Rückhaltevorrichtung für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Rückhaltevorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Rückhalten eines auf einem Fahrzeugsitz ruhenden Fahrzeuginsassen nach dem Patentanspruch 8.

Bei zweispurigen Fahrzeugen mit zumindest teilweise automatisierten Fahrfunktionen kann der Fahrer von der Fahraufgabe entbunden sein, so dass der Fahrer im Fahrzeug komfortable Sitzpositionen einnehmen kann, das heißt den Fahrzeugsitz nach hinten verstellen kann, und zwar bis hin zu einer Liegeposition. Für diese Sitzposition ist ein Insassenrückhaltesystem bereitzustellen, das dem Fahrzeuginsassen in einem Frontcrash eine einwandfreie

Rückhaltewirkung gewährleistet.

Aus der DE 10 2014 002 187 A1 ist eine gattungsgemäße Rückhaltevorrichtung für ein

Fahrzeug bekannt, mit der in einer Precrash-Phase vor einem möglichen Frontcrash-Zeitpunkt ein auf einem Fahrzeugsitz ruhender Fahrzeuginsasse von einer Komfortposition mit Hilfe eines Vorverlagerungsmittels in eine aufrechte Wirkposition aufrichtbar ist. Die Wirkposition ist so ausgelegt, dass im Crashfall ein am Fahrzeuginsassen angelegter Sicherheitsgurt eine optimale Rückhaltewirkung auf den angeschnallten Fahrzeuginsassen ausübt. Der in der DE 10 2014 002 187 A1 verwendete Sicherheitsgurt ist ein Drei-Punkt-Sicherheitsgurt mit einem

Beckengurtanteil und einem Schultergurtanteil. Der Beckengurtanteil verläuft im angelegten Zustand zwischen seitlichen Anbindungspunkten quer über das Fahrzeuginsassen-Becken. Der Schultergurtanteil verläuft im angelegten Zustand diagonal über den Oberkörper des

Fahrzeuginsassen bis zu einem oberen Anbindungspunkt. Zudem kann die

Rückhaltevorrichtung einen elektronisch ansteuerbaren sowie elektromechanisch reversibel arbeitenden Gurtstraffer aufweisen, der im Crashfall den Fahrzeuginsassen mit einer vorgegebenen Rückhaltekraft fest gegen die Rückenlehne des Fahrzeugs sieht. Mittels des elektromechanisch reversiblen Gurtstraffers kann außerdem die auf dem Fahrzeuginsassen ausgeübte Rückhaltekraft auf ein vordefiniertes Kraftniveau begrenzt werden. Die

Gurtkraftbegrenzung erfolgt unter Bereitstellung eines vordefinierten

Gurtkraftbegrenzungsweges sowie unter Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen. Aus der DE 10 2015 004 798 A1 ist ein Verfahren zum Ansteuern eines Airbags bekannt, bei dem situationsbedingt das Auslösen des Airbags unterdrückt werden kann, sofern sich der Fahrzeuginsasse außerhalb des Airbag-Wirkbereiches befindet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Rückhaltevorrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Rückhalten eines Fahrzeuginsassen bereitzustellen, das in einfacher Weise den Fahrzeuginsassen unabhängig von seiner Fahrzeugsitzposition im Frontcrashfall schützt.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 8 gelöst. Bevorzugte

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 wird in der Precrash-Phase beim Aufrichten des Fahrzeuginsassen in seine aufrechte Wirkposition der elektromechanisch reversible Gurtstraffer deaktiviert und im Sicherheitsgurt eine Precrash-Gurtlose erzeugt.

