CN117500693A - 使用座椅约束系统的车辆座椅，以及约束座椅框架的枢转向前运动的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种具有座椅约束系统(100)的车辆座椅(1)。该车辆座椅(1)包括：在高度方向和纵向方向上可调节的座椅框架(2)；止动件(101)；以及约束装置(102)，该约束装置包括活塞(103)。该约束装置(102)被配置为根据激活信号使该活塞(103)从缩回位置移动到伸出位置，在伸出位置，该活塞(103)的自由端抵接止动件，从而约束该座椅框架(2)的前端部分(8)的枢转运动。此外，提供了一种约束座椅框架(2)的该前端部分的枢转向前运动的方法。

Description

使用座椅约束系统的车辆座椅，以及约束座椅框架的枢转向 前运动的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在车辆座椅中使用的座椅约束系统、一种使用这种座椅约束系统的车辆座椅以及一种约束座椅框架的前端部分的枢转向前运动的方法。
背景技术
现今，机动车辆中的差不多所有车辆座椅都设置有座椅安全带。座椅安全带通常利用两个与底板的连接点和一个与B柱的连接点被附接到车身。因此，车身的固有刚性被用于在事故或突然减速的情况下吸收载荷。然而，这种连接安全带的原理不太适合于使用人工辅助驾驶(HAD)技术的车辆。HAD技术尤其允许驾驶员将注意力转移到例如不同类型的娱乐系统。事实上，在当今的车辆中，除了驾驶员之外，乘客已经如此。因此，越来越需要更舒适的车辆座椅，其在纵向和高度调节方面以及在倾斜可能性方面允许更大的调节范围。然而，这将对由车身支撑的座椅安全带的效率产生负面影响，因为连接点不再必须正确地配合车辆座椅和待系安全带的乘客的位置。一种方案是改为将座椅安全带附接到车辆座椅。因此需要改进座椅约束系统，并且特别是用于具有一体式安全带的车辆座椅的座椅约束系统。
发明内容
本发明的一个目的是克服上述缺点，并提供一种改进的座椅约束系统。
另一个目的是提供一种座椅约束系统，其适用于车辆座椅，无论是具有一体式座椅安全带的车辆座椅还是与由车身支撑的座椅安全带一起使用的车辆座椅。
从下面的概述和描述中显而易见的这些和其它目的通过根据所附权利要求的座椅约束系统来实现。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在车辆座椅中使用的座椅约束系统，该系统包括：
车辆座椅，其包括座椅框架，该座椅框架在高度方向和纵向方向上是可调节的；和
约束装置，其包括活塞；其中
约束装置被配置为根据激活信号使活塞从缩回位置移动到伸出位置，在伸出位置，活塞的自由端抵接止动件，从而约束座椅框架的前端部分的枢转运动。
本发明的座椅约束系统在于使活塞从缩回位置移动到伸出位置的构思，在该伸出位置，活塞的自由端抵接止动件。活塞抵接止动件因此可以被看作支撑支柱在车辆的Z方向上形成物理止动。如本领域技术人员所熟知的，Z方向被定义为竖直方向。因此，在正面碰撞的情况下，座椅框架的前端部分的向下和向前枢转运动将受到约束，并且因此使用这种座椅框架的车辆座椅也将受到约束。
特别地，座椅约束系统允许约束或改进对车辆座椅的前端的向下和向前枢转运动的控制。这种向下运动又导致座椅靠背向前移动，并且从而也导致座椅靠背顶部靠近乘客肩部的点向前移动，座椅安全带从该点从导带器或直接从卷收器退出。通过减少这种向前运动，座椅安全带将提供对乘客的更早的联接。这还将降低所谓的下潜(submarining)的风险，即乘客的身体在座椅安全带下滑动。因此，根据本发明的座椅约束系统有助于提供总体上更安全的车辆座椅。
座椅约束系统可以被配置为根据激活信号被激活。作为对检测到的紧急情况(诸如正面碰撞)的响应，激活信号从碰撞传感器经由形成车辆的电子控制单元(ECU)的一部分的处理器被传送到座椅约束系统。ECU和不同传感器的使用是本领域技术人员熟知的。
