WO2018077519A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines fahrzeugsitzes - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a vehicle seat with regard to comfort criteria on the one hand and safety criteria on the other hand.
  • Crash detection basically also provide a seat adjustment.
  • the invention is therefore based on the object with even greater variety of adjustment to increase the safety of adjustable seats even further.
  • a vehicle speed-dependent crash-related desired position or a vehicle-speed-dependent crash-related desired position range is predefined for at least one component.
  • the actual position can not be adjusted manually or automatically in the first case, independently of the detection of a crash situation or in the second case, adjustable only within the desired position range.
  • the actual position is automatically adjusted in the direction of the desired position or the desired position range.
  • the inventive method is in particular by means of a
  • the invention is based on the following considerations:
  • drivers of vehicles that drive highly or fully automated, or people in the passenger seat or in the back seat can move the seats in a rest or sleep position. From this resting or sleeping position is not possible after detecting a crash situation to move the occupants in an optimal seating position, because the adjustment is too big ß and the time required for this is not sufficient.
  • the optimum seating position is necessary in order to minimize the impact on the occupants and to either completely prevent or mitigate possible injury.
  • automated driving encompasses automated driving with any degree of automation, in particular assisted, semi-automated, highly automated, fully automated or driverless driving Longitudinal or transverse guidance, while the system takes over the other function.
  • semi-automated driving the system takes over the longitudinal and transverse guidance, with the driver having to monitor the system permanently.
  • highly automated driving the system takes over the longitudinal and transverse guidance without the driver having to permanently monitor the system; However, the driver must be able to take over the vehicle guidance in a certain time.
  • fully automated driving the system can automatically handle driving in all situations for a specific application; no driver is required for this application.
  • driverless autonomous driving the system can handle all situations automatically throughout the journey; a driver is generally no longer required.
  • the adjustment of the seats is therefore not only in the event of a crash, but happens continuously or at intervals.
  • an optimal occupant position should be ensured. This can be done for example by a, dependent on the current speed, maximum seat back tilt. At low vehicle speeds, high
  • Seat back tilt is set by an actuator, the seat back tilt to the maximum allowable value.
  • the occupant can back up lean back to the currently permitted maximum backrest angle. This can also be done automatically.
  • the adaptation of the seat back angle can also be done by determining an operating mode or situation-dependent. Thus, in Parkoder congestion situations, the seat back can be tilted far back.
  • the seat back In addition to the seat back, it also makes sense to include a possible leg rest and / or (if present) a rotation about the vertical axis and / or other adjustable components in the control.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an overview of the
  • a vehicle seat system 1 is shown for a vehicle not shown in detail, the electronic control unit 8 and a
  • the vehicle seat with, for example, the following three adjustable components comprises: an angle-adjustable backrest 2, an in Tilt adjustable leg rest 4 and a rotatable about the vehicle vertical axis seat 3.
  • the invention could be any suitable adjustable components.
  • a seat surface which is adjustable in the angle of inclination or in the vehicle longitudinal direction and / or a height-adjustable headrest, etc., as adjustable vehicle seat components, which will not be discussed in detail in the following exemplary embodiment.
  • the backrest 2 is adjusted by means of a first drive unit 5, the leg rest 4 is adjusted by means of a second drive unit 6, and the seat surface 3 is adjusted by means of a third drive unit 7.
  • the drive units 5, 6 and 7 are controlled by the control unit 8 for adjusting the components 2, 3, and 4.
  • control unit 8 obtains the vehicle speed V, vehicle position data GPS (or navigation system data such as congestion information, road type, etc.) and sensor data for a closer obstacle environment model U as input signals.
  • the control unit 8 is configured in particular by a suitably programmed functional module such that the following method according to the invention can be carried out:
  • Predetermined vehicle speed V each predetermined for a possible crash target position P1 or a favorable for a possible crash target position range W1.
  • the desired position range W1 is the angle of inclination of the seat back 2 between the vehicle's vertical axis PH and a desired backrest position P1, which is here to be the respective vehicle speed-dependent minimum inclination angle in the event of a crash.
  • a further desired position P1 in the form of a desired inclination angle of the leg rest 4 to the vehicle longitudinal axis PL can be predetermined.