Dadurch wird ein für das Aufrichten des Fahrzeuginsassen erforderlicher Precrash- Gurtauszugsweg rückhaltekraftfrei bereitgestellt. Dadurch ist gewährleistet, dass der

Fahrzeuginsasse während der Precrash-Phase verzögerungsfrei in seine aufrechte Wirkposition bewegbar ist. Mittels des elektromotorisch reversiblen Gurtstraffer wird in der PreCrash- Situation elektromotorisch Gurtband reversibel eingezogen. Im Crashfall wird pyrotechnisch der Gurtstraffer ausgelöst und zieht dieser Gurtband ein. Die Ansteuerung des Gurtes, in der Aufrichtphase des Insassen, kraftfrei zu sein und dann bei Erreichung der Wirkposition Gurt wieder„aktiv" geschaltet zu sein, muß über einen Gurtbandgeber bzw. über eine entsprechende Steuerungseinheit erfolgen.

In einer einfachen technischen Umsetzung kann das Vorverlagerungsmittel ein einer

Rückenlehne des Fahrzeugsitzes integriertes aufblasbares Luftkissen sein. Das aufblasbare Kissen ist ein aktiver Bestandteil der Rückhaltevorrichtung und kann gegebenenfalls

pneumatisch oder pyrotechnisch aufgeblasen werden. Das während der Precrash-Phase aufgeblasene Kissen wirkt als ein Impulsgeber zum Aufrichten des Fahrzeuginsassen in seine aufrechte Wirkposition.

Zur Unterstützung des Vorverlagerungsmittels (das heißt des Luftkissens) kann während der Precrash-Phase zusätzlich die Rückenlehne des Fahrzeugs elektronisch angesteuert werden, damit durch eine zusätzliche Neigungsverstellung der Rückenlehne die Aufrichtbewegung des Fahrzeuginsassen beschleunigt wird. Die erfindungsgemäße Rückhaltevorrichtung ist so ausgelegt, dass als Sicherheitsgurt bevorzugt ein herkömmlicher Drei-Punkt-Sicherheitsgurt einsetzbar ist, der im angelegten Zustand an einer Gurtzunge in einen Beckengurtanteil und einen Schultergurtanteil aufgeteilt ist. Der Beckengurtanteil verläuft im angelegten Zustand zwischen seitlichen

Anbindungspunkten quer über das Fahrzeuginsassen-Becken, wobei die oben erwähnte Gurtzunge in Verbindung mit einem am Fahrzeugsitz oder an der Fahrzeugkarosserie befestigten Gurtschloss einen ersten lösbaren Anbindungspunkt bildet. Der seitlich

gegenüberliegende zweite Anbindungspunkt des Beckengurtanteils kann mittels eines

Endbeschlagstraffers ausgebildet sein, der im Crashfall zum Beispiel pyrotechnisch aktivierbar ist, um eine Gurtlose aus dem Beckengurtanteil zu ziehen, wodurch eine Beckenvorverlagerung reduziert wird. Der Schultergurtanteil des Sicherheitsgurtes kann sich ausgehend von der Gurtzunge im angelegten Zustand diagonal über den Oberkörper des Fahrzeuginsassen bis zu einem oberen Anbindungspunkt erstrecken und weiter bis zu dem elektromotorisch reversiblen Gurtstraffer geführt sein. Durch Bereitstellung des elektromotorisch reversiblen Gurtstraffers sowie des zum Beispiel pyrotechnisch aktivierbaren Endbeschlagstraffers ergibt sich eine Doppelstraffung.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Endbeschlagstraffer in der Precrash-Phase während der Aufrichtbewegung des Fahrzeuginsassen in seine aufrechte Wirkposition bereits aktiviert ist. Auf diese Weise ist eine einwandfreie Aufrechtbewegung des Fahrzeuginsassen gewährleistet, bei dem sich dessen Oberkörper durch Rotation nach fahrzeugvorne bewegt.

