用于纵向调整车辆座椅的调整系统和方法及该方法的用途与流程

1.本发明涉及一种尤其用在自主驾驶的车辆中的用于纵向调整车辆座椅的调整系统。此外，本发明还涉及一种用于纵向调整车辆座椅的方法以及根据本发明的纵向调整的用途。


背景技术：

2.从de 20 2007 016 550 u1中已知一种具有两个独立权利要求的特征的用于纵向调整车辆座椅的调整系统和方法。该已知的调整系统包括锁定导轨，该锁定导轨具有卡锁开口，锁定装置的锁销能够进入到所述卡锁开口中。该锁定装置用于在例如为了在双门车辆中能够更容易地进入车辆后座而对座椅进行纵向调整后能够尽可能容易地再次达到车辆座椅的最初设定的纵向位置。对该锁定装置的锁销的操纵在此纯机械式地实现，而关于车辆座椅的用于座椅纵向调整的驱动装置则从所提到的文献中完全无法获得信息。
3.此外，从de 10 2004 013 009 b4中已知，在用于纵向调整车辆座椅的调整系统中——该调整系统具有用于纵向调整的电动马达——将驱动装置构造为自锁的驱动装置。这种自锁的驱动装置能够不仅在车辆的正常运行期间而且在事故时吸收作用到车辆座椅上的纵向力，以避免车辆座椅沿纵向的不希望的移动或者说调整。


技术实现要素：

4.具有权利要求1的特征的用于纵向调整车辆座椅的根据本发明的调整系统的优点是，尤其在紧急情况下能够实现车辆座椅的特别快速的纵向移动，在所述紧急情况下车辆座椅必须被变到希望的目标纵向位置，以便例如联合其他的安全装置、如气囊在事故时降低受伤的风险。为此重要的是，为了约束系统（气囊、安全带张紧器）的正确运作而可靠地检测座椅位置，这一点通过根据本发明的调整系统保证。这样的情况例如会在下述情况下出现在自主驾驶的车辆中：在自主运行期间车辆座椅所占据的不适合由驾驶员进行的正常驾驶运行的（躺卧）位置必须在即将发生事故的风险下被快速调整。车辆座椅的这种快速调整速度能够高达在0.2秒内约200毫米的调整速度，这种快速调整速度在使用自锁的驱动装置时借助于唯一的电动马达由于所需的驱动功率而通常无法被实现。其他归结于快速的座椅调整的应用例如涉及在自主驾驶的车辆中向驾驶员移交车辆，此时设置3.5秒的移交时间，以便将车辆座椅调整到所需的目标位置。
5.所提到的快速的调整速度通常是一般的调整速度的6到50倍，所述快速的调整速度和此外车辆座椅的在现有技术中不为人知的沿纵向方向500毫米到1000毫米的大调整行程此外能够利用所提出的调整系统实现得特别好，因为所述调整系统能够保证在50000次调整过程中座椅调整中的位置误差小于1毫米。
6.为了不仅在正查给你的驾驶运行期间而且尤其在事故或者类似情况下一方面实现尽可能高的座椅调整速度而另一方面实现安全的纵向锁定，权利要求1的教导因此提出，如此构造一种用于纵向调整车辆座椅的调整系统，即设置至少一个与操控装置连接的电动
马达，所述电动马达作为非自锁的驱动装置的组成部分用于至少间接地移动固定在驾驶座椅处的上导轨，用于激活/去除激活锁止元件的致动元件是电动马达式地或者电磁地构造的致动元件，存在用于至少间接地检测至少一个电动马达的驱动轴的转动角的传感器件，并且控制装置被构造用于评估驱动轴的由传感器件所检测到的转动角并且根据所检测到的转动角至少间接地操控用于操纵锁止元件的致动元件。
7.本发明所基于的构思在于，通过带有至少一个电动马达的驱动装置实现高调整速度，其被构造为非自锁的驱动装置的一部分。为了将车辆座椅可靠地固定在沿纵向的目标位置中——这一点通过非自锁的驱动装置无法被实现——此外还提出了致动元件，所述致动元件在达到车辆座椅的所需的目标纵向位置时被激活，以确保车辆座椅沿纵向与锁定导轨锁定。
8.在本发明的框架内，非自锁的驱动装置被理解为一种与电动马达耦接的驱动装置，其在（外部的）纵向力产生到车辆座椅上时——如所述纵向力例如在事故或类似情况下在强烈的制动动作中出现——会导致车辆座椅沿纵向的不希望的移动。
