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WO2009156088A1 - Kraftfahrzeug und bremsverfahren - Google Patents

Kraftfahrzeug und bremsverfahren Download PDF

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Publication number
WO2009156088A1
WO2009156088A1 PCT/EP2009/004383 EP2009004383W WO2009156088A1 WO 2009156088 A1 WO2009156088 A1 WO 2009156088A1 EP 2009004383 W EP2009004383 W EP 2009004383W WO 2009156088 A1 WO2009156088 A1 WO 2009156088A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
lifting device
seat
belt
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/004383
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Baumann
Michael Fehring
Norbert Schaub
Rodolfo SCHÖNEBURG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102008029041A external-priority patent/DE102008029041A1/de
Priority claimed from DE200910024559 external-priority patent/DE102009024559A1/de
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to US12/995,635 priority Critical patent/US8463502B2/en
Publication of WO2009156088A1 publication Critical patent/WO2009156088A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0134—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to imminent contact with an obstacle, e.g. using radar systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/12—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting otherwise than by retarding wheels, e.g. jet action
    • B60T1/14—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting otherwise than by retarding wheels, e.g. jet action directly on road
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/22—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger initiated by contact of vehicle, e.g. bumper, with an external object, e.g. another vehicle, or by means of contactless obstacle detectors mounted on the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R2021/01204—Actuation parameters of safety arrangents
    • B60R2021/01252—Devices other than bags
    • B60R2021/01259—Brakes

Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle, in particular a passenger car, with the features of the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for braking a vehicle in the event of a crash.
  • a vehicle which is equipped on its underside with an additional braking device, which is activated when a crash detection device recognizes that a collision of the vehicle with an obstacle is unavoidable.
  • the auxiliary brake device can provide an additional friction surface, which is supported on a movable surface.
  • the additional brake device may be designed like a mandrel, so that it at least partially penetrates into the roadway when activated in the manner of an anchor.
  • a belt tensioning device is also used to generate a haptic warning signal before a braking intervention.
  • a further vehicle with an additional brake device which has a brake pad arranged on the underbody of the vehicle and essentially closed.
  • the brake pad is expandable from a rest state and achieves a braking effect in an extended active state.
  • a crash detection device can be provided.
  • a brake circuit for a motor vehicle which comprises a brake line for receiving a pressure medium and a container in communication with the brake circuit with a pressure medium chamber for receiving additional pressure medium.
  • means may be provided in the container, with the help of which the pressure medium contained in the container abruptly transported into the brake pipe and this can be withdrawn again.
  • the deceleration effect of the wheel brake system can thus be significantly increased immediately before a collision of the vehicle with an obstacle.
  • the present invention is concerned with the problem of providing for a vehicle of the type mentioned or for a braking method, an improved embodiment, which is particularly characterized in that it allows increased occupant protection in the event of a collision of the vehicle with an obstacle.
  • the invention is based on the general idea, a pitching motion of the vehicle, which acts due to a force acting on the vehicle during braking torque to compensate immediately before the collision of the vehicle with the obstacle.
  • the pitching motion generated when braking the vehicle causes a front lowering and a rear-side lifting of the vehicle.
  • the front lowering of the vehicle during braking is also referred to as a brake diving or brake diving.
  • the invention is based here on the recognition that there is an increased risk of injury for the vehicle occupants when the vehicle undercuts an obstacle in the event of a crash.
  • the vehicle is according to the invention equipped with a vehicle lifting device suitable for this purpose. This can raise the vehicle, in particular front side quickly or quickly or abruptly to compensate for the lowering of the vehicle front generated by the brake diving movement in a short time and / or for a short time.
  • the vertical acceleration realized in the front region of the vehicle can reach the magnitude of the gravitational acceleration.
  • the force with which the vehicle is supported in the front area on the roadway temporarily be virtually doubled.
  • the effective braking forces can be doubled for a short time.
  • the sudden compensation movement thus has the additional effect that the braking effect can be significantly increased immediately before the collision.
  • occurring in the event of a crash force peaks can be reduced, which reduces the risk of injury to the vehicle occupants.
  • a safety belt system equipped with a belt tensioning device can be provided, wherein the crash detection device interacts with the belt tensioning device and is programmed such that it activates the belt tensioning device in the event of a crash depending on the time of activation of the vehicle lifting device for reducing belt slack in the safety belt system ,
  • beltless here refers in particular to a section of a safety belt which is loose or has a reduced pretension relative to a desired pretension. by increasing the tension in the belt. For example, the belt is rolled or retracted in a retractor with increased restoring force.
  • a belt tensioning device can operate by electric motor and / or pyrotechnic.
  • the crash detection device can be configured or programmed such that it activates the belt tensioning device with a time delay for activating the vehicle lifting device in order to reduce the belt slack. This makes it possible, in particular, to carry out the belt tightening exactly when the largest belt slack occurs due to the lifting of the vehicle in the safety belt system. The connection of the occupants to the vehicle seat is thereby optimized.
  • the crash detection device can then be designed and / or programmed so that in the event of a crash, the belt tensioning device timely before the activation of the vehicle lifting device to a first reduction of slack and timed after activation of the vehicle lifting device to a second reduction of belt slack.
  • This two-stage or multi-stage reduction of the belt slack in coordination with the activation of the vehicle lifting device optimizes the "lashing" of the vehicle occupant to the vehicle seat During the first reduction, which is carried out before the activation of the vehicle lifting device, a removal of the usual in normal driving belt slack or By the second reduction, which is carried out after activation of the vehicle lifting device, then the belt slack can be taken out of the seat belt system, due to the sudden lifting of the vehicle and thus the sudden depression of the occupant
  • the two reductions may be differentiated by traction and / or duration and / or speed.
  • a seat lifting device can be provided for lifting a vehicle seat or at least one seat cushion of the vehicle seat relative to the rest of the vehicle.
  • the crash detection device can now cooperate with this seat lifting device and further configured or programmed so that they in the event of a crash Seat lifting device depending on the time of activation of the vehicle lifting device for lifting the vehicle seat or at least the seat cushion controls.
  • a belt pretension can be increased, which at the same time can lead to a reduction of the belt slack.
  • a tighter connection of the occupant to the vehicle seat leads to a reduction in the risk of injury.
  • the two lower attachment points arranged next to the seat cushion can be fixed to a vehicle-side seat anchorage.
  • Crasherkennungss Painfully is designed or programmed so that it controls the seat lifting device delayed in the event of a crash to activate the belt tensioning device. In this way, it is ensured that the tightening of the seat belt, which can be achieved with the aid of the seat lifting device, takes place in addition to the tightening realized with the aid of the belt tensioning device, as a result of which the connection between the occupant and the vehicle seat can be improved.
  • the vehicle lifting device may be designed such that it performs the sudden compensation of the brake diving movement immediately before the collision of the vehicle with the obstacle.
  • the greatest braking deceleration immediately before the collision can be used particularly effectively.
  • the vehicle lifting device then extends a temporary increase of the vehicle, which simplifies the construction of the vehicle lifting device.
  • the vehicle lifting device can have a supporting body which is supported on a roadway for compensating for the brake diving movement in a front region of the vehicle.
  • a supporting body which is supported on a roadway for compensating for the brake diving movement in a front region of the vehicle.
  • an effective increase of the vehicle in the front area can be realized comparatively easily.
  • the support body is designed at least on its underside facing the road surface as a brake body, so that when contacting the support body with the roadway, an additional braking force can be transmitted to the vehicle.
  • the front elevation of the vehicle to compensate for the brake plunge movement can be used with the aid of the thus configured support body for generating an additional braking force, which increases the deceleration of the vehicle immediately before the collision and reduces the risk of injury to the vehicle occupants.