Die Aufrichtbewegung des Fahrzeuginsassen in seine aufrechte Wirkposition wird zudem unterstützt, wenn die Gurtzunge als Klemmsteckzunge realisiert ist. Eine solche

Klemmsteckzunge weist ein Klemmelement auf, das zwischen einer Freigabesteilung und einer Klemmstellung verstellbar ist. In der Freigabesteilung kann der Sicherheitsgurt im normalen Fahrbetrieb frei durch die Gurtöse der Klemmsteckzunge hindurchrutschen. Im Crashfall befindet sich die Klemmsteckzunge dagegen in ihrer Klemmstellung, in der der Sicherheitsgurt festgeklemmt ist. Auf diese Weise kann sich in der Precrash-Phase die (mittels des

elektromotorisch reversiblen Gurtstraffers) im Schultergurtanteil erzeugte Precrash-Gurtlose nicht auf den Beckengurtanteil übertragen. Der Beckengurtanteil bleibt gestrafft.

Die Rückhaltevorrichtung kann ferner ein Kopfaufschlag-Airbagmodul aufweisen, dessen Kopfaufschlagairbag den Insassenkopf im Crashfall vor einem Aufprall an einem Interieurbauteil (zum Beispiel einer Instrumententafel) schützt. Sofern die Rückhaltevorrichtung einen ausreichend großen Abstand zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem Interieurbauteil detektiert, kann der Kopfaufschlagairbag bevorzugt deaktiviert bleiben. Auf diese Weise erhöht sich der in der Crashphase maximal verfügbare Gurtkraftbegrenzungsweg, über dem der Fahrzeuginsasse aufprallfrei nach vorne verlagerbar ist.

In einer technischen Realisierung weist die Rückhaltevorrichtung eine

Crasherkennungseinrichtung auf, mit deren Hilfe durch Radar, Ultraschall-, Video- oder sonstige Abstandssensorik eine Precrash-Situation erfassbar ist. In Abhängigkeit von der erfassten Precrash-Situation kann der elektromotorisch reversible Gurtstraffer, das Vorverlagerungsmittel (das heißt das aufblasbare Kissen), der Endbeschlagstraffer sowie gegebenenfalls die

Rückenlehne des Fahrzeugsitzes und das Kopfaufschlagairbagmodul elektronisch ansteuerbar sind, die allesamt Bestandteile des Insassenrückhaltesystems bilden können.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeuginnenraums eines

zweispurigen Fahrzeugs, bei der sich ein Fahrer in seiner Normalsitzposition befindet;

Figur 2 in einer schematischen Vorderansicht der Fahrersitz mit angelegtem

Sicherheitsgurt, jedoch ohne Fahrer; und

Figuren 3 bis 5 jeweils Ansichten entsprechend der Figur 1 , die eine Precrash-Phase (Atp gemäß den Figuren 3 und 4) und eine Crash-Phase (Ate gemäß der Figur 5) veranschaulichen.

In der Figur 1 ist in einer Prinzipdarstellung ein Fahrzeuginnenraum 1 mit einem Fahrer 3 gezeigt, der über einen Sicherheitsgurt 5 am Fahrersitz 7 gesichert ist. Der Sicherheitsgurt 5 ist ein Drei-Punkt-Sicherheitsgurt, der aus einem Beckengurtanteil 9 und einem Schultergurtanteil 1 1 besteht. Der Beckengurtanteil 9 des Sicherheitsgurtes 6 verläuft zwischen bodenseitigen Anbindungspunkten 13, 14, von denen in der Figur 1 nur der Anbindungspunkt 13 gezeigt ist, der gemäß der Figur 2 über eine Gurtzunge 27 und ein Gurtschloss 28 lösbar ist. Der

Schultergurtanteil 1 1 des Sicherheitsgurts 5 ist in Diagonalrichtung von dem in der Figur 2 gezeigten unter Anlenkungspunkt 13 diagonal über den Brustkorbbereich des Fahrers 3 bis zu einem oberen Anbindungspunkt 15 geführt, der als ein Umlenkbeschlag an einem oberen Rand der Rückenlehne 17 des Fahrersitzes 7 ausgebildet ist. Der Schultergurtanteil 1 1 verläuft über den oberen Anbindungspunkt 15 hinaus weiter bis zu einem elektromotorisch reversiblen Gurtstraffer 19. Bei einer crashbedingten Aktivierung begrenzt der elektromotorisch reversible Gurtstraffer 19 eine auf den Fahrzeuginsassen 3 ausgeübte Rückhaltekraft FR (Figuren 4 oder 5) auf ein vordefiniertes Kraftniveau, und zwar unter Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen 3 um einen Gurtkraftbegrenzungsweg ASB.

