JP2014525364A - 車両シート装置のアクチュエータのための起動システム - Google Patents

Abstract

本発明は、車両シート装置のアクチュエータのための起動システムに関する。この起動システムは、第１の制御装置と、ガス圧力蓄積弁が配置されているガス圧力蓄積部と、ガス圧力蓄積部と機能的に接続されている圧力分配装置と、第１の制御装置と圧力分配装置との間に配置されている接続装置とを有しており、アクチュエータは、第１の制御装置によって求められて、圧力分配装置に伝送される事故特性に依存して起動される。

Description

本発明は、車両シート装置のアクチュエータのための起動システムに関する。更に本発明は、車両シート装置のアクチュエータを起動させるための方法に関する。

今日、自動車安全技術の分野においては、車両乗員を保護するための種々のシートアクチュエータが公知であり、それらのシートアクチュエータの一部は電気的に起動されるものであり、また一部はパイロテクニクスにより起動されるものである。アクチュエータは通常の場合、車両シートに組み込まれており、それらのアクチュエータの駆動制御又は起動は、車両シートの外側に配置されているエアバッグ制御装置によって実施される。通常の場合、エアバッグはインフレータによって点火されるが、その場合、電気的な点火線路がエアバッグに接続されており、またエアバッグのインフレータ又はガスカートリッジを点火するために電気的な点火エネルギが使用される。インフレータは厳密に調量されているガス発生剤を含んでおり、これはタブレット状に圧縮されており、また密閉された燃焼室に収容されている。

安全ベルト用の従来の保護システムは別個の起動機構を有しており、これはエアバッグと同様にエアバッグ制御装置によって起動される。

電子的に制御される自動車の制動システムにおいては、電磁弁を備えている圧力分配システムが公知である。

公知のシステムにおける欠点は、インフレータのガス発生剤化学物質を燃焼させる際に生じるガスが非常に高温であり、それによってエアバッグを燃焼による損傷から保護するためにはエアバッグの付加的な保護コーティングが必要になることである。更に各エアバッグは、上述の電気的な点火エネルギによる起動のために固有の電気的な点火線路を必要とする。

本発明の課題は、車両シートの保護システムのための改善された起動コンセプトを提供することである。

この課題は、
−第１の制御装置と、
−ガス圧力蓄積弁が配置されているガス圧力蓄積部と、
−ガス圧力蓄積部と機能的に接続されている圧力分配装置と、
−第１の制御装置と圧力分配装置との間に配置されている接続装置と、
を有しており、第１の制御装置によって求められて、圧力分配装置に伝送される事故特性に依存してアクチュエータを起動させることができる、車両シート装置のアクチュエータのための起動システムによって解決される。

有利には、本発明による起動システムを用いて、車両シート装置の全てのアクチュエータを中央において、また求められた事故特性に依存して選択的に起動させることができる。ガス圧力蓄積部が統一的な中央のエネルギ蓄積システムに設けられており、このエネルギ蓄積システムを用いて車両シート装置の全てのアクチュエータにエネルギが供給される。それにより有利には、個々のアクチュエータのための制御線路及びコネクタピンが削減され、また起動システム全体のモジュール化度が改善される。

アクチュエータシステムの有利な発展形態によれば、圧力分配装置が第２の制御装置及び少なくとも二つの弁を有しており、それらの弁を第２の制御装置によって事故特性に応じて調整することができる。これによって、一種の中央圧力誘導部が提供され、この圧力誘導部を介して、ガス圧力蓄積部からのガス圧力が、弁の調整に応じて駆動制御される保護アクチュエータに分配される。

有利には、接続装置が電子的なデータ線路として構成されている。電子的なデータ線路を用いることによって、事故特性のパラメータが第１の制御装置から圧力分配装置へと伝送されるが、その際に有利には、個々の保護システムを起動させるためにアナログ電流は必要とされない。

起動システムの有利な実施の形態では、ガス圧力弁を第２の制御装置によって制御することができる。これによって有利には、事故特性に応じてガス圧力蓄積弁を複数回開閉することができるので、要求に応じて車両シート装置の個々の保護アクチュエータを時間的な間隔を空けて繰り返し起動させることができる。

起動システムの有利な実施の形態では、ガス圧力蓄積弁が圧力センサを有している。圧力センサによって、ガス圧力蓄積部からのガスの流出時のガス圧力を監視し、ガス圧力蓄積部内に存在する圧力を求めることができ、それによって車両シート装置のアクチュエータの更なる調整を状況に応じて実施することができる。