  • Fig. 1 is a greatly simplified, principle side view of a motor vehicle in
  • FIG. 2 is a view as in Fig. 1, but with activated vehicle lifting device
  • FIG. 3 is a greatly simplified schematic side view of a front portion of a motor vehicle
  • FIG. 4 is a diagram for illustrating a time course of a
  • a motor vehicle 1 which is shown only partially, comprises a crash detection device 2, which can detect an impending collision of the vehicle 1 with an obstacle with the aid of a suitable sensor not shown here.
  • this vehicle lifting device 3 is a Bremstauchterrorism the vehicle 1 before the collision of the vehicle 1 with the obstacle compensated.
  • the vehicle nods 1, so that it dips into the front suspension.
  • the vehicle lifting device 3 can thus compensate for the lowering of the vehicle 1, which arises at the front, in relation to a roadway 4.
  • the vehicle lifting device 3 is preferably arranged in the region of a front axle 5 of the vehicle, advantageously on a vehicle floor 6.
  • the vehicle lifting device 3 can be designed according to a preferred embodiment so that it relative to the braking force immediately before the collision of the vehicle 1 with the obstacle fast, quasi-equal can compensate.
  • the vehicle lifting device 3 can perform the compensation of the brake diving movement within a very short time, for example in less than 0.5 seconds or in less than 0.25 seconds or in less than 0.1 seconds.
  • the vehicle lifting device 3 generates a correspondingly large, upward oriented vertical acceleration at the front end of the vehicle 1.
  • the vehicle lifting device 3 may be equipped with a support body 7. This is based to compensate for the brake diving movement in a front region of the vehicle 1 on the roadway 4 from. In other words, the vehicle lifting device 3 interacts directly with the roadway 4 for lifting the vehicle front.
  • the vehicle lifting device 3 For adjusting the supporting body 7 from the rest position or passive position shown in FIG. 1 to the active position shown in FIG. 2, the vehicle lifting device 3 is equipped with an actuator 8. This allows the lowering of the support body 7 on the roadway 4 for compensating for the Bremstauchterrorism.
  • the support body 7 In the activated state of the vehicle lifting device 3, the support body 7 is away from the vehicle floor 6, lowered down onto the roadway 4 and presses the vehicle 1 in the front area after above. As a result, the downward brake diving movement can be compensated.
  • the actuator 8 is pyrotechnic.
  • it may have an airbag 9, which may be arranged between the support body 7 and the vehicle floor 6.
  • the gas bag 9 unfolds when the actuator 8 is activated, when a preferably pyrotechnically generated gas flows into the gas bag 9 under high pressure.
  • the gas bag 9 moves the support body 7 downwards and presses it against the roadway 4 and consequently the vehicle 1 on the front side upwards.
  • the support body 7 can be configured as a brake body at least on one of the underside 10 facing the roadway 4.
  • the support body 7 can generate a braking force by friction when it makes contact with the road surface 4, which can be transmitted to the vehicle 1 via the support body 7 supported on the vehicle 1.
  • the support body 7 may have a shell-like shape and be coated, for example, with rubber, at least on its underside 10, similar to the rubber of a vehicle tire.
  • the support body 7 may be made of metal or plastic.
  • the Crasherkennungs worn 2 and the vehicle lifting device 3 are coordinated or configured so that the desired in the event of a crash balancing the Bremstauchterrorism is realized in time so that the brake plunge movement in the collision of the vehicle 1 with the obstacle is substantially balanced.
  • the activation of the particular abruptly acting vehicle lifting device 3 is controlled in time so that the achievable front-side elevation of the vehicle 1 in time until the collision of the vehicle 1 with the obstacle compensates for the brake dive so that the compensation is substantially finished at the time is, then to the actual collision of the vehicle 1 takes place with the obstacle.
  • the crash detection device 2 with the aid of distance sensors determine the time until the collision of the vehicle 1 with the obstacle.
  • the crash detection device 2 can then the vehicle lifting device. 3 activate or trigger in time to achieve the desired frontal elevation of the vehicle 1 until it encounters the obstacle.
  • the vehicle 1 may be equipped with a safety belt system 11 in order to secure a vehicle occupant 12 to or in a vehicle seat 13.
  • the safety belt system 11 comprises a safety belt 14, which is configured in particular as a 3-point safety belt. He thus wraps around a chest area and a pelvic area of the occupant 12. He has two lower attachment points, namely a viewer facing the left lower attachment point 15 and facing away from the viewer right lower attachment point 16. Further, an upper attachment point 17 is provided. The upper attachment point 17 may be configured as a Gurtroller.
  • the safety belt system 11 is equipped with a belt tensioning device 18.
  • a belt tensioning device 18 can be integrated as an example in the Gurtroller the upper attachment point 17.
  • the belt tensioning device 18 can operate by an electric motor.
  • a pyrotechnic belt tensioning device This can for example be integrated in at least one of the lower fastening points 15, 16.
  • the belt tensioning device 18 is suitably coupled to the crash detection device 2. Corresponding signal or control lines are omitted here for the sake of clarity.
  • the crash detection device 2 can now be configured or programmed such that it actuates the belt tensioning device 18 depending on the time of activation of the vehicle lifting device 3.
  • the operation of the belt tensioning device 18 leads to a reduction of a belt slack in the safety belt system 11. That is, the belt 14 is additionally tightened.
  • the activation of the vehicle lifting device 3 leads according to an arrow 19 to a downward force, with which the support body 7 presses against the roadway 4.
  • This upwardly oriented force 20 in turn leads according to an arrow 21 to a downward-oriented force on the vehicle occupant 12, whereby it is pressed into a seat cushion 22 of the vehicle seat 13.
  • the crash detection device 2 actuates the belt tensioning device 18. This initiates, for example, according to an arrow 23, a tensile force in the safety belt 14 in order to reduce said belt slack.
  • the Crasherkennungs worn 2 is designed so that it controls the belt tensioning device 18 delayed in time to activate the vehicle lifting device 3, so that the reduction of belt slack takes place after the sudden lifting of the vehicle 1.
  • the timing is suitably chosen so that the introduced from the belt tensioning device 18 in the belt 14 tensile force 23 acts selectively when the largest belt slack occurs in the belt system 11. This can be done for example in a time window of 10 ms to 20 ms after the triggering of the vehicle lifting device 3.
  • the tightening of the belt 14 to reduce the belt slack resulting from the sudden lifting of the vehicle 1 can, for example, be realized with a comparatively high pulling force. For example, tensile forces of 600 N to 1,000 N are conceivable.
  • the belt tensioning device 18 is designed so that it allows a multi-stage, in particular a two-stage reduction of belt slack.
  • two or more temporary tensile forces 22 may be sequentially introduced into the belt 14. It is also conceivable to increase the tensile force 23 in two or more stages. Also, the reductions can take place at different speeds.
  • the crash detection device 2 is then expediently designed in this case in such a way that, in the event of a crash, it already activates the belt tensioning device 18, which operates in two stages in the example, before the activation of the vehicle lifting device 3 to a first reduction of the belt slack.
  • This first reduction can be carried out comparatively "gently", ie with moderate force and speed, whereby already increased prestressing forces can be introduced into the belt system 11 in order, for example, to force a pre-positioning of the occupant 12.
  • the crash detection device 2 then actuate the belt tensioning device 18 to a second reduction of the belt slack 1. Only in this second control is the belt slack produced by the lifting of the vehicle 1 taken out of the seat belt system 11.
  • This second reduction can be compared to the first reduction with significantly greater force and / or speed.
  • the two-stage approach results in an improved tightening of the safety belt 14, which reduces the risk of injury to the occupant 12.
  • the vehicle shown here may optionally also be equipped with a seat lifting device 24.
  • This can in their activation the vehicle seat 13 or at least its seat cushion 22 relative to the rest of the vehicle 1, in particular with respect to the vehicle floor 6, raise.
