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Die Erfindung betrifft ein Verstellsystem für einen Fahrzeugsitz gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Hierbei kann z. B. der gesamte Fahrzeugsitz auf einem Schienensystem in Längsrichtung verstellt werden. Die Motoreinrichtung wirkt über entsprechende Übertragungselemente, z. B. Wellen, entkoppelte Wellen oder Flex-Wellen, auf das Getriebe des Schienensystems ein, wobei verschiedene Drehzahlen und somit unterschiedliche Geschwindigkeiten eingestellt werden können.
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Die Ansteuerung der Motoreinrichtung erfolgt in der Regel über komplexere Steuerungssysteme, z. B. einen Mikroprozessor, der einen entsprechend ausgelegten Motor mittels Pulsweitenmodulation mit unterschiedlicher Drehzahl ansteuert, oder auch z. B. über zwei mechanisch in Reihe geschaltete Motoren. Ergänzend sind in der Regel Schalter zur Aktivierung der beiden Verstellungen und zum Schutz vor Missbrauch des Systems vorgesehen.
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Die
DE 10 2004 019 463 A1 zeigt eine Antriebseinheit für einen Fahrzeugsitz mit einem elektrisch kommutierten Motor und einer abtriebsseitigen Getriebestufe, wobei der Motor zwei Rotoren und einen beiden Rotoren zugeordneten Stator aufweist. Die beiden Rotoren können mit unterschiedlicher Drehzahl und/oder Drehrichtung rotieren. Die
DE 10 2004 019 465 A1 zeigt eine entsprechende Antriebseinheit, bei der der Motor ein Schaltgetriebe antreibt, das bei gleich bleibender Drehrichtung des Motors die Drehrichtung des Abtriebs definiert. Auch hier können zwei unterschiedlich antreibbare Rotoren vorgesehen sein. Die
DE 10 2004 019 466 A1 zeigt einen ähnlichen Einsteller für einen Fahrzeugsitz, dessen Antriebseinheit in das lastaufnehmende Getriebe integriert ist. Bei diesen Systemen können die Rotoren eine unterschiedliche Anzahl von Polen aufweisen, wobei die Rotatoren Permanentmagnete als Pole tragen. Die
DE 10 2004 019 468 A1 ,
DE 10 2004 019 469 A1 und
DE 10 2004 019 471 A1 zeigen eine Antriebseinheit für einen Fahrzeugsitz, bei der mehrere Motoren zu einem Multimotor mit gemeinsamen Abtrieb zusammengefasst sind, wobei die Motoren in Motorenschächten eines Motorträgers angeordnet sind und ein gemeinsames Zwischenrad für den Abtrieb antreiben. Bei der
DE 10 2004 019 469 A1 ist ein Motor mit einem gemeinsamen Stator und zwei Rotoren, z. B. einem Innenrotor und einem Außenrotor vorgesehen, wobei die Getriebestufe als Differentialgetriebe ausgebildet ist, die unter Ausnutzung zweier unterschiedlicher Drehzahlen und/oder Drehrichtungen eine Drehbewegung des Abtriebs ermöglicht. Die
DE 10 2004 019 471 A1 beschreibt eine weitere, ähnliche Antriebseinheit mit einem speziell ausgebildeten Planetengetriebe.
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Derartige komplexere Verstellsysteme sind jedoch kostspielig und störanfällig. Weiterhin ist ein Schutz vor mechanischen Beschädigungen, insbesondere bei Verstellungen mit der höheren Verstellgeschwindigkeit, schwierig.
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Die
DE 40 34 528 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines motorbetätigten Sitzes, wobei bei automatischer Überwachung eine Nennspannung dem Motor zugeführt wird, und bei der manuellen Überwachung eine Spannung an den Motor angelegt wird, wodurch bewirkt wird, dass der Motor mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird und nach einer vorgegebenen Zeitspannung die Spannung auf eine niedrige Spannung automatisch umgeschaltet wird, wodurch der Motor mit einer geringeren Geschwindigkeit dreht.
