DE102004004546A1

DE102004004546A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Unfallfolgen für Personen mit und/oder in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004004546A1
Application number: DE102004004546A
Authority: DE
Inventors: Mirko Dr. Junge; Markus Gonter; Markus Jungmichel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-01-24
Also published as: DE102004004546C5; DE102004004546B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung von Unfallfolgen für Personen mit und/oder in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Sensorik zur Erfassung eines bevorstehenden Unfalls, wobei bei Erfassung eines Signals für einen bevorstehenden Unfall ein sensorisches Reizsignal für die Fahrzeuginsassen und/oder Passanten erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung von Unfallfolgen für Personen mit und/oder in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Sensorik zur Erfassung eines bevorstehenden Unfalls.

Zur Vermeidung von Unfallfolgen für Personen in einem Kraftfahrzeug sind die verschiedensten Maßnahmen bekannt. Die am weitesten verbreitete Maßnahme ist das Vorsehen von Rückhaltemitteln wie Gurte oder Airbags, wobei letztere zunehmend serienmäßig eingesetzt werden. Im Regelfall ist diesen Rückhaltemitteln eine Sensorik zur Erkennung eines Unfalls zugeordnet. Für die konkrete Ausbildung der Sensorik kommen verschiedene Sensoren in Frage, die auch miteinander kombiniert werden können, wie beispielsweise Beschleunigungssensoren, Abstandssensoren von ADR-Systemen oder Kameras. Weiter sind auch gestufte Auslösemechanismen bekannt, wobei je nach Grad der Wahrscheinlichkeit eines Unfalls beispielsweise ein Gurt vorgespannt wird. Die Maßnahmen zum Schutz von Passanten beschränken sich derzeit auf die Entwicklung neuer Werkstoffe am Kraftfahrzeug, die das Verletzungsrisiko minimieren sollen. Allerdings kommt es vor, dass die Fahrzeuginsassen durch die Auslösung der Rückhaltemittel verletzt werden.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mittels derer der Schutz von Personen in und/oder außerhalb eines Kraftfahrzeuges bei einem Unfall verbessert wird.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu wird bei Erfassung eines Signals für einen bevorstehenden Unfall ein sensorisches Reizsignal für die Fahrzeuginsassen und/oder Passanten erzeugt. Durch einen weit überschwelligen, sensorischen Reiz wird die Aufmerksamkeit erregt. Eine muskelrelaxierte Person spannt die Muskulatur an und verhindert somit eine Hyperflexion und verleiht dem Körper genau in der Crash-Situation die maximale Steifigkeit. Dabei liegen der Erfindung folgende Erkenntnisse zugrunde:
Das knöcherne Skelett wird durch den Muskel/Sehnenapparat aufgerichtet und stabilisiert. So wird z.B. die Halswirbelsäule nur durch die Zugwirkung der autochthonen Halsmuskulatur in die ,Normalposition' gebracht. Im ermüdeten Zustand oder unter Einwirkung von Muskelrelaxantien (Alkohol, Sedativa etc.) wird der Muskeltonus herabgesetzt, die Haltefunktion kann nur noch bedingt aufrechterhalten werden und die Person sackt in sich zusammen'. Im relaxierten Zustand findet sich eine Überbeweglichkeit der Gelenke, d.h. die Gelenke können passiv, also durch eine äußere Kraft weiter, mit weniger Energieaufwand und schneller durchbewegt werden, als dies im Normalzustand möglich wäre.

Trifft ein sich aufblasender Airbag auf einen relaxiert vor der Brust hängenden Kopf, so wird dieser durch die Beschleunigung des Airbags in anterior-posterior (a.p.)-Richtung um die Halswirbelsäule beschleunigt. Es kann zur so genannten Hyperextension mit u.a. Knochen/Knorpelschaden an der Halswirbelsäule, einem diffusen Axonschaden im Halsbereich des Rückenmarks, diffusen Einblutungen in die Halsmuskulatur und Gefäßschäden im Halsbereich kommen. Des Weiteren kann es durch die kardanische Aufhängung des Gehirns im Kopf zu Anstoßverletzungen des Gehirns an der Innenseite der Schädelkalotte kommen. Ähnliche Probleme ergeben sich bei einem entspannten Anlehnen des Kopfes an die Seitenscheibe bei Curtain-Airbag Auslösung: Hier würde der Curtain eine nicht senkrechte Kraft auf den Kopf verursachen, wobei je nachdem in welche Richtung der Kopf angestoßen bzw. beschleunigt wird, es zu einer Hyperflexion, einer Hyperextension oder einer HWS-Distorsion kommen kann. Der bereits seitlich geneigte Kopf wird dann lateral, nach vorn oder hinten und/oder in eine Drehbewegung versetzt. Die zu erwartenden Schäden sind gravierender als bei einer Hyperextension durch den Frontairbag. Es kann neben den bereits beschriebenen Folgen auch zur Luxation im HWS-Bereich, also einer diskoligamentären Verletzung kommen. Allen Verletzungen geinsam ist die Gefahr einer Rückenmarksbeteiligung im Sinne eines diffusen Axonschadens.

