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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstellung einer Sitzkomponente eines Kraftfahrzeugsitzes mit den Verfahrensschritten Detektion einer manuellen Verstellung einer Sitzkomponente, die durch einen Motor verstellbar ist und Erzeugen einer Kraft durch die Aktivierung des Motors zur Verstellung der Sitzkomponente.
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Stand der Technik
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Moderne Kraftfahrzeugsitze verfügen über Verstellvorrichtungen, die motorisch betrieben werden. Zu nennen sind insbesondere die Verstellung der Lehnenneigung und die Verstellung des Kraftfahrzeugsitzes in Längsrichtung. Nach einer Verstellbewegung wird der Kraftfahrzeugsitz in der neuen Position arretiert. Die Arretierung erfolgt üblicherweise mittels zusätzlicher Einrastmechanismen.
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Ein derartig verstellbarer Kraftfahrzeugsitz wird z.B. in der Schrift
US 2016 028 0096 A1 vorgestellt. Die motorische Verstellung der Lehnenneigung und der Längsverstellung wird über Gesten und/oder Ausübung eines Drucks durch einen Nutzer auf die Lehne des Kraftfahrzeugsitzes initiiert. Der Kraftfahrzeugsitz wird dann in eine voreingestellte Easy-Entry-Position verstellt und rastet in dieser Position ein. Nach einem voreingestellten Zeitintervall wird der Kraftfahrzeugsitz wieder in eine Normalposition motorisch verstellt.
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Die Schrift
DE 103 448 866 A1 zeigt einen Kraftfahrzeugsitz, der manuell verstellbar ist. Die Arretierung erfolgt mittels Einrastmechanismen, die motorisch entriegelt und wieder arretiert werden.
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Diese Kraftfahrzeugsitze weisen Nachteile auf. Die Kraftfahrzeugsitze benötigen sowohl einen Motor zur Verstellung als auch einen Einrastmechanismus und damit zusätzliche Bauteile, die Einbauraum benötigen und kostenintensiv herzustellen und in einen Kraftfahrzeugsitz ebenfalls kostenintensiv einzubauen sind.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftfahrzeugsitz und ein Verfahren zur Verstellung eines Kraftfahrzeugsitzes bereitzustellen, der einen Verstellmechanismus für eine Sitzkomponente aufweist, der einfacher und kostengünstiger herstellbar und in einen Kraftfahrzeugsitz einfacher und kostengünstiger zu implementieren ist.
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Die Aufgabe wird mittels des Kraftfahrzeugsitzes gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Die Aufgabe wird mittels des Verfahrens zur Verstellung einer Sitzkomponente eines Kraftfahrzeugsitzes gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 dargelegt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verstellung einer Sitzkomponente eines Kraftfahrzeugsitzes weist zwei Verfahrensschritte auf:
- Im ersten Verfahrensschritt wird eine manuelle Verstellung einer durch einen Motor verstellbaren Sitzkomponente detektiert. Die manuelle Verstellung der Sitzkomponente bewirkt eine Verstellung der Sitzkomponente aus einem Ruhezustand (Sollzustand).
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Im zweiten Verfahrensschritt wird der Motor aktiviert, der eine Kraft erzeugt. Insbesondere erzeugt der Motor eine Kraft, die der manuellen Verstellung der Sitzkomponente entgegenwirkt. Die Abweichung vom Sollzustand der Sitzkomponente wird durch den Motor ausgeglichen, indem der Motor eine Kraft auf die Sitzkomponente derart ausübt, dass der Sollzustand der Sitzkomponente beibehalten wird und/oder einen vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet.
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Erfindungsgemäß ist der Motor für die motorische Verstellung der Sitzkomponente vorteilhafterweise gleichzeitig der Motor, der angetrieben wird, um die Sitzkomponente in der Sollposition zu halten. Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt daher keine zusätzlichen Bauteile wie z.B. Bremsen oder Rastmechanismen, deren Einbau mit höheren Kosten und erhöhtem Platzbedarf einhergeht.
