DE102020204496A1 - Vehicle seat element - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Fahrzeugsitzelement mit einer dielektrischen Elastomerfolie (20, 22, 24) angegeben. Die dielektrische Elastomerfolie (20, 22, 24) kann beispielsweise in einer Sitzlehne (14), einem Sitzboden (12) und/oder in einer Kopfstütze (24) integriert sein. Die dielektrische Elastomerfolie (20, 22, 24) kann sowohl für eine Sensorfunktion als auch für eine Aktorfunktion benutzt werden.A vehicle seat element with a dielectric elastomer film (20, 22, 24) is specified. The dielectric elastomer film (20, 22, 24) can be integrated, for example, in a seat back (14), a seat base (12) and / or in a headrest (24). The dielectric elastomer film (20, 22, 24) can be used both for a sensor function and for an actuator function.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsitzelement, das mit einer Sensor- und/oder Aktorfunktion ausgestattet ist.The invention relates to a vehicle seat element which is equipped with a sensor and / or actuator function.
Bei Fahrzeugsitzen stehen seit langem ein höherer Komfort und eine verbesserte Ergonomie im Vordergrund, zum Beispiel eine Lendenwirbelabstützung oder eine Massagefunktion. Um etwa eine Massagefunktion zu bewirken, werden pneumatische Ventile oder elektromotorische Verstellungen benötigt. Der Nachteil der bestehenden Systeme besteht in einer nicht unerheblichen Geräuschentwicklung sowie einer fehlenden Sensorfunktion. Um etwa die Sitzdruckverteilung und die tatsächliche Körperabstützung zu erfassen, werden weitere Sensoren benötigt.In vehicle seats, the focus has long been on greater comfort and improved ergonomics, for example lumbar support or a massage function. To achieve a massage function, for example, pneumatic valves or electromotive adjustments are required. The disadvantage of the existing systems is a not inconsiderable amount of noise and a lack of sensor function. Additional sensors are required in order to record the seat pressure distribution and the actual body support, for example.
Bei Kopfstützen gibt es eine aktive Sicherheitsfunktion. Eine aktive Kopfstütze wird durch die Trägheitskräfte des Insassen ausgelöst, wenn von hinten ein Fahrzeug aufprallt. Dabei wird über ein in die Kopfstütze integriertes Hebelsystem ein vorderer Teil der Kopfstütze nach vorne ausgefahren und verringert so den Abstand zum Hinterkopf. So wird eine S-förmige Überstreckung der Wirbelsäule („Peitschenschlag-Effekt“) verhindert. Dabei besteht die Möglichkeit, die Kopfstütze durch eine geeignete Sensorik vor der Kollision (Pre-Crash) auszulösen. Hierbei fehlt es allerdings an einer Rückmeldung über die Kopfposition, ob also der Kopf an der Kopfstütze anliegt oder nicht. Auch gibt es keine aktive, situationsabhängige Anpassung der Kopfstützenform.There is an active safety function for headrests. An active headrest is triggered by the inertial forces of the occupant when a vehicle impacts from behind. A lever system integrated into the headrest is used to extend a front part of the headrest forwards, thus reducing the distance to the back of the head. This prevents the spine from being overstretched in an S-shape (“whiplash effect”). It is possible to trigger the headrest by a suitable sensor system before the collision (pre-crash). Here, however, there is no feedback about the head position, i.e. whether the head is resting on the headrest or not. There is also no active, situation-dependent adaptation of the headrest shape.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Fahrzeugsitzelement zu schaffen mit einer vereinfachten Sensorfunktion und/oder Aktorfunktion.Against this background, the invention is based on the object of creating an improved vehicle seat element with a simplified sensor function and / or actuator function.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeugsitzelement mit einer dielektrischen Elastomerfolie gelöst.This object is achieved by a vehicle seat element with a dielectric elastomer film.