Wie aus der Figur 1 weiter hervorgeht, ist eine nur angedeutete elektromotorisch betätigbare Versteileinrichtung 21 vorgesehen, mit der sowohl der Fahrersitz 7 in der

Fahrzeuglängsrichtung x verstellbar ist als auch dessen Rückenlehne 17 neigungsverstellbar ist. In einem Lenkrad 8 des Fahrzeugs ist ferner ein Kopfaufschlagairbagmodul 23 verbaut, dessen Kopfaufschlagairbag den Insassenkopf im Frontalcrashfall vor einem Aufprall auf der Instrumententafel 24 oder auf dem Lenkrad 8 schützt.

In der Figur 2 sind die beiden einander in der Fahrzeugquerrichtung y gegenüberliegenden Anbindungspunkte 13, 14 gezeigt, zwischen denen der Beckengurtanteil 9 verläuft. Der dem lösbaren Anbindungspunkt 13 gegenüberliegende Anbindungspunkt 14 ist als ein

Endbeschlagstraffer realisiert, der in einem Crashfall eine Gurtlose aus dem Beckengurtanteil 9 zieht und somit eine crashbedingte Beckenvorverlagerung reduziert. Der detaillierte Aufbau eines solchen Endbeschlagstraffer ist dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2014 201 231 A1.

Die Gurtzunge 27 ist in den Figuren als eine Klemmsteckzunge realisiert, die in einem normalen Fahrbetrieb in einer Freigabestellung ist, in der der Sicherheitsgurt 6 frei durch die

Klemmsteckzunge bewegbar geführt ist. Im Crashfall ist dagegen der Sicherheitsgurt 9 festgeklemmt. Der detaillierte Aufbau einer solchen Klemmsteckzunge ist dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus der DE 42 15 384 A1 oder aus der DE 10 2013 216 326 A1 .

Der Endbeschlagstraffer 14, der mechanisch reversible Gurtstraffer 19, das

Kopfaufschlagairbagmodul 23 sowie ein in der Rückenlehne 17 integriertes Luftkissen 29 und die Sitz-Verstelleinrichtung 21 sind allesamt in ein Insassenrückhaltesystem eingebunden. Das Insassenrückhaltesystem weist eine in der Figur 2 angedeutete Crasherkennungseinrichtung 31 auf, die signaltechnisch mit dem mechanisch reversiblen Gurtstraffer 19, dem

Endbeschlagstraffer 14, dem Luftkissen 29 sowie der Versteileinrichtung 21 und dem Airbagmodul 23 verbunden ist. Die Crasherkennungseinrichtung 31 erfasst durch Radar, Ultraschall-, Video- oder sonstige Abstandssensorik eine Precrash-Situation. In Abhängigkeit von der erfassten Precrash-Situation können die oben genannten Komponenten des

Insassenrückhaltesystems angesteuert werden, um den Fahrer 3 im Vorfeld eines nahenden Unfalls in eine günstige Position zu verbringen.

