DE102018002967A1

DE102018002967A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines reversiblen Gurtstraffers sowie Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018002967A1
Application number: DE102018002967.1A
Authority: DE
Inventors: Till Heinrich
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2019-10-17
Also published as: WO2019197120A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines reversiblen Gurtstraffers (6) eines einem Fahrzeugsitz (3) zugeordneten Sicherheitsgurtsystems, wobei der Gurtstraffer (6) bei einer erfassten, dem Fahrzeug (1) zu einem prognostizierten Kollisionszeitpunkt bevorstehenden Kollision zur Straffung eines Sicherheitsgurtes (4) angesteuert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sicherheitsgurt (4) ab Erfassen der dem Fahrzeug (1) bevorstehenden Kollision mit einer sich bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt kontinuierlich erhöhenden Straffkraft gestrafft wird. Zudem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (1) mit einer solchen Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines reversiblen Gurtstraffers eines einem Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurtsystems, wobei der Gurtstraffer bei einer erfassten, dem Fahrzeug zu einem prognostizierten Kollisionszeitpunkt bevorstehenden Kollision zur Straffung eines Sicherheitsgurtes angesteuert wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
Aus der DE 10 2010 053 063 B4 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schützen eines Fahrzeuginsassen eines Fahrzeuges mit einer einem Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurtvorrichtung bekannt. Bei einer detektierten, sich anbahnenden Kollision wird zumindest ein Gurtstraffer zur Positionierung und Fixierung des Fahrzeuginsassen mittels des Sicherheitsgurtes angesteuert, wobei ein Kollisionszeitpunkt prognostiziert wird und ein als Elektromotor ausgeführter reversibler Gurtstraffer vor dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt aktiviert wird und den Sicherheitsgurt mit einer erhöhten Gurtspannkraft strafft. Der als Elektromotor ausgeführte reversible Gurtstraffer wird in einem Zeitintervall von 100 ms bis 500 ms vor dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt aktiviert und strafft den Sicherheitsgurt mit einer erhöhten Gurtspannkraft. Ein irreversibler Gurtstraffer wird zum prognostizierten Kollisionszeitpunkt nach einer vorgegebenen Zeit nach der Ansteuerung des reversiblen Gurtstraffers angesteuert, wobei mittels des irreversiblen Gurtstraffers eine aus einem Straffen des Sicherheitsgurtes resultierende Bewegung des Fahrzeuginsassen in Richtung Sitzlehne unterstützt wird, wobei die vorgegebene Zeit aus einer Fahrzeugdynamik und/oder Insassenkenngrößen ermittelt wird.
Darüber hinaus beschreibt die DE 10 2013 009 717 A1 ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug, ein zugehöriges Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Steuern eines Sicherheitssystems für ein Kraftfahrzeug. Das Verfahren zum Steuern des Sicherheitssystems sieht vor, dass eine bevorstehende Kollision des Fahrzeuges mittels eines mit einer Auswerteeinheit gekoppelten Sensors prognostiziert wird und eine eine Rückverlagerung wenigstens eines Fahrzeuginsassen bewirkende erste Vorrichtung zu einem festgelegten ersten Zeitpunkt vor der prognostizierten Kollision durch eine Steuerungseinrichtung ausgelöst wird. Durch die Steuerungseinrichtung wird zudem eine eine Gegenkraft auf den wenigstens einen Fahrzeuginsassen ausübende zweite Vorrichtung zu einem festgelegten, auf den ersten Zeitpunkt folgenden zweiten Zeitpunkt vor der prognostizierten Kollision ausgelöst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines reversiblen Gurtstraffers eines einem Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurtsystems und ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1, hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 8 und hinsichtlich des Fahrzeuges durch die in Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Verfahren zur Ansteuerung eines reversiblen Gurtstraffers eines einem Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurtsystems sieht vor, dass der Gurtstraffer bei einer erfassten, dem Fahrzeug zu einem prognostizierten Kollisionszeitpunkt bevorstehenden Kollision zur Straffung eines Sicherheitsgurtes angesteuert wird. Erfindungsgemäß wird der Sicherheitsgurt ab Erfassen der dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision mit einer sich bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt kontinuierlich erhöhenden Straffkraft gestrafft.
Durch Anwendung des Verfahrens wird der reversible Gurtstraffer, welcher insbesondere als Elektromotor ausgebildet ist, verhältnismäßig frühzeitig mit einer situationsadaptiven Straffkraft, d. h. mit einem situationsadaptiven Kraftniveau, aktiviert, wobei eine Aktivierungsstrategie progressiver ausgelegt werden kann.