Die dielektrischen Elastomerfolie kann eine Sensorfunktion ausführen, wenn die Veränderung der Kapazität der Elastomerfolie bei Anlegen eines äußeren Druckes ausgewertet wird. Ferner kann die elektrische Elastomerfolie bei Anlegen einer elektrischen Spannung eine Aktorfunktion ausführen.The dielectric elastomer film can perform a sensor function if the change in the capacitance of the elastomer film is evaluated when an external pressure is applied. Furthermore, the electrical elastomer film can perform an actuator function when an electrical voltage is applied.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Elastomerfolie in einer Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes integriert.According to a further embodiment of the invention, the elastomer film is integrated in a headrest of a vehicle seat.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Elastomerfolie in einer Sitzlehne und/oder einem Sitzboden eines Fahrzeugsitzes integriert.According to a further embodiment of the invention, the elastomer film is integrated in a seat back and / or a seat bottom of a vehicle seat.
Die dielektrische Elastomerfolie kann also sowohl in einer Kopfstütze als auch in einer Sitzlehne und/oder in einem Sitzboden eines Fahrzeugsitzes verwendet werden, um eine Sensorfunktion und/oder eine Aktorfunktion auszuführen.The dielectric elastomer film can therefore be used both in a headrest and in a seat back and / or in a seat bottom of a vehicle seat in order to perform a sensor function and / or an actuator function.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Elastomerfolie mit einer elektronischen Schaltung gekoppelt ist, die zur Erfassung und Auswertung der Kapazität der Elastomerfolie zur Bereitstellung einer Sensorfunktion ausgebildet ist, insbesondere um einen auf die Elastomerfolie ausgeübten mechanischen Druck zu erfassen.According to a further embodiment of the invention, the elastomer foil is coupled to an electronic circuit which is designed to detect and evaluate the capacitance of the elastomer foil to provide a sensor function, in particular to detect a mechanical pressure exerted on the elastomer foil.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Elastomerfolie mit einer elektronischen Schaltung gekoppelt, die zur Anlegung einer Spannung an die Elastomerfolie ausgebildet ist, um eine Aktorbewegung der Elastomerfolie für eine gezielte Bewegung der Elastomerfolie zu erlauben, insbesondere eine Verstellung des Fahrzeugsitzelementes.According to a further embodiment of the invention, the elastomer film is coupled to an electronic circuit that is designed to apply a voltage to the elastomer film in order to allow actuator movement of the elastomer film for a targeted movement of the elastomer film, in particular an adjustment of the vehicle seat element.
Die Elastomerfolie kann also sowohl zur Bereitstellung einer Sensorfunktion genutzt werden, was durch Erfassung und Auswertung der Kapazität der Elastomerfolie erfolgt, als auch für eine Aktorfunktion genutzt werden, was durch Anlegen einer Spannung an die Elastomerfolie erfolgt.The elastomer film can therefore be used both to provide a sensor function, which is done by detecting and evaluating the capacitance of the elastomer film, and can also be used for an actuator function, which is done by applying a voltage to the elastomer film.
Es kann zweckmäßig sein, für die Sensorfunktion und für die Aktorfunktion jeweils voneinander getrennte Elastomerfolien zu verwenden. Allerdings kann eine Entkopplung zwischen Sensorfunktion und Aktorfunktion auch über geeignete Schaltungsmaßnahmen gewährleistet werden.It can be useful to use separate elastomer films for the sensor function and for the actuator function. However, decoupling between the sensor function and the actuator function can also be ensured by means of suitable circuit measures.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Elastomerfolie eine Mehrzahl von Einzelementen auf, die vorzugsweise einzeln mit der elektronischen Schaltung gekoppelt sind, um eine ortsaufgelöste Sensorfunktion und/oder Aktorfunktion zu erlauben.According to a further embodiment of the invention, the elastomer film has a plurality of individual elements which are preferably individually coupled to the electronic circuit in order to allow a spatially resolved sensor function and / or actuator function.
Indem eine Mehrzahl von Einzelelementen in der Elastomerfolie verwendet wird, kann eine ortsaufgelöste Sensorfunktion und/oder Aktorfunktion gewährleistet werden. Je höher die Anzahl der Einzelelemente, umso präziser ist die Ortsauflösung.By using a plurality of individual elements in the elastomer film, a spatially resolved sensor function and / or actuator function can be ensured. The higher the number of individual elements, the more precise the spatial resolution.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die elektronische Schaltung für eine Bewegung der Elastomerfolie ausgebildet, um eine Massagefunktion auszuführen, insbesondere eine Vibration.According to a further embodiment of the invention, the electronic circuit is designed to move the elastomer film in order to perform a massage function, in particular a vibration.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die elektronische Schaltung für eine Bewegung der Elastomerfolie ausgebildet, um eine aktive Schwingungsdämpfung auszuführen.According to a further embodiment of the invention, the electronic circuit is designed to move the elastomer film in order to carry out active vibration damping.