9.用于纵向调整车辆座椅的根据本发明的调整系统的有利的改进方案在从属权利要求中列出。
10.在实践中，上面所提到的相对较高的车辆座椅调整速度的实现借助于唯一的电动马达很难达到，因为所述唯一的电动马达例如将必须有相对较大的结构尺寸，这在设计上是不符合预期的或者不可能的。此外，在这种情况下需要相对复杂的运动学系统来将两个固定在座椅处的上导轨与该（唯一的）电动马达耦接起来。因此，在调整系统的一种优选的设计方案中规定，所述非自锁的驱动装置具有两个电动马达，所述两个电动马达的每个电动马达都与能固定连接在座椅处的上导轨耦接，所述传感器件构造用于检测两个电动马达的驱动轴的转动角，并且操控装置构造用于根据驱动轴的所检测到的转动角单独地操控两个电动马达，以获得上导轨沿纵向的相同的调整行程。对电动马达的单独的操控尤其具有下述优点：避免座椅框架机构的张力，所述张力例如可能由于电动马达在其构件公差的范围内的不同的转速而出现。
11.在所述调整系统的一种极其特别的优选的结构设计方案中规定，操控装置构造用于以至少两个不同的转速、即第一转速和至少一个相对于所述第一转速提高了的转速来操控至少一个电动马达，所述第一转速尤其用于在上导轨的两个纵向位置之间单独地适配车辆座椅的位置，所述相对于所述第一转速提高了的转速用于在紧急情况或者移交情况下、尤其在自主驾驶的车辆中纵向调整车辆座椅。
12.为了例如在初次投入运行或者说安装车辆座椅时或者在更换车辆座椅后能够实现（首次）标定以检测车辆座椅的绝对纵向位置，所述调整系统的一种优选的改进方案此外还具有端部止挡件，所述端部止挡件限定了上导轨的最大纵向调整，其中控制装置构造用于至少间接地检测所述端部止挡件。
13.此外，本发明还包括一种用于尤其借助于就所描述而言的根据本发明的调整系统纵向调整车辆座椅的方法，其中能固定安装在座椅处的上导轨沿着能固定安装在车辆处的下导轨移动，并且其中能与车辆座椅连接的上导轨能够借助于锁定装置被相对于下导轨固定在限定的纵向位置中，其方式为：能固定安装在座椅处的锁止元件借助于致动元件被被移动到至少一个构造在锁定导轨中的卡锁开口中。所述根据本发明的方法的特征在于，上
导轨沿下导轨的纵向方向的移动借助于非自锁的驱动装置的至少一个电动马达借助于操控装置产生，能由控制装置操控的锁止元件的移动通过致动元件至少间接地电动马达式地或电磁地产生，至少一个电动马达的驱动轴的转动角至少间接地通过传感器件检测，并且对致动元件的操控根据驱动轴的所检测到的转动角进行。
14.就所描述而言的方法的一种优选的改进方案规定，至少一个电动马达由操控装置来操控，以实施不同的运行模式，以产生其驱动轴的不同的转速。
15.在该方法的一种特别优选的设计方案中此外还规定，所述非自锁的驱动装置具有两个电动马达，其中所述电动马达的每个电动马达都与能固定连接在座椅处的上导轨耦接，所述传感器件检测所述两个电动马达的驱动轴的转动角，并且由所述操控装置根据所述驱动轴的所检测到的转动角单独地操控所述两个电动马达。
16.优选地规定，在所述调整系统的运行时间的范围内，通过在调整上导轨期间对驱动轴的转动角的连续检测和对端部止挡件的一次检测实现，以便检测至少一个上导轨的绝对纵向位置。
17.在刚提到的方法的一种改进方案中特别优选的是，在调整所述上导轨时在持续的运行期间通过对所述锁止元件沉入到所述卡锁开口中的检测来进行重新标定以便检测所述上导轨的绝对纵向位置。
18.最后，本发明还包括使用就所描述而言的调整系统或者说就所描述而言的用于纵向调整车辆座椅的方法在自主驾驶的车辆中的用途。
附图说明
19.本发明的其他优点、特征和细节从以下对本发明的优选的实施方式的说明中并且借助附图得出。
20.图1以俯视图示出了用于纵向调整车辆座椅的座椅调整系统的示意图；图2和图3分别以俯视图和在a-a平面中的截面图示出了在锁止元件的不同位置中根据图1的座椅调整系统在锁定导轨的区域中的情况，该锁定导轨具有与该锁定导轨协同作用的锁止元件；图4和图5分别示出了用于解释在不同的运行模式下车辆座椅的调整过程的图表；并且图6示出了用于解释车辆座椅的绝对位置的检测的流程图。
