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Dokumentenidentifikation DE102006000887A1 05.07.2007
Titel Sicherheitseinrichtung
Anmelder Autoliv Development AB, Vargarda, SE
Erfinder Lucht, Andreas, 25358 Horst, DE;
Verheyen, Christian, 25337 Elmshorn, DE;
Kahler, Christoph, 20257 Hamburg, DE
Vertreter GRAMM, LINS & PARTNER GbR, 38122 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 04.01.2006
DE-Aktenzeichen 102006000887
Offenlegungstag 05.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.07.2007
IPC-Hauptklasse B60N 2/42(2006.01)A, F, I, 20060104, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugsitz (1), der ein Sitzkissen (3) mit einem elastisch vorgespannten Polsterelement (4a, 4b, 4c) und Sensoreinrichtungen zur Erfassung eines Unfalles oder eines bevorstehenden Unfalles aufweist, wobei das dem Polsterelement (4a, 4b, 4c) ein Aktuator (6) zugeordnet ist, der bei Vorliegen entsprechender Sensordaten die Vorspannung des Polsterelementes (4a, 4b, 4c) verändert.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugsitz, der ein Sitzkissen mit einem elastisch vorgespannten Polsterelement aufweist, und mit Sensoreinrichtungen zur Erfassung eines Unfalles oder eines bevorstehenden Unfalles.

Aus der WO 2004/062962 A1 ist ein Fahrzeugsitz mit einer Airbageinheit innerhalb eines Sitzkissens bekannt. Der Airbag ist auf der der Fahrzeugtür zugewandten Seite des Sitzkissens angeordnet und wird bei Sensieren eines Seitenaufpralls gezündet. Ein Gasgenerator befüllt den Gassack und hebt das Sitzkissen an der Türseite an. Dadurch wird das Becken des Sitznutzers schlagartig verlagert und der Sitznutzer mit seinem Oberkörper und seinem Kopf in Richtung des Fahrzeuginneren bewegt. Durch die explosionsartige Entfaltung des Airbags kann es zu abrupten Bewegungen innerhalb der Lendenwirbelsäule kommen, die als unangenehm empfunden werden können oder schlimmstenfalls zu Verletzungen führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherheitseinrichtung bereitzustellen, die eine Verlagerung des Fahrzeuginsassen bei einem Seitenaufprall in das Fahrzeuginnere auf eine weniger risikoreiche Art und Weise bereitstellt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Sicherheitseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugsitz, der ein Sitzkissen mit einem elastisch vorgespannten Polsterelement aufweist, und mit Sensoreinrichtungen zur Erfassung eines Unfalles oder eines bevorstehenden Unfalls ausgerüstet ist, sieht vor, dass dem Polsterelement ein Aktuator zugeordnet ist, der bei Vorliegen entsprechender Sensordaten die Vorspannung des Polsterelementes verändert. Durch die gezielte Veränderung der Vorspannung des Polsterelementes ist es möglich, unterschiedliche Bereiche des Sitzkissens individuell in der Steifigkeit einzustellen und somit je nach Unfallszenario einen optimierten Sitz bereitzustellen. Bei einem Frontalaufprall sind z. B. Maßnahmen gegen das sogenannte Submarining, also das Hindurchtauchen unter dem Beckengurt notwendig, während bei einem Seitenaufprall eine Verlagerung des Fahrzeuginsassen in Richtung Fahrzeugmitte angestrebt wird. Dazu ist es vorgesehen, dass der Aktuator die Vorspannung des Polsterelementes partiell verändert, und zwar dort, wo eine jeweils erhöhte oder verringerte Steifigkeit des Sitzpolsters benötigt wird. Die Veränderung der Steifigkeit erfolgt insbesondere relativ langsam, um Verletzungen der Sitznutzer zu vermeiden. Die Geschwindigkeit ist dabei so gewählt, dass eine schnellstmögliche Verlagerung bei gleichzeitigem Gefährdungsausschluss gegeben ist.

