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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Verstellung einer verstellbaren
Kopfstütze eines Kraftfahrzeugsitzes nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
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Im
Rahmen der Erhöhung der passiven Sicherheit innerhalb eines
Kraftfahrzeuges leisten die an Kraftfahrzeugsitzen angebrachten
Kopfstützen einen wesentlichen Beitrag. Sie dienen der
Aufnahme von Beschleunigungskräften, die im Crash-Fall
auf den Kopf eines Fahrzeuginsassen einwirken. Um einen optimalen
Schutz bereitstellen zu können, sind die Kopfstützen
an den jeweiligen Fahrzeuginsassen bzw. seine Statur einzustellen,
so dass sie in etwa auf Höhe der Ohren am Kopf des Fahrzeuginsassen
angreifen. Eine zu hoch oder zu niedrig angreifende Kopfstütze
erhöht dagegen das Verletzungsrisiko im Crash-Fall. Aus
diesem Grund sind aus dem Stand der Technik höhenverstellbare
und kippbare Kopfstützen weithin bekannt, die eine Einstellung
der Kopfstütze durch den Fahrzeuginsassen erlauben.
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Auch
ist aus dem Stand der Technik eine Automatisierung der Höhenverstellung
von Kopfstützen bekannt. So wird in der
DE 37 30 210 A1 eine Vorrichtung
zur Höhenverstellung einer Kopfstütze beschrieben,
mit der eine individuelle Anpassung anhand einer die Kopfhöhe
erfassenden Sensoranordnung möglich ist.
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Die
auf dem der Kopfstütze zugeordneten Fahrzeugsitz befindliche
Person sollte jedoch bei niedrigster Höhenstellung der
Kopfstütze noch mit ihrem Kopf oder Nacken die Kopfstütze
berühren. Weiterhin ist die beschriebene Erfindung nur
für eine einmalige, d. h. vor dem Fahrtantritt vorzunehmende, Einstellung
gedacht, die zudem nicht berücksichtigt, ob der Fahrzeugsitz
durch eine Person oder einen Gegenstand belegt ist.
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Mit
der
DE 44 33 601 C1 werden
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aktivierung bzw. Deaktivierung
von sicherheitsrelevanten Systemen innerhalb der Fahrgastzelle eines
Kraftfahrzeuges beschrieben. Darin wird unter anderem eine Sensoreinrichtung
beschrieben, die auf den Kopfbereich des Kraftfahrzeugsitzes fokussiert
ist, um so eine Belegung durch einen Fahrzeuginsassen festzustellen. Neben
der spezifischen Anpassung an den Fahrzeuginsassen bzw. seine Sitzposition
wird damit des Weiteren die Aktivierung bzw. Deaktivierung weiterer Sicherheitseinrichtungen,
wie z. B. Airbags, gesteuert. Nachteilig bleibt bei dieser Erfindung
einerseits die Personen gebundene Einstellung der Kopfstütze, die
stets eine Messung der Sitzbelegung für eine Positionsverstellung
voraussetzt. Andererseits wird bei einer nicht detektierten Sitzbelegung
nur die unterste Verstellposition der Kopfstütze angefahren.
In dieser Position erhöht aber die Kopfstütze
im Zweifelsfall das Verletzungsrisiko für einen Fahrzeuginsassen, wenn
die Belegung fehlerhaft detektiert wurde.
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Der
Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren bereit
zu stellen, das die genannten Nachteile überwindet und
eine automatische Verstellung der Kopfstütze verbessert.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach
ist ein Verfahren zur automatischen Verstellung einer Kopfstütze
eines Kraftfahrzeugsitzes vorgesehen, wobei die Kopfstütze
mittels einer Sensoranordnung und einer elektronisch gesteuerten
Verstelleinrichtung individuell so an einen Fahrzeuginsassen auf
dem Kraftfahrzeugsitz eingestellt werden kann, dass sich die Kopfstütze
in einer Einstellposition befindet, die als möglichst optimal
zur Aufnahme von im Crash-Fall auf den Kopf des Fahrzeuginsassen
wirkende Beschleunigungskräften definiert ist. Dabei kann
die Verstelleinrichtung über eine Steuereinheit gesteuert
werden, die mindestens ein Signal wenigstens eines Sensors bewertet,
um die Verstellung der Kopfstütze mittels der Verstelleinrichtung
zu steuern. Wenigstens ein Signal von dem wenigstens einen Sensor
dient dazu, eine Belegung des Kraftfahrzeugsitzes festzustellen.
Die Kopfstütze wird erfindungsgemäß nach
wenigstens einem ersten Signal an die Steuereinheit in eine Sicherheitsposition überführt,
die unabhängig von einem Fahrzeuginsassen ist und von der
Einstellposition abweichen kann. Erst auf wenigstens ein zweites
Signal hin wird die Kopfstütze individuell und in Abhängigkeit von
der Belegung des der Kopfstütze zugeordneten Kraftfahrzeugsitzes
eingestellt.
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Vorzugsweise
auf wenigstens ein drittes oder nachfolgendes Signal hin wird die
individuelle Einstellung der Kopfstütze überprüft
und/oder angepasst.
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Auf
diese Weise wird zunächst eine Sicherheitsposition der
Kopfstütze eingenommen, die nicht an eine spezifische Person
gebunden ist und auch in unvorhergesehenen Fällen ein Mindestmaß an
Sicherheit für den Kopfbereich eines Fahrzeuginsassen bereitstellt.