  • the leg rest 4 and / or the seat 3 Starting from an actual position P2 of the back 2, the leg rest 4 and / or the seat 3 not equal to the desired position (s) P1 or outside of the desired position range W1 regardless of the detection of a crash situation, the actual position P2 automatically in Direction of the desired position P1 or the desired position range W1 adjusted.
  • the actual position P2 manually or automatically in the first case is not adjustable or in the second case (as shown in Fig. 1) adjustable only within the desired position range W1. The adjustment beyond the range W1 would be prevented.
  • the automatic adjustment of a component or the prevention of the adjustability of a component is preferably dependent on
  • FIG. 1 shows, as an example of a defined situation, the presence of a certain comparatively high speed range B3, in which the vehicle speed V is greater than a specific threshold S which would lead to an increased degree of danger.
  • Transitional area B2 should be started in preparation. However, in a lower speed range B1, which could indicate, for example, a jam situation (0 ⁇ V ⁇ S), the prevention of manual or automatic adjustment could be removed so that a vehicle occupant could adjust to any convenient possible position.
  • a further defined situation can also be the (imminent) departure from a parking or traffic jam situation and the occurrence of a certain comparatively high traffic density - detected via the environmental model U - or (imminent) leaving a motorway - detected via the position data GPS of a navigation system with an entered route - be.

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Abstract

Verfahren zur Steuerung von Antriebseinheiten zur Verstellung von Fahrzeugsitz-Komponenten wird für mindestens eine Komponente eine fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige crashbezogene Soll-Position oder ein fahrzeuggeschwindigkeitsabhängiger crashbezogener Soll-Positionsbereich vorgegeben. Ausgehend von einer Ist-Position gleich der Soll-Position (die auch eine Mindestposition sein kann) oder von einer Ist-Position innerhalb des Soll-Positionsbereichs ist unabhängig von der Erkennung einer Crashsituation die Ist-Position manuell oder automatisch im ersten Fall nicht verstellbar oder im zweiten Fall nur innerhalb des Soll-Positionsbereichs verstellbar. Ausgehend von einer Ist-Position ungleich der Soll-Position oder außerhalb des Soll-Positionsbereichs wird unabhängig von der Erkennung einer Crashsituation die Ist-Position automatisch in Richtung der Soll- Position oder des Soll-Positionsbereichs verstellt, vorzugsweise abhängig von erkannten definierten Situationen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugsitzes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugsitzes im Hinblick auf Bequemlichkeitskriterien einerseits und Sicherheitskriterien andererseits.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise bereits aus der DE 10 2014 214 849 A1 oder der DE 197 47 547 A1 bekannt. Hierbei werden die Rückenlehne und die Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes mit folgenden Schritten angesteuert: 1 ) erstmalige Einstellung eines
Neigungswinkels der Rückenlehne und/oder eines Neigungswinkels der Sitzfläche als Grundposition und 2) insbesondere zeitabhängige
Veränderung des Neigungswinkeis der Rückenlehne und/oder des
Neigungswinkels der Sitzfläche um die Grundposition herum. Diesen
Druckschriften lag die Erkenntnis zugrunde, dass statisches Sitzen ungesund ist und über längere Zeit unbequem ist. Daher sollte damit ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugsitzes geschaffen werden, das unter Beibehaltung der für einen Fahrzeugsitz gebotenen Sicherheit ein bequemes Sitzen über einen langen Zeitraum ermöglicht. Weiterhin gibt es Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung von
Rückhaltesystemen (DE10 2004 040 322 A1 ), die im Falle einer
Crasherkennung grundsätzlich auch eine Sitzverstellung vorsehen.
Im Zeitalter des zunehmenden automatisierten Fahrens wird das Ausmaß von Verstellmöglichkeiten an einem Fahrzeugsitz größer und somit die Anforderungen an die Sicherheit höher.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei größerer Vielfalt an Verstellmöglichkeiten die Sicherheit von verstellbaren Sitzen noch weiter zu erhöhen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst, während in den abhängigen Ansprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung von Antriebseinheiten zur Verstellung von Fahrzeugsitz-Komponenten wird für mindestens eine Komponente eine fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige crashbezogene Soll- Position oder ein fahrzeuggeschwindigkeitsabhängiger crashbezogener Soll- Positionsbereich vorgegeben.