Das Polsterelement ist insbesondere als ein fluidgefülltes Kissen ausgebildet und elastisch vorgespannt, wobei der Befüllungsgrad des Kissens über eine Pumpe oder ein Ventil veränderlich ist. Die Pumpe kann gezielt eine Vergrößerung oder Verringerung des Befüllungsgrades des Polsterelementes bewirken, während ein Ventil das bevorzugt unter Überdruck stehende fluidgefüllte Kissen lediglich entspannen kann.

Eine Alternative zu der Ausgestaltung mit einem fluidgefüllten Kissen besteht darin, dass das Polsterelement über ein Federelement elastisch vorgespannt ist, dessen Vorspannung über einen Aktuator lösbar ist. Das Federelement oder Aktuator kann als eine elektromagnetische Feder oder ein Solenoid ausgebildet sein und einen Teil der herkömmlichen Sitzpolsterung darstellen. Wird nun ein Unfall oder ein bevorstehender Unfall detektiert, wird die Federvorspannung an dem betreffenden Polsterelement verringert, so dass der der Aufprallseite abgewandte Teil eines Fahrzeugsitzes bei einem bevorstehenden Seitenaufprall jeweils abgesenkt wird, wodurch sich insgesamt der Körper von der Unfallstelle entfernt.

Dazu ist es vorgesehen, dass das Polsterelement in Fahrtrichtung längsgeteilt in seiner Vorspannung einstellbar ist. Um ein Submarining zu verhindern, ist es alternativ oder ergänzend in Fahrtrichtung quergeteilt, so dass das hintere Polsterteil in seiner Vorspannung verringert bzw. das vordere Polsterteil in seiner Vorspannung relativ erhöht wird, um die Sitzsteifigkeit situationsadäquat einstellen zu können.

Bevorzugt ist das Polsterelement mehrteilig ausgebildet, wobei jedes Polsterelement getrennt voneinander in seiner Vorspannung einstellbar ist, wodurch eine besonders leichte Ansteuerung erzielt werden kann. Bei einer zweigeteilten Ausgestaltung des Polsterelementes kann die Vorspannung eines Teiles komplett durch Öffnen eines Ventils oder Entfernen eines Sicherungsbolzens gelöst werden. Bei Öffnen eines fluidgefüllten Kissens sinkt die Vorspannung auf 0, wird ein Federelement entspannt, kann dies auf einen festlegbaren Minimalwert geschehen.

Das Polsterelement kann als Kunststoff- oder Metallkissen oder als ein eingeschlossener Schaumstoff ausgebildet sein, wobei das Kunststoff- oder Metallkissen aus einem fluiddichten Material besteht und der Schaumstoff auch in einem geschlossenen Kissen untergebracht sein kann, das einen Unterdruck aufweist. Wird ein Ventil geöffnet, strömt Luft in das Kissen und bewirkt eine langsame Ausdehnung des Schaumstoffes und damit eine Volumenerhöhung und Verringerung der Federvorspannung bzw. Steifigkeit des Polsterelementes.

Der Aktuator kann zur Öffnung eines unter Überdruck stehenden, eingeschlossenen Polsterteiles ausgebildet sein, beispielsweise zum Öffnen eines Ventils. Alternativ kann der Aktuator als pyrotechnische Treibladung ausgebildet sein, um Verriegelungsbolzen oder auch ein Ventil zu verlagern und die entsprechende Vorspannung zu verringern oder zu erhöhen. Grundsätzlich ist die Veränderung der Vorspannung des Polsterelementes reversibel, so dass eine mehrfache Betätigung oder Aktivierung der Sicherheitseinrichtung möglich ist. Bei einem Einsatz einer Pumpe und fluidgefüllten Kissen ist es möglich, die Sicherheitseinrichtung zusammen mit einer Komfortfunktion für einen Fahrzeugsitz zu nutzen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche Bauteile. Es zeigen:

1 einen Fahrzeugsitz in Frontalansicht in Ausgangsstellung;

2 ein Sitzkissen in einer Funktionsstellung bei einem erwarteten Aufprall von links;

3 ein Sitzkissen einer Funktionsstellung bei einem erwarteten Seitenaufprall von rechts;

4 einen Fahrzeugsitz in Querschnittsansicht mit einer quergeteilten Polsterung; sowie

5 einen Sitz gemäß 4 mit alternativen Polsterelementen.

