在商用车辆中在撞击之前的动态向后座椅滑动

技术领域

本发明涉及一种安全系统，该安全系统刚好在车辆与前方物体碰撞之前操作商用车辆中的车辆座椅运动致动。本发明还涉及一种用于刚好在车辆与前方物体碰撞之前致动商用车辆中的车辆座椅运动的方法。

本发明旨在应用于商用车辆，诸如重型车辆、卡车和公共汽车，或者具有小于100厘米的在前保险杠和驾驶员之间的距离的任何车辆。

背景技术

用于车辆的传统“碰撞前”被动安全系统包括一系列传感器，该传感器能够检测即将发生的碰撞，从而通知ECU，该ECU将提醒驾驶员注意或激活致动器。所述致动器能够帮助驾驶员防止撞击或准备撞击在车辆上存在的各种附件，例如气囊、安全带预紧装置……。

如众所周知地，用于车辆的被动安全系统旨在减少对乘客的影响。

在申请DE10201108918中描述了一些已知的用于车辆座椅的安全装置。在该现有技术中提出的特定解决方案的目的是使气囊展开与座椅的向后运动同步，使得驾驶员向后运动，从而使得在驾驶员和气囊之间能够具有正确的距离或接触。本发明的目的还在于在驾驶员与方向盘和仪表板之间创建安全空间。在本发明中不需要气囊来满足目标性能。此外，本发明的另一个重要方面是座椅运动在碰撞之前开始并完全完成。当发生碰撞时，座椅移位已经结束。

大多数已知的碰撞前被动系统仅适用于乘用车，并且不适用于商用车辆(诸如卡车)。

由申请人在该申请中提出的解决方案是针对卡车配置的，这与对乘用车所提出的解决方案相比意味着技术上的特殊性，这是由于在卡车和乘用车之间碰撞次序的差异很大。这主要是由于在卡车和汽车之间，在前保险杠和驾驶员之间的距离差异很大：对于卡车，几十厘米而对于乘用车，一百厘米以上。这种结构和几何上的差异的后果在于，与对于汽车相比，对于商用车辆(诸如卡车)，在撞击和当驾驶员的身体由于撞击而承受减速时的时间之间的时间短得多。因此，由于可用于移位卡车中的座椅的时间，认为适用于汽车的现有解决方案不适用于卡车。

因此，需要一种改进的安全系统，其能够在与前方物体撞击之前使得商用车辆的座椅做好准备。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全系统，该安全系统将使得刚好在撞击之前的几毫秒中，商用车辆的驾驶员座椅和乘客座椅能够在座椅的乘员和任何仪表板障碍物之间具有足够的距离。

为此，根据第一方面，本发明涉及一种用于商用车辆中的车辆座椅的安全系统，当商用车辆将要与障碍物碰撞时，该安全系统操作车辆座椅运动致动，该安全系统包括：

-至少一个致动器单元，其包括至少一个座椅致动器，以将车辆座椅从驾驶位置移动到安全位置；

-至少一个控制单元，其被连接到致动器单元以控制座椅致动器；

-至少一个接近传感器，其被连接到所述控制单元并被配置为在商用车辆与障碍物碰撞之前检测该障碍物，其中，在从接近传感器接收到即将发生并且不可避免的碰撞警报信号时，控制单元控制座椅致动器将车辆座椅移动到安全位置。

根据本发明，该至少一个座椅致动器从不可避免的碰撞警报信号被从接近传感器发送到控制单元的时间起，在一秒或更短的时间范围中将车辆座椅移动到安全位置。

刚好在碰撞之前但是在当由驾驶员采取的行动将不足以避免碰撞时的瞬时(即，在一秒或更短，更精确地600毫秒或更短-并且优选地在650毫秒和450毫秒之间的时间范围中)，整个座椅的充分移位的好处是允许在座椅乘员的身体和仪表板的各种障碍物之间创建安全空间，以限制由与身体碰撞的仪表板元件(通常地是方向盘)所涉及的伤害。

此外，在本发明中，该至少一个座椅致动器在碰撞本身发生之前移动车辆座椅。换言之，在发生撞击之前，座椅的乘员身体被放置在距仪表板安全距离处。这样，座椅的乘员就更容易具有更好的位置来承受撞击并避免与任何仪表板障碍物碰撞。在本说明书中，当提到在座椅的乘员身体被放置在距仪表板安全距离处的位置时，我们也称为安全位置。

根据优选实施例，座椅运动是向后座椅滑动运动，并且安全位置对应于车辆座椅的特定向后端部位置。必须注意，对于本发明，当它被称为向后端部位置时，它能够是车辆座椅的通常后退行程的端部，或者出于本发明的目的在每个车辆座椅上可能已经建立并添加的另外的后退行程的端部。因此，在发生撞击之前，座椅乘员的身体进一步远离仪表板定位。