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Die
US 5,130,622 A beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Seiten-Trägers eines angetriebenen Sitzes, wobei ein Motor für die Sitzverstellung in Abhängigkeit des Fahrzustandes des Fahrzeugs gesteuert wird. Hierbei ist eine Verstellung zwischen einer Trage-Position und einer offenen Position mittels eines Positionsdetektors vorgesehen, der einen ersten und zweiten Schalter aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verstellsystem für einen Fahrzeugsitz zu schaffen, das bei relativ einfachem Aufbau eine sichere Verstellung sowohl in einer niedrigeren ersten Geschwindigkeit als auch in einer höheren zweiten Geschwindigkeit und eine wahlweise Einstellung beider Verstellrichtungen ermöglicht und weiterhin mechanische Beschädigungen weitgehend ausschließt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verstellsystem nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.
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Erfindungsgemäß wird somit ein Verstellsystem geschaffen, das eine Steuerschaltung mit einem ersten Schaltungsteil für die langsame Verstellung und einem zweiten Schaltungsteil für die schnelle Verstellung aufweist, wobei die beiden Schaltungsteile unterschiedliche Motorstromanschlüsse der Motoreinrichtung bestromen.
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Als Motoreinrichtung kann hierbei z. B. ein Doppelmotor vorgesehen sein, bei dem auf einer gemeinsamen Motorwelle zwei getrennte Ankerpakete mit gleichen oder unterschiedlichen Wicklungen und wahlweise zwei oder mehr paarige Magnete in einem gemeinsamen Polrohr enthalten sind.
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Alternativ hierzu kann ein Doppelkommutatormotor verwendet werden, der zwei unterschiedliche Windungspakete auf einem gemeinsamen Ankerpaket aufweist. Bei Aktivierung der einen oder anderen Drehzahl wird die eine oder andere Wicklung mit Spannung versorgt.
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Beide Motorkonzepte haben vorteilhafterweise je Wicklung einen Kommutator sowie entsprechende Kohlebürsten, z. B. mindestens zwei Kohlebürsten, die in einer Halterung aufgenommen sind, die wiederum geeignet individuell je Motorseite Endstörelemente enthalten können. Jede Motorseite kann somit individuell entsprechend der Bedürfnisse und Anforderungen im Lastpunkt entstört werden.
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Jeder Motorteil kann weiterhin je nach seiner Spezifikation einen geeigneten Sensor, z. B. Hallsensor aufweisen. Weiterhin kann jedes Motorteil individuell auf die Ripple Counter- oder sensorlose Positionierungs-Technologie abgestimmt werden. Weiterhin können Thermoschutzschalter vorgesehen sein.
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Beide Schaltungsteile, d. h. der erste Schaltungsteil für die niedrigere Geschwindigkeit und der zweite Schaltungsteil für die höhere Geschwindigkeit weisen jeweils einen Motorstromkreis bzw. Laststromkreis auf, in dem die Motorstromanschlüsse mit Versorgungsspannungsklemmen der Fahrzeugelektrik verbunden werden.
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Indem somit unterschiedliche Wicklungen bzw. ein Doppelmotor verwendet werden, können erfindungsgemäß zwei verschiedene Geschwindigkeiten mit einer relativ einfachen Schaltung auch ohne eine Steuereinrichtun, d. h. ohne einen Mikroprozessor und PWM eingestellt werden. Durch die erfindungsgemäßen Laststromkreise kann eine hohe Effizienz bzw. ein hoher Wirkungsgrad bei geringen Wärmeverlusten erreicht werden.
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Die Lastschalter können insbesondere Wechselschalter sein, die die Motorstromanschlüsse wechselseitig an die Plus- und Minusklemme anlegen und vorteilhafterweise eine neutrale Stellung aufweisen. Hierbei wird erfindungsgemäß erkannt, dass der erste Schaltungsteil für die Komfortverstellung grundsätzlich keine weiteren Bauelemente benötigt; bei dem zweiten Schaltungsteil zur Ansteuerung der Motorstromanschlüsse für die schnelle Verstellgeschwindigkeit ist ergänzend mindestens ein Endlagenschalter, vorteilhafterweise zwei Endlagenschalter zur Begrenzung des Verstellweges zu den beiden Endlagen hin, vorgesehen, um eine mechanische Beschädigung durch Einfahren in die Endposition mit der höheren Geschwindigkeit zu vermeiden. Die Endlagenschalter sind hierbei vorteilhafterweise nicht direkt in dem Motorstromkreis bzw. Laststromkreis vorgesehen, sondern schalten Relais, deren Relais-Schalter als Lastschalter den Motorstromkreis unterbrechen.
