专利名称：用来将车辆乘员保持在车座中的保持装置以及此种保持装置的操作方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求I或7所述类型的用来将车辆乘员保持在车座中的保持装置以及如权利要求12所述的用来操作该保持装置的方法。
背景技术：
所属类别的EPl 633 606B1中公开了一种用于车辆的乘员保护系统，在该系统中设置有保持件作为保持装置的部件，这些保持件被构造成车座翼部形式，其能够在车座上侧向地驶出。在探测到可能发生事故时，这些车座翼部将被激活并借助所设置的促动器侧向地在从车座的伸出。在这种情况下，侧面的车座翼部会在靠背以及车座位面上在两侧驶出，以确保较好的侧面引导并因而确保能够较好地保护乘员。这种在侧面将乘员局部围住以便将其保持在车座上相应位置上的保持件被用作为传统约束系统诸如气囊或安全带或 者说安全带拉紧器的补充。在采用侧向保持件时希望的是，能够将乘员的尽可能大的面积接合在相应驶出的保持件的轮廓上，以便使乘员的负荷值保持较小，或者说能够引入整体较大的约束力。除此之外，在发生碰撞事故时，这种借助于靠背上和车座面上的保持件的公知保持装置仅能不全面地对乘员提供均衡的、基于车座的侧面保持，因为乘员的个性化的身体特征或者说个性化的生物机械承受力对保持件所提供的约束力并没有施加影响。
发明内容
与此相反，根据本发明的具有权利要求I或7的特征的用来将车辆乘员保持在车座中的保持装置以及如权利要求12所述的用来操作所述保持装置的方法则具有能够在碰撞事故中减小乘员承受之负荷的优点。根据权利要求1，减小乘员承受的负荷可以通过将乘员的尽可能大的面积接合在驶出的保持件的轮廓上的方式来实现。这降低了加在乘员上的负荷值并能够引入总体较大的约束力。根据本发明，这一点如下实现，即，将保持件设计成能够灵活变化地匹配于车辆乘员的被保持件覆盖的轮廓，为此，该保持件具有至少一种下列元件，比如泡沫塑料和/或天然纤维和/或纺织物，尤其与凝胶垫和/或可充气的充气件和/或弹簧致紧的铰链机构和/或弹簧片结构结合。根据权利要求6，减小乘员负荷也可以通过将保持件的约束力理想地调整或者限制成与乘员的个性化的身体特性或者说个性化的生物机械承受力相适应的方式来实现。这优选借助在各个车座侧面上的至少三个保持件实现，其中设置了两个背部保持件和一个骨盆保持件，其中它们的最大约束力与在先确定的、个性化地适配于车辆乘员的车辆乘员负荷能力协调。这样就能够实现每保持件的独立的力限制，因而就能够建立包括安全带、气囊和保持件的良好协调的系统。因此这里的关键是多部件的侧面保持机构，其力水平与乘员的生物机械承受力协调。因此，乘员的骨盆承受着相当大的力(约6kN)，作用在它上面的约束力要比作用在侧胸部上的大许多，这是因为骨盆对于压入以及急速重压的动态作用的反作用要比侧胸部来得结实。当脊柱上的负荷得到限制时，就可以有利地加强使用肩膀作为结实的保持点。本发明的其它优点和有利实施例可从各从属权利要求和说明中获得。如权利要求2所述，当保持件包括碰撞板时，则可得到一可简单实现且可靠的保持装置，其中，在保持件的碰撞板与车座的外罩之间是用凝胶垫和/或如权利要求3所述的那样用能够充气的充气件隔开的。在带有凝胶垫的实施例中，因为凝胶垫具有累进的弹簧特性曲线，因此在强度增大时，优点尤为明显。
如权利要4所述的那样，当保持件包含碰撞板时，则可得到一可简单实现且性能可靠的保持装置，其中，弹簧致紧的铰链机构包含在转动点上可转动地安置的铰链板，且该铰链板通过至少一弹簧弹性地支撑在碰撞板上。如权利要求5所述，当保持件包含碰撞板时，则可得到一可简单实现且性能可靠的保持装置，其中，在保持件的碰撞板与所设置的弹簧板之间隔挡至少一个弹簧，而所述弹簧板则通过所述弹簧弹性地支撑在碰撞板上。如将保持件构造为翻转板形式的碰撞板，且该碰撞板在被激活之后首先占据最大翻转角a _，接着在所承受之碰撞力的所确定的力水平下松弛并占据小于所述最大翻转角a _的位置a，则可获得如权利要求7所述的可简单实现且可靠的保持装置，或者说能得到如权利要求12所述的可简单实现的方法。