DE10138676B4

DE10138676B4 - Sensorvorrichtung für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE10138676B4
Application number: DE10138676A
Authority: DE
Inventors: Peter Bertenburg; Horst Kespohl
Original assignee: Keiper Recaro GmbH and Co; Recaro GmbH and Co KG
Current assignee: Adient Luxembourg Holding SARL
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: DE10138676A1; US6768065B2; US20030030563A1

Abstract

Sensorvorrichtung für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit wenigstens einem Sensor (15; 115; 215; 315) zur Erkennung von Kräften innerhalb des Fahrzeugsitzes (1), welcher wenigstens eine Lagerstelle (6) zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen (5, 9) aufweist, wobei die Sensorvorrichtung (11; 111: 211; 311) an der Lagerstelle (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorvorrichtung (11; 111; 211; 311) als Buchse ausgebildet ist, welche zwischen den zwei relativ zueinander schwenkbaren Bauteilen (5, 9) angeordnet und in die Lagerstelle (6) integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung für einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Eine aus der DE 94 16 933 U1 bekannte Sensorvorrichtung dieser Art dient zur Erkennung der Sitzbelegung aus der gewichtsbedingten Verformung einer Rolle, welche zwischen zwei Sitzschienen angeordnet ist. In der DE 198 47 603 A1 ist ein Fahrzeugsitz offenbart, bei dem die Schwenkachse der Sitzschale und ein Neigungseinsteller der Sitzschale über unterhalb der Schwenkachsen angeordnete Kraftmessdosen als Gewichtssensoren auf dem Sitzunterbau abgestützt sind. Die DE 199 83 715 T1 schließlich zeigt einen Fahrzeugsitz mit mehreren, verteilt angeordneten Dehnungsmeßwandlern zur Messung des Gewichts eines Insassens bzw. Gegenstandes auf dem Fahrzeugsitz. In allen Fällen wird in Abhängigkeit der Sitzbelegung beispielsweise die Auslösung des Airbags gesteuert, wobei bei der Ermittlung der Sitzbelegung über das Gesamtgewicht Probleme bei der Unterscheidung zwischen leichten Erwachsenen und schweren Kindern in Kindersitzen auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Sensorvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, dass die Sensorvorrichtung als Buchse ausgebildet ist, welche zwischen den zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen angeordnet ist, können an dieser Lagerstelle auftretende Lagerkräfte erkannt werden, welche Rückschlüsse auf die Sitzbelastung an dieser Stelle erlauben. Elektrische Signale des oder der Sensoren können ausgewertet und für Kompensationsmaßnahmen oder eine Ansteuerung von Sicherheitsbauteilen, wie beispielsweise Airbags, verwendet werden.

Eine Integration in vorhandene Lagerstellen, beispielsweise in gelenkigen Höheneinstellern, ist durch eine geringe Änderung der Lagerstellen möglich, wodurch die Konstruktion einfach aufzubauen und aufgrund der kleinen Dimensionen bauraumsparend ist. Es sind keine zusätzlichen Adapter zwischen beispielsweise dem Höheneinsteller und der Anbindung an die Fahrzeugbodengruppe erforderlich. Mit dem Einbau in wenigstens drei, vorzugsweise vier Lagerstellen, welche näherungsweise in einer horizontalen Ebene liegen, kann die Position des einsitzenden Benutzers erkannt werden.

Mit wenigstens drei Sensoren in Umfangsrichtung können die Lagerkräfte eindeutig bestimmt werden, d.h. ihre Größe und Richtung bzw. ihre Komponenten. Mit dieser Unterscheidung der Kraftrichtungen können die reinen Gewichtskräfte von den Horizontalkomponenten unterschieden werden. Reaktionskräfte, die durch das Hebelwerk eines Höheneinstellers und/oder Neigungseinstellers entstehen, werden herausgefiltert. Vorzugsweise sind die Sensoren hierzu innerhalb der Buchse eingelagert oder in Zwischenräumen verschiedener, ineinander angeordneter Lagerkörper der Buchse vorgesehen. Mit zusätzlichen Sensoren in axialer Richtung der Buchse können Kippmomente bestimmt werden.