Hierbei wird die Kopfstütze auf ein erstes Signal hin,
das z. B. durch eine Sitzbelegung, die Aktivierung des Türschlosses
oder der Zündung, oder dem öffnen der Kraftfahrzeugtür
erzeugt wird, in eine Sicherheitsposition überführt.
Diese Sicherheitsposition der Kopfstütze wird im Wesentlichen
darüber definiert, dass die Kopfstütze in dieser
Position bzw. Lage zum einen keinen verletzungskritischen Bereich
zwischen dem oberen Rand der Rückenlehne und dem unteren
Rand der Kopfstütze freigibt. Zum anderen ist die Kopfstütze
in der Sicherheitsposition nicht zu niedrig eingestellt, so dass
keine erhöhte Gefahr für eine Verletzung des Nackenbereichs
bei größeren Fahrzeuginsassen besteht.
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Die
Steuereinheit bewertet das oder die Signale eines Sensors oder mehrerer
Sensoren vor Fahrtantritt, so dass bereits vor einer Bewegung des Kraftfahrzeugs
eine personenunspezifische Minimierung des Verletzungsrisikos im
Crash-Fall gewährleistet werden kann. Für die
Bewertung durch die Steuereinheit kann beispielsweise eine Auswertelogik
vorgesehen sein oder es handelt sich um ein einziges, bestimmtes
Signal, das unmittelbar die Einnahme der Sicherheitsposition durch
die Kopfstütze bedingt. Ein derartiges Signal wird vorzugsweise
von einem Sensor erzeugt, der direkt oder indirekt eine Sitzbelegung
detektiert. So kann er z. B. im Gurtschloss untergebracht sein und
beim Einrasten bzw. Schließen des Sicherheitsgurtes ein
Signal erzeugen oder es handelt sich um einen Sensor oder eine Sensormatte,
die als „Sensor" im Sinne des erfindungsgemäßen
Verfahrens verstanden wird, im Sitzpolster oder der Kopfstütze
selbst. Ebenso sind in einem solchen Fall Gewichtssensoren in der
Sitzverstellmechanik oder ein optischer Sensor bzw. eine Kamera denkbar.
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Nach
dieser von der Statur eines Fahrzeuginsassen unabhängigen Überführung
in eine Sicherheitsposition wird die Kopfstütze auf ein
zweites Signal eines weiteren oder des gleichen Sensors hin auf
den Fahrzeuginsassen eingestellt. Die Kopfstütze nimmt
eine Einstellposition ein, die nach vordefinierten Parametern einen
bestmöglichen Schutz für den Fahrzeuginsassen
im Crash-Fall bereitstellen soll. Es wird mit anderen Worten eine
Feineinstellung vorgenommen oder ausgelöst, die an die
individuelle Kopfposition bzw. Körperhaltung angepasst
ist und folglich einen Insassenschutz im Crash-Fall gewährleistet,
der nach jeweiligen Wissenstand als „optimal" angesehen
wird.
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Dieses
zweite Signal oder Mehrzahl von zweiten Signalen, die über
eine Auswertelogik von der Steuereinheit bewertet werden, werden
vorzugsweise nach dem Antritt der Fahrt generiert. So erfolgt die
Einstellung der Kopfstütze an die Kopfposition bzw. Körperhaltung
während der Fahrt und die Kopfstütze wird nicht
anhand einer davon abweichenden Haltung justiert, die vor Fahrbeginn
eingenommen wurde.
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Folglich
kann mindestens ein zweites Signal von einem Sensor bewirkt werden,
der eine Bewegung des Kraftfahrzeugs feststellt. Alternativ oder
ergänzend wird das zweite Signal erst nach einer bestimmten
Fahrzeit erzeugt oder erfolgt auf Basis einer detektierten Bewegung
des Fahrzeuginsassen. Vorzugsweise wird eine Kombination von solchen zweiten
Signalen von der Steuereinheit bewertet und die Kopfstütze
damit auf Basis von unterschiedlichen Sensorsignalen eingestellt
bzw. ihre Einstellung aktiviert. In einer beispielhaften Ausführung
ist es somit möglich nach dem Fahrantritt und dem Erreichen
einer bestimmten Geschwindigkeit die Kopfstütze auf den
Fahrzeuginsassen individuell einzustellen.
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Als
Signal, das für eine Aktivierung der Feineinstellung dienen
kann, ist auch das Signal von einem Sensor an einer Gurtwickelspule
für einen Sicherheitsgurt verwendbar. Dabei wird davon
ausgegangen, dass nach dem Abrollen des Sicherheitsgurtes von einer
Spule oder Wickelrolle zum Anschnallen der Fahrzeuginsasse bei einer
gleich bleibenden Stellung der Wickelrolle eine gleich bleibende
Sitzhaltung einnimmt. Weiterhin kann ergänzend oder alternativ
ein Sensor ein Signal bereitstellen, wenn keine nennenswerte Kopfbewegung
registriert wird.
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Wird
in einer kostengünstigen und vereinfachten Variante nur
genau ein Sensor in dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet, der die Sitzbelegung detektiert, kann als zweites Signal
an die Steuereinheit die Veränderung des Sensorsignals herangezogen
werden. So wird beispielsweise über einen Drucksensor in
dem Kraftfahrzeugsitz die festgestellte, beibehaltene Haltung des
Fahrzeuginsassen als Grundlage für die Feineinstellung
der Kopfstütze bewertet. Aber auch die Unterbrechung der Sitzbelegungserkennung
kann Auslöser für die automatische, spezifische
Anpassung der Kopfstütze sein, da dann davon ausgegangen
werden kann, dass sich die Haltung des Fahrzeuginsassen verändert
hat.