约束装置可以是在EP 2253518 B1中公开的类型。约束装置因此可以包括布置在气缸室中的活塞，所述活塞可通过施加到所述气缸室的压力而在伸出方向上移位。
约束装置可以包括配置为将活塞锁定在其伸出位置的锁定装置。因此，车辆座椅在碰撞之后也将保持其位置。
约束装置可以被固定地连接到座椅框架。通过被连接到座椅框架，活塞可以被定向为当移动到其伸出位置时沿基本向下的方向移动。
止动件可以被布置在具有在横向于活塞的工作方向的方向上的延伸部的表面上。止动件可以是座椅框架的一部分，或者被布置在座椅框架处，可以是用于支撑车辆座椅的装置的一部分，或者甚至可以是车身的一部分。
座椅框架可以通过由导轨滑动地支撑的座椅框架的滑动件而在纵向方向上可调节；并且止动件可以是滑动件或导轨的一部分，并且约束装置可以被固定地连接到座椅框架。
止动件可以是例如通过螺栓连接、铆接或焊接被安装到滑动件或导轨的部件。可替选地，止动件可以是与滑动件或导轨一体形成的部分，诸如其凸缘。该选择取决于车辆座椅的整体设计。
活塞的自由端可以被配置为在止动件与滑动件和导轨中的至少一个重叠的区域中抵接止动件。这允许高强度和良好的载荷分布，并且因此允许良好的载荷吸收。
滑动件和/或导轨可以具有对应于或超过止动件的宽度和活塞的自由端的宽度的宽度。
止动件可以具有沿着滑动件的纵向延伸部观察到的长度，该长度允许活塞的自由端在座椅框架的所有极限高度和纵向调节位置中抵接止动件。
活塞可以是伸缩式的。伸缩式活塞需要较小的可用空间来安装。
活塞可以具有30mm-150mm并且更优选35mm-130mm的可用冲程。该冲程应适于在座椅框架的所有极限高度和纵向调节位置中配合活塞的自由端与止动件之间形成的间隙。
约束装置的活塞可以被配置为由气体发生器产生的气体压力致动。
气体发生器可以是烟火气体发生器。
根据本发明的另一方面，车辆座椅设置有至少一个根据权利要求1-12中任一项所述的座椅约束系统。
这样的座椅约束系统及其优点已经在上面进行了全面描述。那些论点同样适用于使用这种座椅约束系统的车辆座椅。因此，为了避免过度重复，参考以上章节。
车辆座椅可被用于任何类型的机动车辆中。
车辆座椅可以包括两个座椅约束系统，其被布置在车辆座椅的两个纵向相对侧上以及其前端部分中。两个座椅约束系统优选对称地布置。
车辆座椅还可以包括由车辆座椅支撑的座椅安全带装置。因此，提供了更大的自由度来调节车辆座椅的位置，而不损害乘客安全。
根据又一方面，提供了一种约束座椅框架的前端部分的枢转向前运动的方法。该方法包括以下动作：将包括活塞的约束装置布置在座椅框架的前端部分和止动件之间的位置中；根据激活信号，使活塞从缩回位置移动到伸出位置，在伸出位置，活塞的自由端抵接止动件，从而约束座椅框架的前端部分的枢转运动。这样的约束装置及其优点已经在上文中进行了全面描述。那些论点同样适用于通过使用这种约束装置来约束座椅框架的前端部分的枢转向前运动的方法。
附图说明
将参考所附示意图更详细地描述本公开，附图示出了本公开的当前优选实施方案的示例。
图1a示出了当车辆座椅被调节到其最高提升位置和前端位置时，具有根据本发明的座椅约束系统的车辆座椅的下部的示意性侧视图。
图1b公开了根据图1a的座椅约束系统，其处于当约束装置已被激活时的状态。
图2a示出了当车辆座椅被调节到其最低位置和后端位置时，具有根据本发明的座椅约束系统的车辆座椅的下部的示意性侧视图。
图2b公开了根据图2a的座椅约束系统，其处于当约束装置已被激活时的状态。
图3a-图3c公开了约束装置的示意性横截面以说明其操作。
图4a公开了图1a的约束装置的示意性前视图。
图4b公开了图1b的约束装置的示意性前视图。
图5a公开了图2a的约束装置的示意性正视图。
图5b公开了图2b的约束装置的示意性前视图。
