[0001] 本发明涉及按照独立权利要求前序部分所述的一种汽车座椅以及一种汽车座椅操作方法。

[0002] 在侧面碰撞的情况下，常常会使在汽车两侧，也就是不仅在靠近碰撞的汽车侧而且在远离碰撞的汽车侧的汽车乘员受重伤甚至死亡。如果确定至少有一个人坐在靠近碰撞的汽车侧的侧面碰撞的发生频率，则该发生频率大约为70％，在这些大约70％的侧面碰撞中存在更高的受伤可能性。如果研究远离碰撞的汽车侧，则表明在大约65％的情况下至少有一个人坐在远离碰撞的汽车侧。

[0003] 目前，在汽车技术中使用各种各样的约束系统以及结构方案，来减轻侧面碰撞的后果。属于这种情况的首先是侧面安全气囊(比如帘式安全气囊、头部安全气囊或组合式头部胸部安全气囊)或者汽车结构中的特殊加强件(比如门槛件或侧面碰撞保护系统)。这些系统在发生侧面碰撞时的任务一方面是防止乘员与在直接碰撞侧侵入的汽车部件接触，另一方面是消耗乘员的一部分动能。

[0004] 胸部安全气囊或组合式头部胸部安全气囊安装在座椅外侧或B柱上或越来越经常地安装在车门区域中，典型地用作汽车乘员的首要的碰撞保护系统。这些气囊单元的触发时间通常是在汽车与障碍物接触之后或者说在碰撞之后5-8ms的范围内。充气时间视气袋容积和所使用的气体发生器技术而定，在10到20ms之间变化。在最优的情况下，这种保护系统在检测到碰撞之后15ms具有其百分之一百的保护作用。典型地，在乘员或座椅与B柱或汽车车门之间移动的这种侧面安全气囊的使用时间为80-120ms，特别是在这段时间之后乘员远离伤害性结构的回弹运动已经开始。为了满足与触发时间和充气时间有关的高要求，人们非常愿意使用组合的烟火式高压气体发生器，这些高压气体发生器在激活发生器的较早阶段中，也就是在检测到之后2-5ms已经具有足够的能量用于给气袋充气。然后，从5-10ms起，气体发生器的高压气体发生器部分确保必需的在气体排出流中的稳定性。

[0005] 在头部、车窗或帘式安全气囊中显示出另一种情况。这些安全气囊只用于保护头部。因此它们明显有更多时间供充气过程使用，然而气袋容积也明显更大。由对翻滚事故的考虑所决定，这些安全气囊的使用时间为5s，延长了好多倍。

[0006] 随着在美国引入侧面碰撞新规定，汽车制造商的侧面碰撞性能情况会发生明显改变。现在，根据这些新规定，以32km/h的速度进行的倾斜的桩碰撞(在这种碰撞情况下，汽车相对于通常的垂直碰撞方向旋转15°)将对于所有允许进入美国市场的汽车都具有约束力。因此，首次在侧面碰撞中使用测试假人，该测试假人代表一个按照SID-II的矮小女士。另外，规定一种改进的按照ES-2re的EUROSID假人。总的来说，这个新标准的目的在于提高在侧面碰撞时的头部胸部保护作用。然而，在前沿的研究已经表明，需要调整当前的汽车(SUV汽车除外)使它们符合这些要求以及相应的损伤标准。常见的问题是，用于保护胸部区域的胸部安全气囊在上述按照FMVSS213的桩碰撞中根本不会充气。

[0007] 另一个问题领域涉及在远离碰撞的汽车侧的乘员保护，这也被称作远侧碰撞(Far-Side-Crash)。虽然尝试了通过对汽车结构的改进来提高侧面结构的性能，但是在远离碰撞的汽车侧常常不能通过汽车结构确保足够的乘员保护。对于坐在远离碰撞的汽车侧且系好安全带的乘员的后果常常是，由于缺少向后拉紧作用进而因此在安全带与乘员之间缺少摩擦而在肩部区域中从安全带中滑出。该乘员只或多或少还由腰部安全带固定，尽管保护作用减弱，该腰部安全带仍可使乘员不会从汽车中甩出。由于乘员上身缺乏固定，该乘员可以在汽车内部以或大或小的程度自由活动。因此最常见的受伤原因是与其他乘员相撞或者紧接着在回弹运动中与汽车内部部件相撞。