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In einer weiteren Gestaltung der Erfindung erfolgt die Detektion durch einen Sensor, der ein Sensorsignal generiert. Der Sensor kann als beliebiges Schaltelement, wie z. B. als Hall-Sensor, induktiver Sensor, optischer Sensor, Transistor und/oder Feldeffekttransistor, ausgeführt sein. Das Sensorsignal ist üblicherweise ein Spannungssignal, das proportional zur manuellen Verstellung ist.
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In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird nach der Detektion einer manuellen Verstellung der Sitzkomponente ein Steuerungsalgorithmus ausgeführt. Der Steuerungsalgorithmus evaluiert das Spannungssignal des Sensors auf Richtung und insbesondere Stärke der auf die Sitzkomponente ausgeübte manuelle Kraft.
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In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird nach der Detektion einer manuellen Verstellung der Sitzkomponente ein Spannungssignal erzeugt, das eine Drehbewegung des Motors generiert. Das Spannungssignal ist üblicherweise derart ausgebildet, dass die detektierte Geschwindigkeit der Verstellbewegung als Differentiation des Wegsignals der manuellen Bewegung entgegenwirkt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Spannungssignal proportional zur Geschwindigkeit der manuellen Verstellung. Das Spannungssignal verwendet üblicherweise eine pulsweitenmodulierte Spannung der manuellen Bewegung der Sitzkomponente wird daher durch den Motor nur die Antriebskraft entgegengewirkt, um die Sollposition der Sitzkomponente zu halten. Dadurch wird der Energiebedarf des Motors vermindert.
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In einer besonders vorteilhaften Gestaltung der Erfindung wirkt die durch den Motor erzeugte Kraft der Verstellbewegung entgegen. Die Abweichung vom Sollzustand der Sitzkomponente wird durch den Motor ausgeglichen, indem der Motor eine Kraft auf die Sitzkomponente derart ausübt, dass der Sollzustand der Sitzkomponente beibehalten wird und/oder einen vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet. Erfindungsgemäß ist der Motor für die motorische Verstellung der Sitzkomponente vorteilhafterweise gleichzeitig der Motor, der angetrieben wird, um die Sitzkomponente in der Sollposition zu halten. Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt daher keine zusätzlichen Bauteile wie z.B. Bremsen oder Rastmechanismen, deren Einbau mit höheren Kosten und erhöhtem Platzbedarf einhergeht.
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In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Detektion der manuellen Verstellung durch die Memorisierungssensorik und/oder durch einen Sensor zur Detektion der Betätigung eines Bedienelements und/oder einer Entriegelung und/oder durch einen Sensor zur Detektion eines Verstellweges. Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt daher nicht zwangsläufig einen in der zu verstellenden Sitzkomponente angeordneten separaten Sensor, sondern kann auf im Kraftfahrzeug verbaute und angeordnete Sensoren oder Sensorsysteme zurückgreifen. Lediglich der Steueralgorithmus zur Ansteuerung der auf die zu verstellende Sitzkomponente wirkende Gegenkraft muss im Computersystem des Kraftfahrzeugs und/oder des Kraftfahrzeugsitzes vorhanden sein.
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Die Aufgabe wird ebenfalls mittels des Kraftfahrzeugsitzes gemäß Anspruch 8 gelöst. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsitzes sind in den Unteransprüchen 9 bis 12 beschrieben.
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Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsitz weist eine motorisierte Verstellvorrichtung für eine Sitzkomponente auf. Die Verstellvorrichtung weist dabei eine Selbsthemmung auf. Erfindungsgemäß ist die Selbsthemmung in eine erste Bewegungsrichtung der Verstellvorrichtung ungleich der Selbsthemmung in einer zweiten Bewegungsrichtung der Verstellvorrichtung. Eine Selbsthemmung der motorisierten Verstellvorrichtung der Sitzkomponente ist im Rahmen dieser Schrift derart definiert, dass sich die Abtriebswelle des Motors nicht dreht. Die Verstellvorrichtung ist lediglich dann antreibbar, wenn sie über die Antriebswelle des Motors angetrieben wird. Die Selbsthemmung ist im Rahmen dieser Schrift derart ausgelegt, dass sich die Sitzkomponente auch durch erhöhte Kraftbeaufschlagung in die Betätigungsrichtung nicht verstellen lässt. Es ist aber auch der Fall denkbar, dass die Selbsthemmung so ausgelegt ist, dass eine erhöhte Kraftbeaufschlagung in die Betätigungsrichtung eine Verstellung des Verschlusselements ermöglicht.
