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TECHNISCHER BEREICH
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Die
vorlieg ende Erfindung betrifft ein Fahrzeuginsassenschutzsystem
und insbesondere ein Fahrzeuginsassenschutzsystem, welches eine
auf einen Fahrzeuginsassen zum Zeitpunkt eines Fahrzeugunfalls einwirkende
Verzögerung
verringern kann. Ein Fahrzeuginsassenschutzsystem gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus der US-A-3992046 bekannt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
den letzten Jahren wurden verschiedene Vorschläge bezüglich Kraftfahrzeugrumpfstrukturen gemacht,
um den Schutz von Fahrzeuginsassen zum Zeitpunkt eines Fahrzeugunfalls
zu maximieren. Beispielsweise wurden Vorschläge gemacht, um die Verzögerung des
von den Fahrzeuginsassen besetzten Teils des Fahrzeugkörpers zu
minimieren, indem die Verformung des übrigen Teils des Fahrzeugkörpers passend
ausgewählt
und verhindert wird, dass sich der erstere Teil des Fahrzeugskörpers verformt (siehe
beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-101354).
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Jedoch
kann es schwierig sein, die Verzögerung
des Fahrzeuginsassen im Fall von kleinen Fahrzeugen, welche keine
adäquaten
Verformungshübe der
Fahrzeugkörperteile
bereitstellen, die andere als der Teil sind, welcher von dem Fahrzeuginsassen
besetzt ist, nur durch solche herkömmlichen Ansätze zu verringern,
welche im Wesentlichen aus Versuchen bestehen, die Verzögerung des
Fahrgastraums durch eine Steuerung der Verformungsweise des Fahrzeugkörpers zu
verringern.
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Ferner
ist es allgemein unmöglich,
einen Fahrzeuginsassen integral an einem Fahrzeugkörper anzubringen,
selbst wenn der Sitz fest an dem Fahrzeugkörper angebracht ist, da der
Sitzgurt zum Zurückhalten
des Fahrzeuginsassen an dem Sitz ein unvermeidliches Spiel besitzt.
Wenn somit ein Fahrzeugunfall vorkommt, beginnt die auf den Fahrzeuginsassen
zum Zeitpunkt eines Fahrzeugunfalls einwirkende Vorwärtsträgheitskraft
erst anzusteigen, nachdem der Fahrzeuginsasse vollständig von
dem Sitzgurt zurückgehalten
wird. Da ferner der Sitzgurt unvermeidlich eine gewisse Elastizität besitzt,
erreicht die auf den Fahrzeuginsassen, welcher dazu neigt, sich
weiterhin nach vorne zu bewegen, einwirkende Verzögerung ein
maximales Niveau, wenn die maximale Längung des Sitzgurts stattfindet.
Das maximale Verzögerungsniveau
nimmt zu, wenn die Vorwärtsbewegung
des Fahrzeuginsassen bezüglich des
Fahrzeugkörpers
unter der Trägheitskraft
zunimmt und es ist bekannt, dass es im Wesentlichen die durchschnittliche
Verzögerung
des Fahrzeugkörpers übersteigt.
Daher ist es notwendig, die Zeitverzögerung beim Anstieg der Verzögerung des
Fahrzeuginsassen bezüglich
der Verzögerung
des Fahrzeugkörpers
zu minimieren und auf diese Weise die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuginsassen
bezüglich des
Fahrzeugkörpers
zu verringern, um die Belastung zu minimieren, die der Fahrzeuginsasse
zum Zeitpunkt eines Fahrzeugunfalls empfängt.
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Vorschläge wurden
in den beide am 18. August 1999 eingereichten anhängigen U.S.
Patentanmeldungen Nr. 09/377,366 und Nr. 09/376,888 gemacht, um
dem Fahrzeugsitz oder dem Element, welches den Fahrzeugsitz trägt, bezüglich des
Hauptteils des Fahrzeugkörpers
eine relative Verzögerung und
Beschleunigung zu verleihen, sodass der Fahrzeuginsasse von einem
frühen
Stadium eines Fahrzeugunfalls an eine Verzögerung erfahren kann und die
maximale Fahrzeuginsassenverzögerung
verringert werden kann, indem die auf den Fahrzeuginsassen einwirkende
Trägheitskraft über einen
längeren Zeitraum
verteilt wird.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf solche Probleme des Stands der Technik und die Erkenntnis
durch die Erfinder ist es ein primäres Ziel der vorliegenden Erfindung,
ein Fahrzeuginsassenschutzsystem bereitzustellen, welches es erlaubt,
die auf einen Fahrzeuginsassen zum Zeitpunkt eines Fahrzeugunfalls
einwirkende Spitzenverzögerung
für einen
vorgegebenen Verformungshub des Fahrzeugkörpers zu minimieren.