  • the seat lifting device 24 is expediently designed so that it can lift the seat 13 or the seat cushion 22 abruptly. It can work electromechanically or pyrotechnically.
  • the seat lifting device 24 is suitably coupled to the crash detection device 2 in a suitable manner, so that the crash detection device 2 can activate the seat lifting device 24.
  • the crash detection device 2 can now be designed such that it actuates the seat lifting device 24 in the event of a crash depending on the time of activation of the vehicle lifting device 3 in order to lift the vehicle seat 13 or the seat cushion 22.
  • Particularly advantageous is an embodiment in which the Crasherkennungs Rhein 2 is programmed so that it controls the seat lifting device 24 delayed in time to activate the belt tensioning device 18.
  • the seat lifting device 24 can raise the seat 13 or the seat cushion 22 at the front more than at the rear, as a result of which the seat cushion 22 or the seat 13 tilts. This results for the Inmates 12 an improved seating position for the crash, which reduces the risk of injury.
  • a method for braking the vehicle 1 in the event of a crash may expediently have the profile explained below.
  • the diagram of FIG. 4 shows a deceleration effect on the ordinate, ie a negative acceleration a and on the abscissa the time t.
  • a curve 28 illustrates the time course of the acceleration of the vehicle 1 in the event of a crash.
  • the crash detection device 2 determines the risk of a collision of the vehicle 1 with an obstacle.
  • a first escalation level I of the braking process is triggered.
  • the crash detection device 2 can trigger the generation of an audible and / or visual and / or haptic warning signal with which the driver can be warned of the critical approach to an obstacle detected by the crash detection device 2.
  • the crash detection device 2 triggers in the second escalation stage II autonomous partial braking of the vehicle by a corresponding actuation of a wheel brake from. During the second escalation stage II, a first braking deceleration a 1 on the vehicle can thus already be realized. At the same time, the crash detection device 2 can perform collision-preparatory measures in this second escalation stage II.
  • the crash detection device 2 can for this purpose control the multistage belt tensioning device 18 in such a way that it performs a first reduction of the belt slack in the safety belt system 11.
  • the occupant 12 is thereby animated to a correct posture.
  • the second escalation stage II ends and a third escalation stage III begins.
  • the crash detection device 2 causes an autonomous full braking of the vehicle 1 by a corresponding actuation of the wheel brake system.
  • a larger second braking delay a 2 can thus be realized.
  • the third escalation stage I.sub.M ends and a fourth escalation stage IV begins.
  • the crash detection device 2 triggers the vehicle lifting device 3 in order to bring the support body 7, designed as a brake body, into contact with the roadway 4 and with it high power to support the roadway 4.
  • This support force simultaneously causes an increase of the vehicle 1 in the front area.
  • a third braking delay a 3 can be generated during the fourth escalation stage IV, which is again significantly higher than the second deceleration a 2 .
  • the crash detection device 2 in particular in time after the activation of the vehicle lifting device 3 and expediently simultaneously for lifting the vehicle 1, also control the belt tensioning device 18 for performing a, in particular second, reduction of the belt slack in the belt system 11.
  • the belt slack is removed from the belt system 11 again, which is generated by the sudden lifting of the vehicle 1 and the concomitant depression of the occupant 12 in the vehicle seat 13.
  • the crash detection device 2 can likewise actuate the seat lifting device 24 for lifting the vehicle seat 13 or the seat cushion 22. In this way, an additional contact pressure between the seat 13 or seat cushion 22 and the occupant 12 and / or an improved seating position for the occupant 12 can be realized immediately before the collision.
  • the time t 5 corresponds to the time of the actual collision between the vehicle 1 and the obstacle.
  • the time t ⁇ to which the vehicle lifting device 3 is activated is selectively selected by the crash detection device 2 such that within the fourth escalation level IV the vehicle 1 can be raised on the front side until reaching the point in time U, ie until the actual collision Bremstauchterrorism is substantially completely balanced.
  • the vehicle 1 has its original distance from the lane 4 at least at the front.
  • the safety devices such as airbags, bumpers, crumple zones, and seat belts 14 are the most effective, thereby improving the protection of the occupant 12 can be.
  • the risk of driving under the obstacle is reduced by the front-side lifting of the vehicle 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Crasherkennungseinrichtung (2) zum Erkennen einer bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs (1) mit einem Hindernis. Der Insassenschutz des Fahrzeugs (1) lässt sich verbessern durch eine mit der Crasherkennungseinrichtung (2) zusammenwirkende Fahrzeughebeeinrichtung (3) zum schlagartigen Ausgleichen einer Bremstauchbewegung des Fahrzeugs (1) vor der Kollision des Fahrzeugs (1) mit dem Hindernis.

Description

Kraftfahrzeug und Bremsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeugs im Crashfall.
Aus der DE 36 37 165 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, das mit einer Crasherkennungseinrichtung ausgestattet ist, mit deren Hilfe eine bevorstehende Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis erkennbar ist. In Abhängigkeit der Kollisionsgefahr können beim bekannten Fahrzeug angepasst an den ermittelten Gefährlichkeitsgrad der Situation verschiedene Alarmstufen ausgelöst sowie geeignete Gegenmaßnahmen veranlasst werden.
Aus der DE 10 2005 009 949 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, das an seiner Unterseite mit einer Zusatzbremseinrichtung ausgestattet ist, die dann aktiviert wird, wenn eine Crasherkennungseinrichtung erkennt, dass eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis unvermeidbar ist. Die Zusatzbremseinrichtung kann eine zusätzliche Reibfläche bereitstellen, die sich an einer fahrbaren Oberfläche abstützt. Ebenso kann die Zusatzbremseinrichtung dornartig ausgestaltet sein, so dass sie bei ihrer Aktivierung nach Art eines Ankers zumindest teilweise in die Fahrbahn eindringt. Beim bekannten Fahrzeug wird außerdem eine Gurtstraffeinrichtung zum Erzeugen eines haptischen Warnsignals vor einem Bremseingriff verwendet.
Aus der DE 10 2005 062 279 A1 ist ein weiteres Fahrzeug mit einer Zusatzbremseinrichtung bekannt, welche durch ein am Unterboden des Fahrzeugs angeordnetes und im Wesentlichen geschlossenes Bremskissen aufweist. Das Bremskissen ist aus einem Ruhezustand heraus ausdehnbar und erzielt in einem ausgedehnten Aktivzustand eine Bremswirkung. Zum Aktivieren des Bremskissens kann eine Crasherkennungseinrichtung vorgesehen sein. Aus der DE 10 2004 052 352 B3 ist ein Bremskreislauf für ein Kraftfahrzeug bekannt, der eine Bremsleitung zur Aufnahme eines Druckmittels sowie einen mit dem Bremskreislauf in Verbindung stehenden Behälter mit einer Druckmittelkammer zur Aufnahme von zusätzlichem Druckmittel umfasst. Um die Sicherheit von Fahrzeuginsassen zu erhöhen, können im Behälter Mittel vorgesehen sein, mit deren Hilfe das im Behälter befindliche Druckmittel schlagartig in die Bremsleitung befördert und dieser wieder entzogen werden kann. In Verbindung mit einer Crasherkennungseinrichtung kann somit unmittelbar vor einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis die Verzögerungswirkung der Radbremsanlage signifikant gesteigert werden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art bzw. für ein Bremsverfahren eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sie einen erhöhten Insassenschutz im Falle einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis ermöglicht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Nickbewegung des Fahrzeugs, die aufgrund eines am Fahrzeug beim Bremsen wirkenden Moments wirkt, unmittelbar vor der Kollision des Fahrzeugs mit dem Hindernis auszugleichen. Die beim Bremsen des Fahrzeugs erzeugte Nickbewegung bewirkt ein frontseitiges Absenken sowie ein heckseitiges Anheben des Fahrzeugs. Die frontseitige Absenkung des Fahrzeugs beim Bremsen wird auch als Bremstauchbewegung oder Bremstauchen bezeichnet. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die frontseitige Nickbewegung, also das Bremstauchen unmittelbar vor dem Crash auszugleichen, das heißt, das Fahrzeug kurz vor der Kollision frontseitig wieder im Wesentlichen auf seine ursprüngliche Höhe anzuheben. Die Erfindung beruht hierbei auf der Erkenntnis, dass für die Fahrzeuginsassen eine erhöhte Verletzungsgefahr besteht, wenn das Fahrzeug im Crashfall ein Hindernis unterfährt. Die Gefahr eines Unterfahrens wird durch das Bremstauchen erhöht. Dementsprechend reduziert der vorgeschlagene Ausgleich des Bremstauchens unmittelbar vor dem Crashfall die Gefahr des Unterfahrens des Hindernisses. Um das Bremstauchen im Crashfall unmittelbar vor der Kollision des Fahrzeugs mit dem Hindernis ausgleichen zu können, ist das Fahrzeug erfindungsgemäß mit einer dazu geeigneten Fahrzeughebeeinrichtung ausgestattet. Diese kann das Fahrzeug insbesondere frontseitig schnell oder rasch bzw. schlagartig anheben, um die durch die Bremstauchbewegung erzeugte Absenkung der Fahrzeugfront in kurzer Zeit und/oder kurzzeitig auszugleichen.