In der 1 ist ein Kraftfahrzeugsitz 1 mit einer Sitzlehne 2 und einem Sitzkissen 3 in Vorderansicht schematisch dargestellt. Das Sitzkissen 3 weist unterhalb eines Schaumstoffbezuges 5 zwei Polsterelemente 4a, 4b auf, die unter einer Vorspannung stehen und einen nicht dargestellten Sitznutzer tragen. Die Polsterelemente 4a, 4b selbst können federnd an einem Sitzchassis gelagert sein. Die Polsterelemente 4a, 4b sind über eine Verbindungsleitung 8a, 8b mit einem Aktuator 6, der vorliegend als Pumpe ausgebildet ist, verbunden. Über eine Steuereinheit 7, die wiederum mit nicht dargestellten Sensoren verbunden ist, wird die Pumpe 6 mitsamt eines eventuell angeordneten Ventil aktiviert, so dass das in den Polsterelementen 4a, 4b vorhandene Fluid, sei es eine Flüssigkeit oder ein Gas, von der in Fahrtrichtung linken Kammer 4b in die in Fahrtrichtung rechte Kammer 4a gepumpt werden kann oder umgekehrt. Ebenfalls ist es möglich, dass der Aktuator 6 als ein Ventil ausgebildet ist, das die jeweilige Leitung 8a, 8b öffnet und das in den Polsterelementen 4a, 4b befindliche Fluid ablässt oder durch die Pumpe 6 abgepumpt wird, sei es in die Umgebung oder in ein Reservoir.

Wird nun ein Seitenaufprall von in Fahrtrichtung gesehen rechts erwartet, wird über die Steuereinheit 7 der Aktuator 6 dergestalt eingesetzt, dass das in Fahrtrichtung linke Polsterelement 4b in seiner Vorspannung reduziert wird, also dass das Gas abgelassen wird. Dadurch verkippt der Sitznutzer in seinem Beckenbereich in Fahrtrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn und bewegt sich somit sanft von der Aufprallstelle weg in Richtung des Fahrzeuginneren.

Wird nun ein Seitenaufprall von der anderen Seite erwartet, wird dementsprechend das andere Polsterelement 4a entspannt, so dass eine Drehbewegung der Hüfte in Uhrzeigersinn ausgeführt wird, was insgesamt zu einer Verlagerung des Oberkörpers in Fahrtrichtung nach rechts bewirkt. Sollte der bevorstehende Seitenaufprall nicht eintreten oder das Fahrzeug nach dem Seitenaufprall weiterhin fahrtüchtig sein, kann der Aktuator, sofern er eine Pumpfunktion ausführen kann, das jeweils in der Vorspannung reduzierte Kissen oder Polsterelement 4a, 4b wieder aufblasen und in den Ausgangszustand gemäß 1 zurückversetzen. Die dargestellten Aufteilungen der Polsterelemente 4a, 4b sehen eine Längsteilung in der Fahrtrichtung vor, so dass eine seitliche Kippbewegung des Sitznutzers eintritt.

Alternativ oder ergänzend zu einer Längsteilung kann das Sitzkissen 3 auch mit Polsterelementen ausgestattet sein, die in Querrichtung geteilt sind, also in einen vorderen und einen hinteren Sitzbereich. Eine solche Ausgestaltungsform ist in der 4 gezeigt. Die hier dargestellten Polsterelemente 4b, 4c sind über Federelemente 14b, 14c vorgespannt und können bei Vorliegen entsprechender Sensordaten über die Steuereinheit 7 und den Aktuator 6 entsprechend in ihrer Vorspannung eingestellt werden. Der Aktuator 6 kann als eine elektromagnetische Feder oder als ein Solenoid ausgebildet sein, ebenfalls können die Federelemente 14b, 14c als eine elektromagnetische Feder oder als ein Solenoid ausgebildet sein und eine entsprechende Federkraft auf die Polsterelemente 4b, 4c ausüben. Besteht nun die Gefahr eines Frontalaufpralls, kann das hintere Polsterelement 4c durch Entspannen des dazugehörigen Federelementes 14c abgesenkt werden, da die Federvorspannung des Federelementes 4c reduziert wird. Dadurch wird relativ zu dem hinteren Polsterelement 4c die Steifigkeit des vorderen Polsterelementes 4b erhöht, was ein Hindurchrutschen unter den Beckengurt vermeidet.