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Maßgeblich
ist, dass über das zweite Signal oder eine Mehrzahl von
zu bewertenden zweiten Signalen bevorzugt gewährleistet
wird, dass sich der Fahrzeuginsasse entweder in einer gleich bleibenden
Position befindet oder zumindest eine solche gleich bleibende Position
in einer Fahrsituation nahe legt ist. Die Höhe und/oder
Lage der Kopfstütze kann daher angepasst werden, um ein
noch höheres Maß an Sicherheit für den
Fahrzeuginsassen bereit zu stellen. Selbstverständlich
kann die individuelle Einstellposition der Kopfstütze,
die auf mindestens ein zweites Signal hin eingenommen wird, von
der Sicherheitsposition unterschiedlich sein oder mit dieser übereinstimmen.
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Auf
ein drittes Signal oder eine Mehrzahl von dritten Signalen hin,
die von der Steuereinheit bewertet werden, erfolgt in einer bevorzugten
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
eine Überprüfung der aktuellen Einstellungen der
Kopfstütze. Wird mindestens ein derartiges Signal dahin
gehend bewertet, dass eine Neujustierung der Kopfstütze notwendig
ist, wird die Kopfstütze erneut an den Fahrzeuginsassen
bzw. seine neue Haltung angepasst.
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Auf
diese Weise wird garantiert, dass eine Änderung der Situation,
auf deren Basis eine erste spezifische Einstellung der Kopfstütze
vorgenommen wurde, auch zu einer Änderung der Kopfstützeneinstellung
führt. Für eine solche Überprüfung
der individuellen Positionierung bzw. deren Initiierung wird vorzugsweise
mindestens ein Signal wenigstens eines Sensors verwendet, das eine
deutliche Veränderung der Sitzposition vermuten lässt.
Hierbei kann es sich erneut um einen Sensor an der Gurtwickelspule oder
an einem für die Sitzverstellung genutzten Bauteil des
Kraftfahrzeugsitzes handeln. Ein derartiges drittes Signal kann
aber ebenso die Folge des Stillstandes des Kraftfahrzeuges oder
das Öffnen einer Kraftfahrzeugtür sein. In Ergänzung
oder als Basis für die Signalerzeugung ist auch die Vorgabe
von Zeitintervallen möglich, nach denen die bisherigen
Einstellungen der Kopfstütze neuerlich für den
Fahrzeuginsassen automatisch zu individualisieren sind.
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In
einem Ausführungsbeispiel kann eine relevante Bewegung
einer Gurtwickelspule durch einen Sensor registriert werden. Es
wird dann innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls überwacht,
ob sie ursprüngliche Stellung wieder einnimmt. Geschieht dies
nicht, ist von einer neuen Sitzhaltung oder einer veränderten
Sitzbelegung auszugehen. Die Steuereinheit wird diese zugehörigen „dritten"
Sensorsignale entsprechend bewerten, so dass die bisherige Einstellung
der Kopfstütze überprüft und gegebenenfalls eine
Anpassung der Einstellung verursacht wird. Eine derartige Überprüfung
bzw. Überwachung der Kopfstützeneinstellung wird
solange aufrechterhalten bis z. B. das Fahrzeug abgestellt wurde.
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Für
die individuelle Anpassung der Kopfstütze an einen detektierten
Fahrzeuginsassen sind grundsätzlich verschiedene Methoden
möglich. Vorzugsweise werden die Sensoren bzw. deren Signale, die
für die unterschiedlichen Verfahrensschritte genutzt werden,
auch für die Erfassung und automatische Anpassung der Kopfstütze
verwendet. Dies bedeutet, dass das mindestens eine Signal eines
Sensors bevorzugt nicht nur die Personen bezogene Kopfstützenanpassung
oder deren Überprüfung aktiviert. Vielmehr ist
es gleichzeitig zumindest ein Teil des entsprechenden Verfahrens
bzw. der zugehörigen Vorrichtung und bedingt z. B. einen
Sollwert für die Verstellung der Kopfstütze.
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Im
Rahmen des Verfahrens kann eine Steuereinheit dazu ausgebildet und
vorgesehen sein eine Mehrzahl von ersten, zweiten, dritten und/oder
nachfolgenden Sensorsignalen zu bewerten. Dadurch wird es möglich,
jeweils erst nach dem Zusammentreffen mehrer Signale die Überprüfung
der Einstellung bzw. die Neuausrichtung der Kopfstütze
zu veranlassen.
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Um
den Fahrzeuginsassen auf dem jeweiligen Kraftfahrzeugsitz und/oder
den Fahrer des Kraftfahrzeugs über eine aktuelle oder eine
durchgeführte Verstellung der Kopfstütze zu informieren,
sieht das erfindungsgemäße Verfahren in einer
bevorzugten Variante eine visuelle oder akustische Meldung vor. Über
eine Anzeige oder Audiokomponente wird der Fahrzeuginsasse bzw.
der Fahrer somit über den Verlauf der automatischen Einstellung
der Kopfstütze in Kenntnis gesetzt.
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Das
Verfahren wird vorzugsweise dahin gehend erweitert, dass mittels
einer elektronischen Diagnoseeinheit ein Fehler protokolliert wird,
falls die Verstellung respektive die Bewegung der Kopfstütze nicht
erfolgreich durchgeführt werden konnte. So wird es z. B.
möglich den Fehler in einer Werkstatt auszulesen und die
Art des Fehlers leichter zu bestimmen.