Durch einen schlagartigen Ausgleich können relativ große Vertikalbeschleunigungen realisiert werden. Beispielsweise kann die im Frontbereich des Fahrzeugs realisierte Vertikalbeschleunigung die Größe der Erdbeschleunigung erreichen. Hierdurch kann die Kraft, mit welcher das Fahrzeug im Frontbereich an der Fahrbahn abgestützt ist, vorübergehend quasi verdoppelt werden. Dementsprechend lassen sich auch die wirksamen Bremskräfte kurzzeitig verdoppeln. Die schlagartige Ausgleichsbewegung hat somit den zusätzlichen Effekt, dass die Bremswirkung unmittelbar vor der Kollision erheblich gesteigert werden kann. Hierdurch lassen sich im Crashfall auftretende Kraftspitzen reduzieren, was die Verletzungsgefahr für die Fahrzeuginsassen senkt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein mit einer Gurtstraffeinrichtung ausgestattetes Sicherheitsgurtsystem vorgesehen sein, wobei die Crasherkennungseinrichtung mit der Gurtstraffeinrichtung zusammenwirkt und so ausgestaltet bzw. programmiert ist, dass sie im Crashfall die Gurtstraffeinrichtung abhängig vom Zeitpunkt einer Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung zum Reduzieren einer Gurtlose in dem Sicherheitsgurtsystem ansteuert. Diese Weiterbildung nutzt die Erkenntnis, dass das schlagartige Anheben des Fahrzeugs zu einem Eindrücken der Fahrzeuginsassen in deren Sitze führt. Hierbei kann sich ein Sicherheitsgurt entspannen, wodurch eine Gurtlose, also ein Gurtabschnitt mit reduzierter Spannung bzw. ein ungespannter, loser Gurtabschnitt entsteht oder sich vergrößert. Durch gezielte Abstimmung der Gurtstraffeinrichtung auf die Fahrzeughebeeinrichtung kann entsprechend dem Vorschlag eine besonderes feste Anbindung der Insassen an den Fahrzeugsitz realisiert werden, was im Crashfall Relativbewegungen und somit Kraftspitzen reduziert. Die Reduzierung der Gurtlose mittels der Gurtstraffeinrichtung erfolgt zweckmäßig ebenfalls schlagartig.
Der Begriff „Gurtlose" bezeichnet dabei insbesondere einen Abschnitt eines Sicherheitsgurts, der lose bzw. mit einer gegenüber einer gewünschten Vorspannung reduzierten Vorspannung vorliegt. Die Gurtstraffeinrichtung reduziert diese Gurtlose, indem sie die Vorspannung im Gurt erhöht. Beispielsweise wird der Gurt hierzu in eine Aufrolleinrichtung mit erhöhter Rückstellkraft eingerollt bzw. zurückgezogen. Eine derartige Gurtstraffeinrichtung kann elektromotorisch und/oder pyrotechnisch arbeiten.
Entsprechend einer Weiterbildung kann die Crasherkennungseinrichtung so ausgestaltet bzw. programmiert sein, dass sie die Gurtstraffeinrichtung zeitlich verzögert zur Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung ansteuert, um so die Gurtlose zu reduzieren. Hierdurch ist es insbesondere möglich, die Gurtstraffung genau dann durchzuführen, wenn auf Grund der Anhebung des Fahrzeugs im Sicherheitsgurtsystem die größte Gurtlose auftritt. Die Anbindung der Insassen an den Fahrzeugsitz wird dadurch optimiert.
Bei einer anderen Weiterbildung kann vorgesehen sein, die Gurtstraffeinrichtung so auszugestalten, dass sie im Crashfall eine zweistufige oder mehrstufige Reduzierung der Gurtlose ermöglicht. Zweckmäßig kann dann die Crasherkennungseinrichtung so ausgestaltet und/oder programmiert sein, dass sie im Crashfall die Gurtstraffeinrichtung zeitlich vor der Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung zu einer ersten Reduzierung der Gurtlose und zeitlich nach der Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung zu einer zweiten Reduzierung der Gurtlose ansteuert. Diese zweistufige oder mehrstufige Reduzierung der Gurtlose in Abstimmung auf die Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung optimiert das „Festzurren" des Fahrzeuginsassens an dessen Fahrzeugsitz. Während der ersten Reduzierung, die vor der Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung durchgeführt wird, erfolgt eine Herausnahme der im normalen Fahrbetrieb üblichen Gurtlose bzw. eine Straffung des Sicherheitsgurts. Hierdurch wird gewissermaßen eine Vorspannung realisiert. Durch die zweite Reduzierung, die nach der Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung durchgeführt wird, kann dann die Gurtlose aus dem Sicherheitsgurtsystem herausgenommen werden, die aufgrund der schlagartigen Anhebung des Fahrzeuges und somit des schlagartigen Niederdrückens des Insassens in den Sitz entsteht. Die beiden Reduzierungen können sich durch Zugkraft und/oder Dauer und/oder Geschwindigkeit voneinander unterscheiden.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Sitzhebeeinrichtung zum Anheben eines Fahrzeugsitzes oder wenigstens eines Sitzkissen des Fahrzeugsitzes relativ zum übrigen Fahrzeug vorgesehen sein. Die Crasherkennungseinrichtung kann nun mit dieser Sitzhebeeinrichtung zusammenwirken und ferner so ausgestaltet bzw. programmiert sein, dass sie im Crashfall die Sitzhebeeinrichtung abhängig vom Zeitpunkt einer Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung zum Anheben des Fahrzeugsitzes oder wenigstens des Sitzkissens ansteuert. Durch das Anheben des Fahrzeugsitzes bzw. des Sitzkissens kann eine Gurtvorspannung erhöht werden, was gleichzeitig zu einer Reduzierung der Gurtlose führen kann. Eine festere Anbindung des Insassens an den Fahrzeugsitz führt zu einer Reduzierung der Verletzungsgefahr.
Es ist klar, dass eine Straffung des Sicherheitsgurts durch Anheben des Fahrzeugsitzes bzw. des Sitzkissens nur dann möglich ist, wenn zumindest einer der Befestigungspunkte des Sicherheitsgurts fahrzeugfest angeordnet ist und sich nicht mit dem Fahrzeugsitz bzw. mit dem Sitzkissen anhebt. Bei einem 3-Punkt-Sicherheitsgurt können beispielsweise die beiden neben dem Sitzkissen angeordneten unteren Befestigungspunkte an einer fahrzeugseitigen Sitzverankerung fixiert sein.