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In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weist die Verstellvorrichtung einen nicht selbsthemmenden Getriebemotor auf. Eine Selbsthemmung eines Motors erfolgt üblicherweise durch eine genügend große Übersetzung des Getriebes. Erfindungsgemäß ist die Verstellvorrichtung nicht selbsthemmend ausgelegt. Im Falle einer Fehlfunktion der elektrischen Versorgung der Verstellvorrichtung, z.B. bei Spannungsabfall durch entladene Batterie, kann ein Nutzer die Sitzkomponente jederzeit manuell verstellen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Verstellvorrichtung einen reversiblen Getriebemotor auf. Die Drehrichtung des Elektromotors ist daher umkehrbar, um durch Erzeugen einer Kraft die Verstellung der Sitzkomponente in zwei oder mehr Richtungen zu ermöglichen.
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In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist die Verstellvorrichtung eine Selbsthemmung in eine erste Bewegungsrichtung der Verstellvorrichtung auf, die ungleich der Selbsthemmung in einer zweiten Bewegungsrichtung der Verstellvorrichtung ist. Die Selbsthemmung ist derart ausgelegt, dass sich die Sitzkomponente auch durch erhöhte Kraftbeaufschlagung in die erste Richtung nicht verstellen lässt. Die Selbsthemmung in die erste Richtung wird lediglich erzielt, indem der Motor eine Kraft auf die Sitzkomponente derart ausübt, dass der Sollzustand der Sitzkomponente beibehalten wird.
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In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist die Verstellvorrichtung eine Selbsthemmung entgegen der Bewegungsrichtung der manuellen Verstellung auf. Die Selbsthemmung ist derart ausgelegt, dass sich die Sitzkomponente auch durch erhöhte manuelle Kraftbeaufschlagung in die erste Richtung nicht verstellen lässt. Die Selbsthemmung entgegen der manuellen Kraftbeaufschlagung wird dadurch erzielt, dass der Motor eine Kraft auf die Sitzkomponente derart ausübt, dass der Sollzustand der Sitzkomponente beibehalten wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: Eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsitzes in Normalposition.
- 2: Eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsitzes in Easy-Entry-Position, manuelle Kraftausübung zur Verstellung der Rückenlehne.
- 3: Eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsitzes, Verstellmotor wirkt entgegen der manuellen Verstellbewegung.
- 4: Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verstellung einer Sitzkomponente eines Kraftfahrzeugsitzes, Verstellmotor wirkt entgegen der manuellen Verstellbewegung.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsitzes 1. In diesem und den folgenden Ausführungsbeispielen ist die Rückenlehne 3 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 verstellbar. Der Kraftfahrzeugsitz 1 ist derart positioniert und in der Position verriegelt, dass ein Nutzer den Kraftfahrzeugsitz 1 besetzen kann. Der Kraftfahrzeugsitz 1 weist ein Sitzkissen 2 sowie eine Rückenlehne 3 auf, die in einer Lagerstelle am Sitzrahmen schwenkbar gelagert ist. Die Rückenlehne 3 ist motorisch durch einen Verstellmotor 8 schwenkbar. Der Kraftfahrzeugsitz 1 weist ebenfalls eine Sitzhöhenverstellung 7 sowie eine Sitzlängsverstellung auf. Die Sitzlängsverstellung weist eine Oberschiene 4 und eine Unterschiene 5 auf. Der Kraftfahrzeugsitz 1 ist fest mit der Oberschiene 4 verbunden, die ihrerseits in der Unterschiene 5 in Längsrichtung verstellbar geführt ist.