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Eine
nur unvollständig durchgeführte oder ausbleibende
Verstellung der Kopfstütze führt unter Umständen
dazu, dass sich die Kopfstütze in einer Position oder Lage
befindet, die das Verletzungsrisiko für einen Fahrzeuginsassen
erhöht. Aus diesem Grund wird vorzugsweise vorgesehen,
die Kopfstütze in die Sicherheitsposition zu verfahren,
wenn eine Verstellung nicht erfolgreich durchgeführt bzw.
eine angestrebte Zielposition und/oder Endlage der Kopfstütze
nicht erreicht wurde.
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Sollte
auch die Überführung in die Sicherheitsposition
nicht möglich sein, werden der Fahrzeuginsasse und/oder
der Fahrer nicht nur darüber, wie zuvor beschrieben, informiert,
sondern es ist dann vorzugsweise vorgesehen, eine manuelle Einstellung
der Kopfstütze zu gestatten. Dadurch wird eine potentiell
erhöhte Verletzungsgefahr, die nicht mehr automatisch zu
minimieren ist, optional durch einen Fahrzeuginsassen reduziert.
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Um
auszuschließen, dass der Fahrzeuginsasse in einem solchen
Fall die Kopfstütze nur nach Komfortaspekten einstellt
und möglicherweise die Kopfstütze so justiert,
dass sie im Crash-Fall keinen optimalen Schutz bereitstellt, ist
dem Fahrzeuginsassen vorzugsweise nur eine Überführung
in die Sicherheitsposition gestattet.
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Das
beschriebene Verfahren zur automatischen Einstellung einer Kopfstütze
sieht in einer weiteren Ausprägung vor, die Kopfstütze
in ihre unterste Verstellposition zu verfahren, wenn festgestellt
wurde, dass der Kraftfahrzeugsitz nicht belegt ist oder mit einem
Gegenstand belegt ist. So wird eine maximale Sicht nach hinten ermöglicht,
falls die Schutzfunktion der Kopfstütze nicht benötigt
wird.
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Je
nach Ausführung der Sensoren, die die für das
Verfahren relevanten Signale erzeugen, kann eine derartige Feststellung
der Sitzbelegung bzw. Art der Sitzbelegung bereits bei dem ersten
von der Steuereinheit zu bewertenden Signal oder Signalen erfolgen.
Dementsprechend ist die Möglichkeit eingeschlossen, dass
die Kopfstütze direkt im Anschluss an die Sicherheitsposition
in die unterste Verstellposition überführt wird.
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Ebenfalls
ist in einer bevorzugen Variante des Verfahrens vorgesehen, dass
die Sensoren oder der genau eine Sensor, die im Rahmen des beschriebenen
Verfahrens zum Einsatz kommen, nicht nur die automatische Einstellung
der Kopfstütze aktivieren. Es wird vielmehr favorisiert,
dass wenigstens ein Sensor bzw. mindestens ein Signal des wenigstens einen
Sensor zumindest ein Teil einer Sensoranordnung ist, anhand derer
die automatische individuelle Einstellung oder Anpassung der Kopfstütze
vorgenommen wird.
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Hierunter
wird beispielsweise verstanden, dass ein solcher Sensor oder solches
Signal von der Steuereinheit oder einer zusätzlichen Auswerteeinheit
dahin gehend bewertet wird, dass er oder es als Grundlage für
die Sollverstellung der Kopfstütze dient.
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Die
zur Durchführung des Verfahrens verwendete Vorrichtung
besteht neben dem wenigstens einen Sensor aus der Steuereinheit
zur Bewertung des mindestens einen Signals des wenigstens einen Sensors
sowie zur Steuerung der Verstellung der Kopfstütze. Die
Steuereinheit ist des Weiteren mit der Verstelleinrichtung und der
Sensoranordnung für die individuelle Einstellung der Kopfstütze
verbunden. Sie weist weiterhin eine Auswertelogik auf, die die Signale
von einem Sensor oder mehreren Sensoren als erste, zweite und gegebenenfalls
dritte Signale für die automatische Verstellung im Sinne
des erfindungsgemäßen Verfahrens bewertet.
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Unter
der Verstelleinrichtung wird folglich jedwede mechanische und/oder
elektronische Vorrichtung verstanden, mit der die Kopfstütze
zu justieren ist und relativ zu einer Rückenlehne des Kraftfahrzeugsitzes
zu positionieren ist. Sie kann auf ein Steuersignal der Steuereinheit
hin die Einstellung der Kopfstütze realisieren und hierfür
mit weiteren oder übereinstimmenden Sensoren verbunden
sein, die ihr die Ermittlung von Ist-Daten der Position des Fahrzeuginsassen
respektive von Soll-Daten der Kopfstützenposition erlauben.
Ebenso können diese Funktionalitäten von der Steuereinheit
bereitgestellt werden und die Verstelleinrichtung führt
nur die von der Steuereinheit vorgegebene Einstellung aus. Gegebenenfalls
weist die Verstelleinrichtung den wenigstens einen notwendigen Antrieb
auf.
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In
einer bevorzugten Ausbildung der Vorrichtung ist die Steuereinheit
außerdem mit einer Diagnoseeinheit verbunden, die dafür
ausgebildet und vorgesehen ist, bei einer nicht erfolgreich durchgeführten
Verstellung der Kopfstütze den Fahrzeuginsassen visuell
und/oder akustisch darüber zu informieren und einen Fehler
zu protokollieren.
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Des
Weiteren kann auch diese Diagnoseeinheit dafür ausgebildet
sein, eine Verstellung der Kopfstütze in die Sicherheitsposition
zu initiieren, wenn die Verstellung der Kopfstütze nicht
erfolgreich durchgeführt wurde. Hierzu generiert sie beispielsweise
ein Steuersignal, das an die Steuereinheit oder unmittelbar an die
Verstelleinrichtung übermittelt wird.