Im Vergleich zum Stand der Technik kann mittels des Verfahrens eine Entscheidung zur Straffkrafterhöhung bereits vor der bisher möglichen Entscheidung getroffen werden.
Zudem ist mittels des Verfahrens eine kontinuierliche Straffung mit variabler Straffkraft eine optimierte Anpassung an eine prognostizierte Kollisionssituation möglich. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass eine aus dem Stand der Technik bekannte pyrotechnische Straffung des Sicherheitsgurtes ersetzt werden kann.
Dadurch kann auf einen Einsatz eines irreversiblen, also eines pyrotechnischen, Gurtstraffers verzichtet werden, wodurch Kosten gespart werden können.
Insbesondere dient die Straffung des Sicherheitsgurtes dazu, einen Insassen auf dem Fahrzeugsitz in eine Sollposition zu bewegen, so dass dieser an einer kollisionsbedingt wirkenden Beschleunigung des Fahrzeuges frühestmöglich teilnimmt, um so ein Verletzungsrisiko wesentlich zu verringern. Zudem ist der Insasse in der Sollposition in Bezug auf einen dem Fahrzeugsitz zugeordneten Airbag optimiert positioniert.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Straffkraft bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt auf eine vorgegebene Straffkraft, insbesondere eine maximale Straffkraft, erhöht. Somit wird erreicht, dass der Insasse zum prognostizierten Kollisionszeitpunkt mittels des gestrafften Sicherheitsgurtes optimiert an seinen Fahrzeugsitz angebunden ist und somit an der kollisionsbedingt wirkenden Beschleunigung des Fahrzeuges teilnimmt.
Die Straffkraft wird in einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bei Ermittlung einer Steigerung einer kollisionsbedingten Bedrohung durch eine Ansteuerung des reversiblen Gurtstraffers nochmals erhöht, um den Insassen mittels des gestrafften Sicherheitsgurtes an seinem Fahrzeugsitz zu fixieren, ohne dass dem Insassen ein Vorverlagerungsweg, aus dem ein vergleichsweise hohes Verletzungsrisiko resultiert, zur Verfügung steht.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass bei einer ermittelten Änderung des prognostizierten Kollisionszeitpunktes die Straffkraft entsprechend des geänderten Kollisionszeitpunktes angepasst wird. Dadurch kann auch in einem solchen Fall sichergestellt werden, dass der Sicherheitsgurt bis zum Kollisionszeitpunkt mit der sich kontinuierlich erhöhenden Straffkraft gestrafft wird.
Ist es möglich, die Kollision doch noch zu vermeiden, wird die Straffung des Sicherheitsgurtes in einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens beendet, so dass das Risiko einer Verletzung des Insassen durch den Sicherheitsgurt und/oder das Risiko einer Beeinflussung einer Fahraufgabe, sofern es sich bei dem Insassen um einen Fahrer des Fahrzeuges handelt, wesentlich verringert werden bzw. wird.
Vorzugsweise wird die Straffung des Sicherheitsgurtes nicht abrupt sondern allmählich beendet, so dass der Insasse aufgrund der nun fehlenden Rückhaltung durch den Sicherheitsgurt nicht erschrickt und dadurch eine die Verkehrssicherheit beeinträchtigende Bewegung ausführt.
In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Straffkraft bei Eintritt der Kollision durch Ansteuerung des Gurtstraffers auf eine maximale Straffkraft erhöht wird. Somit wird der Sicherheitsgurt nochmals mit höherer Straffkraft gestrafft, um weitestgehend sicherstellen zu können, dass der Sicherheitsgurt zum Eintritt der Kollision gestrafft am Körper des Insassen anliegt und dadurch eine Rückhaltewirkung des Sicherheitsgurtes optimiert ist.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform wird die bevorstehenden Kollision des Fahrzeuges anhand erfasster Parameter einer Fahrdynamik, erfasster Signale einer Umgebungssensorik und/oder einer erfassten Fahreraktivität ermittelt. Insbesondere wird die bevorstehende Kollision anhand einer Kombination der genannten Alternativen ermittelt, so dass Einzelergebnisse plausibilisiert werden und dadurch die Sicherheit in Bezug auf die Ermittlung der bevorstehenden Kollision vergleichsweise hoch ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, wobei eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Gurtstraffers bei einer erfassten, dem Fahrzeug zu einem prognostizierten Kollisionszeitpunkt bevorstehenden Kollision vorhanden ist. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit zur Ansteuerung des Gurtstraffers derart ausgebildet, dass sich die Straffkraft zur Straffung des Sicherheitsgurtes bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt kontinuierlich erhöht.