21.相同的元件或者说具有相同功能的元件在图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
22.附图中所示的用于纵向调整车辆座椅1的调整系统10优选地但非限定性地用在自动驾驶（selbstfahrend）或者说自主驾驶（autonom fahrend）的车辆中，所述车辆座椅1仅部分区段地在其座椅表面的区域中被示出。
23.调整系统10具有两个彼此平行布置的下导轨12、14，所述下导轨12、14能够固定安装在车辆处。在两个下导轨12、14的上方各布置有一个与各自的下导轨12、14协同作用的、能沿纵向沿双箭头15的方向调整的、可与车辆座椅1连接的上导轨16、18，其中两个上导轨16、18同样彼此平行地布置。所述两个上导轨16、18例如借助于横杆20相互连接。两个可单
独操控的、相同构造的电动马达22、24被固定或者说布置在所述横杆20处，所述电动马达22、24的部分区段示出的驱动轴25、26分别通过带角度传动机构（winkelgetriebe）和作为主轴传动机构的组成部分的未示出的主轴螺母以本身已知的方式和方法与位置固定地布置在下导轨12、14的区域中的螺纹主轴28、30协同作用。在两个电动马达22、24的驱动轴25、26被激活或者说转动时，与上导轨16、18连接的横杆20并且因此还有车辆座椅1能够被调整到希望的纵向位置中。用于上导轨16、18的电动马达22、24或者说就所描述而言的驱动机构是非自锁的驱动装置的组成部分。
24.在横杆20的背对彼此的侧部上，所述横杆20被构造成延伸超出下导轨12、14。在横杆20的轴向端部处例如分别布置一个形式为销栓31的锁止元件32。锁止元件32根据图2和图3例如借助于压力弹簧33被加载力，所述锁止元件32此外借助于作为执行器的能电磁地或者电动马达式地操纵的致动元件34、36可调整地构造。尤其销栓31或者说锁止元件32与锁定导轨40、42的区域中的卡锁开口38协同作用。
25.两个锁定导轨40、42与两个下导轨12、14平行地布置并且具有多个彼此间以均匀的距离x布置的卡锁开口38，所述卡锁开口的（内）直径与销栓31的（外）直径相适配。例如，两个锁定导轨40、42构造为与下导轨12、14分开的构件，然而它们也能够与下导轨12、14一起分别构成一个共同的构件。
26.优选的是，当致动元件34、36被通电或激活时，产生与压力弹簧33的弹簧力相反作用的力，从而就沉入到卡锁开口38中的销栓31而言使得该销栓31被提升到一个位置，在这个位置中能够实现横杆20的纵向调整并且因此实现车辆座椅1的纵向调整，因为销栓31与卡锁开口38脱离接合。相反，当致动元件34、36未被激活时，由压力弹簧33向销栓31施加力，从而使得销栓31在与卡锁开口38对准的位置中沉入到卡锁开口38中并且因此沿纵向方向固定横杆20或者说车辆座椅1，以便吸收沿着双箭头15的方向或者说沿纵向方向作用到车辆座椅1上的力，以避免车辆座椅1的移动。
27.每个销栓31在考虑到相对于卡锁开口38的解锁的或锁定的位置的情况下的位置都能够例如各自借助于传感元件44被检测。此外，两个致动元件34、36通过线路51、52与控制装置50连接。仅示意性地示出的线路51、52尤其用于将销栓31的由各自的传感器元件44检测到的位置作为输入参量提供给控制装置50并且激活或者说去除激活致动元件34、36。
28.例如，在两个锁定导轨40、42的延长部中，两个端部止挡件54设置在所述锁定导轨40、42的相同侧部上，所述两个端部止挡件54限定了车辆座椅1的或者说横杆20的最大调整。所述端部止挡件54的到达同样借助于未示出的装置或者例如通过马达电流测量来检测并且作为输入参量提供给控制装置50。
