DE102011122416A1

DE102011122416A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102011122416A1
Application number: DE102011122416A
Authority: DE
Inventors: Walter Eberle; Julien Richert; Hendrik Walther
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-12-24
Filing date: 2011-12-24
Publication date: 2012-09-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug, welches zumindest einen Fahrzeugsitz (1) mit einem Sitzpolster (1.1), einer Sitzlehne (1.2) und einer Kopfstütze (1.3) umfasst. Erfindungsgemäß ist innerhalb der Sitzlehne (1.2) ein aufblasbarer Gassack (2) angeordnet, welcher bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden, Heckkollision oder bei Eintritt der Heckkollision mit einem Gas beaufschlagbar und derart entfaltbar ist, dass die Kopfstütze (1.3) in Richtung eines Fahrzeuginsassen (3) bewegbar ist und dass der Fahrzeuginsasse (3) in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug, umfassend zumindest einen Fahrzeugsitz mit einem Sitzpolster, einer Sitzlehne und einer Kopfstütze.
Aus der DE 10 2009 043 113 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schützen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeugsitz eines Fahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, bekannt. Der Fahrzeugsitz umfasst zumindest eine Sitzfläche, eine Sitzlehne und eine Kopfstütze. Bei einem sich anbahnenden Heckaufprall oder bei einem Heckaufprall wird durch eine aktive Bewegung der Sitzlehne und/oder der Kopfstütze eine Kraft in Wirkrichtung der durch den Heckaufprall wirkenden Stoßkraft auf den Fahrzeuginsassen aufgebracht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Vorrichtung zum Insassenschutz in einem Fahrzeug umfasst zumindest einen Fahrzeugsitz mit einem Sitzpolster, einer Sitzlehne und einer Kopfstütze. Erfindungsgemäß ist innerhalb der Sitzlehne ein aufblasbarer Gassack angeordnet, welcher bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden, Heckkollision oder bei Eintritt der Heckkollision mit einem Gas beaufschlagbar und derart entfaltbar ist, dass die Kopfstütze in Richtung eines Fahrzeuginsassen bewegbar ist und der Fahrzeuginsasse in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist oder der Insasse früher an die Fahrzeugbewegung angekoppelt wird.
Mittels der Entfaltung des Gassackes innerhalb der Sitzlehne ist der Fahrzeuginsasse derart bewegbar, dass in besonders vorteilhafter Weise eine aus der Heckkollision resultierende, also eine kollisionsbedingte Beschleunigung, die auf den Fahrzeuginsassen wirkt, den Fahrzeuginsassen weniger stark belastet.
Der Fahrzeuginsasse ist vor einem Kollisionszeitpunkt oder zu dem Kollisionszeitpunkt in Kollisionsrichtung, d. h. in Richtung einer aus der Heckkollision resultierenden Krafteinwirkung, beschleunigbar, wodurch eine Differenz zwischen der kollisionsbedingten Beschleunigung und der Beschleunigung des Fahrzeuginsassen reduzierbar ist.
Zudem ist dadurch, dass die Kopfstütze in Richtung des Fahrzeuginsassen bewegbar ist, ein Abstand zwischen der Kopfstütze und dem Kopf des Fahrzeuginsassen minierbar, so dass ein Risiko von Verletzungen, insbesondere der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen, wenigstens vermindert ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine erste Ausführungsform einer Anordnung eines Gassackes in einem Fahrzeugsitz zur Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen bei einer Heckkollision eines Fahrzeuges,
2 schematisch den Fahrzeugsitz mit entfaltetem Gassack in einer Seitensicht,
3 schematisch einen Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz bei erfasster, dem Fahrzeug bevorstehender, Heckkollision,
4 schematisch den Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz zu einem Kollisionszeitpunkt,
5 schematisch den Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz während der Heckkollision,
6 schematisch eine zweite Ausführungsform einer Anordnung eines Gassackes in einem Fahrzeugsitz zur Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen bei einer Heckkollision,
7 schematisch den Fahrzeugsitz gemäß 6 in einer Seitenansicht,
8 schematisch eine dritte Ausführungsform einer Anordnung eines Gassackes in einem Fahrzeugsitz zur Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen bei einer Heckkollision und
9 schematisch den Fahrzeugsitz in einer Seitenansicht.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 und 2 zeigen einen Fahrzeugsitz 1 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, wobei der Fahrzeugsitz 1 in 1 in einer perspektivischen Ansicht und in 2 in einer Seitenansicht dargestellt ist. Dabei ist der Fahrzeugsitz 1 in Fahrtrichtung des Fahrzeuges angeordnet, wobei es sich bei dem Fahrzeugsitz 1 beispielsweise um einen Fahrer- oder einen Beifahrersitz handelt.