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Um eine Rückverstellung des Sitz-Bauteils aus der Endlage bei geöffnetem Relais-Schalter zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß eine Überbrückungseinrichtung vorgesehen. Diese kann auf überraschend einfache Weise als parallel zum jeweiligen Endlagen-Lastschalter geschaltete Diode ausgebildet sein, die derartig gepolt angeschlossen ist, dass gerade die Rück verstellung aus der Endlage heraus ermöglicht wird. Wenn somit der vordere Endlagenschalter bei Erreichen der vorderen Position bzw. kurz vor der vorderen Position betätigt wird und über das von ihm bestromte Relais den betreffenden Endlagen-Lastschalter öffnet, ermöglicht die hierzu parallel geschaltete Diode beim nachfolgenden Umpolen gerade die Rückwärtsverstellung nach hinten.
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Weiterhin keine eine Rückverstellung auch über den ersten Schaltungsteil mit langsamer Geschwindigkeit erfolgen; dieser Schaltungsteil ist von den Endlagenschaltern nicht betroffen.
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Der erste Wechsel-Lastschalter zur Einstellung der langsamen Komfort-Verstellung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung kann z. B. am Sitz oder auch an der Tür angeordnet sein. Der zweite Wechsel-Lastschalter zur Einstellung der zweiten, schnelleren Verstellgeschwindigkeit kann z. B. als Einzelschalter an der Lehnenoberkante, bei Einsatz in der zweiten oder dritten Sitzreihe auch in der Tür, Heckklappe oder einer der Fahrzeugsäulen positioniert sein. In geeigneter Weise sitzt dieser Lastschalter in Folge einer z. B. ausgeführten Lehnenvorklappung im Schwenkbereich. Hierbei kann wegen der erhöhten Ströme ein geeignetes Element, z. B. ein Relais eingesetzt sein.
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Die beiden Lastschalter können vorteilhafterweise so miteinander logisch verschaltet sein, dass eine gleichzeitige Aktivierung beider Motorgeschwindigkeiten ausgeschlossen werden kann.
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Das zu verstehende Sitz-Bauteil kann insbesondere der gesamte Fahrzeugsitz bzw. das Sitzteil oder der Sitzrahmen sein, der auf einem Schienensystem in Längsrichtung verstellt wird. Hierbei kann z. B. ein Mono- oder Parallelschienensystem mit geeignetem Getriebe vorgesehen sein.
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Neben der Verstellung des Sitzteils auf Schienensystemen kann auch eine Verstellung der Lehne vorgenommen werden, z. B. eine Easy-Entry-Klappverstellung nach vorne. Weiterhin ist eine Höhenverstellung der Kopfstütze möglich.
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Neben einer Easy-Entry-Verstellung ist z. B. auch eine Pre-Crash-Verstellung mit der zweiten, höheren Verstellgeschwindigkeit möglich. Hierbei wird der zweite Lastschalter entsprechend nicht manuell, sondern von einem Fahrzeug-Steuergerät bei Erkennen einer Pre-Crash-Situation aktiviert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 einen längsverstellbaren Fahrzeugsitz;
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2 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen elektrischen Verstellsystems für den Fahrzeugsitz.
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Ein Fahrzeugsitz 1 weist ein an Oberschienen 2 befestigtes Sitzteil 3 und eine z. B. vorklappbare Rückenlehne 4 mit einem Easy-Entry-Schalter 5 auf, der vom Benutzer manuell bedienbar ist. Die Oberschienen 2 sind auf chassisseitigen Unterschienen 6 in Fahrzeug-Längsrichtung verstellbar. Zur Verstellung ist eine Motoreinrichtung 7 vorgesehen, die am Sitzteil 3 befestigt ist und über eine Motorwelle 8 ein Getriebe zur Längsverstellung antreibt.
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Die Motoreinrichtung 2 weist erfindungsgemäß verschiedene Motorstromeingänge für zwei unterschiedliche Geschwindigkeiten, nämlich eine erste, niedrige Komfort-Verstellgeschwindigkeit v1 und eine zweite, höhere Easy-Entry-Verstellgeschwindigkeit v2 auf.
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Die erfindungsgemäß Motoreinrichtung 7 kann hierbei insbesondere ein Doppelmotor oder Doppelkommutatormotor mit ersten Motorstromanschlüssen 7-1 und 7-2 für die langsame Verstellung und zweiten Motorstromanschlüssen 7-3 und 7-4 für die schnelle Verstellung sein.