Dadurch kann weitestgehend sichergestellt werden, dass der Sicherheitsgurt zum Eintritt der Kollision, vorzugsweise zum prognostizierten Kollisionszeitpunkt gestrafft am Körper des Insassen anliegt und dieser somit an seinem Fahrzeugsitz fixiert ist, um somit an einer kollisionsbedingt wirkenden Beschleunigung des Fahrzeuges teilzunehmen, wodurch ein Verletzungsrisiko für den Insassen erheblich verringert werden kann.
In einer Ausbildung der Vorrichtung steuert die Steuereinheit den Gurtstraffer derart an, dass sich die Straffkraft bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt auf eine vorgegebene Straffkraft erhöht und der Sicherheitsgurt optimiert gestrafft am Körper des Insassen anliegt.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung, wodurch ein Insassenschutz bei einer Kollision des Fahrzeuges erhöht werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt die:

1 schematisch eine Schnittdarstellung eines Fahrzeuges mit einem Insassen auf einem Fahrzeugsitz.

In der einzigen Figur ist ein Fahrzeug 1 in einer Schnittdarstellung gezeigt, wobei ein Insasse 2 auf einem Fahrzeugsitz 3 sitzt und einen Sicherheitsgurt 4 angelegt hat.
Bei dem Sicherheitsgurt 4 handelt es sich um einen sogenannten Dreipunktgurt, mittels dessen der den Sicherheitsgurt 4 tragende Insasse 2 an drei nicht näher dargestellten Befestigungspunkten an das Fahrzeug 1 angebunden ist.
Ein erster Befestigungspunkt bildet, auf einen als Fahrersitz ausgebildeten Fahrzeugsitz 3 bezogen, einen im unteren Bereich einer B-Säule des Fahrzeuges 1 angeordneten Endbeschlag. Einen zweiten Befestigungspunkt bildet ein Gurtschloss 5, in welches eine verschieblich an dem Sicherheitsgurt 4 angeordnete Gurtschlosszunge beim Anlegen des Sicherheitsgurtes 4 einsteckbar und in dem Gurtschloss 5 verriegelbar ist.
Im oberen Bereich der B-Säule befindet sich ein dritter Befestigungspunkt, der als ein Gurtaufroller ausgeführt ist, wobei der Gurtaufroller mit einem als Elektromotor ausgeführten, stark vereinfacht mit gestrichelter Linie dargestellten, reversiblen Gurtstraffer 6 gekoppelt ist. Der Gurtstraffer 6 ist mittels einer ebenfalls mit gestrichelter Linie dargestellten Steuereinheit 7 verbunden.
Das Fahrzeug 1 verfügt zudem über eine nicht näher dargestellte Umgebungssensorik, die eine Anzahl von im und/oder am Fahrzeug 1 angeordneten Sensoren, beispielsweise radar-, laser- und/oder ultraschallbasierte Sensoren, umfasst.
Erfasste Signale der Sensoren sind der Steuereinheit 7 zur Auswertung und Weiterverarbeitung zuführbar, wobei anhand erfasster Signale der Sensoren eine dem Fahrzeug 1 bevorstehende Kollision erfassbar und ein Kollisionszeitpunkt prognostizierbar ist. Dabei ist unter Kollisionszeitpunkt ein Zeitpunkt zu verstehen, zu dem das Fahrzeug 1 mit einem nicht näher dargestellten Kollisionsobjekt, beispielsweise einem weiteren Fahrzeug, kollidiert.
Alternativ oder zusätzlich ist die dem Fahrzeug 1 bevorstehende Kollision anhand erfasster Parameter einer Fahrdynamik und/oder anhand einer erfassten Fahreraktivität, beispielsweise einer getätigten Notbremsung des Fahrzeuges 1, mittels der Steuereinheit 7 ermittelbar.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde anhand von der Umgebungssensorik erfassten Signalen eine dem Fahrzeug 1 bevorstehende Kollision, d. h. eine Frontalkollision, erfasst.
Wird ermittelt, dass dem Fahrzeug 1 eine Kollision zu einem prognostizierten Kollisionszeitpunkt bevorsteht, wird der Gurtstraffer 6 mittels der Steuereinheit 7 angesteuert.