[0008] 目前的约束系统基于事故情景按照如下方式进行设计：只有在靠近碰撞的汽车侧的侧面和头部安全气囊被触发，从而乘员不会被侵入的汽车部件击中并且安全气囊使乘员运动离开危险区。在翻滚过程的情况下，通常在两个汽车侧，为翻滚过程而设计的头部安全气囊都被触发，从而物体不能从外面进入汽车内部。

[0009] 为了保护在远离碰撞的汽车侧的乘员，已有多种方案。在德国实用新型DE 203 14924 U1中，例如描述了一种用于坐在汽车座椅上的汽车乘员的安全装置，该安全装置包括具有腰部安全带和肩部安全带的三点式安全带。该安全装置包括一个附加的两点式肩部安全带，该两点式肩部安全带在没有被三点式安全带固定的肩部上延伸并且与三点式安全带的肩部安全带交叉。由于在远侧侧面碰撞情况下对于位于远离碰撞的汽车侧的乘员来说存在该乘员由于从汽车内侧作用的分力从三点式安全带的肩部安全带中转出的危险，所以在这种安全带装置中还设置了两点式安全带。该附加的安全带同样在靠背的肩部区域中通过一个集成的安全带卷绕器控制并且在汽车乘员的胸部区域与三点式安全带的肩部安全带交叉。因此，该附加的两点式安全带防止汽车乘员从三点式安全带的肩部安全带中转出。

[0010] 在德国专利文献DE 10 2005 002 393 B3中描述了一种类似装置。在此，介绍了一种包括三点式安全带的汽车乘员保护装置，在该三点式安全带中，用于肩部安全带且位于汽车乘员的肩部区域中的上铰接部和用于腰部安全带的下铰接部位于汽车座椅的远离靠近该汽车座椅的汽车车门的一侧上。另外，该系统包括一个设置在汽车座椅的靠近该汽车车门的一侧上且在触发的情况下在该汽车车门与汽车乘员之间展开的侧面安全气囊。该侧面安全气囊的特征在于，它具有一个能通过控制装置被接通和断开的通风装置，该通风装置用于排出位于已经充气的侧面安全气囊中的气体；该通风装置在一种确定的侧面碰撞的情况下被接通，而在一种确定的汽车倾翻的情况下被切断。在欧洲公开文献EP 1 470 969 A1中描述了类似系统。

[0011] 另一种方案建议，在相应的延迟之后也在远离碰撞的汽车侧激活侧向约束装置。因此表明，现代汽车的安全设备的其他部件具有很大的部分尚未使用的用于在侧面碰撞时提供保护的潜力。这些经常被低估的被动安全系统中的一种是座椅。除了被动安全系统(比如安全气囊、收缩装置和安全带收紧器)之外，在汽车中还使用了能够改善乘员的侧向支撑或者在碰撞情况下也能更好地保护乘员的其他系统。属于这些其他系统的是具有特别侧翼的运动型座椅，或者是在横向加速度增大的情况下给座椅的侧面区域填充空气的舒适型座椅。但是缺点是运动型座椅不是为每个人都提供足够的座椅舒适性，因此它们很少安装在汽车中。另外，在这些主动式有适应能力的座椅中缺点是，这些座椅在与对于碰撞所需的时间刻度完全不同的时间刻度内工作，也就是说，不可能在碰撞情况下在适于保护的范围内触发这些系统。然而，这样的行驶动态座椅提供这样的优点，即，当汽车在侧滑情况下从转弯处滑出时，通过前面的所谓的座椅的行驶动态激活使乘员与汽车侧面结构保持距离。行驶动态座椅的一种替代实现方式例如是一种基于分体式座椅方案的具有分成两个部分的靠背垫的座椅。这种座椅在任何座椅位置上都跟随上身的运动并且保证脊柱得到最好的放松。如果汽车驾驶员例如在座椅中继续向后靠，靠背垫的下面部分自动向前摆动并支撑骨盆。