Ausgehend von einer Ist-Position gleich der Soll-Position (die auch eine Mindestposition sein kann) oder von einer Ist-Position innerhalb des Soll- Positionsbereichs ist erfindungsgemäß unabhängig von der Erkennung einer Crashsituation die Ist-Position manuell oder automatisch im ersten Fall nicht verstellbar oder im zweiten Fall nur innerhalb des Soll-Positionsbereichs verstellbar.
Ausgehend von einer Ist-Position ungleich der Soll-Position oder außerhalb des Soll-Positionsbereichs wird erfindungsgemäß unabhängig von der Erkennung einer Crashsituation die Ist-Position automatisch in Richtung der Soll-Position oder des Soll-Positionsbereichs verstellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere mittels einer
entsprechend programmierten elektronischen Steuereinheit über bestimmte Ein- und Ausgangssignale vorzugsweise abhängig von erkannten definierten Situationen durchgeführt.
Der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde:
Bisherige Systeme zum Schutz der Insassen im Crashfall steuern die notwendigen Aktuatoren zur Verstellung der Sitzeinstellungen erst bei der Erkennung einer Crashsituation an. Insbesondere Fahrer von Fahrzeugen, die hoch- oder vollautomatisiert fahren, oder Personen auf dem Beifahrersitz oder auf der Rückbank können die Sitze in eine Ruhe- oder Schlafposition bewegen. Aus dieser Ruhe- oder Schlafposition besteht nicht die Möglichkeit nach dem Erkennen einer Crashsituation die Insassen in eine optimale Sitzposition zu bewegen, weil der Verstellweg zu gro ß ist und die dafür benötigte Zeit nicht ausreichend ist. Die optimale Sitzposition ist jedoch notwendig, um die Belastungen auf die Insassen so gering wie möglich zu halten und mögliche Verletzung entweder vollständig zu verhindern oder größtmöglich abzumildern.
Begriff-Definition:
Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren" kann ein Fahren mit
automatisierter Längs- oder Querführung oder ein zumindest teilweise autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Der Begriff „automatisiertes Fahren" umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad, insbesondere ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes, vollautomatisiertes oder fahrerloses Fahren. Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion übernimmt. Bei einem teilautomatisierten Fahren übernimmt das System die Längs- und Querführung, wobei der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren übernimmt das System die Längs- und Querführung, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Beim fahrerlosen autonomen Fahren kann das System während der ganzen Fahrt alle Situationen automatisch bewältigen; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich. Zu diesen Definitionen wird auf die Tabelle des VDA zu den Automatisierungsgraden des automatisierten Fahrens verwiesen (siehe VDA Magazin - Automatisierung -„Von
Fahrerassistenzsystemen zum automatisierten Fahren", September 2015).
Allgemeines Ausführungsbeispiel zur Erfindung:
Die Verstellung der Sitze erfolgt daher nicht erst im Crashfall, sondern geschieht kontinuierlich oder in Intervallen. Im Crashfall soll eine optimale Insassenposition gewährleistet sein. Dies kann beispielsweise durch eine, von der aktuellen Geschwindigkeit abhängige, maximale Sitzlehnenneigung geschehen. Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten werden hohe
Sitzenlehnenneigungen zugelassen, da die maximal erwartete Verzögerung im Crashfall keine Verletzung der Insassen verursacht. Bei zunehmender Geschwindigkeit wird die maximal erlaubte Sitzlehnenneigung reduziert. Überschreitet die aktuelle Sitzlehnenneigung die maximal erlaubte
Sitzlehnenneigung wird durch einen Aktuator die Sitzlehnenneigung auf den zulässigen Maximalwert gestellt. Kehrt das Fahrzeug wieder in niedrigere Geschwindigkeitsbereiche zurück, kann der Insasse die Lehne wieder bis zum aktuell maximal erlaubten Lehnenwinkel zurückneigen. Dies kann auch automatisiert geschehen.
Die Anpassung der Sitzlehnenneigung kann auch durch die Feststellung eines Betriebsmodus bzw. situationsabhängig geschehen. So kann in Parkoder Stausituationen die Sitzlehne weit nach hinten geneigt werden.
Zusätzlich zur Sitzlehne ist es sinnvoll, auch eine mögliche Beinauflage und/oder (falls vorhanden) eine Rotation um die Hochachse und/oder andere verstellbare Komponenten in die Steuerung miteinzubeziehen.