Dabei wird der Gurtstraffer 6 derart angesteuert, dass eine Straffkraft, mit der eine Straffung des Sicherheitsgurtes 4 erfolgt, bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt kontinuierlich erhöht wird. Ein Oberkörper des Insassen 2 wird durch die Straffung des Sicherheitsgurtes 4 in Richtung R einer Sitzlehne 8 des Fahrzeugsitzes 3 bewegt. Zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt ist der Insasse 2 mittels des gestrafften Sicherheitsgurtes 4 optimiert in seiner Sitzposition fixiert, so dass bei einer Bewegungsumkehr aufgrund der Trägheitskraft des Insassen 2 nach der Kollision in entgegensetzte Richtung, also von der Sitzlehne 8 weg, eine Rückhaltewirkung des Sicherheitsgurtes 4 optimiert ist.
Insbesondere wird die Straffkraft bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt auf eine maximale Straffkraft erhöht, die zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt auf den Sicherheitsgurt 4 wirkt.
Tritt die Kollision ein, kann vorgesehen sein, die Straffkraft nochmals, beispielsweise durch Zuführen einer elektrischen Spannung oberhalb einer Nennspannung des Elektromotors, zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich kann z. B. eine Getriebeübersetzung des Elektromotors zur Erhöhung der auf den Sicherheitsgurt 4 wirkenden Spannkraft verändert werden.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass bei erfasster Zunahme einer Bedrohung des Fahrzeuges 1 durch die Kollision die Spannkraft durch eine entsprechende Motoransteuerung erhöht wird.
Ändert sich der prognostizierte Kollisionszeitpunkt, beispielsweise durch Änderung der Situation, wird die Straffkraft entsprechend angepasst. Wird prognostiziert, dass die Kollision früher als angenommen eintritt, wird die Straffkraft entsprechend erhöht, wohingegen die Straffkraft verringert wird, wenn ermittelt wird, dass die Kollision zu einem späteren Zeitpunkt eintritt.
Darüber hinaus wird die Erhöhung der Straffkraft zur Straffung des Sicherheitsgurtes 4, d. h. die Straffung selbst, abgebrochen, wenn ermittelt wird, dass die Kollision nicht eintritt, die Kollision also noch vermieden werden konnte.
Durch den Abbruch der Straffkrafterhöhung und insbesondere der Straffung des Sicherheitsgurtes 4 ist realisierbar, dass eine Fahrzeugaufgabe nicht beeinflusst wird, sofern es sich bei dem Insassen 2 um einen Fahrer des Fahrzeuges 1 handelt. Zudem wird durch den Abbruch das Risiko einer straffungsbedingten Verletzung des Insassen 2 wesentlich verringert.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Insasse
3: Fahrzeugsitz
4: Sicherheitsgurt
5: Gurtschloss
6: Gurtstraffer
7: Steuereinheit
8: Sitzlehne
R: Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010053063 B4 [0002]
DE 102013009717 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Ansteuerung eines reversiblen Gurtstraffers (6) eines einem Fahrzeugsitz (3) zugeordneten Sicherheitsgurtsystems, wobei der Gurtstraffer (6) bei einer erfassten, dem Fahrzeug (1) zu einem prognostizierten Kollisionszeitpunkt bevorstehenden Kollision zur Straffung eines Sicherheitsgurtes (4) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsgurt (4) ab Erfassen der dem Fahrzeug (1) bevorstehenden Kollision mit einer sich bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt kontinuierlich erhöhenden Straffkraft gestrafft wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Straffkraft bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt auf eine vorgegebene Straffkraft erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Straffkraft bei Ermittlung einer Steigerung einer kollisionsbedingten Bedrohung durch eine Ansteuerung des reversiblen Gurtstraffers (6) nochmals erhöht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ermittelten Änderung des prognostizierten Kollisionszeitpunktes die Straffkraft entsprechend des geänderten Kollisionszeitpunktes angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Vermeidung der Kollision die Straffung des Sicherheitsgurtes (4) beendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Straffkraft bei Eintritt der Kollision durch Ansteuerung des Gurtstraffers (6) auf eine maximale Straffkraft erhöht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bevorstehenden Kollision anhand erfasster Parameter einer Fahrdynamik, erfasster Signale einer Umgebungssensorik und/oder einer erfassten Fahreraktivität ermittelt wird.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Steuereinheit (7) zur Ansteuerung des Gurtstraffers (6) bei einer erfassten, dem Fahrzeug (1) zu einem prognostizierten Kollisionszeitpunkt bevorstehenden Kollision, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (7) zur Ansteuerung des Gurtstraffers (6) derart ausgebildet ist, dass sich die Straffkraft zur Straffung des Sicherheitsgurtes (4) bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt kontinuierlich erhöht.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (7) den Gurtstraffer (6) derart ansteuert, dass sich die Straffkraft bis zu dem prognostizierten Kollisionszeitpunkt auf eine vorgegebene Straffkraft erhöht.
Fahrzeug (1) mit einer Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9.