Bei der Außenkontur der Buchse ist vorzugsweise eine einzelne Abweichung, d.h. eine Asymmetrie, von einer ansonsten regelmäßigen Form vorgesehen, beispielsweise eine Nase oder eine Aussparung, wobei in der aufnehmenden Bohrung der Lagerstellung eine korrespondierende Asymmetrie vorhanden ist, um bei der Montage eine definierte Ausrichtung für eine Kalibrierung zu erhalten.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von vier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
1 eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels,
2 eine perspektivische, schematische Darstellung der Struktur eines Sitzuntergestells eines Fahrzeugsitzes,
3 einen Querschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel,
4 einen Längsschnitt durch das dritte Ausführungsbeispiel, und
5 einen Längsschnitt durch das vierte Ausführungsbeispiel.
Ein Fahrzeugsitz 1 weist ein höheneinstellbares Sitzuntergestell 3 mit einem Viergelenk auf jeder Fahrzeugsitzseite auf. Die vier oberen Lagerstellen 4 sind jeweils mittels einer Schwinge 5 mit einer von vier unteren Lagerstellen 6 des Sitzuntergestells 3 gelenkig verbunden. Die Schwingen 5 sind dadurch relativ zu einem fahrzeugstrukturfesten Bodenbereich 9 des Sitzuntergestells 3 beweglich.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist in jeder unteren Lagerstelle 6 eine Sensorbuchse 11 vorgesehen. Die Sensorbuchse 11 weist einen hohlzylindrischen Lagerkörper 12 aus einem Lagerwerkstoff auf. In der Wand des Lagerkörpers 12 sind in Umfangsrichtung um 90° versetzt zueinander wenigstens drei, vorzugsweise vier Sensoren 15 eingelagert. Die Außenkontur 17 der Sensorbuchse 11 ist beispielsweise relativ zum Bodenbereich 9 unbeweglich angeordnet, während die Innenkontur 19 der Sensorbuchse 11 einen Lagerbolzen der Schwinge 5 aufnimmt.
In Abhängigkeit der über die Schwingen 5 auf die unteren Lagerstellen 6 einwirkenden Lagerkräfte, d.h. deren Größe und Richtung, liefern die in radialer Richtung sensiblen Sensoren 15 (Radialsensoren) elektrische Signale, beispielsweise Widerstands-, Kapazitäts- oder Spannungsänderungen, aus denen auftretende Lagerkräfte erkannt und deren Größe und Richtung ermittelbar ist. Durch unterschiedliche Sitz belegungen und durch die Schwenkbewegung der Schwingen 5 bei der Höheneinstellung ändern sich diese Größen. Dabei können die Horizontalkomponenten eliminiert und die reinen Gewichtskräfte erfaßt werden. Als Sensoren 15 sind Dehnmeßstreifen, druckempfindliche Piezoelemente oder andere Kraftsensoren möglich.
Im zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem aufgrund der weitgehenden Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel gleiche und gleichwirkende Bauteile mit um 100 höheren Bezugszeichen versehen sind, ist in den unteren Lagerstellen jeweils eine Sensorbuchse 111 vorgesehen. Die Sensorbuchse 111 weist einen äußeren Lagerkörper 112 und einen innerhalb des äußeren Lagerkörpers 112 angeordneten, inneren Lagerkörper 113 auf. Die beiden Lagerkörper 112 und 113 sind als Strangpressprofile aus einem Lagerwerkstoff hergestellt. Die Innenkontur des äußeren Lagerkörpers 112 und die Außenkontur der inneren Lagerkörpers 113 sind als Vierkant ausgebildet, wodurch vier senkrecht zueinander verlaufende Spalte 114 gebildet werden, innerhalb denen jeweils ein Sensor 115 der zuvor beschriebenen Art als Radialsensor angeordnet ist. Der Kraftfluß durch die Sensorbuchse 111 verläuft dann in radialer Richtung ausschließlich über die Sensoren 115.
Die Außenkontur 117 weist auf einer Seite des Vierkants eine Nase 118 auf, welche mit einer entsprechenden Ausnehmung in der Aufnahmebohrung des Bodenbereichs korrespondiert. Durch diese besondere, in Umfangsrichtung unsymmetrische Formgebung ist beim Einbau der Sensorbuchse 111 eine definierte Lage sicher gestellt, d.h. es wird eine Fehlmontage vermieden, was für eine Kalibrierung der Sensoren 115 wichtig ist. Die Funktionsweise der Sensoren 115 entspricht derjenigen im ersten Ausführungsbeispiel.
Im dritten Ausführungsbeispiel sind aufgrund der weitgehenden Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel gleiche und gleichwirkende Bauteile mit um weitere 100 höheren Bezugszeichen versehen. In den unteren Lagerstellen ist je weils eine Sensorbuchse 211 vorgesehen, welche einen äußeren Lagerkörper 212 und einen in axialer Richtung in denselben unter Bildung von vier Spalten 214 eingeschobenen inneren Lagerkörper 213 aufweist. In jedem der vier Spalte 214 sind im Unterschied zum vorherigen Ausführungsbeispiel jeweils zwei Sensoren 215 in axialer Richtung hintereinander angeordnet. Die einzeln als Radialsensoren wirkenden Sensoren 215, welche funktionsgleich zu den Sensoren der vorherigen Ausführungsbeispiele sind, können dadurch Kippmomente erkennen und erfassen.
Im vierten Ausführungsbeispiel sind wiederum aufgrund der weitgehenden Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel gleiche und gleichwirkende Bauteile mit um 200 höheren Bezugszeichen versehen. In den unteren Lagerstellen ist jeweils eine Sensorbuchse 311 vorgesehen, welche einen äußeren Lagerkörper 312 und einen in axialer Richtung in denselben unter Bildung von vier Spalten 314 eingeschobenen inneren Lagerkörper 313 aufweist. In jedem der vier Spalte 314 ist wie im zweiten Ausführungsbeispiel je ein Sensor 315 als Radialsensor vorgesehen. Zusätzlich ist zwischen einem radialen Flansch 313' des inneren Lagerkörpers 313 und einer Stirnseite des äußeren Lagerkörpers 312 jeweils ein weiterer Sensor 315 als Axialsensor angeordnet. Die Sensoren 315 sind wiederum funktionsgleich zu den Sensoren der vorherigen Ausführungsbeispiele. Eine Verdrehsicherung 320, z.B. eine Kerbverzahnung, ist an dem vom Flansch 313' abgewandten Ende der Sensorbuchse 311 zwischen den beiden Lagerkörpern 312 und 313 wirkend vorgesehen.

