优选在预碰撞情况下用于运行机动车辆中的座椅部件的电驱动单元的方法、以及用于执行该方法的系统与流程

1.本发明涉及一种根据独立权利要求的、优选在预碰撞情况下用于运行机动车辆中的座椅部件的电驱动单元的方法以及一种用于执行该方法的系统。


背景技术：

2.从de 103 09 083 a1已知一种用于快速调节座椅调节驱动器的设备，所述设备在检测到即将发生的碰撞情况时借助于快速运转将靠背移动到碰撞优化位置中。此外，这种快速运转用作用于调节未负载的靠背的进入辅助装置。
3.如果在未来的车辆设计中由于自动驾驶车辆座椅的灵活性进一步增加，那么存在如下风险：即在碰撞时乘客没有处于针对约束系统优化的位置中，并且由此提高其受伤的风险。然而，从现有技术中已知的座椅调节驱动器不适于：在直至检测到即将发生的碰撞的短的时间段之内足够快地将座椅部件移动经过较大的路线和角度。然而，出于重量和成本的原因，应避免装入性能明显较强的调节驱动器。


技术实现要素：

4.与之相对，具有独立权利要求的特征的用于运行机动车辆构件、优选侧窗、滑动天窗或座椅部件的驱动单元的根据本发明的方法以及用于执行该方法的驱动单元具有如下优点：通过实施用于不同的座椅部件的不同的驱动单元的时间顺序的调节策略可以减小驱动器所需的最大功率。由此，与各个驱动单元完全彼此独立地调节不同座椅部件相比，该驱动单元可以显著更小构建且更轻地实施。在此的想法是：为了协调驱动单元，一方面可以使用车辆的外部加速度，并且另一方面可以使用一个调节层面的动力来致动另一调节层面。通过该操控设计，可以在最短的时间内将机动车辆中的乘客从休息位置之一置于对于碰撞情况优化的座椅位置中，以便约束系统——例如安全带张紧器或安全气囊——可以在碰撞事故时最佳地保护乘客。由此，由于座椅部件的非常快速的调节运动，第二排座椅中的乘客或在自动驾驶中的乘客也可以从任何休息位置调节到对于即将发生的碰撞最佳的目标位置中。
5.可以通过从属权利要求中提出的措施来有利地扩展和改善从属权利要求中提出的实施方案。优选地，通过预碰撞传感装置的传感器信号来发动对用于不同座椅调节层面的调节策略的求出。在此，直到碰撞还可用的时间以及还有在此时间段中作用于车辆上的加速力被用作确定调节策略的基础。通过使用已经存在于机动车辆中的传感器，对于求出直至可能的碰撞的场景不需要任何其他附加的传感器。
6.座椅部件的位置数据连续地通过电驱动器的位置检测求出，优选通过递增工作的霍尔传感器系统或经由评估调节马达的电流纹波的无传感器系统来求出。
7.除了座椅部件和/或乘客的当前位置数据外，还使用乘客的个体特征值来求出调节策略。乘客的这些个体特征值例如可以预先读入存储器中，或者当前在车辆中借助于适
合于此的传感器求出。尤其有利的是：乘客的重量和身体数值、尤其身体尺寸可以用作制定调节策略的基础。
8.为了在仍可用的时间内为即将发生的碰撞达到尽可能最佳的座椅位置，对于调节策略还考虑各个驱动单元的最大性能。附加地，可用能量的当前状态也可用于求出调节策略。
9.为了对调节运动节省能量，考虑座椅部件的各个调节层面的动力。因此，特别地，第一调节运动的制动可用于加速第二调节运动的座椅部件。由此，例如能够合理的是：不精确同时地、而是错开地依次启动不同的调节运动。
10.为了在预碰撞时间段中的快速调节运动期间使乘客不受伤，对于调节策略考虑各个身体部位以最大加速度的最大负载。在此，例如优选注意：头部或颈部区域遭受比身体其他部位更低的加速度。例如，在预碰撞系统中求出各个身体部位的最大加速度值，并存储在控制设备中以生成调节策略。