起動システムの有利な発展形態では、アクチュエータをガス圧力蓄積部のガス圧力を用いて直接的及び／又は間接的に起動させることが提案される。そのようにして、例えば有利には、ガス圧力蓄積部のガス圧力を直接的に、車両シート装置の種々のエアバッグを展開するために使用することができる。択一的及び／又は付加的に、車両シート装置の機械的な保護素子の位置を機械的に調整するためにガス圧力を使用することもできる。

起動システムの有利な実施の形態では、弁を圧力分配装置によって時間に依存して可変に制御することが提案される。そのようにして有利には、アクチュエータの調整が中央において圧力分配装置によって実現される。

本発明による起動システムの有利な発展形態では、ガス圧力蓄積部が直接的に圧力分配装置されることが提案される。これによって有利には、使用される空間が最小限に抑えられるか、又は、ガス圧力蓄積部と圧力分配装置との間の接続線路が不要になる。

本発明による起動システムの有利な実施の形態では、ガス圧力蓄積部が低温ガス圧力蓄積部として構成されている。この種のガス圧力蓄積部によって、有利には、ガス圧力蓄積部からガスが漏れ出る際に生じる温度を最小限にすることができ、それにより、従来のインフレータによって展開される従来のエアバッグの保護コーティングを省略することができる。従って、低温ガス圧力蓄積部からのガスを用いて展開されるエアバッグを有利にはより簡単且つ廉価に製造することができる。

起動システムの有利な実施の形態では、車両シート装置のフレームの一部がただ一つのガス圧力蓄積部として、又は少なくとも付加的なガス圧力蓄積部として構成されている。これによって、ガス圧力蓄積部の体積を、相応の特殊な保護アクチュエータを有している車両シート装置の構造様式に応じて、非常にフレキシブルにその大きさに関して適合させることができる。

本発明による起動システムの別の有利な実施の形態では、システムが少なくとも部分的に座席底面内に配置されているか、又は少なくとも部分的に車両シート装置の背もたれに配置されている。起動システムのこの種の配置構成によって、起動システムを有利には、自動車内部の既存の空間リソースに合わせて調整することができ、またそれによって、車両シート装置内部の空間リソース又は起動させるべき保護システムに関する要求にフレキシブルに適合させることができる。

以下では、二つの図面に基づき、本発明による起動システムの実施の形態を詳細に説明する。図面から具体的な構造的特徴が読み取れることを意図したものではないことは明らかであり、従って図面は特に本発明の重要な原理を説明するために用いられる。特に以下では、車両シートのそれ自体公知の保護システム又はアクチュエータについては詳細には説明しない。

本発明による起動システムの一つの実施の形態の原理図を示す。 車両シート装置のアクチュエータを起動させるための本発明による方法の一つの実施の形態の原理的なフローチャートを示す。

図１には車両シート装置２００が示されており、この車両シート装置２００の保護システム又は保護アクチュエータ（図示せず）を、本発明による起動システム１００の実施の形態によって起動させることができる。大部分が車両シート装置２００の座席底面に配置されている起動システム１００は、有利にはエアバッグ制御装置として構成されている第１の制御装置１０を有している。第１の制御装置１０は有利には自動車（図示せず）の中央領域に配置されており、また、一つ又は複数のクラッシュセンサによって、車両の事故特性若しくは衝突特性を複数のパラメータ（例えば衝突の類型、激しさ及び方向）を用いて検出し、その特性を接続装置５０を用いて車両シート装置２００に配置されている圧力分配装置４０に伝送するために使用される。

接続装置５０は有利にはディジタルで電子的なデータ線路として構成されており、このデータ線路において事故特性を伝送するために種々のデータ伝送プロトコルを使用することができる。例えば、事故特性を公知のＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルによって圧力分配装置４０に伝送することができる。第１の制御装置１０から圧力分配装置４０に事故特性を伝送するために他のデータ伝送プロトコルも使用することができ、その場合にも勿論、第１の制御装置１０と圧力分配装置４０との間の双方向通信が実現される。