Auf diese Weise können die vom Fahrwerk auf den Körper übertragenen Schwingungen minimiert werden.In this way, the vibrations transmitted from the chassis to the body can be minimized.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die elektronische Schaltung zur Anlegung einer Spannung an die Elastomerfolie ausgebildet, insbesondere um eine Anpassung der Körperabstützung am Sitzboden, an der Sitzlehne und/oder an der Kopfstütze zu erlauben.According to a further embodiment of the invention, the electronic circuit is designed to apply a voltage to the elastomer film, in particular to allow adaptation of the body support on the seat bottom, on the seat back and / or on the headrest.
Auf diese Weise kann eine optimierte Anpassung des Fahrzeugsitzelementes an den Benutzer erreicht werden. Hierbei kann die Abstützung auch situationsabhängig, etwa in Abhängigkeit von der Fahrzeugquerbeschleunigung, durchgeführt werden, um beispielsweise die seitliche Sitzabstützung bei erhöhter Kurvengeschwindigkeit automatisch zu verbessern.In this way, an optimized adaptation of the vehicle seat element to the user can be achieved. Here, the support can also be carried out as a function of the situation, for example as a function of the lateral acceleration of the vehicle, in order, for example, to automatically improve the lateral seat support at increased cornering speed.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die elektronische Schaltung zur Auswertung einer von der Elastomerfolie erzeugten Spannung ausgebildet, insbesondere um eine Gewichtserkennung zu erlauben.According to a further embodiment of the invention, the electronic circuit is designed to evaluate a voltage generated by the elastomer film, in particular to allow weight detection.
Auf diese Weise kann über die Gewichtserkennung beispielsweise die Airbagauslösung auf dem Beifahrersitz gesteuert werden.In this way, for example, the airbag deployment on the passenger seat can be controlled via the weight detection.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Fahrzeugsitzelement als Kopfstütze ausgebildet, und die elektronische Schaltung ist für eine Bewegung der Elastomerfolie ausgebildet, um bei einer Crashsituation eine aktive Bewegung einer Oberfläche der Kopfstütze zu erlauben.According to a further embodiment of the invention, the vehicle seat element is designed as a headrest, and the electronic circuit is designed for a movement of the elastomer film in order to allow an active movement of a surface of the headrest in the event of a crash.
Auf diese Weise wird eine verbesserte aktive Kopfstütze bereitgestellt, bei der auch die Kopfstellung (Anlage an der Kopfstütze oder keine Anlage an der Kopfstütze) berücksichtigt werden kann.In this way, an improved active headrest is provided in which the head position (contact with the headrest or no contact with the headrest) can also be taken into account.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bedienelement vorgesehen, das mit der elektronischen Schaltung gekoppelt ist.According to a further embodiment of the invention, an operating element is provided which is coupled to the electronic circuit.
Hierbei kann das Bedienelement als ein Teil der Elastomerfolie ausgebildet sein, das mit der elektronischen Schaltung zur Auswertung gekoppelt ist.Here, the operating element can be designed as a part of the elastomer film that is coupled to the electronic circuit for evaluation.
Auf diese Weise wird eine einfache Bedienung des Fahrzeugsitzes mit einfachen Mitteln bereitgestellt.In this way, simple operation of the vehicle seat is provided with simple means.
Schließlich wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Fahrzeugsitz mit einem Fahrzeugsitzelement gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungen bereitgestellt.Finally, according to a further embodiment of the invention, a vehicle seat with a vehicle seat element according to one of the embodiments described above is provided.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zur erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features of the invention mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 einen erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz mit verschiedenen erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzelementen; -
2 eine schematische Darstellung der Sitzlehne gemäß1 in der Aufsicht von vorn, zusammen mit einer zugehörigen elektronischen Schaltung und -
3 eine perspektivische, vergrößerte Darstellung der Kopfstütze gemäß1 .
-
1 a vehicle seat according to the invention with various vehicle seat elements according to the invention; -
2 a schematic representation of the seat back according to1 in the top view from the front, together with an associated electronic circuit and -
3 a perspective, enlarged view of the headrest according to1 .