11.调节策略优选地操控不同座椅部件的至少两种不同的调节运动，其中为了达到碰撞情况下最佳的目标位置，将座椅纵向调节和座椅倾斜调节和箍座倾斜调节视作为是最重要的。在此，所述调节层面中的至少两个、优选所有三个调节层面通过调节策略相互协调。
12.附加地，在调节策略中还可以考虑其他调节层面、例如座椅高度调节、头枕高度调节、腿靠长度调节。在此，调节策略可以包括所有座椅调节层面中的至少两个，或者也可以包括三个、或四个或更多个调节层面。
13.为了尽可能快地到达期望的目标位置，优选地以比通常的12伏车载电网显著更大的电压来运行电驱动单元。优选地，将大约24伏、36伏、48伏或60伏的电压施加到驱动马达上，以便例如所有必需的座椅部件都可以在大约0.1到0.3秒的预碰撞时间段内进行调节。在此时间段中，于是可以通过调节策略实现座椅部件直至20厘米长度调节或15
°
倾角的运动。
14.通过座椅纵向调节与靠背倾斜调节的协调得到特别有效的调节策略。在此，充分利用座椅纵向调节制动过程的惯性力矩来降低在座椅靠背竖起时的能量需求。为此，座椅靠背的驱动器时间上相对于座椅纵向调节的驱动器更晚地启动，使得尤其充分利用座椅纵向调节的制动过程与靠背调节的尽可能最大的重叠。
15.另一有利的调节策略在于座椅倾斜调节与靠背倾斜调节的有利协调。在此，在座椅靠背竖起时，座椅倾斜优选地与此相反地同时进行调节。
16.为了确定调节策略，除了不同调节层面的相互作用之外，还可以考虑作用于机动车辆上的外部加速度。在此，特别地，对于即将发生的正面追尾事故，车辆的所采取的制动可用于更有效的靠背倾斜调节，在所述靠背倾斜调节中将乘客对于碰撞情况相应地竖起。通过预碰撞传感装置，为采取电驱动器的调节策略提供可预期的加速度值。
17.为了在预碰撞情况下实现尽可能快速地调节座椅部件，电驱动器尤其具有尽可能高的效率。为此，将所述电驱动器的传动器和轴承构成为，使得它们具有尽可能低的自锁性。在这种实施方案中需要：驱动单元于是具有锁止棘轮，所述锁止棘轮使座椅部件在达目标位置时保持其方位。
18.根据本发明的用于确定和执行用于调节不同座椅部件的调节策略的系统有利地使用现有的预碰撞传感器，所述预碰撞传感器检测可能即将发生的碰撞。此外，座椅部件的
驱动马达的现有的方位传感器用于检测座椅部件的当前位置。该系统具有控制设备，将这些现有的原始数据读入所述控制设备中。在控制设备中基于直至碰撞还可用的时间段和座椅部件的当前位置求出用于操控驱动马达的调节策略。附加地，先前求出的数据、例如乘客的特定的特征性的特征值、例如身高或体重可以存储在控制设备中。电驱动器的最大性能同样可以存储在控制设备中。调节策略从所有这些数据中推导出，目标是：在预设的时间段内借助给定的电驱动器实现乘客的最佳位置。在此注意：乘客不遭受于过大的加速度，并尽可能少量地负载车辆的车载电网。
附图说明
19.下面根据示例更详细地解释本发明，但本发明不限于此。
20.其中：图1示意性地示出用于在碰撞情况下运行机动车辆中座椅部件的电驱动单元（10）的方法步骤，图2a示出靠背调节的功率的时间曲线，和图2b示出相应的座椅纵向调节的加速度的时间曲线。
具体实施方式
21.在图1中示例性示意地示出用于运行机动车辆中座椅部件的电驱动单元的方法。在第一步骤s1中，预碰撞传感装置识别即将发生的碰撞的风险。预碰撞传感装置包括加速度和/或转速传感器，但可以与任何其他环境传感器、例如雷达、超声波和视频传感器结合使用。为了求出用于协调座椅部件调节的调节策略，预碰撞传感装置提供必要的时间段和到那时作用于车辆上的加速度。
22.在另一步骤s2中，检测各个座椅部件的当前位置。由于驱动单元为了接近预设位置而分别具有位置检测，所以所述位置检测的当前值可以用来求出调节策略。