Eine analoge Ausgestaltung zu der 4 ist in der 5 dargestellt, wobei hier die Polsterelemente 4b, 4c wieder als fluidgefüllte Kissen, insbesondere Kunststoff- oder Metallkissen ausgebildet sind. Die Funktionsweise entspricht der der in den 1 bis 3 erklärten Funktionsweise, mit dem Unterschied, dass die Hüfte nicht verdreht wird, sondern ein Hindurchrutschen unter den Beckengurt vermieden wird. Das Sitzkissen 3 kann auch mehrere Polsterelemente 4a, 4b, 4c aufweisen, beispielsweise vier, sechs oder acht, wobei eine abgestufte Veränderung der Vorspannung in Abhängigkeit von dem bevorstehenden Aufprall und dazugehörigen, notwendigen Verringerung oder Erhörung der Federsteifigkeit des jeweiligen Polsterelementes 4a, 4b, 4c eingestellt werden kann. Insbesondere bei der Verringerung der Vorspannung der fluidgefüllten Kissen 4a, 4b und der Verringerung der Bauhöhe der jeweiligen Polsterelemente 4a, 4b, 4c wird eine sanfte und schonende Verlagerung der Hüfte bzw. des Beckenabschnittes erreicht. Gemäß der Ausführungsform der 4 können elektromagnetische Federn den Insassen nach links, rechts oder nach hinten im Falle eines Zusammenstoßes verlagern.

Der Aktuator 6 kann auch als eine pyrotechnische Ladung zum Öffnen eines Ventils der Polsterelemente 4a, 4b, 4c ausgebildet sein.


Anspruch[de]
Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugsitz, der ein Sitzkissen mit einem elastisch vorgespannten Polsterelement aufweist, und mit Sensoreinrichtungen zur Erfassung eines Unfalles oder eines bevorstehenden Unfalles, dadurch gekennzeichnet, dass dem Polsterelement (4a, 4b, 4c) ein Aktuator (6) zugeordnet ist, der bei Vorliegen entsprechender Sensordaten die Vorspannung des Polsterelementes (4a, 4b, 4c) verändert. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (6) die Vorspannung des Polsterelementes (4a, 4b, 4c) partiell verändert. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polsterelement (4a, 4b, 4c) über ein fluidgefülltes Kissen elastisch vorgespannt ist, dessen Befüllungsgrad über eine Pumpe oder ein Ventil veränderlich ist. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polsterelement (4a, 4b, 4c) über ein Federelement (14b, 14c) elastisch vorgespannt ist, dessen Vorspannung über den Aktuator (6) lösbar ist Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14b, 14c) oder der Aktuator (6) eine elektromagnetische Feder oder ein Solenoid ist. Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polsterelement (4a, 4b, 4c) in Fahrtrichtung längsgeteilt in seiner Vorspannung verstellbar ist. Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polsterelement (4a, 4b, 4c) quer zur Fahrtrichtung in seiner Vorspannung einstellbar ist. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Polsterelement (4a, 4b, 4c) mehrteilig ausgebildet und jedes Polsterelement (4a, 4b, 4c) getrennt in seiner Vorspannung einstellbar ist. Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polsterelement (4a, 4b, 4c) als Kunststoff- oder Metallkissen oder als eingeschlossener Schaumstoff ausgebildet ist. Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (6) zur Öffnung eines unter Überdruck stehenden, eingeschlossenen Polsterelementes (4a, 4b, 4c) ausgebildet ist. Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (6) als pyrotechnische Treibladung ausgebildet ist. Sicherheitseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (6) die Vorspannung verringert.






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