Der Fahrzeugsitz 1 weist ein Sitzpolster 1.1, eine Sitzlehne 1.2 und eine an der Sitzlehne 1.2 angeordnete Kopfstütze 1.3 auf, wobei die Sitzlehne 1.2 mittels seitlich an derselben ausgebildeten Seitenwangen 1.4 begrenzt ist.
An oder in dem Fahrzeug ist eine Anzahl von Erfassungseinheiten angeordnet, mittels welchen eine dem Fahrzeug bevorstehende Heckkollision erfassbar ist, wobei die Erfassungseinheiten mit einer Steuereinheit, bei welcher es sich beispielsweise um ein Airbagsteuergerät handelt, verbunden sind.
In der Sitzlehne 1.2 des Fahrzeugsitzes 1 ist in einem oberen Bereich ein in den 3 und 4 gezeigter Gassack 2 angeordnet, welcher im Betrieb des Fahrzeuges nicht mit einem Gas beaufschlagt und entfaltet ist, wobei der Gassack 2 in den 1 und 2 im beaufschlagten und entfalteten Zustand gezeigt ist. Die Bezeichnung „Gassack” umfasst auch ein Luftpolster.
Wird mittels Signalen von einer oder mehreren Erfassungseinheiten in der Steuereinheit ermittelt, dass dem Fahrzeug eine Heckkollision bevorsteht, wird eine Aktorik des Gassackes 2 angesteuert. Die Aktorik ist pyrotechnisch ausgeführt, so dass ein Treibsatz gezündet wird, durch die Zündung ein Gas expandiert und der Gassack 2 mittels des expandierenden Gases aufgeblasen wird und sich entfaltet.
Dabei erstreckt sich der Gassack 2 im aufgeblasenen und entfalteten Zustand in dem oberen Bereich der Sitzlehne 1.2 über eine Breite der Sitzlehne 1.2 zwischen den Sitzwangen 1.4. Der Gassack 2 ist dabei derart aufgeblasen und entfaltet, dass die Sitzlehne 1.2 eine in dem oberen Bereich in Richtung eines in den 3 bis 5 gezeigten Fahrzeuginsassen 3 gerichtete Wölbung 1.2.1 aufweist.
Durch das Aufblasen und Entfalten des Gassackes 2 wird die Kopfstütze 1.3 des Fahrzeugsitzes 1 in Richtung des Fahrzeuginsassen 3 bewegt, wie in 4 näher dargestellt ist.
Eine Rückseite 1.5 des Fahrzeugsitzes 1 ist besonders bevorzugt versteift, beispielsweise mittels einer Kunststoffschale, ausgeführt, so dass der Gassack 2 im beaufschlagten und entfalteten Zustand abgestützt ist, so dass sich die Sitzlehne 1.2 in dem oberen Bereich nur in Richtung des Fahrzeuginsassen 3 wölbt. Dabei ist ein Bereich der Abstützung schraffiert dargestellt.
Die 3 bis 5 zeigen ein Funktionsprinzip des in der Sitzlehne 1.2 angeordneten Gassackes 2 in einem zeitlichen Ablauf ab dem Erfassen, dass dem Fahrzeug eine Heckkollision bevorsteht.