23.附加地，根据步骤s3，可以可选地记录乘客特定的特征数据，所述特征数据要么早先已经保存要么当前通过相应的内部传感装置（例如相机、座位占用传感器）检测。例如，乘客的体重和身体数值可供求出调节策略。
24.此外，在步骤s4中，可以检测要操控的电驱动单元的当前的能量储备——特别是电池或充电电池或超级电容器的充电状态。各个电驱动器的取决于结构的最大性能同样存储在系统中，以用于确定调节策略。
25.在步骤s5中，在考虑所有这些可用的输入数据的情况下，生成用于操纵座椅部件的电驱动单元的最佳的调节策略。在此，调节策略的目标是：在仍然可用的时间内接近乘客的针对特定的碰撞情况最佳的座椅位置。由于有针对性地求出各个调节层面的运动的最佳时间顺序，可以降低内置的电驱动器所需的最大功率——从而减小结构尺寸。调节策略尤其同样考虑：特定的身体部位、例如头部和颈部不承受过大的加速负载。在控制设备的处理器中求出调节策略，优选地借助于为此实施的算法来求出。然后，也经由控制设备操纵电驱动器。
26.在步骤s6中，现在操控不同调节层面的各个电驱动器。根据调节策略，驱动器的时间顺序和功率要求相互协调，使得充分利用不同运动的协同效应来降低驱动器的最大功率
和能耗。这种调节策略还允许：在短时间内对座椅部件进行大的调节距离和调节角度，使得在即将发生碰撞的情况下乘客也可以及时从舒适的位置——例如在自动驾驶中——移动到安全的目标位置，以便约束系统可选地工作。
27.作为调节策略的示例，靠背倾斜调节的调节层面与座椅纵向调节的协调在图2a和2b的图中示出。在图2a中，示出座椅纵向调节的调节运动随时间t的加速度a，所述调节运动在时间t=0检测到预碰撞情况后立即开始。在此，整个带有乘客的座椅在行进方向上例如以1.3m/s2加速。作为参考线，作为虚线以a=0m/s2示出没有座椅纵向调节的情况。
28.在图2b中关于时间t绘制所需的功率作为在靠背倾斜调节的关节处的所需的转矩m。在没有操纵座椅纵向调节的情况下，对于靠背调节需要大约1000nm的最大转矩，这作为虚线示出。在此，靠背倾斜调节的驱动器在0.06s时才启动，在此之前，如果座椅未沿纵向方向加速，则驱动器必须为靠背施加大约300nm的保持力矩。
29.在座椅纵向调节首先以a=1.3m/s2加速并且然后制动（图2a中的实线）的情况下，靠背倾斜调节所需的最大转矩降低到约650nm（图2b中的实线），因为座椅纵向调节的制动引起座椅靠背和乘客的惯性力矩，其显著降低在所述制动期间的最大功率需求。在座椅纵向运动加速期间，在
△
t=0.0
‑
0.05s中的对于靠背的保持力矩（约650nm）显著大于没有座椅纵向调节的情况。然而，由于调节策略，通过稍后操控靠背倾斜调节的驱动器（在座椅纵向调节的制动时刻）与同时启动两个调节层面的两个驱动器时相比所述靠背倾斜调节以更低的最大所需功率执行。
30.应指出：关于附图和说明书中所示的实施例，各个特征彼此间的各种组合选项是可行的。因此，例如，可以省略个别方法步骤或者改变其顺序。可以将不同的传感器用于输入数据，或者将数据事先存储在控制设备中。调节层面的数量的协调和具体的操控策略可以匹配于相应的座椅和碰撞事件。优选地，将具有后续的传动器的电动马达用作为电驱动器，其中可以使用不同的传动器构型、如蜗杆传动器、偏心传动器或正齿轮或锥齿轮传动器。控制单元可以构成为用于多个电动马达的中央控制设备，或者集成到驱动器的控制设备中——或者构成为预碰撞控制装置的组成部分。同样地，该方法还可用于预碰撞事件之外的应用，例如作为进入/退出辅助装置用于快速调节座椅部件或用于机动车辆中的其他舒适应用。