向后滑动运动能够进一步与具有几个自由度或轴线的其它座椅运动组合，例如，在竖直轴线上向下移动座椅、调节靠背座椅位置等……，这些运动能够提高身体准备的效率和安全性。

根据本发明，车辆座椅运动由致动器单元赋予，该致动器单元包括至少一个座椅致动器，该座椅致动器能够是任何类型的马达(电动的、气动的、热解爆破的(pyrotechnic)、机械的、液压的……)，但是被调整为使得相对于体积，动力和速度使得能够具有高效但是不笨重的系统。致动器单元还需要能够使得座椅做好准备并在仅仅几毫秒(约500ms)中完成全部座椅运动，从而在由接近传感器发出即将发生并且不可避免的碰撞信号的瞬时和在碰撞本身发生之前之间实现了座椅的运动。

在本发明的优选实施例中，接近传感器是高级紧急制动系统(AEBS)传感器。为了提高安全性，卡车现在配备了AEBS，包括用于收集信息的传感器和安全电子控制单元，以在检测到危险交通情况(诸如碰撞风险的情况)下为驾驶员建立警报信号并在必要时自动地致动紧急制动以在发生碰撞之前停止或降低卡车的速度。使用AEBS传感器来触发座椅运动的致动允许使安全系统无需人工干预即可生效。实际上，座椅调节因此在一定时间发生，该时间如此接近于碰撞，以至于试图将车辆转向其它方向将没有任何益处，并且AEBS功能已经自动致动了制动。

根据第二方面，本发明涉及一种包括如前所述的被动安全系统的车辆座椅装置。

根据第三方面，本发明涉及一种包括设置有以上提到的车辆座椅装置的至少一个座椅的商用车辆。此外，当障碍物是前方障碍物时和当车辆正在向前移动时，由本发明的被动安全系统触发的车辆座椅运动是向后座椅滑动运动。

根据第四方面，本发明涉及一种用于当车辆将要与障碍物碰撞时在设置有根据本发明的被动安全系统的商用车辆中致动车辆座椅运动的方法，其中，该系统的控制单元至少执行以下步骤：

-从接近传感器接收即将发生的碰撞信号；

-向该至少一个座椅致动器发送警报，以使该至少一个座椅致动器准备好移动车辆座椅；

-从接近传感器接收即将发生并且不可避免的碰撞信号；

-控制该至少一个座椅致动器以将座椅移动到安全位置，并且有利地在撞击本身发生之前从即将发生并且不可避免的碰撞警报信号被从接近传感器发送到控制单元的时间起在一秒或更短的时间范围中。

-换言之，以上方法使得能够在大约500毫秒的非常短的时间范围中触发整个座椅的运动，使得整个座椅刚好在碰撞之前但是在当由驾驶员采取的行动将不足以避免碰撞时的瞬时向后移动，并且从而在撞击的瞬时，整个座椅的移位结束，座椅不再向后移动，并且座椅的乘员位置最适合经受碰撞。

本发明的进一步的优点和有利特征在下文的描述中并且在从属权利要求中公开。

附图说明

参考附图，以下作为实例引用的本发明的实施例的更详细的描述。

在附图中：

图1a到图1c是在即将发生的碰撞信号由接近传感器发送的瞬时和在碰撞本身发生之前之间平均600毫秒期间在不同瞬时从座椅及其乘员一侧的概略示意。

图2是示出不同的AEBS阶段的图片，并且对于每个阶段，示出了发送到驾驶员的人机接口信号、车辆速度和车辆延迟(即，当减速是特定原因的效果时，身体运动的减速)。

图3是示出根据本发明的用于使得安全装置致动车辆座椅运动的操作的次序的流程图。

图4是设置有根据本发明的一个可能的实施例的安全系统的商用车辆的驾驶室的内部的概略顶视图。

具体实施方式

始终在下面的描述中结合其它的图来参考图4。

图1a到图1c是在即将发生的碰撞信号由接近传感器发送的瞬时和在碰撞本身发生之前之间的短的时间段期间在不同瞬时从座椅及其乘员一侧的概略示意。

图1a示出在即将发生的碰撞信号被发送之前的座椅乘员1。在图1a中，座椅2和驾驶员1处于正常驾驶位置中。

为了易于理解，我们将使用“驾驶员”来指定座椅的乘员，但是应该理解，它也可能是坐在设置有本发明的装置的座椅上的乘客。

在图1a中，驾驶员1坐在他的车辆座椅2上，使得他的背部搁置在当驾驶时根据驾驶员的喜好而倾斜的靠背座椅3上。接收驾驶员1的臀部和大腿5的座椅2的坐部4几乎平行于车辆的驾驶室的地板6。驾驶员1的头部7和颈部8处于完美的驾驶位置中，即，沿着几乎垂直于车辆的驾驶室的地板6的轴线HH’对准。