圧力分配装置４０は更に、ガス圧力蓄積部２０と機能的に接続されている。ガス圧力蓄積部２０は有利には、高圧下（例えば約８００ｂａｒ）でガス（例えばヘリウム）が封入されている、低温ガス圧力蓄積部又は低温ガスリザーバとして構成されている。ガス圧力蓄積部２０には更にガス圧力蓄積弁３０が配置されており、このガス圧力蓄積弁３０は、ガス圧力蓄積部２０からガスを取り出し、管状の接続線路を介して圧力分配装置４０へと誘導するために設けられている。有利には、ガス圧力蓄積弁３０又はガス圧力蓄積部２０には圧力センサ（図示せず）が配置されており、この圧力センサによって、ガス圧力蓄積部２０からのガスの流出をガス圧力蓄積部２０内の圧力低下に基づき監視することができるか、又はガス圧力蓄積部２０内のガス圧力の高さを求めることができる。

圧力分配装置４０とガス圧力蓄積部２０との間の機能的な接続によって、一方では、ガスをガス圧力蓄積部２０から圧力分配装置４０に誘導することができる。また他方では、圧力分配装置４０によってガス圧力蓄積弁３０を制御することができ、それによりガス圧力蓄積部２０から圧力分配装置４０へとガスを送ることができる。圧力分配装置４０は第２の制御装置（図示せず）を有しており、この第２の制御装置は有利には電子制御回路として構成されており、圧力分配装置４０に配置されている複数の電磁弁（図示せず）を制御することができる。それらの電磁弁は有利には、軽合金ブロック（例えばアルミニウム）として形成されている圧力分布装置４０の周縁孔内に配置されている。圧力分配装置４０の内部では、複数の孔が管路によって相互に連結されており、またそのようにして、ＡＢＳ又はＥＳＣ制御装置において使用されるような一種の流体誘導装置を表す。上述の電磁弁を介して、ガスが選択的に圧力分配装置４０を介して、圧力誘導の原理に応じて、車両シート装置２００内に配置されている保護アクチュエータへと放射状に分配される。

有利には、圧力分配装置４０として、機能範囲が限定されている従来のＡＢＳ制御装置又はＥＳＣ制御装置を使用することができ、この制御装置は本発明の目的に鑑み、第１の制御装置１０から接続装置５０を介して伝送される事故特性に関するデータを識別及び処理することができさえすれば良い。有利には、このようにして、自動車のそれ自体公知の電子制御装置の再利用を実現することができるか、又はそのような電子制御装置の製造技術的な派生形態が実現される。これによって圧力分配装置４０の開発コストを有利には最小限に抑えることができる。圧力分配装置４０は更に第２の制御装置（図示せず）を有しており、この第２の制御装置は有利には電子制御回路として構成されている。第２の制御装置を用いて、圧力分配装置４０の電磁弁を駆動制御することができる。圧力分配装置４０の電磁弁から延びる管状のアクチュエータ線路を用いることにより、車両シート装置２００の保護アクチュエータを、ガス圧力蓄積部２０からのガス圧力によって駆動制御することができる。

このようにして、本発明による起動システム１００を用いることにより、車両シート装置２００の保護アクチュエータを専らガス圧力蓄積部２０からのガス圧力によって起動させることができる。上述のアクチュエータは基本的に公知であるので、それらのアクチュエータは図１には図示しておらず、また以下では本発明による起動システム１００を使用することができるものについて幾つか抜粋して列挙する。その列挙は完全に網羅することを目的としておらず、従って、本発明による起動システム１００を下記に挙げていない別の保護アクチュエータにも使用できることは明らかである。

車両シート装置２００の以下に挙げるアクチュエータを本発明による起動システム１００によって、パイロテクニクスでガス圧力を用いて起動させることができる：
−事故の際に最適なシート位置を達成するための背もたれ調整部；
−事故の際の長手方向におけるシート位置調整部；
−後方から衝突された際のむち打ちに対応することができる、いわゆるむち打ち作用を抑えるアクティブヘッドレスト；
−側方から衝突された際に頭部を保護するための、車両シート装置２００に接続されているヘッドエアバッグ；
−横滑りの際及び／又は側方から衝突された際に乗員を安定させ固定するための、起動可能な機械的なサイドフラップ；
−側方から衝突された際に、人体／胴体を保護するための、シートに取り付けられた胴体エアバッグ；
−事故の際に乗員を安定させて拘束するためのラチェット機能を備えた、骨盤領域のためのシートベルトテンショナ；
−前方から衝突された際に、潜り込み効果（Submarining-Effekt）を抑えるべく、シートクッションを起こすか、又はシートクッションを膨張させる、いわゆる「潜り込み防止（Anti-Submarining）」エアバッグ。