根据权利要求8或权利要求13，如果用于各个保持件的约束力或者说每保持件的独立的力极限根据乘员识别和/或碰撞严重程度的预测个性化地确定，则是有利的。根据权利要求9，可优选设置用于肩部区的上背部保持件和用于其余背部区或者说胸部区的下背部保持件，其中肩部区域中用于背部保持件的约束力要比用于骨盆保持件的约束力大，而且也大于用于其余背部区或者说胸部区的背部保持件的约束力。减小乘员负荷还可以通过如权利要求10所述的保持装置来实现，联合了如权利要求I至5所述之具有轮廓适配能力的保持件设计方案与如权利要求6至9所述之保持件的多件式实施方式。这样，不同设计方案的优点将能以理想方式相互结合到一起，从而获得进一步的改善。
在下面的说明中将对本发明的实施例展开详细阐述，而附图则进一步阐释了这些实施例。在附图中图I是带有根据本发明之保持件的车座的透视图，保持件处于静止状态；图2示出了带有假人的车座；图3a是处于保持件发生最大位移之前的初始状态下的车座中的假人的剖视图；图3b是保持件被触发后假人和车座的剖视图；图4a示出图3a中的保持件的放大的截取部分；图4b是图4a的简化示意图；图5示出了带有铰链机构的保持件；图6示出了带有弹簧板的保持件；
图7左侧示出了保持装置的一个可选实施例，而右侧则示出了侧向作用的约束力(Lateral Restraint Force)随时间(time)变化的图表；图8是当保持件在事故的不同时刻驶出时在该保持件上的力的作用的示意图；图9是带有在车座上对称布置之保持件的车座的简化示意图。
具体实施例方式本发明应能在发生事故时为乘员提供更好的保护作用，而且应能改善其它系统如气囊(前、侧、头部和膝部气囊)、安全带拉紧器和安全带的保护作用。乘员应能借助本发明之保持装置的侧面保持件尽可能以居中且理想定向的方式陷入到相应充气的气囊中，并应能避免从相应的气囊侧滑开去。保持件以在车座面和靠背中可活动的车座侧面翼部的形式实施，所属车座侧面翼部会在车辆与其它车辆或障碍物发生实际碰撞之前驶出，从而能够 改善对车座中乘员的侧向的侧面保持。同样也可以将保持件构造为在一定程度上独立的保 持翼或保持挡板的形式，其分别在侧向固定在车座上或者在直接的车座近处构造在侧向伸展的保持翼或保持挡板的车座面上，保持翼或保持挡板能够相应驶出或者翻出地设计，以便以紧贴乘员的方式将其保持在车座中。另外，保持装置还能在碰撞事故中可能挤压到乘员的部件前形成保护。图I示出了车座I的透视图，该车座带有根据本发明的保持装置之保持件，下文中，靠背10上的保持件2将被称作背部保持件2，而车座面11上的保持件3则被称为骨盆保持件3。背部保持件3沿着乘员的背部一体式地延伸。骨盆保持件3在车座面11上从靠背开始延伸，最大可延伸至前车座端部处。保持件2、3是保持装置的部件，保持装置也被称作ESA = Enveloping SideAdjustment (包络式侧面调整器)。保持装置的激活是通过分析单元或者说控制器实现的，其为此对传感器信号进行分析，并在确定有临撞情形时进行相应的触发。保持装置2、3的保持件的移动则是促动器进行，该促动器例如也设置用于进行车座调节。原则上所有适合的机械元件均可单个地或者组合地考虑作为促动器，例如电机和齿条/曲盘、气动缸和/或充气件的组合，弹簧件和电磁或其它触发机构的组合。在附图中，相同的和起同等作用的部件始终用相同或类似的附图标记标识。在图2中示出了一个假人15，该假人安放在根据本发明的车座I上。图3a示出的是处于保持件2、3发生最大位移之前的初始状态下，假人15连同车座I的剖视图，图3b示出的则是保持件2、3已被触发或者说两个背部保持件2处于其最大移位时相应的剖视图。保持件2、3作为重要特征具有碰撞版5，其在图4a即示出图3a的放大的截取部分中以及对立地在图4b中即对图4a的示意性简化视图中详细展示。如图4a、4b详细示出的那样，在第一实施例中，碰撞板5是与例如弯折成圆形的臂相连接，而该臂则由在图3a、3b中示意性地绘出的促动器14来操作。在操作状态中，臂6可侧向旋出，此时，与该臂6相连的碰撞板将朝着乘员或者说假人15的方向行驶。