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Das in 2 gezeigten Verstellsystem 10 weist hierbei einen im linken Bereich dargestellten ersten Schaltungsteil 11 zur Ansteuerung der beiden ersten Motorstromanschlüsse 7-1, 7-2 für die Komfortverstellung und einen im rechten Bereich dargestellten zweiten Schaltungsteil 12 zur Ansteuerung der beiden zweiten Motorstromanschlüsse 7-3 und 7-4 für die Easy-Entry-Verstellung auf.
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Im ersten Schaltungsteil 11 ist ein erster Wechsel-Lastschalter 14 als vom Benutzer manuell bedienbarer Lastschalter mit gekoppelten Schaltern S3, S4 vorgesehen. Der Wechsel-Lastschalter 14 kann in drei Stellungen, einer mittleren, neutralen Stellung sowie jeweils einer Stellung für die Komfort- Längsverstellung des Fahrzeugsitzes in Vorwärts- oder in Rückwärts-Richtung eingestellt werden. Der Schalter S3 ist an den Motorstromanschluss 7-1 angeschlossen und verbindet diesen je nach Stellung des Wechselschalters 14 mit der Plus-Klemme, d. h. mit der Versorgungsspannung Uv = 12 V, oder der geerdeten Minus-Klemme, d. h. 0 V. Der zweite Schalter S4 verbindet entsprechend den Motorstromanschluss 7-2 mit der geerdeten Minus-Klemme oder der Plus-Klemme von Uv = 12 V, wobei die Schalter 53, S4 gegenläufig gekoppelt sind, so dass je nach Stellung des Wechselschalters 14 zwischen den Motorstromanschlüssen 7-1 und 7-2 die positive Versorgungsspannung Uv oder die negative Versorgungsspannung –Uv anliegt und der Fahrzeugsitz 1 somit mit der Komfortgeschwindigkeit +v1 in Vorwärtsrichtung oder –v1 in Rückwärtsrichtung verstellt wird.
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Der zweite Schaltungsteil 12 dient entsprechend der Ansteuerung der beiden zweiten Motorstromanschlüsse 7-3 und 7-4. Hierzu weist er den Easy-Entry-Schalter 5 als Wechselschalter mit drei Stellungen auf, der – entsprechend dem Wechselschalter 14 – wiederum zwei Schalter S1 und S2 ausweist, die wechselseitig an die Plus-Klemme und Minus-Klemme geschaltet oder in die dritte, neutrale Position gestellt werden. Weiterhin weist der zweite Schaltungsteil 12 zwei Relais 16 und 18 sowie zwei Endlagenschalter K1 und K2 auf, die gemäß 1 bei Annäherung es Fahrzeugsitzes 1 an eine vordere Endlage bzw. hintere Endlage geschlossen werden. Die Endlagenschalter K1 und K2 können am Fahrzeugsitz 1 oder auch an der Oberschiene 2 angeordnet sein und durch einen chassisseitigen bzw. an einer Unterschiene 6 angebrachten Anschlag, z. B. eine Rampe, betätigt werden. Die Spule R1 des Relais 16 ist mit dem Endlagenschalter K1 in Reihe zwischen die Versorgungsklemmen +Uv und 0V geschaltet; wenn K1 bei Annährung des Fahrzeugsitzes 1 an die vordere Endposition geschlossen wird, wird somit R1 bestromt und öffnet den Relais-Schalter C1 im Laststromkreis zwischen S1 und dem Motorstromanschluss 7-4. Entsprechend ist das Relais R2 mit dem hinteren Endlagenschalter K2 in Reihe zwischen die Versorgungsspannungsklemmen +Uv und Masse geschaltet und öffnet bei Bestromung den Schalter C2 im Laststromkreis zwischen S2 und dem Motorstromanschluss 7-3. Parallel zu den Schaltern C1 und C2 ist jeweils eine Diode D1 bzw. D2 geschaltet, die den jeweiligen Schalter C1 bzw. C2 bei entsprechender Polung überbrückt, um eine Rückverstellung zu ermöglichen, wie weiter unten beschrieben wird.