Besonders vorteilhaft ist nun eine Weiterbildung, bei welcher die
Crasherkennungseinrichtung so ausgestaltet bzw. programmiert ist, dass sie im Crashfall die Sitzhebeeinrichtung zeitlich verzögert zur Aktivierung der Gurtstraffeinrichtung ansteuert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die mit Hilfe der Sitzhebeeinrichtung realisierbare Straffung des Sicherheitsgurts zusätzlich zu der mit Hilfe der Gurtstraffeinrichtung realisierten Straffung erfolgt, wodurch insgesamt die Anbindung zwischen Insassen und Fahrzeugsitz verbessert werden kann.
Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Fahrzeughebeeinrichtung so ausgestaltet sein, dass sie das schlagartige Ausgleichen der Bremstauchbewegung unmittelbar vor der Kollision des Fahrzeugs mit dem Hindernis durchführt. Hierdurch kann einerseits die größte Bremsverzögerung unmittelbar vor der Kollision besonders effektiv eingesetzt werden. Andererseits reicht dann auch eine vorübergehende Anhebung des Fahrzeugs aus, was den Aufbau der Fahrzeughebeeinrichtung vereinfacht.
Die Fahrzeughebeeinrichtung kann entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform einen Abstützkörper aufweisen, der sich zum Ausgleichen der Bremstauchbewegung in einem Frontbereich des Fahrzeugs an einer Fahrbahn abstützt. Hierdurch kann vergleichsweise einfach eine effektive Anhebung des Fahrzeugs im Frontbereich realisiert werden. Besonders vorteilhaft in nun eine Weiterbildung, bei welcher der Abstützkörper zumindest an seiner der Fahrbahn zugewandten Unterseite als Bremskörper ausgestaltet ist, so dass bei der Kontaktierung des Abstützkörpers mit der Fahrbahn eine zusätzliche Bremskraft auf das Fahrzeug übertragen werden kann. Die frontseitige Anhebung des Fahrzeugs zum Ausgleichen der Bremstauchbewegung kann mit Hilfe des so ausgestalteten Abstützkörpers zur Erzeugung einer zusätzlichen Bremskraft genutzt werden, was die Verzögerung des Fahrzeugs unmittelbar vor der Kollision vergrößert und die Gefahr einer Verletzung der Fahrzeuginsassen reduziert.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine stark vereinfachte, prinzipielle Seitenansicht auf ein Kraftfahrzeug im
Bereich eines Frontrads bei deaktivierter Fahrzeughebeeinrichtung,
Fig. 2 eine Ansicht wie in Fig. 1 , jedoch bei aktivierter Fahrzeughebeeinrichtung,
Fig. 3 eine stark vereinfachte prinzipielle Seitenansicht auf einen Frontbereich eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines zeitlichen Verlaufs eines
Bremsverfahrens bzw. Bremsvorgangs. Entsprechend den Fig. 1 und 2 umfasst ein nur teilweise dargestelltes Kraftfahrzeug 1 eine Crasherkennungseinrichtung 2, die mit Hilfe einer hier nicht gezeigten geeigneten Sensorik eine bevorstehende Kollision des Fahrzeugs 1 mit einem Hindernis erkennen kann. Ferner ist das Fahrzeug 1 , bei dem es sich bevorzugt um einen Personenkraftwagen handeln kann, mit einer Fahrzeughebeeinrichtung 3 ausgestattet, die auf geeignete Weise mit der Crasherkennungseinrichtung 2 zusammenwirkt. Mit Hilfe dieser Fahrzeughebeeinrichtung 3 ist eine Bremstauchbewegung des Fahrzeugs 1 vor der Kollision des Fahrzeugs 1 mit dem Hindernis ausgleichbar. Beim Bremsen nickt das Fahrzeug 1 , derart, dass es frontseitig in die Federung eintaucht. Die Fahrzeughebeeinrichtung 3 kann somit die frontseitig entstehende Absenkung des Fahrzeugs 1 gegenüber einer Fahrbahn 4 ausgleichen. Dementsprechend ist die Fahrzeughebeeinrichtung 3 bevorzugt im Bereich einer Vorderachse 5 des Fahrzeugs angeordnet, und zwar zweckmäßig an einem Fahrzeugboden 6. Die Fahrzeughebeeinrichtung 3 kann entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform so ausgestaltet sein, dass sie die Bremstauchbewegung unmittelbar vor der Kollision des Fahrzeugs 1 mit dem Hindernis relativ schnell, quasi schlagartig ausgleichen kann. Das bedeutet, dass die Fahrzeughebeeinrichtung 3 den Ausgleich der Bremstauchbewegung innerhalb einer sehr kurzen Zeit, zum Beispiel in weniger als 0,5 Sekunden oder in weniger als 0,25 Sekunden oder in weniger als 0,1 Sekunden durchführen kann. Hierzu erzeugt die Fahrzeughebeeinrichtung 3 eine entsprechend große, nach oben orientierte Vertikalbeschleunigung am Frontende des Fahrzeugs 1. Hierzu kann die Fahrzeughebeeinrichtung 3 mit einem Abstützkörper 7 ausgestattet sein. Dieser stützt sich zum Ausgleichen der Bremstauchbewegung in einem Frontbereich des Fahrzeugs 1 an der Fahrbahn 4 ab. Mit anderen Worten, die Fahrzeughebeeinrichtung 3 wirkt zum Anheben der Fahrzeugfront unmittelbar mit der Fahrbahn 4 zusammen.
Zum Verstellen des Abstützkörpers 7 von der in Fig. 1 gezeigten Ruheposition oder Passivposition zu der in Fig. 2 gezeigten Aktivposition, ist die Fahrzeughebeeinrichtung 3 mit einem Stellantrieb 8 ausgestattet. Dieser ermöglicht die Absenkung des Abstützkörpers 7 auf die Fahrbahn 4 zum Ausgleichen der Bremstauchbewegung. Im deaktivierten Zustand der Fahrzeughebeeinrichtung 3 befindet sich der Abstützkörper 7 gemäß Fig. 1 am Fahrzeugboden 6 beabstandet zur Fahrbahn 4. Im aktivierten Zustand der Fahrzeughebeeinrichtung 3 ist der Abstützkörper 7 vom Fahrzeugboden 6 weg, nach unten auf die Fahrbahn 4 abgesenkt und drückt das Fahrzeug 1 im Frontbereich nach oben. Hierdurch kann die nach unten gerichtete Bremstauchbewegung ausgeglichen werden.
Vorzugsweise arbeitet der Stellantrieb 8 pyrotechnisch. Insbesondere kann er einen Gassack 9 aufweisen, der zwischen dem Abstützkörper 7 und dem Fahrzeugboden 6 angeordnet sein kann. Der Gassack 9 entfaltet sich bei aktiviertem Stellantrieb 8, wenn ein vorzugsweise pyrotechnisch erzeugtes Gas unter hohem Druck in den Gassack 9 einströmt. Hierdurch bewegt der Gassack 9 den Abstützkörper 7 nach unten und drückt ihn gegen die Fahrbahn 4 und in der Folge das Fahrzeug 1 frontseitig nach oben.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Abstützkörper 7 zumindest an einer der Fahrbahn 4 zugewandten Unterseite 10 als Bremskörper ausgestaltet sein. In der Folge kann der Abstützkörper 7 bei seiner Kontaktierung mit der Fahrbahn 4 eine Bremskraft durch Reibung erzeugen, die über den am Fahrzeug 1 abgestützten Abstützkörper 7 auf das Fahrzeug 1 übertragbar ist. Dementsprechend kann mit dem Absenken des Abstützkörpers 7 auf die Fahrbahn 4, also insbesondere beim frontseitigen Anheben des Fahrzeugs 1 eine zusätzliche Bremskraft in das Fahrzeug 1 übertragen werden. Der Abstützkörper 7 kann hierzu eine schalenförmige Gestalt aufweisen und zumindest an seiner Unterseite 10 beispielsweise mit Gummi beschichtet sein, ähnlich dem Gummi eines Fahrzeugreifens. Der Abstützkörper 7 kann aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein.