如图3a、3b所示，在静止状态下，由两个碰撞板5所包夹的角度例如为135度，而在已驶出的状态下，碰撞板5以相互之间基本平行的方式或者说沿纵向方向延伸。如图4a、4b所示，凝胶垫17隔挡在车座I的外罩16与碰撞板5之间。凝胶垫17在乘员受到挤压时使得其由保持件2 ；3部分地覆盖的轮廓最佳地被下陷作用的、能够与乘员的轮廓或者形状适配的凝胶垫17所复制或者说匹配。因此在此形成保持件2、3与乘员的尽可能大面积的接合，这是有利的，因为由此通过由凝胶垫17和碰撞板5以及外罩16构建的保持件2 ；3实现总体增大的约束力的导入。外罩16尤其可以是利用车座蒙皮包覆的泡沫材料和/或天然纤维和/或其它纺织物。也可以考虑不采用外罩16，而是用凝胶垫17直接压向乘员。凝胶垫17当然还可以用例如设计成可气动充气的充气件18代替。凝胶垫17在缓慢受压时表现出像气动的囊袋18 —样的特性。凝胶垫17或充气件18与进入的轮廓的接触是大面积的。极大的力得到传递，且不会导致点状的过载。另外，在进入的轮廓的速度较大的情况下，弹簧力会由于动态的过程而剧烈增大。这样既能够传递很大的力，又不会使进入的乘员身体回挡很大距离。凝胶垫17的这一动态特性对于像ESA这样的保持装置来说是有利的。在相对缓慢的临撞阶段中，凝胶垫17能够被调整成与乘员的轮廓适配。而在高度动态化的碰撞阶段中则可施加很大的约束力，而不会将乘员带离其在车座I中的位置。除了凝胶垫17或气动的囊袋18之外，还可以采用图5中示出的铰链机构19来形 成保持件2 ；3的具有适配能力的轮廓。碰撞板5像图4b所示的那样固定在可驶出的臂6上并同时还形成用于可转动地固定在所述碰撞板5上的铰链板21的转动点20。铰链板21通过至少一个弹簧22支撑在碰撞板5上。铰链板21可被车座I的外罩16覆盖。图6示出了另一种实现保持件2、3的具有适配能力的轮廓的方案。碰撞板5像图4b所示的那样固定在可驶出的臂6上。在碰撞板5与所设置的弹簧板23之间隔挡至少一个弹簧22。优选设置多个弹簧22，以便通过三明治结构获得弹簧板23在碰撞板5上良好的弹性支撑。对于弹簧板23而言取消了铰链的固定的转动点，并且弹簧板23由一个或多个弹簧22支撑并保持在一位置中。图5和6所示之两种方案的弹簧特性曲线都尽可能恒定，这样，乘员在碰撞情况下就可有大一点的活动。相对于凝胶垫17，铰链机构20、21、22和弹簧板23具有重量优势。当然，也可以将保持件2 ；3的具有轮廓适配能力的机构或元件诸如具有外罩16的海绵材料和/或天然纤维和/或纺织物与凝胶垫17、可充气的充气件18、弹簧致紧的铰链机构19和弹簧板23的布置方案相互组合。图7的左侧示出了保持装置的另一种实施方案，这种方案作为EAS系统能够在发生侧面碰撞时产生约束力，该约束力可调整成与能够由乘员承受的生物机械负荷能力准确适配。因此可以通过保持件的协调的力水平来将乘员的负荷保持得尽可能小。于是在各个车座侧面25、26上可设置至少三个保持件3、7、8，其中设置了两个在下文中用附图标记7和8标识的背部保持件7、8以及一个骨盆保持件3，这些保持件的最大约束力被调整成与在先确定的、个性化地匹配于车辆乘员的车辆乘员负荷能力协调。作为保持件，可采用如图所示的车座I的可驶出的侧面翼部，或者像图9所示的那样，采用设计成能够在车座I上在两侧侧向驶出或翻转的保持翼或保持挡板3、7、8。在图7的右侧，相对于车座I示出了侧向作用的约束力(Lateral RestraintForce (侧向约束力))与时间(Time)之间关系图表。如从该图表中可知那样，安全带(Belt)的约束力是最小的。随后上升的顺序是可凭借保持件在胸部区的约束力、骨盆区(Pelvis)的约束力以及肩部区(Shoulder)的约束力，而最大则是可通过气囊获得的约束力。通过将保持件分成三个保持件，即分为在背部区中的两个背部保持件7、8和在车座面11之中或之上的骨盆保持件3，就可以相应地照顾到乘员的各不相同的最大允许的约束力。这样就可使具有上背部保持件7 (肩部区)的保护区负荷最大，并使具有下背部保持件8的胸部区负荷最小。