Claims

Sensorvorrichtung für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit wenigstens einem Sensor (15; 115; 215; 315) zur Erkennung von Kräften innerhalb des Fahrzeugsitzes (1), welcher wenigstens eine Lagerstelle (6) zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen (5, 9) aufweist, wobei die Sensorvorrichtung (11; 111: 211; 311) an der Lagerstelle (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorvorrichtung (11; 111; 211; 311) als Buchse ausgebildet ist, welche zwischen den zwei relativ zueinander schwenkbaren Bauteilen (5, 9) angeordnet und in die Lagerstelle (6) integriert ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an vier unteren Lagerstellen (6) eines höhen- und/oder neigungseinstellbaren Sitzuntergestells (3) je eine Sensorvorrichtung (11; 111; 211; 311) vorgesehen ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (11; 111; 211; 311) in der Buchse innerhalb eines Lagerkörpers (12) oder zwischen zwei ineinander angeordneten Lagerkörpern (112, 113; 212, 213; 312, 313) in Umfangsrichtung wenigstens drei Sensoren (15; 115; 215; 315) eingelagert aufweist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (211; 311) in der Buchse in axialer Richtung wenigstens zwei Sensoren (215; 315) aufweist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (311) in der Buchse in axialer Richtung wenigstens einen Sensor (315) als Radialsensor und/oder wenigstens einen Sensor (315) als Axialsensor aufweist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der als Axialsensor vorgesehene Sensor (315) zwischen Flanschen (313') und/oder Stirnseiten der Lagerkörper (312, 313) angeordnet ist.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse der Sensorvorrichtung (11; 111; 211; 311) eine in Umfangsrichtung asymmetrische Außenkontur (17; 117) aufweist.