Diesem Problem wird bisher durch die Aufblasstärke bzw. gestuften Aufblasstufen Rechnung getragen. Zur weiteren Reduzierung der Unfallfolgen wird nun durch das Reizsignal die Aufmerksamkeit erregt. Die anfänglich muskelrelaxierte Person kontrahiert hierdurch kurzzeitig sämtliche Muskeln der willkürlichen Muskulatur. Hierdurch wird einer Hyperflexion entgegengewirkt und dem Körper genau in der Crash-Situation die maximale mögliche Steifigkeit verliehen. Die Steifigkeit verringert sowohl ein passives Durchbewegen von Gelenken durch die Massenträgheit des Körpers, als auch ein aktives Durchbewegen durch einen Airbag oder einen Fahrzeuganstoß.

Bei einem Passanten liegt die Situation nämlich ähnlich. Auf einen menschlichen Körper kann die größte Beschleunigung in a.p.-Richtung ohne Verletzungen einwirken. Für einen Passanten wäre es daher sinnvoll, sich zum auf sich zufahrenden Kraftfahrzeug hinzuwenden. Betrunkene neigen zu diesem Verhalten, was deren geringeren Verletzungen gegenüber nüchternen Fußgängern erklärt. Durch das sensorische Reizsignal wird nun die Aufmerksamkeit des Passanten erregt, so dass sich dieser neben der Muskelspannung zur Reizquelle wendet.

Vorzugsweise wird als sensorisches Reizsignal ein akustisches Warnsignal verwendet. Dabei kann weiter vorzugsweise vorgesehen sein, dass insbesondere für die Passanten das akustische Warnsignal durch Betätigung der Fahrzeug-Hupe erfolgt. Prinzipiell kann die Fahrzeug-Hupe auch für die sensorische Reizung der Fahrzeuginsassen verwendet werden, wobei hier jedoch vorzugsweise andere Signalton-Generatoren verwendet werden, wie beispielsweise eine Audio-Quelle, die schlagartig mit hoher Lautstärke eingeschaltet wird. Aber auch einfache Signalton-Generatoren, wie beispielsweise das übliche Warnsignal beim Aussteigen mit eingeschalteten elektrischen Verbrauchern, können verwendet werden, wobei vorzugsweise deren Lautstärke gegenüber dem „Normalbetrieb" erhöht wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur akustischen Warnung eines Passanten mindestens zwei unabhängige Signaltongeneratoren, beispielsweise zwei Hupen, die derart angesteuert werden können, dass eine Richtcharakteristik erzeugt wird, so dass der Schall für den Passanten eindeutig aus Richtung der Fahrzeugfront kommt. Dieses Prinzip kann auch auf den Fahrer angewendet werden, wobei durch eine richtungsabhängige Warnung der Fahrer auf die Gefahrenquelle hingewiesen werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das sensorische Reizsignal vor der Auslösung eines Rückhaltemittels erzeugt, so dass dann, wenn das Rückhaltemittel auslöst, die erhöhte Körperspannung bereits vorliegt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Fahrzeuginsassen ergänzend zur akustischen Reizung oder alternativ haptisch und/oder visuell gereizt. Eine ergänzende oder alternative Reizung der Passanten durch Licht, beispielsweise durch ein Aufblenden der Scheinwerfer, ist auch denkbar.