而在这两者之间则可以通过骨盆保持件4调节为中等的约束力。在各个车座侧面25、26 ( —个是朝向车辆B柱的侧面，另一个则是朝向车内部的侧面)上的保持件3、7、8也可被构造成翻转板形式的碰撞板，这些碰撞板从靠背10或者说车座面11突出。翻转板3、7、8被激活之后，其首先占据最大翻转角a _，随后在所承受的碰撞力Fsc的所限定的力水平下或者说在最大设置的约束力下松弛，并回到小于所述最大翻转角a _的位置a。在这里扮演重要角色的是较大设计的肩部保持件，该肩部保持件可通过上背部保持件7来实现，它在发生侧撞时可对乘员的运动产生很积极的影响。当然，除了将保持件分成三个保持件3、7、8之外，就像在图I至6中阐明的那样，还可为保持件配备具有轮廓适配能力的构件16、17、18、19、23。图8示出的是保持件3 ；7 ；8在事故的不同时刻驶出之时，作用在保持件3、7、8上的力的示意图。保持件3 ;7;8例如可被设置成翻转板。事实证明，在保持件3、7、8与安全带协同作用中，当保持件3 ；7 ；8或所属的碰撞板5与靠背10或车座面11之间的(不会随碰撞而改变的)夹角ct大于45度时是有利的。保持件3、7、8或所属的碰撞板5的转动点·用27标识。在图8中可以看出，对于源自侧碰的力Fsc而言，会在X方向上形成法向力安全带的力Fbx,并会产生摩擦力Fgf (CF = Coulomb-Friction =库伦摩擦；Fgf = U CFN ； u c=纺织物关于纺织物或纺织物关于皮革的摩擦系数)，该摩擦力阻止了乘员向上滑到翼部轮廓上。乘员的净重m(没有通过腿和背部引入力时)也会有影响。图9示出了三件式构造的ESA系统，在该系统中在两侧在车座I上固定地设置了保持翼或者说保持翻转板3、7、8。保持装置3、7、8的结构是对称布置的，这样，当它们在临撞阶段激活时，能使乘员理想地定向。在确定由保持件3、7、8施加于乘员之上的约束力时，原则上，侧向约束力较大是有利的，因为它将把乘员保持在碰撞侵入区之外。侧向保持应是精确均衡的，且其本身不应导致严重伤害。为获得最大的利益，优选根据衬垫状态以及预测的碰撞形式来进行控制。保持件3、7、8的控制一方面可根据乘员的个性化参数如体格、性别、年龄、体重等来实现，并且另一方面也可根据预测到的碰撞严重程度，如轻度、中度或重度碰撞来实现。碰撞严重程度预测是通过公知的方式，利用导给分析装置尤其控制器进行分析的传感器的数据来实现的。为限制约束力，可为保持件3、7、8设计机械方案，例如相应安装的变形件等。下面的表格展示的是可能的关联性
权利要求
1.用来将车辆乘员保持在车座中的保持装置，其带有至少一个保持件，该保持件在临撞情况下激活，侧向地在车座之上或之中驶出并在发生事故之时以局部贴靠在车辆乘员上的方式实现对车座中车辆乘员附加的侧向保持，其特征在于，所述保持件(2，3)被设计成能够灵活变化地匹配车辆乘员的被保持件(2，3)覆盖的轮廓。
2.如权利要求I所述的保持装置，其特征在于，所述保持件具有下列部件中的至少一个部件 -泡沫材料(16)和/或天然纤维和/或纺织物， -凝胶垫(17)， -能够充气的充气件(18)， -弹簧致紧的铰链机构(19)， -弹簧板(23)。
3.根据权利要求I或2所述的保持装置，其特征在于，所述保持件(2，3)包括碰撞板(5)，其中凝胶垫(17)隔挡在所述保持件(2，3)的碰撞板(5)与车座⑴的外罩(16)之间。
4.根据权利要求I或2所述的保持装置，其特征在于，所述保持件(2，3)包括碰撞板(5)，其中能够充气的充气件(18)隔挡在所述保持件(2，3)的碰撞板(5)与车座⑴的外罩(16)之间。
5.根据权利要求2所述的保持装置，其特征在于，所述保持件(2，3)包括碰撞板(5)，其中所述弹簧致紧的铰链机构(19)包含在转动点(20)上可转动地安置的铰链板(21)，该铰链板通过至少一个弹簧(22)弹性地支撑在所述碰撞板(5)上。