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Um
die Sensorik bzw. die Vorrichtung möglichst Platz sparend
und effektiv unterzubringen, ist vorzugsweise mindestens ein Sensor
in der Kopfstütze integriert. Aus demselben Grund wird
bevorzugt ein Antrieb für die Verstellung der Kopfstütze
in die Steuereinheit integriert.
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Damit
die Feststellung der Sitzbelegung oder gegebenenfalls eine Veränderung
der Köperhaltung des Fahrzeuginsassen umfassend und weitestgehend
störungsunempfindlich detektiert werden kann, wird vorzugsweise
wenigstens ein Sensor der Vorrichtung als Ultraschallsensor ausgebildet.
Alternativ oder ergänzend kann weiterhin wenigstens ein
Sensor als optischer Sensor, z. B. als Kamera, ausgebildet sein.
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Die
Vorrichtung ist entsprechend den zuvor gemachten Ausführungen
in einer weiteren Ausgestaltung dafür ausgebildet und vorgesehen,
dass ein Fahrzeuginsasse die Kopfstütze nur dann manuell einstellen
kann, wenn die automatische Einstellung nicht durchführbar
ist. Damit wird einerseits garantiert, dass der Fahrzeuginsasse
eine optimale Einstellung dieses Sicherheitssystems voraussetzen kann,
sofern er nicht sichtbar oder hörbar von einer fehlerhaften
Funktion informiert wird. Andererseits wird ihm im Fall einer Fehlfunktion
zumindest eine manuelle Justierung erlaubt. Diese wird dann aber
in einer bevorzugten Ausführung nur insoweit gestattet, dass
die Kopfstütze in die Sicherheitsposition zu überführen
ist. So kann ausgeschlossen werden, dass der Fahrzeuginsasse unter
Umständen eine im Crash-Fall ungünstige Stellung
wählt. Eine solche Ausführungsform ist z. B. über
eine mechanische Einrastfunktion an der Verstelleinrichtung in einfacher
Weise bereitzustellen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren
deutlich werden.
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Es
zeigen:
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1A eine
Seitenansicht eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem darauf befindlichen
Fahrzeuginsassen und einer Kopfstütze in der Sicherheitsposition;
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1B in
Seitenansicht den Kraftfahrzeugsitz der 1A mit
der Kopfstütze in der Sicherheitsposition und einen auf
dem Kraftfahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen, der kleiner
ist als der Fahrzeuginsasse der 1A;
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2A eine
Seitenansicht eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem darauf befindlichen
Fahrzeuginsassen entsprechend der 1A und
der Kopfstütze in einer individuell angepassten Einstellposition;
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2B eine
Seitenansicht eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem darauf befindlichen
Fahrzeuginsassen entsprechend der 1B und
der Kopfstütze in einer individuell angepassten Einstellposition;
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3 ein
schematisches Ablaufdiagramm einer Verfahrensvariante.
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Die 1A zeigt
in Seitenansicht einen Kraftfahrzeugsitz 5 mit einer Sitzfläche 50,
einer Rückenlehne 51 und einer Kopfstütze 8.
Die Kopfstütze 8 ist mit der Rückenlehne 51 über
eine Verstelleinrichtung verbunden, als deren Bestandteil in der 1A eine
Haltestange 60 dargestellt ist. Die Haltestange 60 ragt
am oberen Ende der Rückenlehne 51 heraus und ist
an oder in der Kopfstütze 8 befestigt. In einer
bekannten Ausprägung einer Verstelleinrichtung kann die
Kopfstütze 8 über einen Antrieb, der
mit der Haltestange 60 in Wirkkontakt steht relativ zu
der Rückenlehne 51 bewegt werden. Es ist weiterhin
ein Fahrzeuginsasse P1 auf dem Kraftfahrzeugsitz 5 sitzend
dargestellt. Sein Kopf K1 berührt die Kopfstütze 8 mit
dem Hinterkopf an einer Kontaktstelle 801.
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Die
Kopfstütze 8 befindet sich in der gezeigten Darstellung
in der Sicherheitsposition, die auf mindestens ein erstes Signal
hin eingenommen wird. Diese zeichnet sich im Wesentlichen dadurch
aus, dass sich die Kopfstütze 8 in einer Position
relativ zu der Rückenlehne 51 befindet, in der
im Fall eines Unfalls das Verletzungsrisiko für den Fahrzeuginsassen P1
minimiert wird. Zwischen der Kopfstütze 8 und
der Rückenlehne 51 wird daher kein Bereich freigegeben,
in den der Kopf einer auf dem Kraftfahrzeugsitz 5 befindlichen
Person passen könnte. Auch wird eine zu niedrig eingestellte
Kopfstütze 8 vermieden, bei der die Gefahr bestehen
würde, dass die Kontaktstelle 801 im Bereich des
Nackens des Fahrzeuginsassen P1 liegt. Dadurch würde im
Crash-Fall das Risiko eines Genickbruchs erhöht. Die Ausrichtung
und Höhe der Kopfstütze 8 relativ zu
der Rückenlehne 51 gewährleisten somit,
dass das Verletzungsrisiko für den Fahrzeuginsassen P1
durch eine falsch eingestellte Kopfstütze 8 nicht
unnötig erhöht wird.