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Ein
zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeuginsassenschutzsystem
bereitzustellen, welches es erlaubt, die auf den Fahrzeuginsassen
zum Zeitpunkt eines Fahrzeugunfalls einwirkende Verzögerung über die
Zeit zu verteilen, um die auf den Fahrzeuginsassen einwirkende Spitzenverzögerung zu
minimieren.
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Ein
drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeuginsassenschutzsystem
bereitzustellen, welches es erlaubt, die auf den Fahrzeuginsassen
einwirkende Spitzenverzögerung
zu minimieren, selbst wenn die Größe des Fahrzeugkörpers begrenzt
ist.
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Ein
viertes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeuginsassenschutzsystem
bereitzustellen, welches eine einfache Struktur besitzt und leicht
ist.
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Ein
fünftes
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeuginsassenschutzsystem
bereitzustellen, welches leicht angepasst werden kann, um ein bevorzugtes
Verzögerungsmuster
des Sitzes zur Minimierung der Spitzenverzögerung des Fahrzeuginsassen
zu erreichen.
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Gemäß der im
Anspruch 1 definierten vorliegenden Erfindung, können diese und weitere Ziele erreicht
werden durch Bereitstellen eines Fahrzeuginsassenschutzsystems,
umfassend: einen Sitz (8), welcher mit einem Sitzgurt (9)
zum Zurückhalten eines
Fahrzeuginsassen in dem Sitz versehen ist; ein erstes Element (2),
welches an dem Sitz angebracht und an einem Fahrzeugkörper so
abgestützt
ist, dass es in einer Richtung einer aus einem Fahrzeugunfall resultierenden
zugeführten
Unfalllast beweglich ist, wobei das erste Element dazu ausgebildet
ist, sich unter der Unfalllast zu verformen, während es eine Trägheitskraft
des Sitzes beim Auftreten des Fahrzeugunfalls abstützt; ein
zweites Element (1), welches mit einem Hauptteil des Fahrzeugkörpers verbunden
ist und dazu ausgebildet ist, sich unter der Unfalllast zu verformen,
während
es eine Trägheitskraft
des Fahrzeugkörpers
abstützt;
und einen Leistungsaktuator (10), um eine Vorwärtskraft
auf das erste Element relativ zu dem zweiten Element mit einer gewissen
Zeitverzögerung
nach dem Auftreten des Fahrzeugunfalls auszuüben, wobei das erste Element
dazu ausgebildet ist, sich im Wesentlichen erst zu verformen, nachdem
die Vorwärtskraft
auf das erste Element durch den Leistungsaktuator beim Auftreten
des Fahrzeugunfalls ausgeübt
wird.
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Da
sich das zweite Element beim Auftreten eines Fahrzeugunfalls verformt,
während
das erste Element während
einer Anfangsphase des Unfalls einer Verformung widersteht, wird
die Rückhaltefähigkeit
des Sitzgurts gesteigert, indem auf den Sitz während der Anfangsphase des
Fahrzeugunfalls eine stärkere
Verzögerung
als die Fahrzeugkörperverzögerung ausgeübt wird.
Danach wird eine Vorwärtskraft
(und somit entgegengesetzt zu der Richtung der Unfalllast) auf den
Sitz so ausgeübt,
dass die Vorwärtsträgheitskraft,
welche auf den Fahrzeuginsassen einwirkt, aufgehoben wird und der
Ausgleich der Verzögerungen
des Fahrzeugkörpers
und des Fahrzeuginsassen in einem frühen Stadium des Unfalls erreicht
wird.