图6公开了根据本发明的一个实施方案的车辆座椅的高度示意性横截面。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开，其中示出了本公开的当前优选实施方案。然而，本公开可以以许多不同的形式体现，并且不应当被解释为限于本文所阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案是为了彻底和完整，并且将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。相同的附图标记始终指代相同的元件。
现在转到图1a，公开了具有根据本发明的座椅约束系统100的车辆座椅1的下部的示意性侧视图。为了便于理解本发明，高度示意性地公开了车辆座椅1。在本领域中如此众所周知的车辆座椅1包括座椅框架2。车辆座椅1在高度方向和纵向方向上是可调节的。为了允许调节，座椅框架2经由前连杆臂4和后连杆臂5被连接到通常为滑轨形式的滑动件3。滑动件3转而滑动地被容纳在导轨6中。导轨6通常直接或间接地被连接到车身7的底板上。
通过滑动件3被滑动地容纳在导轨6中，车辆座椅1在纵向方向上在前端位置(见图1a)和后端位置(见图2a)之间是可调节的。此外，车辆座椅1在如图1a所示的最高提升位置和如图2a所示的最低位置之间的高度方向上是可调节的。通过前连杆臂4和后连杆臂5各自分别被铰接地连接到座椅框架2和滑动件3，允许高度调节。
现在重新转到图1a。车辆座椅1设置有根据本发明的座椅约束系统100。座椅约束系统100包括止动件101和约束装置102。将在下面进一步描述的约束装置102包括活塞103。约束装置102被配置为根据激活信号使活塞103从缩回位置(见图1a和图2a)移动到伸出位置(见图1b和图2b)，在该伸出位置，活塞103的自由端104抵接止动件101。活塞103的自由端104和止动件101之间的抵接被用于在正面碰撞期间约束座椅框架2的前端部分8的枢转向前运动，并且因此约束车辆座椅1的枢转向前运动。这将在下面进一步讨论。
如图1a所示，约束装置102被公开为固定地连接到座椅框架2。该固定被公开为由螺栓连接到座椅框架2的托架105进行。通过被连接到座椅框架2，活塞103被定向为当从其缩回位置移动到其伸出位置时沿基本向下的方向移动。本领域技术人员认识到，在本发明的范围内，约束装置可以以多种方式被固定。因此，托架105的使用是非限制性示例。
现在转到图3a，高度示意性地公开了约束装置102的一个实施方案。约束装置102包括抵接活塞103的后端的驱动器111。驱动器111可以是单独的构件或者是活塞103的一体部分。驱动器111和活塞103被布置在形成气缸室107的管106中。气缸腔107用作活塞103在其致动期间的引导件。优选地，驱动器111和活塞103在圆柱形腔室107内具有基本上线性的运动。
气缸室107被布置成与气室108连通，该气室又被连接到气体发生器109。驱动器111和活塞103被配置为通过由气体发生器109产生的气体压力致动。气体发生器109例如可以是烟火气体发生器。驱动器111和活塞103在图3a中被公开为处于它们的缩回位置，即包含在缸室107中。该位置是约束装置102的默认、非激活位置。
活塞103被配置为在激活约束装置102时纵向地移位到伸出位置，见图3b，在伸出位置，活塞103从气缸室107的角度纵向移动，使得活塞103的自由端104突出超过气缸室107的嘴部109。该激活可以通过来自指示正面碰撞的碰撞传感器的激活信号来触发。
现在转到图3c。具有活塞103的驱动器111被配置为锁定在伸出位置中，使得活塞103充当支撑支柱，该支撑支柱允许车辆座椅1在碰撞之后也保持其伸出位置。该锁定由锁定装置110提供。
在所公开的实施方案中，锁定装置110由驱动器111提供，该驱动器被布置在活塞103的后端中的气缸室107中。驱动器111包括楔形包络面112。楔形包络面112与气缸室107的内壁113一起限定容纳多个球115的隔室114。