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Wenigstens
ein erstes Signal, das die Einnahme der Sicherheitsposition der
Kopfstütze 8 veranlasst, wird beispielsweise von
einem Sensor erzeugt, der das Öffnen der Fahrzeugtüren
bei einem zuvor abgestellten Kraftfahrzeug oder den Einstieg eines
Fahrzeuginsassen P1 detektiert. So wird die Kopfstütze 8 vorzugsweise
vor einem möglichen Fahrtbeginn in die Sicherheitsposition
verfahren. In der hier gezeigten Variante ist ein Sensor S2 in der Kopfstütze 8 und
ein Sensor S1 in der Sitzfläche 51 untergebracht.
Hierbei kann es sich um Sensoren bekannter Bauart handeln, die beispielsweise
mittels Ultraschall oder Druckmessung in der Lage sind, eine Sitzbelegung
zu detektieren. Folglich wird in der gezeigten Darstellung der Sensor
S1 ein erstes Signal erzeugen, wenn der Fahrzeuginsasse P1 auf dem Kraftfahrzeugsitz 5 Platz
genommen hat.
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Für
eine optimale Einstellung sollte sich die Kontaktstelle 801 des
Hinterkopf eines Fahrzeuginsassen P1 mit der Kopfstütze 8 grundsätzlich
in einem Bereich des Hinterkopfes befinden, der in Seitenansicht
mit einer horizontal durch das Auge und das Ohr des Fahrzeuginsassen
verlaufenden Linie 81 definiert wird. Der in der 1A dargestellte
Fahrzeuginsasse P1 weist jedoch eine Haltung oder eine Statur auf,
mit der sich die Kontaktstelle 801 in der Sicherheitsposition
der Kopfstütze 8 unterhalb dieser Linie 81 befindet.
Durch die eingenommene Sicherheitsposition der Kopfstütze 8 erfährt
der Kopf K1 des Fahrzeuginsassen P1 im Fall eines Crashs aber zumindest
eine Abstützung an der Kontaktstelle 801, so dass
die Kopfstütze 8 einen Teil der wirkenden Beschleunigungskräfte
aufnehmen kann.
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Mit
der 1B wird die Funktionsweise der Sicherheitsposition
weiter verdeutlicht. Hier wird derselbe Kraftfahrzeugsitz 5 mit
einem kleineren darauf sitzenden Fahrzeuginsassen P2 dargestellt.
Durch die übereinstimmende Sicherheitsposition nimmt die Kopfstütze 8 eine
Ausrichtung bzw. Lage ein, in der auch der kleinere Fahrzeuginsasse
P2 mit seinem Kopf K2 über eine Kontaktstelle 802 an
seinem Hinterkopf an der Kopfstütze 8 anliegt.
Da der Fahrzeuginsasse P2 kleiner ist als der zuvor beschriebene
Fahrzeuginsasse P1 der 1A ist, liegt seine Kontaktstelle 802 mit
der Kopfstütze 8 über der Linie 81,
die die als „optimal" definierte Einstellposition der Kopfstütze 8 relativ
zum Kopf K2 des Fahrzeuginsassen P2 angibt.
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Aufgrund
der Tatsache, dass der Kopf K2 des Fahrzeuginsassen P2 aber in der
Sicherheitsposition an der Kopfstütze 8 anliegt,
ist offensichtlich, dass die unabhängig von einem Fahrzeuginsassen automatisch
eingenommene Sicherheitsposition das Verletzungsrisiko in jedem
Fall minimiert. Wird die Sicherheitsposition vor dem Beginn der
Fahrt eingenommen, kann bereits mit oder kurz nach dem Betreten
des Kraftfahrzeugs in einfacher Weise ein erhöhtes Maß an
Sicherheit für den Fahrzeuginsassen P2 bereitgestellt werden.
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Die
einzunehmende Sicherheitsposition richtet sich dabei nur nach dem
Kraftfahrzeugsitz 5 und ist in Abhängigkeit seiner
Ausführungsform voreingestellt. Es kann im Rahmen des Verfahrens
vorgesehen sein, dass die Sicherheitsposition an eine Sitzstellung
angepasst ist. Mit anderen Worten kann beispielsweise berücksichtigt
sein, dass bei einer starken Neigung der Rückenlehne 51 und
bei einem ersten Signal des Sensors 1 eine Sicherheitsposition von
der Kopfstütze 8 automatisch eingenommen wird,
die von einer Sicherheitsposition bei aufrechter Rückenlehne 51 abweicht.
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Mit
den 2A und 2B wird
der Kraftfahrzeugsitz 5 mit den Fahrzeuginsassen P1 und
P2 der vorangegangenen Figuren dargestellt, wobei sich die Kopfstütze 8 in
einer an den jeweiligen Fahrzeuginsassen P1 bzw. P2 angepassten
Lage befindet. Diese angepasste Lage erfolgt durch eine automatische
Einstellung der Kopfstütze 8. Diese erfolgt auf
wenigstens ein zweites Signal des Sensors S2 hin. In einer Ausführungsvariante
detektiert der Sensor S2 die Kopfbewegung oder Haltung des Kopfes K1
bzw. K2 des Fahrzeuginsassen P1 bzw. P2. Stellt der Sensor S2 über
einen längeren Zeitraum von einigen Sekunden nach Fahrtantritt
keine nennenswerte Bewegung des Kopfes K1 bzw. K2 mehr fest, erzeugt
er ein Signal. Es wird somit davon ausgegangen, dass der Fahrzeuginsasse
P1 bzw. P2 eine dauerhafte Haltung eingenommen hat bzw. eine bestimmte
Haltung auf dem Kraftfahrzeugsitz 5 beibehält.