Nachfolgend wird anhand der Figuren 3 bis 5 die Funktionsweise des Rückhaltesystems erläutert: So befindet sich in der Figur 3 der auf dem Fahrersitz 7 ruhende Fahrer 3 in einer Komfortposition K, in der die Rückenlehne 17 nach hinten geklappt ist. Bei Erfassung einer kritischen Fahrsituation startet die Crasherkennungseinrichtung 31 eine Precrash-Phase At _P , in der das in der Rückenlehne 17 integrierte Luftkissen 29 aktiviert wird, um den Fahrer 3 von seiner Komfortposition K in eine aufrechte Wirkposition W (Figur 4) aufzurichten. Gleichzeitig mit der Ansteuerung des Luftkissens 29 wird auch der elektromotorisch reversible Gurtstraffer 19 deaktiviert, um eine Precrash-Gurtlose im Schultergurtanteil 1 1 des Sicherheitsgurtes 5 zu erzeugen. Dadurch wird ein für das Aufrichten des angeschnallten Fahrers 3 erforderlicher Precrash-Gurtauszugsweg rückhaltefrei bereitgestellt. Die so erzeugte Precrash-Gurtlose darf sich nicht vom Schultergurtanteil 1 1 zum Beckengurtanteil 9 übertragen. Dies ist

erfindungsgemäß verhindert durch die Ausführung der Gurtzunge 27 als eine

Klemmsteckzunge, die das Durchrutschen des Sicherheitsgurtes durch eine Gurtöse der Klemmsteckzunge unterbindet. Dadurch ist ein Schultergurtanteil 1 1 des Sicherheitsgurtes 5 gelockert, während der Beckengurtanteil 9 des Sicherheitsgurtes 5 mittels der

Klemmsteckzunge 27 blockiert ist.

Zudem wird in der Precrash-Phase Atp auch der Endbeschlagstraffer 14 aktiviert, um eine verzögerungsfreie Aufrichtbewegung des Fahrers 3 in seine aufrechte Wirkposition W zu unterstützen.

In der in der Figur 4 gezeigten aufrechten Wirkposition W ist eine einwandfreie

Rückhaltewirkung des Drei-Punkt-Sicherheitsgurtes 9 gewährleistet. Der in der Precrash-Phase At _P noch deaktivierte elektromotorisch reversible Gurtstraffer 19 wird zum Crash-Zeitpunkt sowie in der darauffolgenden Crashphase At _c unmittelbar danach aktiviert, um eine

Rückhaltewirkung auf den Fahrer 3 auszuüben, bei der der elektromotorisch reversible

Gurtstraffer 19 die auf den Fahrer 3 ausgeübte Rückhaltekraft FR auf ein vordefiniertes

Kraftniveau begrenzt. Die Gurtkraftbegrenzung erfolgt unter Bereitstellung eines Crash- Gurtauszugsweges sowie unter Vorverlagerung des angeschnallten Fahrers 3 um einen Gurtkraftbegrenzungsweg ASB nach vorne. Sofern mittels der Crasherkennungseinrichtung 31 ein ausreichend großer Abstand Δχ (Figur 4) zwischen dem Fahrer 3 und der Instrumententafel 24 bzw. dem Lenkrad 8 detektiert worden ist, bleibt das Kopfaufschlagairbagmodul 23 deaktiviert. Auf diese Weise erhöht sich der in der Crashphase Ate maximal verfügbare Gurtkraftbegrenzungsweg, über den der Fahrer 3 aufprallfrei nach vorne verlagerbar ist.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeuginnenraum

Fahrzeuginsasse

Sicherheitsgurt

6 Lenkrad

7 Fahrzeugsitz

9 Beckengurtanteil

1 1 Schultergurtanteil

13, 14 Gurtanbindungspunkte am Sitz

15 Gurtanbindungspunkt an der Rückenlehne

17 Rückenlehne

19 mechanisch reversibler Gurtstraffer

21 Versteileinrichtung

23 Kopfaufschlagairbagmodul

24 Instrumententafel

27 Gurtzunge

28 Gurtschloss

29 Luftkissen

31 Crasherkennungseinrichtung

K Komfortposition

W Wirkposition

As _B Gurtkraftbegrenzungsweg

F Fahrtrichtung

FR Rückhaltekraft

Δί _Ρ Precrash-Phase At _c Crash-Phase

Δχ Abstand zwischen Fahrer und Interieurbauteil