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In
einer Ausführungsform
umfasst der Leistungsaktuator vorzugsweise einen Zylinder (11),
einen Kolben (2a), welcher in dem Zylinder aufgenommen
ist, um eine geschlossene Kammer zusammen mit dem Zylinder zu definieren,
und eine Treibladung (12), welche in der Kammer aufgenommen
ist und dafür ausgebildet
ist, ein Hochdruckgas bei einer Zündung zu erzeugen. Auf diese
Weise kann durch die Zündung
der Treibladung zur Ausübung
einer Vorwärtskraft
auf das mit dem Sitz verbundene erste Element zu einem geeigneten
Zeitpunkt eine gewünschte
Zeithistorie der Verzögerung
des Sitzes zur Minimierung der Spitzenverzögerung des in dem Sitz zurückgehaltenen
Fahrzeuginsassen erreicht werden.
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Vorzugsweise
ist ein Anschlag (2c, 11a) zwischen dem ersten
und dem zweiten Element vorgesehen zur Verbindung der zwei Elemente
integral miteinander im Anschluss an eine vorgeschriebene Rückwärtsverlagerung
des ersten Elements relativ zu dem zweiten Element beim Auftreten
des Fahrzeugunfalls und ist der Leistungsaktuator mit einem Entlüftungsventil
(2d, 11b) versehen zum Ausstoßen des Hochdruckgases aus
der Kammer, wenn das erste Element mit dem zweiten Element durch
den Anschlag verbunden worden ist. Auf diese Weise kann nach der
Ausübung
der Vorwärtskraft
auf das erste Element durch das Hochdruckgas vorzugsweise eine integrale
Verzögerung
des ersten und des zweiten Elements erreicht werden, ohne durch
das Hochdruckgas in der Zylinderkammer beeinträchtigt zu werden.
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Im
Hinblick auf eine Vereinfachung der Systemkonfiguration und des
Herstellungsverfahrens kann es bevorzugt sein, wenn der Anschlag
zwischen einem Teil (2c) des Kolbens und einem Ende (11a) des
Zylinders vorgesehen ist und das Entlüftungsventil zwischen einem
Teil des Kolbens und dem Zylinder ausgebildet ist.
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Ferner
umfasst das System vorzugsweise eine Erfassungseinrichtung (14)
zur Erfassung einer vorgeschriebenen Rückwärtsverlagerung des ersten Elements
relativ zu dem zweiten Element beim Auftreten des Fahrzeugunfalls
und einen Zünder
(13) zum Zünden
der Treibladung gemäß einem
Signal von der Erfassungseinrichtung. Die Erfassungseinrichtung
kann aus einem Grenzschalter (14) oder einem Drucksensor
zur Erfassung eines Druckanstiegs innerhalb des Zylinders bestehen,
welcher aus der vorgeschriebenen Rückwärtsverlagerung des ersten Elements
relativ zu dem zweiten Element beim Auftreten des Fahrzeugunfalls
resultiert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Im
Folgenden wird nun die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine perspektivische Ansicht
eines wesentlichen Teils eines Kraftfahrzeugkörpers ist, welcher die vorliegende
Erfindung enthält;
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2 eine Seitenansicht eines
wesentlichen Teils des Fahrzeugkörpers
ist;
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3 eine vergrößerte Schnittansicht
des Leistungsaktuators ist, welcher aus einem Kolben und einem Zylinderaufbau
besteht;
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4a eine Ansicht ähnlich der 2 ist, welche eine Anfangsphase
eines Fahrzeugunfalls zeigt;
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4b eine Ansicht ähnlich der 3 in einer Anfangsphase
des Fahrzeugunfalls ist;
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5a eine Ansicht ähnlich der 2 ist, welche einen frühen Teil
einer Zwischenphase des Fahrzeugunfalls zeigt;
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5b eine Ansicht ähnlich der 3 in dem frühen Teil
der Zwischenphase des Fahrzeugunfalls ist;
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6a eine Ansicht ähnlich der 2 ist, welche einen späteren Teil
der Zwischenphase des Fahrzeugunfalls zeigt;
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6b eine Ansicht ähnlich der 3 in dem späteren Teil
der Zwischenphase des Fahrzeugunfalls ist;
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7 eine Ansicht ähnlich der 2 ist, welche eine Endphase
des Fahrzeugunfalls zeigt; und
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8 eine graphische Darstellung
ist, welche eine gewünschte
Zeithistorie der Verzögerungen des
Sitzes und des Fahrzeuginsassen zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist eine perspektivische
Ansicht, welche einen wesentlichen Teil eines Kraftfahrzeugkörpers zeigt,
welcher die vorliegende Erfindung enthält. Wie in dieser Zeichnung
gezeigt, ist ein bewegliches Teil 2, das als ein erstes
Element dient, auf einem Hauptrahmen 1, welcher als ein
zweites Element dient, in einer solchen Weise angeordnet, dass sich das
bewegliche Teil 2 bezüglich
des Hauptrahmens 1 in einer Richtung einer zugeführten Unfalllast
bewegen kann, wenn ein Fahrzeugunfall stattfindet. Wie auch in 2 gezeigt, ist der Hauptrahmen 1 integral an
einer oberen Fläche
eines Paars von ersten Seitenträgern 3 angebracht,
welche sich auf jeder Seite des Fahrzeugkörpers von dem vorderen Ende
zu dem hinteren Ende des Fahrzeugkörpers erstrecken, um als ein
Energieabsorptionsteil zu dienen, und umfasst einen Bodenabschnitt
einer Fahrgastzelle 4 und einen vorderen Abschnitt, welcher
sich von dem Bodenabschnitt zu dem unteren Rand der vorderen Windschutzscheibe
an der Grenze zwischen der Fahrgastzelle 4 und einem Motorhaubenraum 5 nach oben
erstreckt.