Anhand der zu ermittelnden Haltung beziehungsweise auf Basis von
gemessenen Ist-Daten wird dann eine Sollstellung der Kopfstütze 8 bestimmt
und automatisch angefahren.
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Hierbei
kann es vorteilhaft sein, die Signal erzeugenden Sensoren S1 und
S2 nicht nur für die Aktivierung der Einstellung der Kopfstütze 8 zu
nutzen, sondern auf Basis ihrer Signale Ist-Daten zu ermitteln,
die für die Einstellung der Kopfstütze 8 genutzt werden.
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Natürlich
ist es auch möglich anstelle von nur einem Signal eines
Sensors eine Mehrzahl von Signalen des Sensors S1 und des Sensors
S2 über eine in einer Steuereinheit integrierte Auswertelogik
zu bewerten und dann die Einstellung der Kopfstütze 8 auszulösen
oder zu vollziehen. So wird beispielsweise die automatische individuelle
Anpassung der Kopfstütze 8 nur vorgenommen, wenn
ein als Ultraschallsensor ausgebildeter Sensor S2 den Kopf K1 bzw.
K2 eines Fahrzeuginsassen P1 bzw. P2 detektiert hat und über
einen weiteren Sensor in einem Gurtschloss des Sicherheitsgurtes
beim Anschnallen des Fahrzeuginsassen P1 bzw. P2 ein Signal erzeugt wurde.
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Durch
die individuelle Einstellung der Kopfstütze 8 erst
auf wenigstens ein zweites Signal hin wird die Schutzfunktion der
Kopfstütze 8 weiter verbessert. Wie beim Vergleich
mit den jeweiligen vorangegangenen Figuren ersichtlich wird, liegen
in den 2A und 2B nach
der Personen spezifischen Einstellung der Kopfstütze 8 die
Kontaktstelle 811 am Hinterkopf des Fahrzeuginsassen P1
und die Kontaktstelle 812 am Hinterkopf des Fahrzeuginsassen P2
auf der jeweiligen Linie 81. Es ist also von einer optimalen
Aufnahme der bei einem Unfall wirkenden Kräfte durch die
Kopfstütze 8 auszugehen.
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Ändert
sich nach dieser Einstellung der Kopfstütze 8 die
Haltung des Fahrzeuginsassen P1 bzw. P2 nochmals oder zumindest
wesentlich, ist bevorzugt vorgesehen, dass dies wenigstens ein weiteres drittes
Signal eines gezeigten oder zusätzlichen Sensors bedingt.
Ebenfalls eine über einen Sensor detektierte Sitzverstellung,
eine festgestellte Betätigung des Gurtschlosses oder die
Drehung einer Gurtwickelspule des Sicherheitsgurtes sind als solche
dritte oder nachfolgende Signale denkbar. Dadurch soll vorzugsweise
während der Fahrt sichergestellt werden, dass sich die
Kopfstütze 8 stets in einer dem Fahrzeuginsassen
angepassten Höhe und/oder Lage befindet. Es wird also eine Überwachung
respektive eine kontinuierliche Überprüfung der
Position des Fahrzeuginsassen P1 bzw. P2 angestrebt.
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Alternativ
oder ergänzend kann ein nachfolgendes Signal beim Stillstand
des Fahrzeugs oder beim öffnen zumindest einer Tür
erzeugt werden. Ebenso ist es im Rahmen des Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, entweder
dieses wenigstens eine dritte oder nachfolgende Signal für
die Aktivierung der Einstellung oder für die Einstellung
selbst zu verwenden.
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Grundsätzlich
kann anstelle von Signalen eines oder mehrerer Sensoren oder ergänzend
zu diesen mindestens ein zweites oder darauf folgendes Signal von
einer Zeitgebereinheit erzeugt werden. Dadurch wird eine Einstellung
der Kopfstütze 8 bzw. eine Überprüfung
der aktuellen Einstellung auch nach vorgegebenen Zeitintervallen
möglich.
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Wird über
den Sensor S1 keine Sitzbelegung festgestellt oder ist auf Basis
eines Signals des Sensors S2 davon auszugehen, dass der Sitz mit
einem Gegenstand und nicht mit einer Person belegt ist, wird die
Kopfstütze 8 vorzugsweise automatisch in die unterste
Verstellposition verfahren. Die Kopfstütze 8 stellt
somit einen maximal möglichen Sichtbereich für
den Fahrer des Kraftfahrzeugs bereit, wenn ihre Schutzfunktion nicht
benötigt wird.
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In
der 3 wird schematisch ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsvariante
des Verfahrens bzw. die Funktionsweise einer entsprechenden Vorrichtung
veranschaulicht. Um die Chronologie der ablaufenden Prozesse zu
verdeutlichen, wird eine Zeitachse dargestellt. Ihr Ursprung definiert
beispielsweise das Öffnen eines abgestellten Kraftfahrzeugs
oder den Einstieg eines Fahrzeuginsassen.
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Über
den Sensor S1 wird danach ein erstes Signal 10 an die Steuereinheit
S übermittelt. In Übereinstimmung mit den vorherigen
Figuren ist das Signal 10 des Sensor S1 eine Folge einer
festgestellten Sitzbelegung des Kraftfahrzeugsitzes 5.
Wie bereits ausgeführt, kann es sich aber beispielsweise
auch um das Signal eines Türschlosssensors oder eines anderen
Sensors handeln, der das Aufschließen und/oder Öffnen
des Kraftfahrzeugs detektiert.