Vorteile der Erfindung:
• Erhöhte Sicherheit für Insassen
• Optimale Sitzposition im Crashfall
• Berücksichtigung von unterschiedlichen Betriebsmodi
• Mehr Sitzkomfort für bestimmte Fahrsituationen
Ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Übersicht über die
wesentlichen Komponenten der Erfindung mit Beispielen zu verstellbaren Sitz-Komponenten,
Fig. 2 ein weiterführendes Beispiel zu einer drehbaren Sitz-
Komponente.
In Fig. 1 ist ein Fahrzeugsitz-System 1 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug gezeigt, das eine elektronische Steuereinheit 8 und einen
Fahrzeugsitz mit beispielsweise folgenden drei verstellbaren Komponenten umfasst: eine im Neigungswinkel verstellbare Lehne 2, eine im Neigungswinkel verstellbare Beinauflage 4 und eine um die Fahrzeughochachse drehbare Sitzfläche 3. Die Erfindung könnte
insbesondere auch eine im Neigungswinkel oder in Fahrzeuglängsrichtung verstellbare Sitzfläche und/oder eine höhenverstellbare Kopfstütze etc. als verstellbare Fahrzeugsitz-Komponenten umfassen, auf die im folgenden Ausführungsbeispiel nicht näher eingegangen wird.
Die Lehne 2 wird mittels einer ersten Antriebseinheit 5, die Beinauflage 4 wird mittels einer zweiten Antriebseinheit 6 und die Sitzfläche 3 wird mittels einer dritten Antriebseinheit 7 verstellt. Die Antriebseinheiten 5, 6 und 7 werden zur Verstellung der Komponenten 2, 3, und 4 von der Steuereinheit 8 angesteuert.
Die Steuereinheit 8 erhält beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit V, Fahrzeug-Positionsdaten GPS (oder Daten eines Navigationssystems wie z.B. Stauinformationen, Straßentyp usw.) und Sensordaten für ein näheres Hindernis-Umfeldmodell U als Eingangssignale. Die Steuereinheit 8 ist insbesondere durch ein entsprechend programmiertes Funktionsmodul derart ausgestaltet, dass folgendes erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist:
Für die Komponenten 2, 3 und 4 wird stufenweise oder kontinuierlich abhängig von der aktuellen und/oder von einer in naher Zukunft
vorausbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit V je eine für einen möglichen Crash günstige Soll-Position P1 oder einen für einen möglichen Crash günstigen Soll-Positionsbereich W1 vorgegeben. Im vorliegenden Fall ist der Soll-Positionsbereich W1 der Neigungswinkel der Sitzlehne 2 zwischen der Fahrzeughochachse PH und einer Soll-Lehnen-Position P1 , die hier der jeweilige fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige Mindestneigungswinkel im Crash-Fall sein soll. Alternativ oder zusätzlich kann eine weitere Soll-Position P1 in Form eines Soll-Neigungswinkels der Beinauflage 4 zur Fahrzeuglängsachse PL vorgegeben sein.
Wieder alternativ oder zusätzlich kann eine weitere Soll-Position P1 in Form eines Soll-Drehwinkels oder eines maximal zulässigen Soll-Drehwinkels der Sitzfläche 3 (oder des gesamten Sitzes) zur Fahrzeuglängsachse PL, zur Fahrtrichtung F oder zur Richtung A eines über das Umfeldmodell LS vorhersehbaren möglichen Aufpralls vorgegeben sein (siehe Fig. 2).
Ausgehend von einer Ist-Position P2 der Lehne 2, der Beinauflage 4 und/oder der Sitzfläche 3 ungleich der Soll-Position(en) P1 oder außerhalb des Soll-Positionsbereichs W1 wird unabhängig von der Erkennung einer Crashsituation die Ist-Position P2 automatisch in Richtung der Soll-Position P1 oder des Soll-Positionsbereichs W1 verstellt.
Ausgehend von einer Ist-Position P3 (hier nur der Lehne 2) gleich der jeweiligen Soll-Position P1 oder (wie in Fig. 1 ) innerhalb des Soll- Positionsbereichs W1 ist gemäß der Erfindung unabhängig von der
Erkennung einer Crashsituation die Ist-Position P2 manuell oder automatisch im ersten Fall nicht verstellbar ist oder im zweiten Fall (wie in Fig. 1 dargestellt) nur innerhalb des Soll-Positionsbereichs W1 verstellbar. Die Verstellung über den Bereich W1 hinaus würde verhindert werden.