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Das
bewegliche Teil 2 umfasst einen Stangenabschnitt (oder
Kolben) 2a, welcher sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt
und an dem Bodenabschnitt des Hauptrahmens 1 vorgesehen
ist und einen aufrechten Abschnitt 2b, welcher sich von
einem vorderen Ende des Stangenabschnitts 2a aus nach oben
erstreckt. Ein Paar von zweiten Seitenträgern 6 erstreckt sich
integral von der Vorderseite des aufrechten Abschnitts 2b aus. Die
zweiten Seitenträger 6 erstrecken
sich in der Längsrichtung
des Fahrzeugkörpers
im Wesentlichen parallel zu den ersten Seitenträgern 3 und besitzen
vordere Enden, welche im Wesentlichen mit den vorderen Enden der
ersten Seitenträger 3 fluchten.
Die zweiten Seitenträger 6 sind
so ausgelegt, dass sie im Fall eines Fahrzeugunfalls weniger verformbar
als die ersten Seitenträger 3 sind.
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Ein
Sitz 8 ist an dem Stangenabschnitt 2a des beweglichen
Teils 2 angebracht und ist mit einem Sitzgurt 6 als
einem Rückhaltesystem
versehen. Der Sitzgurt 9 ist mit einem Schulterankerpunkt 9a versehen,
welcher an einem oberen Endabschnitt einer Sitzlehne 8a angebracht
ist. Eine Tragstruktur, welche aus Schienen und Gleitstücken besteht,
ist zwischen dem Sitz 8 und dem Bodenteil des Hauptrahmens 1 vorgesehen,
um die Längsbewegung
des Sitzes 8 zu erlauben, obwohl sie in den Zeichnungen nicht
gezeigt ist.
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Wie
in 3 gezeigt, ist das
freie Ende des Stangenabschnitts 2a des beweglichen Teils 2 in
einen Zylinder 11 einer Hochdruckgaserzeugungsvorrichtung 10 eingesetzt,
welche als ein Leistungsaktuator dient. Der Zylinder 11 ist
fest an dem Hauptrahmen 1 angebracht. Eine Treibladung 12 ist
an einem innersten Teil des Zylinders 11 angeordnet zur
Erzeugung eines Hochdruckgases, indem es durch eine Zündvorrichtung
(oder Zünder) 13 gezündet wird, welche
bei einer Erfassung einer vorgeschriebenen Rückwärtsverlagerung des beweglichen
Teils 2 relativ zu dem Hauptrahmen 1 z.B. durch
einen Grenzschalter 14 aktiviert werden kann. Das aus der
Treibladung 12 erzeugte Hochdruckgas übt einen Vorwärtsschub
auf den Stangenabschnitt 2a des beweglichen Teils 2 aus
und verleiht somit dem beweglichen Teil 2 bezüglich des
Hauptrahmens 1 eine Vorwärtsbeschleunigung. Ein Schulterabschnitt 2c ist
an einem Zwischenteil des Stangenabschnitts 2a ausgebildet
und das Anstoßen
des Schulterabschnitts 2c an ein offenes Ende 11a des
Zylinders 11 bestimmt die Grenze der Rückwärtsbewegung des Stangenabschnitts 2a oder des
beweglichen Teils 2. Somit fungiert der Schulterabschnitt 2c und
das offene Ende 11a als ein Anschlag zur Begrenzung der
Rückwärtsbewegung
des beweglichen Teils 2 relativ zu dem Hauptrahmen 1.