[0012] 在这里表明了，在座椅中的碰撞主动式系统提供用于在侧面碰撞情况下保护乘员的很大潜力。已知方案的共同点在于，以相应的方式使已有的侧面或座椅元件移动或定位。这主要是通过在危险性侧面碰撞的情况下给侧壁充气以及在危险性正面碰撞的情况下以及在接触之后使座椅软垫竖起。然而，在所有介绍的系统中都需要一个附加装置，该附加装置提供安全带或在位于内部的座椅区域中的附加安全气囊。

[0033] 如从图1可见，在汽车12中用于乘员保护系统的一种系统包括传感器系统24、控制系统20和至少一个约束装置，该约束装置包括具有多个可调整的座椅部件14的汽车座椅10，这些座椅部件根据沿汽车横向轴线16方向的加速度提供侧向支撑。控制系统20优选是安全气囊控制装置，其中，也可以想到的是布置在汽车中的其他控制装置，比如ESP控制装置或者组合式控制装置。传感器系统24具有多个传感器，这些传感器检测关于运动、周围环境和碰撞情况的汽车状态。也就是说，传感器系统24检测关于汽车内部、汽车周围环境、碰撞和/或汽车动态参数的信息。控制系统20从传感器系统24接收检测到的信息并且评价接收到的信息以确定当前行驶情况，其中，控制系统20对已确定的当前行驶情况进行如下评价：是否有必要激活至少一个约束装置。接收到的关于汽车动态参数的信息与来自汽车周围环境的信息相结合使控制系统20能够在可能发生碰撞，例如与障碍物碰撞的概率超过预先规定的阈值时预见性地触发可逆的约束装置。

[0034] 在所示的根据图2至4的实施例中，至少一个约束装置被实施为具有多个可调整的座椅部件的汽车座椅10，其中，当然也可以设有其他约束装置，例如安全气囊和/或其它的座椅致动装置。在图1至4中，示例性地示出了具有多个可调整的座椅部件14的汽车座椅10，其中，在汽车12中也可以设置多个具有多个可调整的座椅部件14的根据本发明的汽车座椅10。根据本发明的汽车座椅10的作用方式可毫无困难地适应于已有的约束系统方案。

[0035] 图2至4示出了汽车12的汽车座椅10，该汽车座椅具有多个可调整的座椅部件14，这些座椅部件根据沿汽车横向轴线方向的加速度提供侧向支撑。

[0036] 根据本发明，座椅部件14集成在汽车座椅10中。一般地，可想到的是将座椅部件14集成在汽车座椅10的底座部件10a和/或靠背10b和/或头枕10c和/或其它部件中。

[0037] 根据本发明，至少有一部分座椅部件14在必要情况下能够从汽车座椅10中移出。必要情况可以是指碰撞情况和/或舒适性要求和/或用于固定儿童座椅的要求。因此，座椅部件14可以根据座椅占用情况和/或行驶情况位于碰撞位置和/或舒适位置和/或固定位置。座椅部件14因此可以用于为乘员和/或儿童座椅和/或位于汽车座椅10上的另一个物品提供侧向支撑。在碰撞情况下和/或在舒适情况下和/或在固定情况下，座椅部件14阻挡乘员和/或儿童座椅和/或一个位于汽车座椅10上的物品至少是沿汽车横向轴线16方向的运动。座椅部件14的调整行程分别取决于必要情况和/或需要支撑的加速度的大小。