In
Der Fahrzeugsitz
Der Sitzboden
An der Sitzlehne
Die betreffenden dielektrischen Elastomerfolien
Jede Elastomerfolie kann einerseits für eine Sensorfunktion genutzt werden, indem die Änderung der Kapazität bei Anlegung eines äußeren mechanischen Drucks von der elektronischen Schaltung
Wenn die dielektrische Elastomerfolie
Wird die Sensorfunktion genutzt, so kann dies beispielsweise zur Überwachung der Sitzdruckverteilung und der Körperabstützung genutzt werden. Auch kann eine Gewichtserkennung durchgeführt werden, um beispielsweise die Airbagansteuerung entsprechend anzupassen.If the sensor function is used, this can be used, for example, to monitor the seat pressure distribution and the body support. Weight detection can also be carried out in order, for example, to adapt the airbag activation accordingly.
In
Wird die Aktorfunktion bei einer der dielektrischen Elastomerfolien
Hierbei kann beispielsweise eine Massagefunktion erreicht werden, was etwa durch eine Pulsation der angelegten Spannung erzielt werden kann. Ferner kann die Abstützung des Körpers in gezielter Weise beeinflusst werden, was auch situationsabhängig erfolgen kann, um beispielsweise in einer Kurvenfahrt eine gezielte seitliche Abstützung automatisch zu gewährleisten. Ferner kann diese Ausführung auch zur Erzeugung einer aktiven Dämpfung genutzt werden, etwa um vom Fahrzeug auf den Körper übertragene Schwingungen zu minimieren.A massage function can be achieved here, for example, which can be achieved, for example, by pulsing the applied voltage. Furthermore, the support of the body can be influenced in a targeted manner, which can also take place depending on the situation, for example to automatically ensure targeted lateral support when cornering. Furthermore, this embodiment can also be used to generate active damping, for example to minimize vibrations transmitted from the vehicle to the body.
Bei der Kopfstütze
Ferner kann eine aktive Kopfstütze bereitgestellt werden, indem bei einer Crashsituation automatisch die vordere Oberfläche der Kopfstütze bei einem Unfall von hinten nach vorn bewegt wird, um den Peitschenschlag-Effekt zu verhindern. Hierbei kann die Kopfstütze durch eine geeignete Sensorik auch vor der Kollision (Pre-Crash) ausgelöst werden. Dabei wird außerdem die Sensorfunktion genutzt, um festzustellen, ob der Kopf an der Kopfstütze anliegt oder nicht.Furthermore, an active headrest can be provided by automatically moving the front surface of the headrest from the rear to the front in the event of a crash in order to prevent the whiplash effect. In this case, the headrest can also be triggered by a suitable sensor system before the collision (pre-crash). The sensor function is also used to determine whether the head is resting on the headrest or not.
Außerdem kann eine situationsabhängige Anpassung der Kopfstützenform durchgeführt werden.In addition, a situation-dependent adaptation of the headrest shape can be carried out.
Es kann zweckmäßig sein, bei gleichzeitiger Nutzung der Sensorfunktion und der Aktorfunktion für beide Funktionen jeweils voneinander getrennte Elastomerfolien zu verwenden. Allerdings kann eine Entkopplung zwischen Sensorfunktion und Aktorfunktion auch über geeignete Schaltungsmaßnahmen gewährleistet werden.It can be useful to use separate elastomer foils for both functions when the sensor function and the actuator function are used at the same time. However, decoupling between the sensor function and the actuator function can also be ensured by means of suitable circuit measures.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- FahrzeugsitzVehicle seat
- 1212th
- SitzbodenSeat bottom
- 1414th
- SitzlehneSeat back
- 1616
- Kopfstützeheadrest
- 1818th
- Sockelbase
- 2020th
- Elastomerfolie (Sitzlehne)Elastomer film (seat back)
- 2222nd
- Elastomerfolie (Sitzboden)Elastomer film (seat bottom)
- 2424
- Elastomerfolie (Kopfstütze)Elastomer film (headrest)
- 2626th
- BedienelementControl element
- 2828
- EinzelelementSingle element
- 3030th
- EinzelelementSingle element
- 3232
- elektronische Schaltungelectronic switch
- 3434
- EinzelelementSingle element
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