Die automatische Verstellung einer Komponente oder die Verhinderung der Verstellbarkeit einer Komponente wird vorzugsweise abhängig von
mindestens einer definierten Situation vorgenommen wird.
In Fig. 1 ist als Beispiel für eine definierte Situation das Vorliegen eines bestimmten vergleichsweise hohen Geschwindigkeitsbereichs B3 dargestellt, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als eine bestimmte Schwelle S ist, die zu einem erhöhten Gefährdungsgrad führen würde. Eine
automatische Verstellung in Richtung P1 oder W1 könnte bei Annäherung an diesen Geschwindigkeitsbereich B3 von unten bereits in einem
Übergangsbereich B2 vorbereitend begonnen werden. In einem unteren Geschwindigkeitsbereich B1 , der beispielsweise auf eine Stausituation hinweisen könnte (0<V<S) könnte jedoch die Verhinderung der manuellen Verstellung oder die automatische Verstellung aufgehoben werden, so dass ein Fahrzeuginsasse jede bequeme mögliche Position einstellen könnte.
Eine weitere definierte Situation kann auch das (bevorstehende) Verlassen einer Park- oder Stausituation sowie das Auftreten einer bestimmten vergleichsweise hohen Verkehrsdichte - erkannt über das Umfeldmodell U - oder das (bevorstehende) Verlassen einer Autobahn - erkannt über die Positionsdaten GPS eines Navigationssystems mit eingegebener Route - sein.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung von Antriebseinheiten (5, 6, 7) zur Verstellung von Fahrzeugsitz-Komponenten (2, 4, 3), wobei für mindestens eine Komponente (2, 3, 4) eine geschwindigkeitsabhängige crashbezogene Soll-Position (P1 ) oder ein geschwindigkeitsabhängiger crashbezogener Soll-Positionsbereich (W1 ) vorgegeben wird und wobei ausgehend von einer Ist-Position gleich der Soll-Position (P1 ) oder von einer Ist-Position (P3) innerhalb des Soll-Positionsbereichs (W1 ) unabhängig von der Erkennung einer Crashsituation die Ist-Position (P3) manuell oder automatisch im ersten Fall nicht verstellbar ist oder im zweiten Fall nur innerhalb des Soll-Positionsbereichs (W1 ) verstellbar ist.
2. Verfahren zur Steuerung von Antriebseinheiten (5, 6, 7) zur Verstellung von Fahrzeugsitz-Komponenten (2, 4, 3), wobei für mindestens eine Komponente (2, 3, 4) eine geschwindigkeitsabhängige crashbezogene Soll-Position (P1 ) oder ein geschwindigkeitsabhängiger crashbezogener Soll-Positionsbereich (W1 ) vorgegeben wird und wobei ausgehend von einer Ist-Position (P2) ungleich der Soll-Position (P1 ) oder au ßerhalb des Soll-Positionsbereichs (W1 ) unabhängig von der Erkennung einer Crashsituation die Ist-Position (P2) automatisch in Richtung der Soll- Position (P1 ) oder in Richtung des Soll-Positionsbereichs (W1 ) verstellt wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die automatische Verstellung einer Komponente (2, 3, 4) oder die Verhinderung der Verstellbarkeit einer Komponente (2, 3, 4) abhängig von mindestens einer definierten Situation vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine definierte Situation das Vorliegen eines bestimmte Geschwindigkeitsbereichs (B3) ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine definierte Situation das Verlassen einer Parkoder Stausituation ist.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine definierte Situation das Verlassen einer Autobahn ist.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine definierte Situation das Auftreten einer bestimmten vergleichsweise hohen Verkehrsdichte ist.
8. Elektronische Steuereinheit (8) mit einem Software-Funktionsmodul, das zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausgestaltet ist.
9. Fahrzeugsitz-System (1 ) mit einer elektronischen Steuereinheit (8), die zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausgestaltet ist.
10. Fahrzeug mit einem Fahrzeugsitz-System (1 ), das zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausgestaltet ist.
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