29.此外，根据图1能够看出，在两个电动马达22、24的区域中例如分别设置有一个转子位置传感器56、58作为传感器件。转子位置传感器56、58能够实现至少间接地检测两个电动马达22、24的两个驱动轴25、26中的每一个驱动轴的转动角α、β。转子位置传感器56、58同样与控制装置50连接，以便将检测到的转动角α、β或者说相应的信号作为输入参量提供给控制装置50，所述相应的信号而后例如借助于控制装置50中的算法引起转动角α、β的计算。
30.通过操控装置60给两个电动马达22、24通电或者说操控两个电动马达22、24，以便获得希望的转动角α、β，所述操控装置60与所述控制装置50耦接或者说被所述控制装置50操控，其中两个通过线路61、62与所述操控装置60连接的电动马达22、24能够被单独操控。
此外至关重要的是，电动马达22、24能够以至少两个、优选以多于两个不同的转速n被操控装置60操控。
31.用于将车辆座椅1调整到希望的纵向位置中的输入能够由使用者通过与所述操控装置60连接的操作元件65进行。纯粹作为例子，电动马达22、24能够以四个转速n1至n4驱动，以便实现不同的运行模式。最低的转速n1能够实现以例如5毫米/秒的调整速度来调整车辆座椅1并且尤其用于结合马达电流识别来识别端部止挡件54。
32.相对于第一转速n1提高了的转速n2被选择用于座椅调整以便沿纵向方向进行单独的位置适配。转速n2能够实现例如20毫米/秒的调整速度。
33.两个最高的转速n3和n4用于在车辆运行时的特殊状态，尤其就自主驾驶的车辆而言。因此，第三转速n3例如能够产生车辆座椅1的下述调整速度，该调整速度能够实现在大约3.5秒内将车辆座椅1从躺卧位置纵向调整到驾驶位置中。最高的第四转速n4被选择用于减轻可能的事故后果，其中可能的事故情况尤其由车辆的相应的环境传感器检测。转速n4例如能够实现驾驶员座椅1的1000毫米/秒的调整速度。
34.作为补充要提到的是，尤其在两个最高的转速n3和n4的情况下能够规定：在调整的开始和接近结束时预先给定转速走势，所述转速走势根据非线性的曲线函数实现，以避免驾驶员座椅1的突然的启动或者说停止。
35.为此，现在示例性地参考图4，在图4中以非真实比例的方式针对车辆座椅1关于时间t示出了调整行程s。在此假设，由于即将发生的事故，车辆座椅1必须从实际位置——在所述实际位置中所述车辆座椅1借助于销栓31连同两个锁定导轨40、42中的卡锁开口38被锁定——被调整到目标位置中。从所述实际位置到所述目标位置中的调整行程s是两个卡锁开口38之间的距离x的整数倍，其中车辆座椅1的实际位置与目标位置的距离越大，n就越大。此外，所需的调整行程s对应于电动马达22、24的两个驱动轴25、26的特定的能够通过操控装置60预先给定的转动角α、β。通过评估由转子位置传感器56、58检测到的转动角α、β以控制转动角的方式实现驾驶员座椅1的移动或者说调整。
36.在时间点t=0与t1之间，还没有对两个电动马达22、24进行激活，而是仅激活了致动元件34、36，以便确保将销栓31从卡锁开口38中提起。在t1与t2之间，沿着例如抛物线形的轨迹启动电动马达22、24，以避免车辆座椅1的突然的移动。随后，在时间点t2与t3之间，电动马达22、24以恒定的转速n3进行运行。由此得到时间t与调整行程s之间的线性关系。
37.转速n3并且因此车辆座椅1的调整速度能够尤其也根据所需的调整行程s而被选择得不同大。其目的例如是在预先给定的时间段内达到车辆座椅1的实际位置。