3 zeigt den Fahrzeugsitz 1 mit dem auf diesem sitzenden Fahrzeuginsassen 3 vor einem Eintritt der Kollision, also vor einem Kollisionszeitpunkt.
Der Gassack 2 ist unbeaufschlagt und im unentfalteten Zustand in dem oberen Bereich der Sitzlehne 1.2 angeordnet, wobei der Gassack 2 mit einem Halteelement 1.3.1 der Kopfstütze 1.3 gekoppelt ist. Dabei ist das Halteelement 1.3.1 in Richtung Fahrzeugheck gesehen hinter dem Gassack 2 angeordnet und liegt zumindest an demselben an.
Die Aktorik wird vor einem Eintritt der Heckkollision oder alternativ dazu zum Kollisionszeitpunkt aktiviert, der Gassack 2 wird mit dem Gas beaufschlagt und entfaltet sich, wodurch das Halteelement 1.3.1 der Kopfstütze 1.3 mittels des Gassackes 2 in Richtung Fahrzeugheck gedrückt wird. Dadurch wird die Kopfstütze 1.3 in Richtung des Fahrzeuginsassen 3 bewegt und die Sitzlehne 1.2 wölbt sich in dem oberen Bereich in Richtung des Fahrzeuginsassen 3, wie in der 4 näher dargestellt ist.
Dadurch, dass der Gassack 2 schlagartig mit dem Gas beaufschlagt wird und sich schlagartig entfaltet, wird der Fahrzeuginsasse 3 in Kollisionsrichtung, d. h. in die Richtung einer aus der Heckkollision resultierenden Krafteinwirkung, beschleunigt, wobei mittels des Gassackes 2 eine vergleichsweise großflächige, biomechanisch günstige Krafteinleitung in den Fahrzeuginsassen 3 zu dessen Beschleunigung erfolgt.
Zum Eintritt der Heckkollision, d. h. zum Kollisionszeitpunkt, hat der Fahrzeuginsasse 3 bereits eine aus der schlagartigen Entfaltung des Gassackes 2 resultierende Beschleunigung in Kollisionsrichtung erfahren, wodurch der Fahrzeuginsasse 3 in Bezug auf das Fahrzeug eine Relativgeschwindigkeit aufweist.
Dadurch, dass die Kopfstütze 1.3 mittels des Gassackes 2 in Richtung des Fahrzeuginsassen 3 positioniert ist, ist ein Abstand zwischen der Kopfstütze 1.3 und dem Kopf 3.1 des Fahrzeuginsassen 3 minimiert, wobei ein im Gassack 2 wirkender Druck aufrechterhalten wird.
Die Kollision tritt ein, wobei eine Sitzposition des Fahrzeuginsassen 3 in Bezug auf die Heckkollision optimal eingestellt ist und der Fahrzeuginsasse 3 zumindest flächig an die Sitzlehne 1.2 angebunden ist.
Während der Heckkollision dringt der Fahrzeuginsasse 3 aufgrund seiner Masseträgheit und der wirkenden Kollisionskräfte in den Fahrzeugsitz 1, d. h. in die Sitzlehne 1.2, ein, wobei der Druck in dem Gassack 2 nicht mehr aufrechterhalten wird und dazu zumindest ein Ventil zum Ablassen des Gases aus dem Gassack 2 geöffnet wird. Dabei sind eine Aufblaszeit, eine Zeitdauer zur Aufrechterhaltung des Druckes innerhalb des Gassackes 2, eine Ventilierung sowie eine Abkühlung des Gases und des Gassackes 2 als Parameter gezielt angepasst, so dass eine Wirkung des Gassackes 2 auf den Fahrzeuginsassen 3 optimal ist.
