückenlehne,
welche vor/nach vertikaler Bewegung die einzigen Arretierungs-/Führungselemente
der Fondsitzbank zum Kfz – Chassis
darstellen. Diese Holme müssen
sehr verformungsresistent konzipiert sein, um beim Eindringen der
Objekte durch die Heckscheibe der nachfolgend als Stoßfänger dienenden Fondsitzbank
(siehe Funktionsphase 3) dieser somit als Barriere umfunktionierten
Fondsitzbank ausreichenden Halt selbst gegen Objekte hoher Energie geben
zu können,
ohne sich vorwärts
zu deformieren. An ihren Enden weisen diese Führungselemente jeweils radial
umlaufene Rastvertiefungen auf, mittels welchen die federbeaufschlagten
Rastkugeln der vertikalen Rückenlehnenführungsbahnen
(siehe Funktionsphase 3) in Fondsitz – Dachrahmen Anschlagstellung
einrasten und verrastet bleiben bis sie ggf. nach dem bezüglichen
Auffahrtunfall wieder manuell entrastet werden.
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Funktionsphase "1":
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Hier
hat die Steuereinrichtung 2 aufgrund keiner zu schnellen
Näherung
eines Folgefahrzeuges die Hubzylinder "12/13" nicht in ihrer Funktion
aktiviert. Sowohl die Sitzbank, als auch die Rückenlehne liegen mit ihren
unteren (elastomeren) Pufferelementen auf den Pufferelementen der
(pyrotechnischen) Hubzylinder 12 und 13 auf und
werden von den in der Rückenlehne
integrierten Führungsholmen 16 im
Fahrgastraum gehalten.
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Funktionsphase "2":
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Aufgrund
eines rückwärts zu schnell
und zu dicht aufgefahrenen Folgefahrzeuges hat die Steuereinrichtung 2 mit
Voreilung simultan die beiden Hubzylinder 12 elektronisch
gezündet,
wobei dieselben in den hier ersichtlichen Pfeillinien binnen einer
im Millisekunden-Bereich liegenden Zeit die drehschwenkbare Fondsitzbank
parallel an die Rückenlehne
klappen.
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Funktionsphase "3":
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Die
Steuereinrichtung 2 zündet
mit einer im Millisekunden-Bereich liegenden Zeitverzögerung nachdem
die Funktionsphase abgeschlossen, jedoch das mit den Radarsensoren 3 geortete
Folgefahrzeug noch nicht rückwärts aufgeprallt
ist, die drei links – Mitte – rechts
vertikal unter der Rücksitzlehne angeordneten
Hubzylinder 13, wobei diese gemäß den hier dargestellten Pfeillinien
ihre Hubkolben simultan explosionsartig vertikal wieder der nunmehr zusammengeklappt – aufliegend,
Fondsitzbank bewegen und dieselbe bis zum vertikalen Rastanschlag entlang
der verankerten Führungsholme 16 als
rückwärtige Barriere
für (die)
Fahrgastraum – Frontinsassen,
intern vor die Heckscheibe bewegen.
-
1c
-
- 17 = parallel zum oberen/unteren Heckscheibenrahmen
installiertes, durch Feder vorgespanntes Metallfolienrollo, welches
sich nach Entriegelung mittels des hierfür vorgesehenen Aktors 19 in den
hier dargestellten Pfeilrichtungen parallel zur internen Heckscheibenfläche entspannt/auslängt – und ausgelängt als
Splitterschutz verbleibt, bis es hiernach ggf. wieder manuell retour
eingerollt wird.
- 18 = Führungssegment
dieses Metallfolienrollos, welches unmittelbar am Scheibenrahmen
installiert ist und eine interne longitudinale Führungsbahn aufweist, welche
symmetrisch zu den beiderseitig am Scheibenrahmen installierten
vertikalen Führungsbahnen 21 verläuft.
- 19 = elektromagnetischer Entriegelungsaktor, welcher
von der Steuereinrichtung 2 aktiviert wird, sobald ein
Folgefahrzeug von den Abstandradarsensoren 3 mit einer
um 35 km/h zum Bezugsfahrzeug erhöhten Fahrgeschwindigkeit erfasst
wird und sich hierbei bis auf eine Distanz von 5,5 Meter zum Bezugsfahrzeug
näherte,
da nun der Anprall dieses Kfz offensichtlich unvermeidbar ist. Bei
dieser kurzzeitigen Aktivierung erhält dieser einen positiven Steuerspannungsimpuls,
wobei er seinen Schubsteller in Pfeilrichtung wider Federkraft rückstellbeaufschlagten
Durchlassventilschieber "20" kinematisiert.