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Bei nicht betätigten Endlagenschaltern K1 und K2 sind die Relais-Schalter C1 und C2 geschlossen, so dass über den Easy-Entry-Schalter 5 eine wechselseitige Verstellung des Fahrzeugsitzes über die Motorstromanschlüsse 7-3 und 7-4 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung mit der zweiten, höheren Geschwindigkeit V2 möglich ist. Wenn das Sitzteil 3 mit seinen Oberschienen 2 sich der vorderen Endlage nähert, wird der vordere Endlagenschalter K1 geschlossen und somit das Relais R1 bestromt, wodurch sein Relais-Schalter C1 geöffnet wird und den Laststromkreis unterbricht, so dass die Verstellbewegung des Fahrzeugsitzes 1 gestoppt wird. Aufgrund des geöffneten Schalters C1 ist zunächst keine Verstellung des Fahrzeugsitzes 1 über den zweiten Schaltungsteil möglich, wobei die Diode D1 in Sperr-Richtung geschaltet ist; sobald der Easy-Entry-Wechselschalter 5 jedoch von der gezeigten Vorwärts-Schaltstellung in die Rückwärts-Schaltstellung umgelegt wird, in der der Schalter 82 mit der Plus-Klemme und der Schalter S1 mit der Minus-Klemme verbunden ist, liegt an der den geöffneten Relais-Schalter C1 überbrückenden Diode D1 die Versorgungsspannung Uv in Durchlass-Richtung an, so dass die Diode D1 ausgesteuert wird und eine Rückwärts-Verstellung des Fahrzeugsitzes 1 mit der zweiten, höheren Geschwindigkeit V2 aus der vorderen Endlage nach hinten ermöglicht, bis der Endlagenschalter K1 wieder geöffnet wird und das Relais 18 somit seinen Relais-Schalter C1 wieder frei gibt, so dass C1 schließt und die Diode D1 wieder kurzgeschlossen und somit nicht mehr relevant ist. Die zweite Diode D2 ist in diesem vorderen Endlagenbereich nicht relevant, da der Relais-Schalter C2 jeweils geschlossen ist.
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Bei einer weiteren Rückverstellung des Fahrzeugsitzes 1 in die hintere Endlage wird entsprechend der hintere Endlagenschalter K2 geschlossen, so dass das bestromte Relais R2 seinen Relais-Schalter C2 im Laststromkreis öffnet und die Verstellung des hinteren Fahrzeugsitzes 1 somit gebremst wird. Auch hier ist wieder eine Rückverstellung möglich, indem der Easy-Entry-Wechselschalter 5 in die in 1 gezeigte Vorwärts-Schaltstellung verstellt wird, so dass an der Diode D2 die Versorgungsspannung Uv in Durchlass-Richtung anliegt, so dass der Laststromkreis wieder geschlossen ist und der Fahrzeugsitz 1 in Vorwärtsrichtung aus der hinteren Endlage nach vorne verstellt werden kann.
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Somit ist sowohl in der Komfort-Verstellung über den ersten Schaltungsteil 11 als auch in der schnellen Verstellung über den zweiten Schaltungsteil 12 eine Verstellung möglich, wobei in der schnellen Verstellung gegebenenfalls nicht ganz der volle Verstellweg erreicht wird. Über die Endlagenschalter K1, K2 wird somit ein Schutz gegen eine mechanische Zerstörung bei Einlauf des Fahrzeugsitzes 1 mit höherer Geschwindigkeit und somit erhöhter kinetischer Energie erreicht.
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Die Relais-Schalter C1 und C2 können grundsätzlich an einer beliebigen Stelle im Laststromkreis, z. B. auch nebeneinander, angeordnet sein; relevant ist lediglich, dass sie jeweils den Laststromkreis unterbrechen können und über ihre jeweilige Diode D1 bzw. D2 überbrückt werden können.
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Bei einem Doppel-Kommutatormotor 7 können die Kommutatorwicklungen grundsätzlich auch zum Teil gemeinsam benutzt werden, d. h. die zweite Wicklung für die Schnellverstellung kann die erste Wicklung der Langsamverstellung umfassen. Bei einer derartigen Ausbildung können z. B. die Motorstromanschlüsse 7-2 und 7-4 zusammenfallen, wobei über die Motorstromanschlüsse 7-1, 7-3 eine unterschiedliche Kommutatorlänge abgegriffen wird.
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Vorteilhafterweise sind die Motorstromanschlüsse jedoch getrennt, z. B. an entgegen gesetzten Stirnseiten der Motoreinrichtung 7.