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Die
Steuereinheit S bewertet das erste Signal 10 des Sensors
S1 umgehend. Hierfür weist sie bevorzugt eine Auswertelogik
auf, mit der sie ein Signal des Sensors S1 als erstes Signal 10 für
die Einnahme der Sicherheitsposition bewerten kann. Unter Umständen
ist damit auch in der Lage, nachfolgend erzeugte Signale des gleichen
Sensors für die individuelle Einstellung der Kopfstütze
zu nutzen. Die Steuereinheit 5 steht mit einer Verstelleinrichtung 6 in Kontakt,
die die Einnahme der Sicherheitsposition realisiert. Eine von der
Verstelleinrichtung 6 ausgeführte Verstellung
der Kopfstütze 8 bzw. das Erreichen der Soll-Position
wird von einer Diagnoseeinheit 7 überwacht.
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Die
Diagnoseeinheit 7 ist in der Lage, bei einer nicht erfolgreich
durchgeführten Verstellung der Kopfstütze 8 einen
Fehler zu protokollieren, der spätestens in einer Werkstatt
ausgelesen werden kann. Bevorzugt kann über die Diagnoseeinheit 7 eine
visuelle oder akustische Information über die Verstellung der
Kopfstütze 8 an den Fahrzeuginsassen oder zumindest
an den Fahrer des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Hierzu steht
sie beispielsweise mit einem Anzeigenelement im Innenraum der Fahrgastzelle
oder einer Audiokomponente in Kontakt.
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Im
vorliegenden Fall wird das Kraftfahrzeug bewegt, nachdem die Sicherheitsposition
eingenommen wurde. Ein Sensor S2', der vorzugsweise die Bewegung
des Kraftfahrzeugs detektiert oder eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit
feststellt, erzeugt ein zweites Signal 20 an die Steuereinheit
S. Um die Effizienz der Sensoranordnung zu erhöhen, wird
erst daraufhin der Sensor S2 in der Kopfstütze 8 aktiv. Stellt
er nun keine weitere Kopfbewegung eines Fahrzeuginsassen P1 bzw.
P2 fest, erzeugt er ein Signal 21 an die Steuereinheit
S. Für diese Annahme einer dauerhaften Fahrhaltung ist
es in einer einfacheren Variante natürlich möglich,
dass die Steuereinheit S das Signal 20 des Sensor S2' verwendet und
einen eingebauten Sensor S2 nur für die individuelle Einstellung
der Kopfstütze 8 zu nutzen.
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Im
gezeigten Diagramm bewertet die Steuereinheit S die zweiten Signale 20 und 21 der
Sensoren S2' und S2 und löst die individuelle Einstellung
der Kopfstütze 8 über die Verstelleinrichtung 6 aus.
Das an die Steuereinheit S übermittelte Signal 21 kann dabei
für die Vorgabe eines spezifischen Sollwerts genutzt werden.
Die optimale Anpassung der Kopfstütze 8 an die
auf dem zugeordneten Kraftfahrzeugsitz 5 befindliche Person
wird auch hier von der Diagnoseeinheit 7 überwacht.
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Um
eine permanente Anpassung der Kopfstütze 8 auf
unterschiedliche Gegebenheiten zu gewährleisten, wird auf
ein drittes Signal 30 an die Steuereinheit S eines weiteren
Sensors S3 hin die bisherige Einstellung der Kopfstütze 8 überprüft
bzw. über die Verstelleinrichtung 6 eine neuerliche
Anpassung der Kopfstütze 8 vorgenommen. Ein derartiges
drittes Signal 30 kann nach gewisser Fahrtzeit erfolgen oder
die Folge auf eine detektierte Änderung der Sitzposition
sein. In Übereinstimmung zu dem zuvor Beschriebenen wird
auch hier wieder die Verstellung der Kopfstütze 8 über
die Diagnoseeinheit 7 kontrolliert.
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In
einer alternativen Ausprägung werden mindestens ein drittes
Signal oder auch nachfolgende Signale von einem der Sensoren S1
oder S2 erzeugt, um die Anzahl der zu bewertenden Sensorsignale
bzw. der eingebauten Sensoren zu reduzieren. In diesem Sinne ist
es auch möglich, nur einen Sensor S2 vorzusehen, der die
Belegung des Kraftfahrzeugsitzes 5 detektiert. Hierfür
kann der eine Sensor S2 auch verschiedene Signale erzeugen.
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Weiterhin
ist es bevorzugt vorgesehen, dass nach einem von der Diagnoseeinheit 7 festgestellten Fehler,
d. h. bei einer nicht erfolgreich durchgeführten Verstellung
der Kopfstütze 8, die Kopfstütze 8 automatisch
in die Sicherheitsposition überführt wird. Hierfür
ist die Diagnoseeinheit 7 mit der Steuereinheit S und/oder
mit der Verstelleinrichtung 6 verbunden.
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Weiterhin
ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Fahrzeuginsasse die Einstellung
der Kopfstütze 8 nur selbst vornehmen kann, wenn
die Sicherheitsposition nicht automatisch eingenommen werden konnte.
Um dann aber eine verletzungskritische Einstellung der Kopfstütze 8 auszuschließen, wird
favorisiert, dass die Kopfstütze 8 manuell nur
in die Sicherheitsposition zu überführen ist.
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Bei
einer entsprechend gestalteten Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens ist dies beispielsweise durch eine Einrastfunktion
als Teil der Verstelleinrichtung 6 möglich. Dazu
kann an der Haltestange 60 eine Aussparung vorgesehen sein,
in die ein Stift oder Riegel im Fall der gescheiterten automatischen
Verstellung der Kopfstütze 8 eingreift, wenn sie
in die Sicherheitsposition überführt wurde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3730210
A1 [0003]
- - DE 4433601 C1 [0005]