- 20 = wider Federkraft rückstellbeaufschlagter Durchlassventilschieber,
welcher bei Bewegung via 19 für eine vom der Steuereinrichtung 2 definierten
Zeitschalteinheit in Pfeilrichtung den Führungsquerschnitt zwischen
dem Führungssegment 18 sowie den
beiderseitig am Scheibenrahmen dieser Heckscheibe vertikal installierten
Rollo – Führungsbahnen freigibt,
wobei dieses mittels Feder vorgespannte Heckscheibenrollo 17 sich
binnen einer Zehntelsekunde parallel zur Heckscheibe auslängt u. ausgelängt bleibt,
da nach dieser Zehntelsekunde dieser Durchlassventilschieber 21 das
ihm zustehende Segment des nunmehr völlig ausgelängten Metallfolienrollos 17 zwischen
den Elementen 18 und 21 mechanisch blockiert,
so dass ein Rückrollen
damit verhindert wird und somit dieses Splitterschutz – Metallfolienrollo 17 nach
diesem Unfall ggf. lediglich manuell wieder eingerollt werden kann.
- "21" = beidseitig am
Rahmen der Heckscheibe parallel zueinander, vertikal verlaufende
Führungsbahn – Segmente
in Längsrichtung
der Heckscheibe, mittels welche das Metallfolienrollo 17 noch
vor dem Anprall des Folgefahrzeuges mit einem Abstand von ca. 2–5 mm zur
internen Heckscheibenfläche
longitudinal führt.
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Kurze
Erläuterung
der vorab in Ihrer Funktion beschriebenen (Schalt-) Elemente 1–21 des
erfindungsgemäßen Schutzsystems:
Beim
Antritt der Fahrt aktiviert die nunmehr mit Betriebsstrom gespeiste
zentralisierte Mikrocomputer – Steuereinheit "2" die rückwärtig parallel
zur Fahrzeuglängsachse
eingepeilten Radarsensoren "3" kontinuierlich.
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Der
Fahrzeugführer
stoppt an einer Ampelkreuzung, wenn ihm ein Farblichtsignal die
Weiterfahrt verwehrt.
-
Noch
bevor der Fahrzeugführer
das Weiterfahrtsignal erhält
nähert
sich ihm rückwertig
ein anderes Kraftfahrzeug mit einer Geschwindigkeit – u. somit
auch Geschwindigkeitsdifferenz von 55 km/h.
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Da
der Fahrzeugführer
dieses Fahrzeuges abgelenkt ist, verzögert er sein Fahrzeug nicht.
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Dieses
nunmehr in die Meßdistanz
von 25m der Abstandradarsensoren "3" unverzögert genäherte Folgefahrzeug wird erfasst,
wobei dessen Geschwindigkeitsdifferenz "dv" u.
Distanzwerte zum Bezugsfahrzeug in kontinuierlichen Messzyklen ermittelt
u. der zentr. Mikrocomp.-Steuereinh. via proportionaler Messspannungsimpulse
transmittiert werden.
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Dieses
Folgefahrzeug nähert
sich dem immer noch stehenden Bezugsfahrzeug mit unverminderter
Fahrgeschwindigkeit (55 km/h) bis auf die funktionsauslösende. Distanz
von fünfeinhalb
Metern.
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Dann
aktiviert die zentr. Mikrocomp.-Steuereinh. "2" die Aktoren: "5; 6; 12 u. 13", sofern die Sensorschaltelemente: "10 u. 11" keine im Fond plazierten
Personen ermittelt haben, in der beschriebenen Systemkonfiguration.