Ein in dem Stangenabschnitt 2a ausgebildetes T-förmiges Loch 2d und
ein in der Seitenwand des Zylinders 11 vorgesehenes Loch 11b bilden
gemeinsam ein Entlüftungsventil,
um dem durch die Hochdruckgaserzeugungsvorrichtung 10 erzeugten
Hochdruckgas zu ermöglichen,
in einem späteren
Teil einer Zwischenphase eines Fahrzeugunfalls entlüftet zu
werden, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist.
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Im
Folgenden wird nun die Betriebsweise des Systems der vorliegenden
Erfindung im Falle eines Frontalunfalls auf eine feste Struktur
W unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 wie auch die 8 beschrieben, welche gewünschte Verzögerungsmuster des
Sitzes (durchgezogene Linie) und des Fahrzeuginsassen (gestrichelte
Linien) zeigt, wobei die Sitzverzögerung an dem Schulterankerpunkt 9a gemessen
wird.
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4a ist eine Seitenansicht ähnlich der 2 und zeigt eine Anfangsphase
eines Unfalls (das Intervall "a" in 8). Während
das Fahrzeug auf ein Objekt W aufprallt, kollabiert der vordere Wandabschnitt
des äußeren Rumpfmantels
und die vorstehenden vorderen Enden des ersten Seitenträgers 3 und
des zweiten Seitenträgers 3 prallen
unmittelbar danach auf das Objekt W auf. Die ersten Seitenträger 3 knicken
ein, was eine vorgeschriebene Verzögerung des Hauptrahmens 1 erzeugt,
während die
zweiten Seitenträger 6,
welche das bewegliche Teil 2 bilden, geringer als die ersten
Seitenträger 3 verformt
werden, was bewirkt, dass das bewegliche Teil 2 früher als
der Hauptrahmen 1 mit einem Verzögerungsniveau verzögert, welches
sich rasch und steil aufbaut (durchgezogene Linie in 8). Als ein Ergebnis bewegt
sich das bewegliche Teil relativ zum Hauptrahmen 1, welcher
sich infolge der Druckverformung der ersten Seitenträger 3 weiter
vorwärts
bewegt, anscheinend rückwärts (wie
durch einen Pfeil A in den 4a und 4b angedeutet). Unter diesen
Umständen
tendiert der Fahrzeuginsasse dazu, sich weiterhin unter der Trägheitskraft
nach vorne zu bewegen, da sich aber der mit dem beweglichen Teil 2 integrale
Sitz 8 bezüglich
des Hauptrahmens 1 unverzüglich zurückbewegt, nimmt die Rückhaltekraft des
Sitzgurts 9 auf den Fahrzeuginsassen zu und die Vorwärtsbewegung
des Fahrzeuginsassen wird eingeschränkt. 4b veranschaulicht die Positionsbeziehung
zwischen dem Stangenabschnitt 2a des beweglichen Teils 2 und
der Hochdruckgaserzeugungsvorrichtung 10 in der Anfangsphase
des Fahrzeugunfalls.
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In
einem früheren
Teil einer Zwischenphase (dem Intervall "b" in 8) des in 5a veranschaulichten Unfalls wird der
Stangenabschnitt 2a des beweglichen Teils 2 um
einen vorgeschriebenen Abstand, wie in 5b veranschaulicht, in den Zylinder 11 der
Hochdruckgaserzeugungsvorrichtung 10 gedrückt und
dies wird durch den Grenzschalter 14 erfasst, welcher wiederum
ein geeignetes Signal an die Zündvorrichtung 13 liefert,
um die Treibladung 12 zu zünden und auf diese Weise ein
Hochdruckgas zu erzeugen. Als ein Ergebnis wird der Stangenabschnitt 2a bezüglich des
Fahrzeugkörpers
zurückgedrückt und
das bewegliche Teil 2 (und auch der Sitz 8) wird
einer entgegengesetzten Verzögerung
oder einer Vorwärtsbeschleunigung
(wie durch einen Pfeil B in 5a und 5b angedeutet) ausgesetzt.