现在重新转到图3a。当激活约束装置102时，气体发生器109被激活，从而产生进入气室108的加压气体流。压力使驱动器111移位，并且因此也使活塞103在纵向方向上移位，见图3b中的距离X1。由此，活塞103被移动到其伸出位置。在该位移期间，球115将向前移动。在激活之后，气体将经由排气孔116从气室108排出。当气室107中的气体压力被释放时，由于车辆座椅和乘客的重量，具有活塞103的驱动器111将被推向相反的方向。为了约束活塞103的这种向内运动，在驱动器111和活塞103的这种相反运动期间，见图3c，球115将楔入地接合驱动器111的楔形包络面112和气缸室107的内壁113，从而防止驱动器111和活塞103完全缩回。活塞103由此将停留在伸出位置并且甚至在碰撞之后继续充当支撑支柱。驱动器111和活塞103进入其锁定位置的位移如图3c中的X2所示。考虑到约束装置102的非激活位置并且因此考虑到驱动器111的完全缩回位置来测量位移X2。应当理解，由于锁定装置110的原因，位移X2小于位移X1。
活塞103可以具有30mm-150mm并且更优选35mm-130mm的可用冲程。该冲程应当适于配合座椅框架2的所有极限高度和纵向调节位置，并且因此无论调节位置如何，都能够填充在活塞103的自由端104与止动件101之间形成的间隙G1。间隙G1在图1a中示出。
活塞103以其最容易的形式被设置为杆。然而，应当理解，活塞103在一些实施方案中可以是伸缩式的。伸缩式活塞103需要较小的可用空间来安装约束装置102。
如上所述，约束装置102包括托架105，其被配置为允许约束装置102被安装到座椅框架2或任何其它支撑件上。安装可以通过例如螺栓连接或焊接来进行。由于预期载荷非常高，建议约束装置102安装有三个或更多个固定点。
约束装置102的后端部分116可以是平坦的，以允许约束装置102从座椅框架2获得支撑。
现在转到图1a、图4a和图4b。图1a是车辆座椅1的示意性侧视图。图4a和图4b是座椅框架2的示意性横截面，以更好地示出止动件101、滑动件3和导轨6之间的界面，以及活塞103和止动件101之间的接合。
滑动件3支撑止动件101。止动件101被公开为被布置在滑动件3的背离导轨6的上表面上。止动件101也可以是被安装到滑动件3的部件，诸如条形构件。止动件101优选地由诸如金属或复合材料的刚性材料制成。止动件101可以通过例如螺栓连接、铆接或焊接被安装到滑动件3。在未示出的替代方案中，止动件101可以被安装到导轨6。
作为安装到滑动件3或导轨6的构件的止动件101的替代方案，止动件101可以与滑动件3或导轨6一体形成。止动件101可以由滑动件3的凸缘或由导轨6的凸缘形成。
止动件101的位置、安装和形式的选择取决于车辆座椅1及其座椅框架2的整体设计。本领域技术人员熟知，不同的制造商在他们的车辆座椅1上具有不同的设计。
止动件101被公开为被布置在滑动件3的表面上，其具有在基本横向于活塞103的工作方向的方向上的延伸部。
优选地，活塞102的自由端104被配置为在止动件101与滑动件3和导轨6中的至少一个重叠的区域中抵接止动件101。这允许高强度和良好的载荷分布，并且因此在活塞103移动到如图4b中所示的伸出位置时进行载荷吸收。
优选地，滑动件3和/或导轨6具有宽度W1，其对应于或超过止动件101的宽度W2和活塞102的自由端104的宽度W3。还优选的是，止动件的宽度W2大于活塞103的宽度W3。
活塞103的自由端104包括载荷分布抵接部分117。抵接部分117可以由活塞103的自由端104形成，如图4b中所公开的。可替选地，抵接部分117可以形成为附接到活塞103的自由端104的可枢转地布置的构件(未示出)。在止动件101不应具有垂直于活塞103的纵向延伸部的主表面的情况下，枢转布置允许更好的抵接。