Bevorzugt wird die Reizung primär auf den Fahrer ausgerichtet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann mittels einer geeigneten Sensorik, beispielsweise einer Kamera oder verschiedener Sitzhaltungssensoren, die Körperspannung bzw. Körperhaltung abgefragt werden. Dadurch kann beispielsweise die Vorrichtung deaktiviert werden, falls alle Fahrzeuginsassen bereits eine ausreichende Körperspannung aufweisen oder keine Beifahrer vorhanden sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Reduzierung von Unfallfolgen für Personen mit und/oder in einem Kraftfahrzeug.
Die Vorrichtung 1 umfasst mindestens eine Sensorik 2 zur Erfassung eines bevorstehenden Unfalls, mindestens ein Airbag-Steuergerät 3, mindestens einen Airbag 4, mindestens eine Audio-Quelle 5, mindestens einen Lautsprecher 6, eine Fahrzeug-Hupe 7 und Scheinwerfer 8.
Die Sensorik 2 erfasst eine Situation, wo das Auslösen des Airbags 4 notwendig wird bzw. ein Zusammenstoß mit einem Fußgänger bzw. Passanten unumgänglich ist. Die Sensorik kann dabei verschiedenartig ausgebildet sein und gegebenenfalls mehrere Sensoriken umfassen, dessen Signale miteinander verknüpft werden. Die Sensorik kann beispielsweise als Kamera, Abstandssensorik und/oder Beschleunigungssensor ausgebildet sein. Dieses Signal der Sensorik 2 wird an das Airbag-Steuergerät 3 übertragen. Dabei kann vorgesehen sein, dass jedem Airbag 4 im Kraftfahrzeug ein Airbag-Steuergerät zugeordnet ist oder ein Airbag-Steuergerät 3 mehrere Airbags 4 ansteuert, wobei hier aus Gründen der Übersicht nur ein Airbag 4 dargestellt ist. Das Airbag-Steuergerät 3 generiert dann in Abhängigkeit der Signale der Sensorik 2 das Zündsignal für den Airbag 4. Des Weiteren steuert das Airbag-Steuergerät 3 die Audio-Quelle 5 an, dass diese über den Lautsprecher 6 ein lautes akustisches Signal abgibt, wobei die Steuerung des Airbag-Steuergerätes 3 derart erfolgt, dass die Audio-Quelle 5 vor der Zündung des Airbags 4 erfolgt. Durch diesen akustischen Reiz werden die Fahrzeuginsassen aufmerksam und deren Muskelspannung steigt, so dass beim Aufblasen des Airbags 4 dieser auf eine gespanntere Muskulatur der Fahrzeuginsassen trifft.
Des Weiteren steuert die Sensorik 2 die Fahrzeug-Hupe 7 und die Scheinwerfer 8 an, wenn die Sensorik 2 einen bevorstehenden Unfall mit einem Passanten erfasst. Dabei kann die Ansteuerung der Scheinwerfer 8 in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit erfolgen, da ein Anleuchten bei hellem Tageslicht keinen spürbaren visuellen Reiz erzeugt. Insbesondere durch den akustischen Reiz der Fahrzeug-Hupe 7 wird die Aufmerksamkeit des Passanten erregt, dessen Muskelspannung sich ebenfalls erhöht und der sich zum Kraftfahrzeug wendet, so dass die maximale Beschleunigung in a.p.-Richtung erfolgt.

Claims

Verfahren zur Reduzierung von Unfallfolgen für Personen mit und/oder in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Sensorik zur Erfassung eines bevorstehenden Unfalls, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassung eines Signals für einen bevorstehenden Unfall ein sensorisches Reizsignal für die Fahrzeuginsassen und/oder Passanten erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein akustisches Warnsignal abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Passanten das akustische Warnsignal durch Betätigung der Fahrzeug-Hupe (7) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sensorische Reizsignal vor der Auslösung eines Rückhaltemittels erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuginsassen durch haptische und/oder visuelle Reizsignale beaufschlagt werden.
Vorrichtung zur Reduzierung von Unfallfolgen für Personen mit und/oder in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Sensorik zur Erfassung eines bevorstehenden Unfalls, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals umfasst, die in Abhängigkeit der Signale der Sensorik (2) ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals als akustischer Signaltongenerator ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der akustische Signaltongenerator als Fahrzeug-Hupe (7) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der akustische Signaltongenerator eine Audio-Quelle (5) im Kraftfahrzeug ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines sensorischen Reizsignals mit einem Rückhaltemittel derart gekoppelt ist, dass vor Auslösung des Rückhaltemittels das sensorische Reizsignal erzeugt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Fahrzeuginsassen eine Einrichtung zur Erzeugung von haptischen und/oder optischen Reizsignalen zugeordnet ist.