Dieser Verzögerungszustand
in der Unfallverlaufsrichtung erscheint in 8 als negative Verzögerung und diese Umkehrverzögerung des
Sitzes 8 drängt
den Fahrzeuginsassen zu der Sitzlehne 8a des Sitzes 8 hin
oder fungiert, um die auf den Fahrzeuginsassen einwirkende Vorwärtsträgheitskraft
aufzuheben.
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Es
sollte bemerkt werden, dass die vorgeschriebene Rückwärtsverlagerung
des beweglichen Teils 2 bezüglich des Hauptrahmens 1 durch
eine andere geeignete Erfassungseinrichtung als den Grenzschalter 14 erfasst
werden kann, wie z.B. einen Drucksensor zur Erfassung einer vorgeschriebenen Druckzunahme
in dem Zylinder 11, welche aus der vorgeschriebenen Rückwärtsverlagerung
des beweglichen Teils 2 relativ zu dem Hauptrahmen 1 resultiert (oder
präziser,
aus dem Vorrücken
des Stangenabschnitts 2a des beweglichen Teils 2 in
den Zylinder 11 resultiert). Es kann auch möglich sein,
einen Zünder
zu verwenden, welcher dazu ausgebildet ist, durch eine vorgeschriebene
hohe Druckentwicklung innerhalb des Zylinders 11 wie der
Zünder 13 aktiviert zu
werden und den Grenzschalter 14 wegzulassen, um auf diese
Weise die Konfiguration zu vereinfachen. Jedoch kann die Verwendung
einer Erfassungseinrichtung, wie z.B. des Grenzschalters 14,
im Hinblick auf eine einfache Einstellung des Verzögerungsmusters
des Sitzes abhängig
von verschiedenen Bedingungen, wie z.B. Fahrzeugtypen oder einer Verwendung,
bevorzugt sein, da die Zündeinstellung der
Treibladung 12 durch eine Veränderung der Position des Grenzschalters 14 an
dem Hauptrahmen 1 leicht eingestellt werden kann.
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In
einem späteren
Teil der Zwischenphase des Unfalls, welcher in 6a veranschaulicht ist, wird der Schub
des Hochdruckgases durch eine auf den vorderen Abschnitt des beweglichen
Teils 2 einwirkende Kraft überwunden und folglich wird
das bewegliche Teil wiederum in der Rückwärtsrichtung bezüglich des
Hauptrahmens 1 bewegt (wie durch einen Pfeil A in den 6a und 6b veranschaulicht) und das Verzögerungsniveau
des beweglichen Teils 2 nimmt progressiv zu. Der Schulterabschnitt 2c des beweglichen
Teils 2 liegt schließlich
an dem offenen Ende 11a des Zylinders 11 (6b) an, um auf diese Weise
eine weitere Rückwärtsbewegung
des beweglichen Teils 2 relativ zum Hauptrahmen 1 zu
verhindern, sodass das bewegliche Teil 2 und der Hauptrahmen 1 gemeinsam
verzögern.
Das Hochdruckgas im Zylinder 11 wird aus dem Gasentlüftungsloch 2d der
Stange 2a und dem Gasentlüftungsloch 11b des Zylinders 11,
welche als ein Entlüftungsventil
dienen, entlüftet.
Da das Hochdruckgas durch die Gasentlüftungslöcher 2d und 11b entlüftet wird,
kann verhindert werden, dass das Hochdruckgas im Zylinder 11 unerwünscht die
integrale Verzögerung
des beweglichen Teils 2 und des Hauptrahmens 1 beeinträchtigt.
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In
einer in 7 veranschaulichten
Endphase des Unfalls ist das bewegliche Teil 2 (und folglich der
Sitz 8) mit dem Hauptrahmen 1 integral und die Rückhaltelast
des Sitzgurts 9 hält
sich im Gleichgewicht mit dem Verzögerungsniveau des Sitzes 8 und so
ist der Fahrzeuginsasse in einem sogenannten "Niederreitzustand" bezüglich
des Fahrzeugkörpers oder
die Fahrzeugkörperverzögerung und
die Fahrzeuginsassenverzögerung
entsprechen sich im Wesentlichen (das Intervall "c" in 8). Dieser Zustand wird
beibehalten, bis der Fahrzeugkörper
vollständig zum
Stehen kommt. In dieser Phase kollabieren sowohl die ersten Seitenträger 3 als
auch die zweiten Seitenträger 6 progressiv
zur selben Zeit und absorbieren gemeinsam die Aufprallenergie, während der Fahrzeugkörper verzögert wird.