无论安装和形式如何，优选的是，无论车辆座椅1是被调节到其后端位置、其前端位置、其最高位置还是其最低位置，止动件101都被布置在滑动件3与导轨6纵向重叠的位置。因此，优选的是，止动件101具有沿着滑动件3的纵向延伸部观察到的长度，该长度允许活塞103的自由端在座椅框架2的所有极限高度和纵向调节位置中以及因此车辆座椅1的所有极限高度和纵向调节位置中抵接止动件101。这在图1b中被示出，其中车辆座椅1被设置到其最高位置和其最后方位置。如在该图中所见，活塞103的自由端104将抵接止动件101的前端。相应地，在图2b中，车辆座椅1改为被设置到其最低位置和其前端位置。在该位置，活塞103的自由端104将改为抵接止动件101的后端。
优选的是，约束装置102被安装到座椅框架2的内侧表面上，即在座椅框架2面向车辆纵向中心线的一侧上。这允许在车辆座椅1的正常使用期间对约束装置102的良好保护。
在下文中，将讨论座椅约束系统100的操作。
从图1a和图4a开始，车辆座椅1被公开为被调节到其最高位置和其最后方位置。此外，约束装置102处于其默认位置，其中活塞103完全缩回在气缸室107中。
在车辆的电子控制单元(ECU)(未示出)经由碰撞传感器和集成在ECU中的处理器应确定存在待响应的紧急情况的情况下，诸如正面碰撞，激活信号被传送到座椅约束系统100。响应于这种激活信号，约束装置102被激活。激活后，约束装置102的气体发生器109被激活，由此产生一定体积的加压气体，这导致活塞103从其缩回位置移动到其伸出位置，见图1b和图4b。在该完全伸出位置，活塞103的自由端104抵接止动件101。活塞103在其伸出位置可以被看作支撑支柱，其主要在车辆的Z方向上形成物理止动件。从而约束了座椅框架2的前端部分8的枢转向前运动。枢转运动由图1a中的箭头A示意性地示出。当气体从气室排出时，活塞103将稍微缩回到锁定位置，在该锁定位置中，锁定装置110防止任何进一步缩回。因此，活塞103也将在碰撞之后继续充当支撑支柱。
活塞103可以具有30mm-150mm并且更优选35mm-130mm的可用冲程。该冲程应适于配合座椅框架2的所有极限高度和纵向调节位置。图1a、图1b和图4a、图4b中公开了一个这样的极限位置，其中车辆座椅1被设置到其最高位置，同时被纵向调节到后方位置。图2a、图2b和图5a、图5b中公开了另一个这样的极限位置，其中车辆座椅1被设置到其最低位置，同时被纵向调节到前端位置。不管如何调节车辆座椅1，活塞103应当总是足够长以到达止动件101。此外，活塞103的自由端104应当总是能够在滑动件3与导轨6重叠的位置抵接止动件101的一部分。
现在参照图5a，其公开了当设置到其最低且最后方位置时的车辆座椅1。如在活塞103的缩回位置中所见，活塞103的自由端104与止动件101之间存在间隙G2。取决于车辆座椅1和车身7的整体设计，该间隙G2可以在保持功能的情况下基本上被省略。应当理解，间隙虽然小，但必须存在，以便允许车辆座椅1的无摩擦调节。
现在转到图6。优选地是，车辆座椅1包括两个座椅约束系统100，其被布置在车辆座椅1的两个纵向相对侧上。两个座椅约束系统100优选对称地布置。还优选的是，座椅约束系统100(不管是一个还是两个，或者甚至更多个)被布置在车辆座椅1的前端部分8中，位于乘坐者的大腿下方的区域中。车辆座椅1还可以包括由车辆座椅1支撑的座椅安全带装置9。这也被称为座椅内安全带技术。
本领域技术人员认识到，在不脱离在所附权利要求中限定的本公开的范围的情况下，本文描述的实施方案的许多修改是可能的。
尽管贯穿本公开的约束装置被示出为被布置为在向下的方向上操作，但是本领域技术人员认识到，具有保持功能的约束装置102可以改为被布置位在向上的方向上操作。在这种情况下，约束装置102可以由车身7或导轨6固定地支撑，并且止动件101被布置在座椅框架2中。
座椅约束系统100可以与单独的约束系统(未示出)组合，该单独的约束系统被配置为在正面碰撞的情况下减小车辆座椅1的后端的运动。这两个系统可以被配置为同时被激活。