Besonders vorteilhaft ist nun eine Ausführungsform, bei welcher die Crasherkennungseinrichtung 2 und die Fahrzeughebeeinrichtung 3 so aufeinander abgestimmt bzw. so ausgestaltet sind, dass das im Crashfall erwünschte Ausgleichen der Bremstauchbewegung zeitlich so realisiert wird, dass die Bremstauchbewegung bei der Kollision des Fahrzeugs 1 mit dem Hindernis im Wesentlichen ausgeglichen ist. Das bedeutet, dass die Aktivierung der insbesondere schlagartig wirkenden Fahrzeughebeeinrichtung 3 zeitlich so gesteuert wird, dass die damit erzielbare frontseitige Anhebung des Fahrzeugs 1 rechtzeitig bis zur Kollision des Fahrzeugs 1 mit dem Hindernis das Bremstauchen so ausgleicht, dass der Ausgleich im Wesentlichen zu dem Zeitpunkt fertig ist, zu dem dann die tatsächliche Kollision des Fahrzeugs 1 mit dem Hindernis erfolgt. Beispielsweise kann die Crasherkennungseinrichtung 2 mit Hilfe von Abstandssensoren den Zeitpunkt bis zur Kollision des Fahrzeugs 1 mit dem Hindernis ermitteln. Die Crasherkennungseinrichtung 2 kann dann die Fahrzeughebeeinrichtung 3 rechtzeitig aktivieren bzw. auslösen, um die gewünschte frontseitige Anhebung des Fahrzeugs 1 bis zum Auftreffen auf das Hindernis zu erzielen.
Entsprechend Fig. 3 kann das Fahrzeug 1 zusätzlich zur Crasherkennungseinrichtung 2 und zusätzlich zur Fahrzeughebeeinrichtung 3 mit einem Sicherheitsgurtsystem 11 ausgestattet sein, um einen Fahrzeuginsassen 12 an oder in einem Fahrzeugsitz 13 zu sichern. Hierzu umfasst das Sicherheitsgurtsystem 11 einen Sicherheitsgurt 14, der insbesondere als 3-Punkt-Sicherheitsgurt ausgestaltet ist. Er umschlingt somit einen Brustbereich sowie einen Beckenbereich des Insassen 12. Er besitzt zwei untere Befestigungsstellen, nämlich eine dem Betrachter zugewandte linke untere Befestigungsstelle 15 und eine vom Betrachter abgewandte rechte untere Befestigungsstelle 16. Ferner ist eine obere Befestigungsstelle 17 vorgesehen. Die obere Befestigungsstelle 17 kann als Gurtroller ausgestaltet sein.
Das Sicherheitsgurtsystem 11 ist mit einer Gurtstraffeinrichtung 18 ausgestattet. Diese kann exemplarisch in den Gurtroller der oberen Befestigungsstelle 17 integriert sein. Insbesondere kann die Gurtstraffeinrichtung 18 elektromotorisch arbeiten. Alternativ ist es ebenso möglich, eine pyrotechnische Gurtstraffeinrichtung vorzusehen. Diese kann beispielsweise in zumindest eine der unteren Befestigungsstellen 15, 16 integriert sein. Die Gurtstraffeinrichtung 18 ist auf geeignete Weise mit der Crasherkennungseinrichtung 2 gekoppelt. Entsprechende Signal- oder Steuerleitungen sind hier zur Wahrung der Übersichtlichkeit weggelassen. Die Crasherkennungseinrichtung 2 kann nun so ausgestaltet bzw. programmiert sein, dass sie die Gurtstraffeinrichtung 18 abhängig vom Zeitpunkt einer Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung 3 betätigt. Die Betätigung der Gurtstraffeinrichtung 18 führt dabei zu einer Reduzierung einer Gurtlose im Sicherheitsgurtsystem 11. Das heißt, der Gurt 14 wird zusätzlich gestrafft.
Die Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung 3 führt entsprechend einem Pfeil 19 zu einer nach unten gerichteten Kraft, mit welcher der Abstützkörper 7 gegen die Fahrbahn 4 drückt. Daraus resultiert entsprechend einem Pfeil 20 eine nach oben orientierte Kraft auf das Fahrzeug 1 , die zum gewünschten Anheben des Fahrzeugs 1 im Frontbereich führt. Diese nach oben orientierte Kraft 20 führt wiederum entsprechend einem Pfeil 21 zu einer nach unten orientierten Kraft auf den Fahrzeuginsassen 12, wodurch dieser in ein Sitzkissen 22 des Fahrzeugsitzes 13 eingedrückt wird. Hierdurch vergrößert sich die Gurtlose im Gurtsystem 11. Um diese durch die schlagartige Anhebung des Fahrzeugs 1 erzeugte Gurtlose wieder aus dem Sicherheitsgurtsystem 11 herauszunehmen, betätigt die Crasherkennungseinrichtung 2 die Gurtstraffeinrichtung 18. Diese leitet z.B. entsprechend einem Pfeil 23 eine Zugkraft in den Sicherheitsgurt 14 ein, um besagte Gurtlose zu reduzieren.
Zweckmäßig ist die Crasherkennungseinrichtung 2 dabei so konzipiert, dass sie die Gurtstraffeinrichtung 18 zeitlich verzögert zur Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung 3 ansteuert, so dass die Reduzierung der Gurtlose nach dem schlagartigen Anheben des Fahrzeugs 1 erfolgt. Die zeitliche Abstimmung ist zweckmäßig so gewählt, dass die von der Gurtstraffeinrichtung 18 in den Gurt 14 eingeleitete Zugkraft 23 gezielt dann wirkt, wenn im Gurtsystem 11 die größte Gurtlose auftritt. Dies kann beispielsweise in einem Zeitfenster von 10 ms bis 20 ms nach dem Auslösen der Fahrzeughebeeinrichtung 3 erfolgen. Die Straffung des Gurts 14 zur Reduzierung der beim schlagartigen Anheben des Fahrzeugs 1 entstehende Gurtlose kann beispielsweise mit einer vergleichsweise hohen Zugkraft realisiert werden. Denkbar sind beispielsweise Zugkräfte von 600 N bis 1.000 N.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die Gurtstraffeinrichtung 18 so konzipiert ist, dass sie eine mehrstufige, insbesondere eine zweistufige Reduzierung der Gurtlose ermöglicht. Beispielsweise können zwei oder mehr zeitlich begrenzte Zugkräfte 22 nacheinander in den Gurt 14 eingeleitet werden. Ebenso ist denkbar, die Zugkraft 23 in zwei oder mehr Stufen zu erhöhen. Auch können die Reduzierungen unterschiedlich schnell ablaufen. Die Crasherkennungseinrichtung 2 ist in diesem Fall dann zweckmäßig so konzipiert, dass sie im Crashfall die im Beispiel zweistufig arbeitende Gurtstraffeinrichtung 18 bereits zeitlich vor der Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung 3 zu einer ersten Reduzierung der Gurtlose ansteuert. Diese erste Reduzierung kann vergleichsweise „sanft", also mit mäßiger Kraft und Geschwindigkeit durchgeführt werden. Hierdurch können bereits erhöhte Vorspannungskräfte in das Gurtsystem 11 eingebracht werden, um beispielsweise eine Vorpositionierung des Insassens 12 zu erzwingen. Zeitlich nach der Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung 3 kann die Crasherkennungseinrichtung 2 dann die Gurtstraffeinrichtung 18 zu einer zweiten Reduzierung der Gurtlose ansteuern. Erst bei dieser zweiten Ansteuerung wird die durch das Anheben des Fahrzeugs 1 erzeugte Gurtlose wieder aus dem Sicherheitsgurtsystem 11 herausgenommen. Diese zweite Reduzierung kann gegenüber der ersten Reduzierung mit deutlich größerer Kraft und/oder Geschwindigkeit durchgeführt werden. Durch die zweistufige Vorgehensweise ergibt sich eine verbesserte Straffung des Sicherheitsgurts 14, was die Verletzungsgefahr für den Insassen 12 reduziert.