Der Fahrzeuginsasse 3 dringt entgegen der Kollisionsrichtung mit seinem Oberkörper 3.2 in die Sitzlehne 1.2 ein, wobei das Gas aus dem Gassack 2 entweicht und sich die Kopfstütze 1.3 somit in Richtung Fahrzeugheck bewegt, wobei eine aus der Heckkollision auf den Fahrzeuginsassen 3 wirkende kinetische Energie von dem Gassack 2 sowie der Kopfstütze 1.3 absorbiert wird. Dadurch wird der Fahrzeuginsasse 3 ideal von dem Fahrzeugsitz 1, d. h. von der Sitzlehne 1.2, abgestützt.
In den 6 und 7 ist ein Fahrzeugsitz 1 mit einer zweiten Anordnung eines Gassackes 2 innerhalb einer Sitzlehne 1.2 dargestellt. 6 zeigt den Fahrzeugsitz 1 in einer perspektivischen Ansicht und 7 zeigt den Fahrzeugsitz 1 in einer Seitenansicht.
Dabei ist der Fahrzeugsitz 1 mit dem Gassack 2, welcher aufgeblasen und entfaltet ist, dargestellt. Zumindest im aufgeblasenen und entfalteten Zustand ist der Gassack 2 derart in der Sitzlehne 1.2 angeordnet, dass eine Fläche des Gassackes 2 im Wesentlichen einer Anlehnfläche der Sitzlehne 1.2 entspricht. Der Gassack 2 ist in einem Bereich der Sitzlehne 1.2 angeordnet, welcher mit einer Kopfstütze 1.3 des Fahrzeugsitzes 1 verbunden ist.
Wird ermittelt, dass dem Fahrzeug eine Heckkollision bevorsteht, wird der Gassack 2 mittels eines Gases beaufschlagt, wodurch sich der Gassack 2 entfaltet.
Dadurch, dass der Gassack 2 vergleichsweise großflächig in der Sitzlehne 1.2 angeordnet ist, wird bei Beaufschlagung und Entfaltung desselben der Bereich der Sitzlehne 1.2, welcher mit der Kopfstütze 1.3 verbunden ist, in Richtung des Fahrzeuginsassen 3 bewegt, wobei die Sitzlehne 1.2 durch den aufgeblasenen und entfalteten Gassack 2 in diesem Bereich eine Wölbung 1.2.1 aufweist. Mittels des Gassackes 2 wird der Fahrzeuginsasse 3 in Kollisionsrichtung beschleunigt, wobei ein Funktionsprinzip des Gassackes 2 dem des Ausführungsbeispiels der 1 bis 5 entspricht.
Auch hier ist vorgesehen, dass eine Aufblaszeit, eine Zeitdauer zur Aufrechterhaltung des Druckes innerhalb des Gassackes 2, eine Ventilierung sowie eine Abkühlung des Gases und des Gassackes 2 als Parameter gezielt angepasst sind.
In den 8 und 9 ist eine dritte Anordnung eines Gassackes 2 innerhalb einer Sitzlehne 1.2 eines Fahrzeugsitzes 1 zur Beschleunigung eines Fahrzeugensassen 3 bei einer Heckkollision eines Fahrzeuges dargestellt.
Dabei ist der Gassack 2 innerhalb eines oberen Bereiches der Sitzlehne 1.2 des Fahrzeugsitzes 1 angeordnet, wobei der Gassack 2 im beaufschlagten und entfalteten Zustand derart angeordnet ist, dass ein Teilbereich der Sitzlehne 1.2 und die Kopfstütze 1.3 bei einer Heckkollision des Fahrzeuges in Richtung eines Fahrzeuginsassen 3, also in Kollisionsrichtung, bewegbar sind. Dabei weist die Sitzlehne 1.2 durch den Gassack 2 in dem oberen Bereich eine Wölbung 1.2.1 auf.
Zusätzlich ist vorgesehen, dass mittels des mit dem Gas beaufschlagten und entfalteten Gassackes 2 die Sitzlehne 1.2 selbst oder zumindest ein Bereich der Sitzlehne 1.2 in Kollisionsrichtung positioniert wird.