38.随后，在时间点t3与t4之间，根据预先给定的函数曲线对调整速度进行降低。在此，例如在时间点t3之后不久，两个致动元件34、36再次被去除激活，从而使得销栓31被压力弹簧33朝着锁定导轨40、42的方向加载力并且在达到车辆座椅1的目标位置的卡锁开口38时沉入到所述卡锁开口38中。此外，时间点t4能够这样被选择，以使得销栓31则将处于这样一个位置，在该位置中自时间点t1开始的车辆座椅1的调整行程s略大于进入到目标位置所需的调整行程s。这具有下述优点：尽管在通过转子位置传感器56、58检测驱动轴25、26的转动角α、β时可能出现不准确，也会使得销栓31被锁定在设置的卡锁开口38中。这种关系能够在图4的示图中看出，车辆座椅1的目标位置在两个时间点t3与t4之间达到。
39.在图5中示出了为了获得（改变了的）座椅纵向位置通过使用者对车辆座椅1的调整过程。在时间点t=0时，通过操作单元65对调整进行激活，同时激活致动元件34、36，以便将销栓31从当前的卡锁开口38中提起。然后，在时间点t1与t2之间，以转速n2运行的方式对电动马达22、24进行激活。在时间点t2，使用者停止对车辆座椅1的调整。因此控制装置50通过检测两个传动轴25、26的转动角α、β已经识别到车辆座椅1的直到时间点t2所发生的调整行程s，所以也识别到与最近的卡锁开口38的距离有多远。随后直至时间点t3，以示例性地降低了的调整速度实现接近该卡锁开口38，其中与根据图4的实施例相似，在时间点t3时已经能够对致动元件34、36进行去除激活，以确保在到达/经过卡锁开口38时卡锁住销栓31。
40.在调整过程中重要的是，要知道车辆座椅1的绝对纵向位置，即销栓31位于哪个卡锁开口38中。因此需要能够例如结合关于图4的实施方式计算出车辆座椅1的实际位置与目标位置之间的所需的调整行程s。当存在仅在一个方向上布置的端部止挡件54的情况下也需要知道所述绝对的纵向位置，以确保在没有端部止挡件54的那个方向上，实现将车辆座椅1仅调整到在这个方向上处于最后的卡锁开口38中。
41.对车辆座椅1的绝对纵向位置的检测通过标定来进行。所述标定最初（一次地）在将调整系统10安装在车辆中时进行。随后，在调整系统10的运行时间的范围内在调整过程中进行连续的（重新）标定。对于调整系统10的第一次标定和（重新）标定的解释现在请参考图6。
42.在步骤100中，通过接近至少一个端部止挡件54和检测端部止挡件54来进行第一次标定。随后，在步骤101中，在知道端部止挡件54与例如离其最近的卡锁开口38之间的距离的情况下，实现将车辆座椅1调整到第一卡锁开口38中。当确实检测到通过销栓31锁定到该卡锁开口38中时，由此知道车辆座椅1的第一绝对纵向位置，所述第一绝对纵向位置在步骤102中被存储在控制装置50中。如果各个卡锁开口38之间的距离x也被额外地存储在所述控制装置50中，那么第一次标定就由此完成。如果不是这种情况，随后所有其他的卡锁开口38都会被单独接近并且它们的位置或者说距离x通过检测转动角α、β而在控制装置50中进行学习（未示出）。
43.随后，通过在步骤103中进行对车辆座椅1的调整来进行对车辆座椅1的（新的）绝对纵向位置的检测。根据驱动轴25、26的在此检测到的转动角α、β并且在知道卡锁开口38之间的距离x的情况下能够由此得出（新的）绝对纵向位置，其中在步骤104中车辆座椅1的迄今为止所存储的绝对纵向位置被覆盖。
44.就所描述而言的调整系统10能够在不偏离发明构思的情况下以各种方式和方法被改变或者说修改。
45.如此，例如能够想象的是，通过下述方式确保在座椅调整时将销栓31卡锁到卡锁开口38中：在知道车辆座椅1的调整行程s的情况下，通过检测转动角α、β，只有在由控制装置50计算出的、销栓31与卡锁开口38的对准中，才去除激活致动元件34、36。如果销栓31没有沉入到卡锁开口38中，那么电动马达22、24就会同步地以小的转动角α、β为幅度在不同的方向上交替地转动，直到实现销栓31的沉入，从而使得销栓31或者说车辆座椅1的新的（绝对）位置能够被存储起来。
46.此外，当然也能够不分开设计控制装置50和操控装置60，而是将它们作为一个共同的结构单元或者说结构组件来构造。