Claims (16)

1.一种用于在车辆座椅中使用的座椅约束系统，所述系统包括车辆座椅(1)，所述车辆座椅包括在高度方向和纵向方向上可调节的座椅框架(2)；并且所述系统的特征在于，其还包括
约束装置(102)，所述约束装置包括活塞(103)；其中
所述约束装置(102)被配置为根据激活信号使所述活塞(103)从缩回位置移动到伸出位置，在所述伸出位置，所述活塞(103)的自由端抵接止动件(101)，从而约束所述座椅框架(2)的前端部分(104)的枢转运动。
2.根据权利要求1所述的座椅约束系统，其中所述约束装置(102)包括锁定装置(110)，其被配置为将所述活塞(103)锁定在其伸出位置。
3.根据权利要求1所述的座椅约束系统，其中所述约束装置(102)被固定地连接到座椅框架(2)。
4.根据权利要求1所述的座椅约束系统，其中所述止动件(101)被布置在具有在横向于所述活塞(103)的工作方向的方向上的延伸部的表面上。
5.根据权利要求1所述的座椅约束系统，其中所述座椅框架(2)通过由导轨(6)滑动地支撑的所述座椅框架(2)的滑动件(3)而在所述纵向方向上可调节；并且
其中所述止动件(101)是所述滑动件(3)或所述导轨(6)的一部分，并且所述约束装置(102)被固定地连接到所述座椅框架(2)。
6.根据权利要求5所述的座椅约束系统，其中所述活塞(103)的自由端(104)被配置为在所述止动件(101)与所述滑动件(3)和所述导轨(6)中的至少一个重叠的区域中抵接所述止动件(101)。
7.根据权利要求5或6所述的座椅约束系统，其中所述滑动件(3)和/或所述导轨(6)的宽度W1对应于或超过所述止动件(101)的宽度W2和所述活塞(103)的所述自由端的宽度W3。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的座椅约束系统，其中所述止动件(101)具有沿着所述滑动件(3)的纵向延伸部观察到的长度，所述长度允许所述活塞(103)的所述自由端在所述座椅框架(2)的所有极限高度和纵向调节位置中抵接所述止动件(101)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的座椅约束系统，其中所述活塞(103)是伸缩式的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的座椅约束系统，其中所述活塞(103)具有30mm-150mm并且更优选35mm-130mm的可用冲程。
11.根据前述权利要求中任一项所述的座椅约束系统，其中所述约束装置(102)的活塞(103)被配置为由气体发生器(109)产生的气体压力致动。
12.根据权利要求10所述的座椅约束系统，其中所述气体发生器(109)是烟火气体发生器。
13.一种车辆座椅(1)，其特征在于，所述车辆座椅设置有至少一个根据权利要求1-12中任一项所述的座椅约束系统(100)。
14.根据权利要求13所述的车辆座椅，所述车辆座椅包括两个座椅约束系统，所述两个座椅约束系统被布置在所述车辆座椅的两个纵向相对侧上以及其前端部分中。
15.根据权利要求13或14所述的车辆座椅，所述车辆座椅还包括由所述车辆座椅(1)支撑的座椅安全带装置。
16.一种约束座椅框架(2)的前端部分的枢转向前运动的方法，所述方法的特征在于以下动作：
将包括活塞(103)的约束装置(102)布置在座椅框架(2)的前端部分(104)和止动件(101)之间的位置中；
根据激活信号，使所述活塞(103)从缩回位置移动到伸出位置，在所述伸出位置，所述活塞(103)的自由端抵接止动件(101)，从而约束所述座椅框架(2)的前端部分(104)的枢转运动。
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