本発明の目的を達成するために、場合によっては、上述のアクチュエータを圧力分配装置４０からのガス圧力線路を介してガス圧力を用いて起動させることができるように、それらのアクチュエータを必要に応じて僅かに変更することのみが必要とされる。以下では、図２に示した原理的なフローチャートに基づき、本発明による起動システム１００の機能を説明する。

第１の制御装置１０は、自動車の事故時に事故又は衝突の種類を識別し（ステップＳ１）、それらの情報を接続装置５０を介して圧力分配装置４０に伝送する（ステップＳ２）。事故特性に応じて、特殊なアクチュエータトリガストラテジが実施される。このために、圧力分配装置４０の第２の制御装置においては、各状況に関して、圧力分配装置４０の弁を制御するために必要とされる弁調整ストラテジをメモリに格納することができる。

状況に応じて、第２の制御装置は圧力分配装置４０の電磁弁（出口弁）を調整ストラテジに応じて調整することができ（ステップＳ３）、また弁が調整された後には、ガス圧力蓄積部２０のガス圧力蓄積弁３０を開放することができる。これによって、ガス圧力蓄積部２０のガス圧力が圧力分配装置４０の出口弁を介して、アクティベートすべき保護アクチュエータへの所望の管路へと誘導される（ステップＳ４）。

出口弁の時間に依存する可変の制御が行われる場合には、時間の経過に応じた弁の制御は第２の制御装置によって実施されるので、状況に応じて、既に開かれている弁を再び閉鎖し、また新たに開放することができる。例えば、先ず骨盤用シートベルトテンショナを起動させ、それに続いて潜り込み防止エアバッグを起動させることが必要であると考えられる。圧力センサを用いて第１の制御装置１０は接続装置５０を介して、ガス圧力蓄積部２０に残存するガス残余量に関する情報を伝送することができるので、この情報に依存して、第１の制御装置１０によって保護アクチュエータの再度の起動を開始することができる。

図１に示されている起動システム１００の実施の形態は、車両シート装置２００の座席底面に有利には完全に又は部分的に配置されている。択一的に、起動システム１００を車両シート装置２００の背もたれに完全に又は部分的に組み込むこともできる（図示せず）。ガス圧力蓄積部２０の構成の好適な一つの可能性として、車両シート装置２００の本来のシートフレームの一部（例えば中空部セクション）をただ一つの圧力蓄積部として、又は少なくとも付加的な圧力蓄積部として使用することも考えられる。車両シート装置２００は有利には、自動車の前部領域又は後部領域における個々のシートとして構成されている。しかしながら、本発明による起動システム１００を、ベンチシートの一部、ベンチシート全体、またバス、路面電車等におけるベンチシートにまで非常に良好に適用することができ、上記のケースにおいては必要に応じて、相応に拡張されたガス圧力蓄積部２０が圧力分配装置４０における相応に多数の電磁弁と共に設けられている。有利には、起動システムを、直接的にこの目的のために最適化させて開発することができるか、又は、非常に簡単に既存の構築された製品、例えばＡＢＳ／ＥＳＣ制御装置を再利用するものとして実現することができる。

要約すると、低温ガス圧力蓄積部を用いて、シートに設けられている全ての保護システムを選択的に空気式にガス圧力を用いて起動させることができる、車両シート装置のアクチュエータのための統一的な起動システムが提案される。ガス圧力蓄積部の圧力はアクチュエータを直接的に起動させる（例えばエアバッグを展開させる）ことができるが、しかしながらまた、別の調整機構を機械的に制御することもできる（例えば車両シートにおけるサイドフラップを調整することができる）。このためにシートに組み込まれたユニットに制御電子装置又は複数の出口電磁弁を設けることができ、これによってガス圧力蓄積部からの圧力のインテリジェンスな調整／制御が実現される。