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Den erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsitz 1 in einer Easy-Entry-Position, z.B. für den Einstieg einer Person in eine hintere Sitzreihe eines Kraftfahrzeugs, zeigt 2. Die Rückenlehne 3 ist in ihrer Neigung nicht arretiert, ein Nutzer kann die Rückenlehne 3 manuell und motorisch verstellen. Der Kraftfahrzeugsitz 1 weist ein Sitzkissen 2 sowie eine Rückenlehne 3 auf. Der Kraftfahrzeugsitz 1 weist außerdem eine Sitzhöhenverstellung 7 sowie eine Sitzlängsverstellung auf. Die Sitzlängsverstellung weist eine Oberschiene 4 und eine Unterschiene 5 auf. Der Kraftfahrzeugsitz 1 ist fest mit der Oberschiene 4 verbunden, die ihrerseits in der Unterschiene 5 in Längsrichtung verstellbar geführt ist.
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Die Rückenlehne 3 ist motorisch in der Neigung verstellbar. Zur Verstellung der Lehne 3 betätigt ein Nutzer üblicherweise eine Einstellvorrichtung, die die Verstellbewegung der Lehne 3 initiiert. Der Nutzer führt also eine bewusste Eingabe aus, um die Rückenlehne 3 zu verstellen.
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3 zeigt einen erfahrungsgemäßen Kraftfahrzeugsitz 1 in einer Easy-Entry-Position. Die Rückenlehne 3 ist in ihrer Neigung arretiert. Der Kraftfahrzeugsitz 1 weist ein Sitzkissen 2 sowie eine Rückenlehne 3 auf. Der Kraftfahrzeugsitz 1 weist außerdem eine Sitzhöhenverstellung 7 sowie eine Sitzlängsverstellung auf. Die Sitzlängsverstellung weist eine Oberschiene 4 und eine Unterschiene 5 auf. Der Kraftfahrzeugsitz 1 ist fest mit der Oberschiene 4 verbunden, die ihrerseits in der Unterschiene 5 in Längsrichtung verstellbar geführt ist.
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Die Verstellvorrichtung weist einen Sensor 9 und einen Elektromotor 8 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein separater Sensor 9 in der Rückenlehne 3 angeordnet, der den Verstellweg der Rückenlehne 3 erfasst. Der Sensor 9 selbst ist vorteilhafterweise ein handelsüblicher Hall-Sensor 9, der preiswert sowie unempfindlich gegen Schmutz und Wasser ist.
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Der Sensor 9 kann aber auch Teil des Sensorsystems einer Memory-Einrichtung des Kraftfahrzeugsitzes 1 sein, mit dem der Kraftfahrzeugsitz 1 in eine für jeden Nutzer individuell gespeicherte einstellbare Position motorisch verstellt werden kann. Möglich ist auch ein Sensor 9, der die Betätigung eines Bedienelements erfasst, in diesem Ausführungsbeispiel also die Betätigung der motorischen Verstellung der Rückenlehne 3. Denkbar ist auch ein Sensor 9, der die Betätigung einer Entriegelung der Rückenlehne 3 detektiert.
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Der Verstellmotor 8 ist ein nicht selbsthemmender Elektromotor, der über ein Untersetzungsgetriebe die Rückenlehne 3 in der Neigung verstellen kann. Der Elektromotor 8 ist reversibel ausgeführt, d.h. die Drehrichtung des Elektromotors 8 ist umkehrbar, um durch Erzeugen einer Kraft die Verstellung der Rückenlehne 3 in zwei Richtungen (nach vorne, nach hinten) anzutreiben.