6.根据权利要求2所述的保持装置，其特征在于，所述保持件(2，3)具有碰撞板(5)，其中至少一个弹簧(22)隔挡在所述保持件(2，3)的碰撞板(5)与所设置的弹簧板(23)之间，所述弹簧板(23)通过所述弹簧(22)弹性地支撑在所述碰撞板(5)上。
7.用来将车辆乘员保持在车座中的保持装置，其带有至少一个保持件，该保持件在临撞情况下激活，侧向地在车座之上或之中驶出并在发生事故之时以局部贴靠在车辆乘员上的方式实现对车座中车辆乘员的侧向保持，其特征在于，在各个车座侧面(25，26)上设置至少三个保持件(3，7，8)，其中设置了两个背部保持件(7、8)和一个骨盆保持件(3)，它们的最大约束力与在先确定的、个性化地适配于车辆乘员的车辆乘员负荷能力协调。
8.根据权利要求7所述的保持装置，其特征在于，所述保持件(3，7，8)被构造成翻转板形式的碰撞板(5)，该碰撞板在被激活之后首先占据最大翻转角a _并接着在所承受的碰撞力的所限定的力水平下松弛并占据小于所述最大翻转角的位置a。
9.根据权利要求7或8所述的保持装置，其特征在于，根据乘员识别和/或碰撞严重程度预测而个性化地确定用于各个保持件(3，7，8)的约束力或者说每保持件(3，7，8)的单独的力极限。
10.根据权利要求7、8或9所述的保持装置，其特征在于，设置了用于肩部区的上背部保持件(7)和用于其余背部区或者说胸部区的下背部保持件(8)，其中肩部区中的用于所述背部保持件(7)的约束力设计得比用于所述骨盆保持件(3)的约束力大，而且比用于其余背部区或者说胸部区的背部保持件(8)的约束力大。
11.根据权利要求7至10之一所述的保持装置，其配置有按权利要求I至6之一所述的保持件。
12.用来操作用于将车辆乘员保持在车座中的保持装置的方法，所述保持装置带有至少一个保持件，该保持件在临撞情况下激活，其随后侧向地在车座之上或之中驶出并在发生事故之时以局部贴靠在车辆乘员上的方式实现对车座中车辆乘员的侧向保持，其特征在于，在各个车座侧面(25，26)上设置至少三个保持件(3，7，8)，其中设置了两个背部保持件(7,8)和一个骨盆保持件(3)，它们的最大约束力与在先确定的、个性化地适配于车辆乘员的车辆乘员负荷能力协调。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述保持件(3，7，8)构造成翻转板形式的碰撞板(5),该碰撞板在被激活之后首先占据最大翻转角a max并接着在所承受的碰撞力的所确定的力水平下松弛，由此占据小于所述最大翻转角的位置a。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，根据乘员识别和/或碰撞严重程度预测来个性化地确定用于各个保持件(3，7，8)的约束力或者说每保持件(3，7，8)的单独的力极限。
全文摘要
本发明公开了一种用来将车辆乘员保持在车座(1)中的保持装置，其中设置了至少一个保持件(2，3)，该保持件在临撞情况下激活、侧向地在车座(1)之上或之中驶出并在发生事故之时以局部贴靠在车辆乘员上的方式实现对车座(1)中车辆乘员的侧向保持。为减小乘员所承受的负荷值提出，将保持装置的保持件(2，3)设计成能够灵活变化地匹配车辆乘员的被保持件(2，3)覆盖的轮廓，其为此具有下列部件中的至少一个部件泡沫材料(16)和/或天然纤维和/或纺织物，凝胶垫(17)，能够充气的充气件(18)，弹簧致紧的铰链机构(19)，弹簧板(23)。作为替代或附加方案，可在各个车座侧面(25，26)上设置至少三个保持件(3，7，8)，其中设置了两个背部保持件(7、8)和一个骨盆保持件(3)，它们的最大约束力与在先确定的、个性化地适配于车辆乘员的负荷能力协调。根据本发明的保持装置被设置用于车辆的车座之中的车辆乘员，尤其在与其他约束机构诸如气囊、安全带和安全带拉紧器的组合或者说协同作用下。
文档编号B60N2/427GK102753387SQ201080054837
公开日2012年10月24日 申请日期2010年10月6日 优先权日2009年12月2日
发明者A·科勒, H·弗赖恩施泰因, J·施拉德 申请人:罗伯特·博世有限公司