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Ist
auf der rückwärtigen Sitzbank
lediglich eine Person plaziert, so steuert das Steuerorgan "2" lediglich die Aktoren: "5 u 6" des Frontsitzes
an, welcher nicht vor dieser Person positioniert ist Die Warnblinkanlage "W" wird in jedem Falle hierbei animiert. Der
Aktor: "19" wird jedoch von
dieser zentral. Mikrocomp.-Steuereinh. "2" auch bei rückwärtig völlig belegte Sitzplätzen zur
Funktion animiert, um in jedem Falle eine definierte zusätzliche
Splitterglas-Prävention
im Fond noch vor dem definitivem Anprall dieses Folgefahrzeuges
zu etablieren.
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Prallt
nun das unverzögerte
Folgefahrzeug an das Bezugsfahrzeug so haben diese Aktoren, aufgrund
dieser systemkonfigurativ integrierten FM-CW-Millimeterwellen-Abstandradarsensoren "3", bzw. mittels deren
spezifisch rückwärtigen Weitsicht alle
ihre Funktionen bereits appliziert, was bei der konventionellen
Kollisions Stoßbeschleunigungs-Sensorik
wie sie gegenwärtig
beispielsweise noch zur Airbag-Auslösung genutzt werden, nicht
realisierbar wäre,
womit dieser spezifische Abstandradar-An-/Aufprall-Sensormodus der
beschriebenen Art u. Auflösung
u. a. auch für
diese Airbag-Sensorik, vor
allem für
sog. Soft-Airbags prädestiniert
wären, sofern
dieselben für
diesbezügl
expandiertere Zeiteinheiten länger
aufgeblasen bleiben.
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In
der 2 ist das interne/externe Schaltfunktionsschema
des elektronischen Steuergerätes im
Blockschaltbild dargestellt.
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Dieses
elektronische Steuerorgan verfügt über ein
Mikrocomputersystem mit Mikroprozessoreinheit, welche die diversen
elektronischen Kennfelder integriert sowie über ein CPU-Rechenwerk, einen ROM-Festwertspeicher
u. einen RAM-Betriebsdatenspeicher.
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Als
Kernstück
dieses elektronischen Steuergerätes
ist hierbei die Mikroprozessoreinheit mit eigener Schwingquarz-Taktversorgung prädestiniert.
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In
ihr sind alle relevanten Daten einschließlich der Kennfelder, sowie
die Programme zur Erfassung der Eingangssignalgrößen: "E1; E3; E10 u. E11" unlöschbar
abgespeichert.
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Der
Datenspeicher ist dementsprechend als "PROM" (Programmable
Read Only Memory) ausgeführt.
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Hierzu
werden alle relevanten sensorischen Messspannungs-Eingangssignale
via modulexterner Leiterzüge
u. modulinterner Impulsformer – u.
Analog – Digitalwandler – Schaltstufen,
sowie von einem für die
Betriebsspannung prädestinierten
Impulsverstärkermodul
transmittiert.
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Die
Ausgangssteuerspannungssignale zu den jeweiligen Aktoren: "W; 6; 12; 13 u. 19" werden in spezifischen
Steuerendstufenmodulen jeweils individuell moduliert u. definitiv
via der modulexternen Aktor-Leiterzüge: "AW; A6; A12; A13 u. A19" zu diesen vernetzten
Aktoren selektiv ausgesteuert.
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Dieses
modulinterne Mikrocomputersystem weist dementsprechend einen definiert
stabilisierten Grundtakt auf, in dessen Zeitraster alle für diese
Systemkonfiguration spezifisch individualisierten Rechenoperationen
algorithmisch/logarithmisch appliziert werden. Diese stabilisierte
Taktfrequenz moduliert hierbei ein spezifischer Quarz-Oszillator
mit 7,5 Megahertz.
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Die
Produktbausteine dieser zentralisierten Mikrocomputer-Steuereinheit,
welche die Elemente: metallische Grundplatte; Dickschichtplatte;
Kondensatoren. Chip sowie die Kontaktbausteine für die Anschlusspins modulspezifisch
miteinander integrieren, sind hierbei bezüglich ihrer Verkopplung analog
zu konventionellen elektronischen Steuerschaltgeräten für den Kfz-Bereich
miteinander kombiniert, sodass sie die Funktion der integrierten
Chips; Transistor- u. Widerstandsschaltelemente etc. in einem Temperaturbereich
von –35
bis +55 °C
gewähren
können.
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Dieses
Steuerschaltmodul sollte im Kfz-Instrumentenbrettbereich des Cockpits
vibrationsgedämpft
installiert sein.