[0038] 汽车12的传感器系统24具有多个传感器，这些传感器检测关于运动、周围环境和碰撞情况的汽车状态。用于检测重要的汽车状态的可能的传感器可以被实施为横摆角速度传感器、横向加速度传感器、侧面碰撞传感器和/或例如能以光学方式识别碰撞物体的环境传感器。如果确定出现一种重要的汽车状态，例如横向速度增大和/或发生侧面碰撞，则使有针对性选取的座椅部件14朝靠近碰撞的一侧或者说沿横向速度矢量方向转动或者移出。优选地，设有两个基本自由度，即，围绕一条规定的轴线例如汽车竖轴线26或汽车纵向轴线22的旋转自由度和例如沿汽车纵向轴线22方向的平移自由度。这些运动自由度的实现需要例如用于旋转自由度的转动关节或者例如用于平移自由度的导轨元件。原则上，这些运动自由度应当被构造成可逆的，从而一方面在正常行驶运行中确保系统的行驶动态支撑作用并由此确保系统的可逆性，另一方面在碰撞情况下能够激活安全性功能。在根据本发明的系统的一种实施方式中，也可以在发生碰撞之后检测汽车12的运动状态，以便也在后续碰撞或侧滑过程中保护乘员。为此，座椅部件14可以根据作用于乘员的冲力移动至左侧或右侧的最终位置，以便在任何时刻对乘员最优地进行支撑。

[0039] 座椅部件14能够通过至少一个调整装置18相互独立地进行调整，该调整装置例如能够通过电和/或机械和/或烟火技术和/或气动和/或液压的方式进行驱动。所述至少一个调整装置18以及驱动装置28分别可以由汽车12的控制系统20触发。调整装置18还可以由汽车座椅10的使用者触发。

[0040] 在本发明的一种实施方式中，在发生严重侧面碰撞时通过释放能量将座椅部件18从汽车座椅10中移出。这例如可以通过烟火式释放来实现或者例如以机电、气动或液压方式来实现。同样地，机械动作器比如预紧的弹簧元件也适用，这些机械动作器能使能量突然释放。上述方式的组合同样是可想到的。基本情况总是，汽车座椅14满足快速运动的要求。如已经提到的，侧面安全气囊的触发时间通常为碰撞之后大约5-10ms，充气时间再为10-15ms。这相当于在碰撞情况下可供根据本发明的座椅部件14使用以达到它们相应的最终位置的时间间隔。在远离碰撞的一侧的情况下，得到相同的触发时间间隔。如果事先激活座椅部件14，例如通过汽车自身运动或者预见性侧面传感装置进行，则根据传感装置可以在大约150ms的范围内增大激活时间间隔。

[0041] 根据本发明的汽车座椅10的另一种实施方式是将用于激活座椅部件14的判定装置与汽车内部监视装置联接。如果乘员处于触发可能有危险的位置中，则可以中止对座椅部件14调整的触发。触发可能有危险的位置可能是，当身体部分位于汽车座椅10的扶手的运动空间中时，也就是当例如副驾驶在睡觉时将其头部靠在副驾驶车门或驾驶员上时。用于检测乘员姿态的相应汽车内部传感装置可以被实施为摄像机系统或者座椅占用识别系统。对于座椅部件14的触发来说重要的补充信息可以从乘员分类识别系统中得到。也就是说，可以在座椅部件14的最佳运动的确定和激活中同时考虑乘员的体重、身高、年龄和性别。

[0042] 另外，可以使座椅部件14与用于减小事故后果的已有算法相关联。这样，例如在激活翻滚检测功能的情况下远在安全气囊触发之前就可以将座椅部件14调整至相应的位置中。