该位置与图1b所示在撞击之前大约600毫秒的位置相同。在图1b中，我们实际上在撞击之前几毫秒，并且在该瞬时，接近传感器11警告座椅的致动器16(见图4)碰撞即将发生。致动器16准备好进行快速向后运动(在500毫秒或更短的时间范围中)，但是座椅2还没有向后运动，从而使驾驶员1在最长可能的时间段内完全控制车辆20，和能够使用方向盘12，以避免例如障碍物。在座椅2和仪表板8之间的距离用附图标记7示出，在处于正常驾驶位置中和在撞击之前600毫秒之间靠背座椅3的倾斜用附图标记9示出。

座椅运动致动器可以是例如电致动器，其中电动马达将旋转其上固定有座椅的螺纹螺杆以便使得座椅向后移动。对于本发明能够设想的另一种类型的致动器是气动致动器，其使用带有活塞的气缸，该活塞配备有在其中恒定地施加高压的加压腔室。该高压能够经由受控阀释放到活塞腔室中，从而使其上固定有座椅的活塞沿纵向轴线(即，在向后方向上，沿车辆的纵向方向)快速地移动。要考虑的另一种类型的致动器是烟火致动器，除了活塞运动是由涉及气体耗散的爆炸致动的之外，其类似于气动致动器，气体耗散在活塞腔室中创建高压，最终使得其上固定有座椅的活塞沿纵向轴线移动，即使得座椅沿车辆的纵向轴线，即在向后方向上移动。最后，还能够使用机械致动器。使用经由受控致动器释放以推动在其上固定座椅的轴的压缩弹簧的这些机械致动器也能够使得座椅在向后方向上快速运动。

在几毫秒之后，在撞击之前大约500毫秒，如果接近传感器11检测到即将发生的碰撞是不可避免的，则它向座椅致动器16发送信号，因此座椅致动器16立即被操作并开始向后推动座椅，以便在座椅乘员1的身体和仪表板的各种障碍物12之间创建安全空间。座椅的度量也被调整。实际上，在示出在当发生撞击时的瞬时的驾驶员位置的图1c中，清楚地示出了不仅座椅2已经完全地向后移动(距离7增加)并且进一步远离仪表板8，而且靠背座椅3已经向前移动并处于竖直位置中，即几乎垂直于车辆驾驶室的地板6(在处于正常驾驶位置中和在撞击之前大约500毫秒之间靠背座椅3的倾斜用附图标记9示出)，并且最后安全带张紧，并且大部分松弛被消除。因此，由于本发明，驾驶员1的身体已经被置于更安全的位置中。在撞击的瞬时，座椅的运动充分地完成并且座椅2不再移动，座椅处于安全位置中。刚好在撞击之前(即在撞击之前大约500毫秒)就被处理然而在撞击发生之前就实现了座椅运动的事实使得能够具有与如果座椅2仍然处于其驾驶位置中相比平滑得多的力限制器效果。实际上，在驾驶员1和仪表板8之间的距离增加，座椅2不再运动，因此有更多的时间消散能量并控制努力，从而由安全带施加的力对驾驶员1引起的上身伤害的风险降低。

另外，预紧器18被致动以增强以上提到的平滑并且受控的力限制器效果。

图2是示出不同的AEBS阶段的图片，并且对于每个阶段，示出了人机接口信号、车辆速度和车辆延迟。

如以上提到地，在本发明的优选实施例中，接近传感器11是高级紧急制动系统(AEBS)传感器。

存在三个主要的AEBS阶段。

当安装在卡车的前部上的摄像头和雷达检测到发生碰撞的可能性很高时，即发生碰撞的风险超过90％，因此如果驾驶员正确地反应，例如方向盘运动，仍然有很小的机会避免碰撞的机会，第一阶段开始。第一阶段触发音频和视觉警报，以警告驾驶员他必须采取行动以避免碰撞。

当安装在卡车的前部上的摄像头和雷达仍然检测到发生碰撞的可能性很高时，这意味着驾驶员没有采取任何行动来避免碰撞，第二阶段开始。即使它已经正在施加强烈的制动要求，第二阶段也不要求完全的制动性能。该第二阶段用于降低车速(例如，停止加速并开始使车辆减速)，并且除了在第一阶段中预先设定的其它听觉和视觉警报之外，还主要地警告驾驶员。