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Das Verfahren 100 zur Verstellung der Rückenlehne 3 detektiert die manuelle Verstellung der Rückenlehne 3 durch einen Nutzer. Der Sensor 8 detektiert 200 diese manuelle Verstellung der Rückenlehne 3 und generiert im nächsten Verfahrensschritt 300 ein zur manuellen Verstellung proportionales Sensorsignal. Ein Steueralgorithmus ermittelt 400 die Richtung und die Stärke der auf die Rückenlehne 3 ausgeübte manuelle Kraft F. Das darauf generierte Spannungssignal 500 veranlasst den Verstellmotor 8 zu einer Drehbewegung 600. Diese Drehbewegung wirkt der durch den Nutzer aufgewendeten manuellen Verstellung der Rückenlehne 3 entgegen 700. Die Antriebskraft des Verstellmotors 8 ist durch den Steueralgorithmus 400 so berechnet, dass die Sollposition (Easy-Entry-Position) der Rückenlehne 3 gehalten wird. Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsitz 1 benötigt also keine zusätzlichen Verriegelungselemente, um den Kraftfahrzeugsitz 1 in der Easy-Entry-Position zu halten. Die Rückenlehne des Kraftfahrzeugsitzes 1 wird durch die vom Verstellmotor 8 ausgeübte Kraft in Position gehalten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren 100 zur Verstellung einer Sitzkomponente eines Kraftfahrzeugsitzes 1 zeigt 4. In diesem Ausführungsbeispiel wird ebenfalls die Rückenlehne 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1 durch das erfindungsgemäße Verfahren 100 verstellt. Das Verfahren 100 detektiert die manuelle Verstellung der Rückenlehne 3 durch einen Nutzer. Eine derartige Verstellung der Rückenlehne 3 kann z.B. dann erfolgen, wenn ein Nutzer aus einer hinter dem Kraftfahrzeugsitz 1 angeordneten Sitzreihe aus dem Kraftfahrzeug aussteigen will und sich unbewusst an der Rückenlehne 3 festhält bzw. abstützt. Eine Verstellbewegung der Rückenlehne 3 ist in diesem Fall nicht erwünscht und kann unter Umständen sogar zur Verletzungsgefahr für den Nutzer führen. Der Sensor 8 detektiert 200 diese manuelle Verstellung der Rückenlehne 3 und generiert im nächsten Verfahrensschritt 300 ein zur manuellen Verstellung proportionales Sensorsignal. Ein Steueralgorithmus ermittelt 400 die Richtung und die Stärke der auf die Rückenlehne 3 ausgeübte manuelle Kraft F.
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Das darauf generierte Spannungssignal 500 verwendet eine pulsweitenmodulierte Spannung und veranlasst den Verstellmotor 8 zu einer Drehbewegung 600. Diese Drehbewegung wirkt der durch den Nutzer aufgewendeten manuellen Verstellung der Rückenlehne 3 entgegen 700. Die Antriebskraft des Verstellmotors 8 ist durch den Steueralgorithmus 400 so berechnet, dass die Sollposition (Easy-Entry-Position) der Rückenlehne 3 gehalten wird. Die manuelle Verstellbewegung des Nutzers wird derart konterkariert, dass eine Verstellung der Rückenlehne 3 um nur einige wenige Winkelgrade erfolgt. Bevorzugt ist eine manuelle Verstellung um weniger als 1°.
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Der Verstellmotor 8 weist aufgrund dieser Ausführung der Erfindung eine Selbsthemmung in einer Richtung auf. Die Rückenlehne 3 lässt sich auch durch erhöhte Kraftbeaufschlagung in die Betätigungsrichtung nicht verstellen. Es ist aber auch der Fall denkbar, dass die Selbsthemmung so ausgelegt ist, dass eine erhöhte Kraftbeaufschlagung in die Betätigungsrichtung eine Verstellung der Rückenlehne 3 ermöglicht.
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Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsitz 1 benötigt daher keine zusätzlichen Bauteile wie z.B. Bremsen oder Rastmechanismen, deren Einbau mit höheren Kosten und erhöhtem Platzbedarf einhergeht. Im Falle einer Fehlfunktion der elektrischen Versorgung des Kraftfahrzeugsitzes 1, z.B. bei Spannungsabfall durch entladene Batterie, kann ein Nutzer die Rückenlehne 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1 aufgrund dieser Ausführung der Erfindung jederzeit manuell verstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeugsitz
- 2
- Sitzkissen
- 3
- Rückenlehne
- 4
- Oberschiene
- 5
- Unterschiene
- 6
- Drehpunkt/Lagerstelle
- 7
- Sitzhöhenverstellung
- 8
- Verstellmotor
- 9
- Sensor
- 10
- Sitzrahmen
- 11
- Verstellvorrichtung
- 100
- Verfahren
- 200
- Detektion Kraft
- 300
- Generierung eines Sensorsignals
- 400
- Ansteuerung Steueralgorithmus
- 500
- Generierung eines Spannungssignals
- 600
- Erzeugung Drehbewegung
- 700
- Erzeugung Gegenkraft
- F
- Kraft durch einen Nutzer ausgeübt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20160280096 A1 [0003]
- DE 103448866 A1 [0004]