[0043] 为了在座椅部件14移出的情况下以桶的形式至少部分“抱住”或者说“围住”乘员和/或儿童座椅，移出的座椅部件14大致沿汽车纵向轴线22方向延伸。

[0044] 图2a和图2b示出了一种实施例，其中，座椅部件14、14a集成在汽车座椅10的靠背10b中。座椅部件14、14a的集成被设计成，使得座椅部件可移出地支承在靠背10b中，从而使座椅部件14、14a能够相对于固定的靠背10b进行侧面旋转或者说转动，或者使座椅部件14、14a能够沿弧线从靠背10b中移出。该转动是沿围绕汽车竖轴线26的方向。在此，座椅部件14、14a被设计成，在座椅部件14、14a移出的情况下以桶的形式至少部分地“抱住”或者说“围住”乘员，从而确保乘员的侧向支撑。为了形成桶形，座椅部件14、14a在该实施例中朝汽车座椅10的两侧，也就是说在两侧被移出。这是指，在图2a和2b中所示的实施例中在汽车座椅10的内部设置了可移出地支承的座椅部件系统14、14a。在出现横向力时，该系统14、14a可以在两侧从汽车座椅10的内部中转出或者从汽车座椅10的内部中移出，像手臂一样安全地从后面在汽车座椅10中围住乘员。根据乘员的运动方向，优选为壳状的座椅部件14、14a可以在一侧或在两侧从汽车座椅10中移出，其中，座椅部件14、14a在原始位置或者说在正常状态下是集成在汽车座椅10中或者说处于移入汽车座椅10中的状态，因而是看不到的。根据本发明的汽车座椅10因此具有座椅部件14和14a，它们在重要的行驶情况下用于通过从汽车座椅10中移出来支撑或保护乘员。另外，该系统14也可以承担行驶主动式汽车座椅10的功能。

[0045] 图3示出了一种实施例，其中，只有副驾驶座椅10的靠近碰撞的座椅部件14、14a以及驾驶员座椅10的靠近碰撞的座椅部件14、14a很快地被移出和/或转动并且因此能以保护的方式被定位在乘员之前。有意义的是，在远离碰撞的一侧没有座椅部件被移出，由此允许乘员朝“比较安全”的一侧运动。

[0046] 在另一种实施方式中，在汽车座椅10中集成了多个座椅部件14。因此，在重要的触发情况下，乘员的多个身体部分可以得到支撑并得到保护免受碰撞。可能的身体部分例如是乘员的头部区域、上身区域、肾盂区域和/或大腿区域。因此，图4示出了一种汽车座椅10，该汽车座椅具有在上身区域中、在肾盂区域中的座椅部件14、14a以及在大腿区域中的座椅部件14、14b，其中，座椅部件14、14a、14b在这种情况下只从一侧移出。可想到的是在汽车座椅10内部的在这里未示出的另一种机械装置，该机械装置以更靠近乘员的方式摆动汽车座椅10的靠背10b和/或扶手。

[0047] 图5a和5b示出了用于调整座椅部件14的调整装置18、18a、18b，这些调整装置如已经提到的那样可以通过电和/或机械和/或烟火技术和/或气动和/或液压驱动装置进行驱动。在这里，烟火单元可以与机械单元相应地叠加，从而两种方案使调整装置18、18a、18b的相应激活成为可能。调整装置18、18a、18b的根据图5a和5b的实施方式具有齿轮系统，该齿轮系统根据旋转方向使座椅部件14能够移入和移出，其中，根据图5a，两个座椅部件14能够通过一个调整装置18、18a进行调整，而根据图5b，每个座椅部件14能够通过一个独立的调整装置18、18b进行调整。调整装置18、18b通过一个电驱动装置进行驱动。一个相应的离合器确保只能在一侧移出。作为替代方案，也可以使用已经证实有效的功能原理以及如安装在安全带收紧器中那样地使用已有的系统。

[0048] 在一种具有多个可调整的座椅部件14的汽车座椅10的操作方法中，其中，这些座椅部件根据沿汽车横向轴线16方向的加速度提供侧向支撑，根据本发明，在必要情况下将集成在汽车座椅10中的至少一部分座椅部件14移出。

[0049] 优选地，可调整的座椅部件14与一个具有与横向动态特性有关的约束力的约束系统，也就是与一个在侧面碰撞中有效的约束系统共同工作。约束系统例如可以是具有与横向动态特性有关的安全带收紧装置的安全带系统。因此，可调整的座椅部件14可以是对已经存在的具有与横向动态特性有关的约束力的约束系统的可设想的替代方案或补充方案。有利地，可调整的座椅部件14不仅可以用于汽车12的前座椅中而且也可以用于汽车12的后座椅中，其中，可以设置座椅占用识别系统或者乘员姿态检测系统。