当碰撞即将发生时，例如，将在不到一秒的时间中发生，第三阶段开始，并且驾驶员在阶段1和2之后没有采取任何措施(警报和预制动)，或者由驾驶员采取的行动将不足以避免碰撞。考虑到进入该第三阶段意味着不可避免的碰撞，该第三阶段要求车辆的最大制动可能性。

通过使用AEBS传感器作为用于本发明的安全系统的接近传感器11，这使得能够在最大制动性能要求之前通知驾驶员座椅2和乘客座椅2'。实际上，AEBS系统通常至少包括与摄像头组合的雷达，并且能够检测到位于相当长的距离例如几十米处的障碍物。因此，系统能够预先跟踪物体，并沿时间累积数据建立碰撞的即将发生信息。只要检测到物体，系统就能够监测在卡车本身和前方物体之间的速度差。了解卡车的动力学参数(重量、取决于重量的制动可能性等)，系统能够被校准，以确定碰撞何时变得不可避免。因此，AEBS系统使用信息组合认为碰撞是不可避免的，所述信息诸如：

-障碍物速度；

-车速；

-在障碍物速度和车速之间的差异；

-取决于车辆的重量的车辆的制动可能性；

-基于道路状况(温度、道路上的雨水和/或冰)的车辆的制动可能性；

-方向盘角度；和

-在每个方向盘角度下车辆的可能轨迹。

系统能够使用所有这些信息来确定即使驾驶员最终将转动方向盘或驾驶员已经转动方向盘也无法避免碰撞的特定时间点。因此，系统能够调整警报定时和制动定时。将本发明的安全系统与这样的AEBS系统组合提供了在碰撞即将发生时准备座椅运动但是仅在碰撞不可避免时触发并采取座椅运动的可能性。

有利地，AEBS系统可以包括进一步的传感器，以进一步帮助障碍物的检测，诸如超声波传感器(短距离)、雷达(极高频波和微波)、激光雷达、摄像头……。

因此，由于座椅运动致动器16已经预先接收到信息的事实，驾驶员座椅2和乘客座椅2'的位置将被调整，从而提供如以上用图1a到1c详述地座椅刚好在撞击之前准备好快速调整的可能性。

本发明的另外的优点在于，知道碰撞即将发生并且AEBS系统能够确定无法避免碰撞的特定时间点因此可以在准确的瞬时启动座椅运动，从而当驾驶员1的身体由于冲击而受到减速力时，整个座椅运动已被充分地操作。

此外，它使得能够将驾驶员1的身体置于最安全的位置中，以承受碰撞，而不要求驾驶员1的干预，即，如果驾驶员1失去意识，则系统仍将能够将驾驶员的身体定位在安全位置中，从而更好地准备经受碰撞。

图3是示出根据本发明的用于使得安全装置致动车辆座椅运动的操作的序列的流程图。如之前提到地，车辆设置有能够集成在诸如摄像头或雷达的装置中的几种类型的传感器。这些传感器收集发送到特定控制单元15的数据。

如果该控制单元15从接近传感器11接收到即将发生的碰撞将要发生的信号A1，则该控制单元15将继而使用诸如软件通信线路(BUS)或硬件通信线路(经由电线的电脉冲)或者甚至无线通信装置的任何类型的通信装置将信号S1发送到座椅的致动器16。

一旦致动器16已经接收到信号S1，则座椅2、2’准备好快速运动。如果控制单元15在几毫秒之后从接近传感器11接收到即将发生的碰撞不可避免的第二信号A2，则控制单元15将继而将信号S2发送到致动器单元以触发座椅运动。该系统使得能够将驾驶员1定位在最安全的可能位置中，以在他/她的身体和仪表板8之间具有安全空间的情况下经受碰撞。

因此，根据本发明的用于使得安全装置致动车辆座椅运动的操作的序列能够是：

-控制单元15从接近传感器11接收即将发生的碰撞警报A1，并且然后立即将信号S1发送到座椅的致动器16，以使致动器16准备好快速座椅运动。

-控制单元15从接近传感器11接收碰撞不可避免的第二警报A2，并且立即将触发信号S2发送到致动器16的动力单元。

-座椅致动器16的被触发的动力单元在大约500毫秒的非常短的时间范围中移动座椅2、2'

-整个座椅2、2'刚好在碰撞之前但是在由驾驶员采取的行动将不足以避免撞车的瞬时向后移动，

-在撞击的瞬时，整个座椅处于安全位置中，即整个座椅2、2'的移位结束，并且因此座椅乘员的位置最适合经受碰撞。

应当理解，本发明不限于以上描述和在附图中示意的实施例；实际上，技术人员将认识到，可以在所附权利要求的范围内作出很多改变和修改。