9 zeigt, dass ein oberer Bereich der Sitzlehne 1.2, welcher mit der Kopfstütze 1.3 verbunden ist, mittels des beaufschlagten und entfalteten Gassackes 2 in Richtung des Fahrzeuginsassen 3 positionierbar ist. Dadurch ist der Fahrzeuginsasse 3 in Kollisionsrichtung beschleunigbar, wobei ein Abstand zwischen der Kopfstütze 1.3 und dem Kopf 3.1 des Fahrzeuginsassen 3 minimiert ist.
Mittels der Minimierung des Abstandes zwischen dem Kopf 3.1 und der Kopfstütze 1.3 unabhängig von der Ausführungsform ist wenigstens das Risiko einer Verletzung der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen 3 bei einer Heckkollision des Fahrzeuges reduzierbar.
Eine negative Wirkung der in den seltensten Fällen auf den Fahrzeuginsassen 3 optimal eingestellten Kopfstütze 1.3 kann im Wesentlichen beseitigt werden, wobei ein oftmals gewünschter aus dem Abstand des Kopfes 3.1 des Fahrzeuginsassen 3 zu der Kopfstütze 1.3 resultierender Freiraum sichergestellt werden kann.
Um den Aktor zum Aufblasen des Gassackes 2 Fahrzeuginsassen 3 auszulösen, können besonders bevorzugt bereits die am oder im Fahrzeug angeordneten Erfassungseinheiten zur Erfassung einer bevorstehenden Heckkollision oder zur Erfassung der Heckkollision sowie die Steuereinheit genutzt werden.
Zusätzlich wird eine Akzeptanz des Fahrzeuginsassen 3 gegenüber der Vorrichtung zum Insassenschutz erhöht. Die Verstellzeit der Lehne und die dadurch erfolgte Insassenbeschleunigung ist so kurz, dass die Funktion kurz vor einem Unfall in der Regel nicht wahrgenommen werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009043113 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zum Insassenschutz in einem Fahrzeug, umfassend zumindest einen Fahrzeugsitz (1) mit einem Sitzpolster (1.1), einer Sitzlehne (1.2) und einer Kopfstütze (1.3), dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Sitzlehne (1.2) ein aufblasbarer Gassack (2) angeordnet ist, welcher bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden, Heckkollision oder bei Eintritt der Heckkollision mit einem Gas beaufschlagbar und derart entfaltbar ist, dass wenigstens die Kopfstütze (1.3) und/oder wenigstens ein Teil der Lehne in Richtung eines Fahrzeuginsassen (3) bewegbar ist und dass der Fahrzeuginsasse (3) in Kollisionsrichtung beschleunigbar ist oder der Insasse früher an die Fahrzeugbewegung ankoppelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Beaufschlagung des Gassackes (2) ein Teil der Sitzlehne (1.2), an welchem die Kopfstütze (1.3) angeordnet ist, in Kollisionsrichtung, insbesondere linear, rotatorisch oder in Kombination aus Translation und Rotation, bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Beaufschlagung des Gassackes (2) die Sitzlehne (1.2) oder ein Teil der Sitzlehne (1.2) in Kollisionsrichtung bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Gassack (2) im beaufschlagten und entfalteten Zustand über eine Breite der Sitzlehne (1.2) erstreckt.
Verfahren zum Insassenschutz in einem Fahrzeug, umfassend zumindest einen Fahrzeugsitz (1) mit einem Sitzpolster (1.1), einer Sitzlehne (1.2) und einer Kopfstütze (1.3), dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Sitzlehne (1.2) ein aufblasbarer Gassack (2) angeordnet ist, welcher bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden, Heckkollision oder bei Eintritt der Heckkollision mit einem Gas beaufschlagt und derart entfaltet wird, dass die Kopfstütze (1.3) in Richtung eines Fahrzeuginsassen (3) bewegt wird und dass der Fahrzeuginsasse (3) in Kollisionsrichtung beschleunigt oder früher an die Fahrzeugbewegung angekoppelt wird.