少なくとも弁のコンポーネントから、機能範囲が限定されている完全なＡＢＳ／ＥＳＣユニットまでを再利用することによって、有利には体積効果によるコスト削減が実現される。本発明によるシステムは、本質的なコンポーネント、即ちガス圧力蓄積部、ガス圧力蓄積弁及び圧力分配装置を組み合わせることによって完全に車両シート内に封入され、それによって、有利には独立したモジュール形式で種々のシート及び／又はシート構造に組み込まれている、シートに統合された完全なシステムが得られる。第１の制御装置は、制御すべき車両シート装置毎に二つの制御線路しか必要とせず、このことは従来のシステムに比べて制御線路及びコネクタピンが大幅に節約されていることを意味する。

本発明による起動システムは、電気的／電子的な観点において、ケーブルハーネス状に縮小されているネットワーク構造を有している。本発明による起動システム又は、ボード内部の電気ネットワーク／電子機器ネットワーク内での本発明による起動システムとの主たる通信は、第１の制御装置と圧力分配装置との間のインタフェースを介して行われる。

本発明による駆動制御又は起動によって、アクチュエータシステムを状況に応じて、従来のシステムよりも高速なシステムにすることができ、例えば、従来のように電気モータが保護素子の機械的な調整のために使用される個所において、そのようなシステムにすることができる。

従って、本発明を用いることにより、有利には統一的な組み込み型のエネルギシステムが、車両シートに設けられている全ての保護システムを駆動制御するため、又は起動させるために提供される。

勿論、上述の本発明による起動システムは、本発明の基本思想から逸脱することなく、当業者によって用途に応じて適切に変更され、構成要素を適切に組み合わせることができると解される。

Claims (15)

1. 車両シート装置（２００）のアクチュエータのための起動システム（１００）において、
   第１の制御装置（１０）と、
   ガス圧力蓄積弁（３０）が配置されているガス圧力蓄積部（２０）と、
   前記ガス圧力蓄積部（２０）と機能的に接続されている圧力分配装置（４０）と、
   前記第１の制御装置（１０）と前記圧力分配装置（４０）との間に配置されている接続装置（５０）とを有しており、
   前記第１の制御装置（１０）によって求められて、前記圧力分配装置（４０）に伝送される事故特性に依存して前記アクチュエータを起動させることを特徴とする、起動システム（１００）。
2. 前記圧力分配装置（４０）は第２の制御装置及び少なくとも二つの弁を有しており、前記弁を前記第２の制御装置によって前記事故特性に応じて調整する、請求項１に記載の起動システム（１００）。
3. 前記接続装置（５０）は電子的なデータ線路として構成されている、請求項１又は２に記載の起動システム（１００）。
4. 前記ガス圧力蓄積弁（３０）は前記第２の制御装置によって制御される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の起動システム（１００）。
5. 前記ガス圧力蓄積弁（３０）は圧力センサを有している、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の起動システム（１００）。
6. 前記アクチュエータを前記ガス圧力蓄積部（２０）のガス圧力でもって直接的及び／又は間接的に起動させる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の起動システム（１００）。
7. 前記弁を前記圧力分配装置（４０）によって、時間に依存して可変に制御する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の起動システム（１００）。
8. 前記ガス圧力蓄積部（２０）は前記圧力分配装置（４０）に直接的に接続される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の起動システム（１００）。
9. 前記ガス圧力蓄積部（２０）は低温ガス圧力蓄積部として構成されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の起動システム（１００）。
10. 前記車両シート装置（２００）のフレームの一部が単一のガス圧力蓄積部として、又は少なくとも付加的なガス圧力蓄積部として構成されている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の起動システム（１００）。
11. 前記システムは少なくとも部分的に前記車両シート装置（２００）の座席底面に配置されている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の起動システム（１００）。
12. 前記システムは少なくとも部分的に前記車両シート装置（２００）の背もたれに配置されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の起動システム（１００）。
13. 車両シート装置（２００）のアクチュエータを起動させるための方法において、
    第１の制御装置（１０）を用いて事故特性を検出するステップと、
    前記第１の制御装置（１０）から圧力分配装置（４０）に前記事故特性を伝送するステップと、
    前記事故特性に依存して、前記圧力分配装置（４０）の弁を調整するステップと、
    前記圧力分配装置（４０）と機能的に接続されているガス圧力蓄積部（２０）のガス圧力蓄積弁（３０）を前記圧力分配装置（４０）によって開放するステップと、
    を備えていることを特徴とする、方法。
14. 前記ガス圧力蓄積弁（３０）を時間的に可変に制御する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記圧力分配装置（４０）の前記弁を時間的に可変に制御する、請求項１３又は１４に記載の方法。

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