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Die
Verformung des Fahrzeugkörpers
zum Zeitpunkt eines Fahrzeugunfalls geht wie oben beschrieben weiter
und der günstige
zeitliche Verlauf der Sitzverzögerung
und der Fahrzeuginsassenverzögerung
kann, wie in 8 gezeigt,
erreicht werden. Da ein Leistungsaktuator (Hochdruckgaserzeugungsvorrichtung 10)
verwendet wird, um das bewegliche Teil 2 (oder den Sitz 8)
nach vorne zu beschleunigen, kann der Grad und die Dauer der Beschleunigung
beispielsweise durch eine Mengenänderung
der Treibladung 12 leicht eingestellt werden, was die Optimierung
des zeitlichen Verlaufs der Sitzverzögerung und der Fahrzeuginsassenverzögerung erleichtert.
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Ein
Personenkraftwagen ist typischerweise mit einem Paar Sitzen 8 versehen,
welche an beiden Seiten des Fahrzeugkörpers angeordnet sind. In einem
solchen Fall können
die zwei Sitze 8 an separaten beweglichen Teilen 2 angebracht
sein, die jeweils mit einer angeschlossenen Hochdruckgaserzeugungsvorrichtung 7 verbunden
sind, und die zwei Sitze 8 müssen nicht integral miteinander
verbunden sein.
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Wie
aus der vorangehenden Beschreibung erkannt werden kann, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
der Sitz in einer frühen
Phase des Fahrzeugunfalls einer höheren Verzögerung als einer durchschnittlichen
Verzögerung
ausgesetzt, indem ein in der Längsrichtung
bezüglich
des Fahrzeugkörpers
bewegliches und mit dem Sitz verbundenes bewegliches Teil in einer
Rückwärtsrichtung
bewegt wird und nach einer bestimmten Zeitverzögerung eine negative Verzögerung (Beschleunigung)
vorübergehend
in dem Sitz erzeugt wird, indem auf das bewegliche Teil durch eine
Energieerzeugungsvorrichtung eine Vorwärtsbeschleunigung ausgeübt wird,
bevor der gesamte Fahrzeugkörper
zuletzt mit einer durchschnittlichen Verzögerung verzögert. Somit kann eine Fahrzeugkörper (Sitz)-Verzögerungswellenform
erreicht werden, welche für
die Verzögerung
des Fahrzeuginsassen vorteilhaft ist und der Höchstwert der Fahrzeuginsassenverzögerung kann bei
einer Verformung eines kleineren Fahrzeugkörpers (dynamischer Hub) weitergehender
verringert werden, als es bisher möglich war. Da dies auch durch
eine einfache Anordnung erreicht werden kann, ist ein kompaktes
Design des Fahrzeugkörpers möglich.
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Die
Verlagerung des Fahrzeuginsassen in der Fahrgastzelle (bezüglich des
Fahrzeugkörpers) kann
sogar noch weiter verringert werden als bei der Anordnung, bei der
ein Rückhaltesystem
mit einem Lastbegrenzer versehen ist, um die Fahrzeuginsassenverzögerung zu
verringern, und so wird auch die Möglichkeit von Sekundärzusammenstößen verringert.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung hinsichtlich deren bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist es für
einen Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Wechsel und Modifikationen möglich sind,
ohne von dem in den angehängten
Ansprüchen
angegebenen Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das
Fahrzeuginsassenschutzsystem kann die Spitzenverzögerung des
Fahrzeuginsassen selbst bei einem kleinen Fahrzeugkörper signifikant verringern.
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Ferner
wird im Fall eines Fahrzeugunfalls oder anderen höheren Verzögerungssituationen
der Sitz beim Auftreten eines Fahrzeugunfalls nach hinten beschleunigt
durch das erste Element, welches einer Verformung widersteht, während sich
das zweite Element verformt, sodass die Rückhaltefähigkeit des Sitzgurts gesteigert
wird. Danach wird auf den Sitz durch die Ausübung der Vorwärtskraft
auf den Sitz relativ zu dem Fahrzeugkörper eine Beschleunigung in
der entgegengesetzten Richtung ausgeübt, sodass der Ausgleich der
Verzögerungen
des Fahrzeugkörpers
und des Fahrzeuginsassen in einem frühen Stadium des Unfalls erreicht
wird.