Das hier gezeigte Fahrzeug kann optional außerdem mit einer Sitzhebeeinrichtung 24 ausgestattet sein. Diese kann bei ihrer Aktivierung den Fahrzeugsitz 13 oder zumindest dessen Sitzkissen 22 gegenüber dem übrigen Fahrzeug 1 , insbesondere gegenüber dem Fahrzeugboden 6, anheben. Die Sitzhebeeinrichtung 24 ist zweckmäßig so ausgestaltet, dass sie den Sitz 13 bzw. das Sitzkissen 22 schlagartig anheben kann. Sie kann elektromechanisch oder pyrotechnisch arbeiten. Auch die Sitzhebeeinrichtung 24 ist zweckmäßig mit der Crasherkennungseinrichtung 2 auf geeignete Weise gekoppelt, so dass die Crasherkennungseinrichtung 2 die Sitzhebeeinrichtung 24 aktivieren kann. Die Crasherkennungseinrichtung 2 kann nun so konzipiert sein, dass sie im Crashfall die Sitzhebeeinrichtung 24 abhängig vom Zeitpunkt einer Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung 3 betätigt, um den Fahrzeugsitz 13 bzw. das Sitzkissen 22 anzuheben. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausgestaltung, bei welcher die Crasherkennungseinrichtung 2 so programmiert ist, dass sie die Sitzhebeeinrichtung 24 zeitlich verzögert zur Aktivierung der Gurtstraffeinrichtung 18 ansteuert.
Das insbesondere schlagartige Anheben des Fahrzeugsitzes 13 bzw. des Sitzkissens 22 erzeugt durch Pfeile 25 angedeutete nach oben orientierte Kräfte, die den Sitz 13 bzw. das Sitzkissen 22 relativ zum Fahrzeugboden 6 und relativ zum Insassen 12 nach oben bewegen. Resultierend daraus ergibt sich für den Insassen 12 eine weitere, durch einen Pfeil 26 angedeutete, nach unten orientierte Kraft, die den Insassen 12 zusätzlich in das Sitzkissen 22 hineindrückt. Gleichzeitig wird dadurch über den Insassen 12 auch der Gurt 14 zusätzlich gestrafft. Diese zusätzliche Straffungskraft ist in Fig. 3 durch einen weiteren Pfeil 27 angedeutet. Durch das Anheben des Sitzes 13 bzw. des Sitzkissens 22 kann somit die Vorspannung im Sicherheitsgurt 14 zusätzlich erhöht werden.
Darüber hinaus ist es möglich, das Sitzkissen 22 bzw. den Sitz 13 mit Hilfe der Sitzhebeeinrichtung 24 so anzuheben, dass er gleichzeitig um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende und am hinteren Ende des Sitzkissens 22 angeordnete, hier nicht eingezeichnete Achse nach hinten kippt. Mit anderen Worten, die Sitzhebeeinrichtung 24 kann den Sitz 13 bzw. das Sitzkissen 22 vorn stärker anheben als hinten, wodurch das Sitzkissen 22 bzw. der Sitz 13 kippt. Hierdurch ergibt sich für den Insassen 12 eine für den Crashfall verbesserte Sitzposition, was die Verletzungsgefahr reduziert.
Entsprechend Fig. 4 kann ein Verfahren zum Abbremsen des Fahrzeugs 1 im Crashfall zweckmäßig den im Folgenden erläuterten Verlauf aufweisen. Das Diagramm der Fig. 4 zeigt dabei auf der Ordinate eine Verzögerungswirkung, also eine negative Beschleunigung a und auf der Abszisse die Zeit t. Eine Kurve 28 illustriert den zeitlichen Verlauf der Beschleunigung des Fahrzeugs 1 im Crashfall. Zu einem Zeitpunkt ti ermittelt die Crasherkennungseinrichtung 2 die Gefahr einer Kollision des Fahrzeugs 1 mit einem Hindernis. Hierdurch wird eine erste Eskalationsstufe I des Bremsverfahrens ausgelöst. Während dieser ersten Eskalationsstufe I kann die Crasherkennungseinrichtung 2 die Erzeugung eines akustischen und/oder visuellen und/oder haptischen Warnsignals auslösen, mit dem der Fahrer vor der von der Crasherkennungseinrichtung 2 erkannten kritischen Annäherung an ein Hindernis gewarnt werden kann.
Zu einem Zeitpunkt X2 endet die erste Eskalationsstufe I und es beginnt eine zweite Eskalationsstufe II. Falls der Fahrzeugführer bis zu diesem Zeitpunkt t2 noch keine Bremsung des Fahrzeugs 1 eingeleitet hat, löst die Crasherkennungseinrichtung 2 in der zweiten Eskalationsstufe Il eine autonome Teilbremsung des Fahrzeugs durch eine entsprechende Betätigung einer Radbremsanlage aus. Während der zweiten Eskalationsstufe Il lässt sich somit bereits eine erste Bremsverzögerung a^ am Fahrzeug realisieren. Gleichzeitig kann die Crasherkennungseinrichtung 2 in dieser zweiten Eskalationsstufe Il kollisionsvorbereitende Maßnahmen durchführen. Beispielsweise kann die Crasherkennungseinrichtung 2 hierzu die mehrstufige Gurtstraffeinrichtung 18 so ansteuern, dass sie eine erste Reduzierung der Gurtlose im Sicherheitsgurtsystem 11 durchführt. Insbesondere wird der Insasse 12 hierdurch zu einer korrekten Sitzhaltung animiert.
Zu einem Zeitpunkt t3 endet die zweite Eskalationsstufe Il und es beginnt eine dritte Eskalationsstufe III. Während dieser dritten Eskalationsstufe IM veranlasst die Crasherkennungseinrichtung 2 eine autonome Vollbremsung des Fahrzeugs 1 durch eine entsprechende Betätigung der Radbremsanlage. Während dieser dritten Eskalationsstufe IM kann somit eine größere zweite Bremsverzögerung a2 realisiert werden. Zu einem Zeitpunkt tj endet die dritte Eskalationsstufe IM und es beginnt eine vierte Eskalationsstufe IV. In dieser vierten Eskalationsstufe IV löst die Crasherkennungseinrichtung 2 die Fahrzeughebeeinrichtung 3 aus, um den als Bremskörper ausgestalteten Abstützkörper 7 mit der Fahrbahn 4 in Kontakt zu bringen und um ihn mit hoher Kraft an der Fahrbahn 4 abzustützen. Diese Abstützkraft bewirkt gleichzeitig eine Anhebung des Fahrzeugs 1 im Frontbereich. Durch den als Zusatzbremse wirkenden Abstützkörper 7 kann während der vierten Eskalationsstufe IV eine dritte Bremsverzögerung a3 erzeugt werden, die nochmals deutlich höher ist als die zweite Bremsverzögerung a2.
Während dieser vierten Eskalationsstufe IV kann die Crasherkennungseinrichtung 2, insbesondere zeitlich nach der Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung 3 und zweckmäßig simultan zum Anheben des Fahrzeugs 1 , außerdem die Gurtstraffeinrichtung 18 zum Durchführen einer, insbesondere zweiten, Reduzierung der Gurtlose im Gurtsystem 11 ansteuern. Hierdurch wird die Gurtlose aus dem Gurtsystem 11 wieder herausgenommen, die durch das schlagartige Anheben des Fahrzeugs 1 und durch das damit einhergehende Niederdrücken des Insassens 12 in den Fahrzeugsitz 13 erzeugt wird. Alternativ dazu oder anschließend oder zeitgleich dazu kann ebenfalls noch innerhalb der vierten Eskalationsstufe IV die Crasherkennungseinrichtung 2 die Sitzhebeeinrichtung 24 zum Anheben des Fahrzeugsitzes 13 bzw. des Sitzkissens 22 ansteuern. Auf diese Weise kann unmittelbar vor der Kollision eine zusätzliche Anpressung zwischen Sitz 13 bzw. Sitzkissen 22 und Insassens 12 und/oder eine verbesserte Sitzposition für den Insassen 12 realisiert werden.
Zu einem Zeitpunkt t5 endet die vierte Eskalationsstufe IV. Der Zeitpunkt t5 entspricht dabei dem Zeitpunkt der tatsächlichen Kollision zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Hindernis. Der Zeitpunkt tι, zu dem die Fahrzeughebeeinrichtung 3 aktiviert wird, wird von der Crasherkennungseinrichtung 2 gezielt so gewählt, dass innerhalb der vierten Eskalationsstufe IV das Fahrzeug 1 frontseitig soweit angehoben werden kann, dass bis zum Erreichen des Zeitpunkts U, also bis zur tatsächlichen Kollision die Bremstauchbewegung im Wesentlichen vollständig ausgeglichen ist. Zu diesem Zeitpunkt ts besitzt das Fahrzeug 1 zumindest frontseitig seinen ursprünglichen Abstand zur Fahrbahn 4. Bei dieser Ausrichtung des Fahrzeugs 1 wirken die Sicherheitseinrichtungen, wie zum Beispiel Airbags, Stoßfänger, Knautschzonen und Sicherheitsgurte 14 am effektivsten, wodurch der Schutz des oder der Insassen 12 verbessert werden kann. Gleichzeitig wird durch das frontseitige Anheben des Fahrzeugs 1 die Gefahr eines Unterfahrens des Hindernisses reduziert.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Crasherkennungseinrichtung (2) zum Erkennen einer bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs (1) mit einem Hindernis, gekennzeichnet durch eine mit der Crasherkennungseinrichtung (2) zusammenwirkende Fahrzeughebeeinrichtung (3) zum schlagartigen Ausgleichen einer Bremstauchbewegung des Fahrzeugs (1) vor der Kollision des Fahrzeugs (1) mit dem Hindernis.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
- dass ein mit einer Gurtstraffeinrichtung (18) ausgestattetes Sicherheitsgurtsystem (11) vorgesehen ist,
- dass die mit der Gurtstraffeinrichtung (18) zusammenwirkende Crasherkennungseinrichtung (2) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie die Gurtstraffeinrichtung (18) abhängig vom Zeitpunkt einer Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung (3) zum Reduzieren einer Gurtlose im Sicherheitsgurtsystem (11) ansteuert.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Crasherkennungseinrichtung (2) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie die Gurtstraffeinrichtung (18) zeitlich verzögert zur Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung (3) zum Reduzieren der Gurtlose ansteuert.
4. Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Gurtstraffeinrichtung (18) so ausgestaltet ist, dass sie eine zweistufige oder mehrstufige Reduzierung der Gurtlose ermöglicht,
- dass die Crasherkennungseinrichtung (2) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie die Gurtstraffeinrichtung (18) zeitlich vor der Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung (3) zu einer ersten Reduzierung der Gurtlose und zeitlich nach der Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung (3) zu einer zweiten Reduzierung der Gurtlose ansteuert.
5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
- dass eine Sitzhebeeinrichtung (24) zum Anheben eines Fahrzeugsitzes (13) oder wenigstens eines Sitzkissens (22) relativ zum übrigen Fahrzeug (1) vorgesehen ist,
- dass die mit der Sitzhebeeinrichtung (24) zusammenwirkende Crasherkennungseinrichtung (2) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie die Sitzhebeeinrichtung (24) abhängig vom Zeitpunkt einer Aktivierung der Fahrzeughebeeinrichtung (3) zum Anheben des Fahrzeugsitzes (13) oder wenigstens des Sitzkissens (22) ansteuert.
6. Fahrzeug nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Crasherkennungseinrichtung (2) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie die Sitzhebeeinrichtung (24) zeitlich verzögert zur Aktivierung der Gurtstraffeinrichtung (18) ansteuert.
7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Crasherkennungseinrichtung (2) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie die Fahrzeughebeeinrichtung (3) zum Ausgleichen der Bremstauchbewegung unmittelbar vor der Kollision des Fahrzeugs (1) mit dem Hindernis ansteuert.
8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Crasherkennungseinrichtung (2) und die Fahrzeughebeeinrichtung (3) so aufeinander abgestimmt sind und/oder so ausgestaltet sind, dass das Ausgleichen der Bremstauchbewegung zeitlich so erfolgt, dass die Bremstauchbewegung bei der Kollision des Fahrzeugs (1) mit dem Hindernis im Wesentlichen ausgeglichen ist.
9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeughebeeinrichtung (3) einen Abstützkörper (7) aufweist, der sich zum Ausgleichen der Bremstauchbewegung in einem Frontbereich des Fahrzeugs (1) an einer Fahrbahn (4) abstützt, wobei die Fahrzeughebeeinrichtung (3) insbesondere einen Stellantrieb (8) aufweisen kann, der zum Ausgleichen der Bremstauchbewegung den Abstützkörper (7) von einem Fahrzeugboden (6) auf die Fahrbahn (4) absenkt.
10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Fahrzeughebeeinrichtung (3) oder deren Stellantrieb (8) pyrotechnisch arbeitet, und/oder
- dass der Stellantrieb (8) einen Gassack (9) aufweist, der bei seiner Entfaltung den Abstützkörper (7) absenkt, und/oder
- dass der Abstützkörper (7) zumindest an seiner der Fahrbahn (4) zugewandten Unterseite (10) als Bremskörper ausgestaltet ist und bei seiner Kontaktierung mit der Fahrbahn (4) eine Bremskraft auf das Fahrzeug (1) überträgt, und/oder
- dass die Fahrzeughebeeinrichtung (3) die Bremstauchbewegung durch Anheben des Fahrzeugs (1) in einem Frontbereich ausgleicht.
11. Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeugs (1 ) im Crashfall, bei dem zeitlich vor einer Kollision des Fahrzeugs (1) mit einem Hindernis eine Bremstauchbewegung des Fahrzeugs (1) schlagartig ausgeglichen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Zeitpunkt des Ausgleichens der Bremstauchbewegung eine in einem Sicherheitsgurtsystem (11) enthaltene Gurtlose reduziert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Zeitpunkt des Ausgleichens der Bremstauchbewegung ein Fahrzeugsitz (13) oder zumindest sein Sitzkissen (22) relativ zum übrigen Fahrzeug (1) angehoben wird, insbesondere nach dem Reduzieren der Gurtlose.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich vor dem Ausgleichen der Bremstauchbewegung ein Bremskörper (7) von einem Fahrzeugboden (6) auf eine Fahrbahn (4) abgesenkt wird, um eine Bremskraft auf das Fahrzeug (1) zu übertragen.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
- dass zeitlich vor dem Absenken des Bremskörpers (7) eine Radbremsanlage betätigt wird, um eine Bremskraft auf das Fahrzeug (1) zu übertragen, und/oder dass zeitlich vor dem Betätigen der Radbremsanlage und/oder der Gurtstraffereinrichtung ein akustisches und/oder visuelles und/oder haptisches Warnsignal generiert wird, und/oder dass das Absenken des Bremskörpers (7) zum Ausgleichen der Bremstauchbewegung verwendet wird.
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