DE102022205736A1

DE102022205736A1 - Verfahren zum Betreiben von elektrischen Antriebseinheiten von Sitzkomponenten im Kraftfahrzeug mit einem zusätzlichen Energiespeicher, sowie ein System zum Ausführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE102022205736A1
Application number: DE102022205736.8A
Authority: DE
Inventors: Patrick Foussier; Ulrike Nabholz; Klaus Hammer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2023-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Betreiben von elektrischen Antriebseinheiten (32, 34, 42, 44) von Sitzkomponenten in Sitzen (30, 40) im Kraftfahrzeug, wobei in Abhängigkeit einer aktuellen Position mindestens eines Passagiers eine optimale Zielposition des mindestens einen Passagiers für eine Notfall-Situation anfahrbar ist, wobei hierfür zusätzlich zum Bordnetz mindestens ein zusätzlicher Energiespeicher (60) zur Verfügung steht, wobei zuerst das Gewicht und/oder die Abmessungen des mindestens einen Passagiers bestimmt wird, und danach der benötigte Gesamtenergiebedarf für die Verstellung aller Passagiere in ihre optimale Zielpositionen ermittelt und mit einer vorhandenen Energiereserve in dem mindestens einen zusätzlichen Energiespeicher (60) verglichen wird, um eine Energiedifferenz zu ermitteln, und in Abhängigkeit der ermittelten Energiedifferenz eine Strategie für die Verstellung des mindestens einen Sitzes (30, 40) für die Notfall-Situation festgelegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von elektrischen Antriebseinheiten von Sitzkomponenten im Kraftfahrzeug mit einem zusätzlichen Energiespeicher, sowie ein System zum Ausführen des Verfahrens nach den unabhängigen Ansprüchen.
Stand der Technik
Mit der DE 103 09 083 A1 ist eine Vorrichtung zum schnellen Verstellen eines Sitz-Stellantriebs bekannt geworden, die beim Erkennen eines bevorstehenden Crash-Falls die Rückenlehne mittels eines Schnelllaufs in eine crashoptimierte Position bewegt. Des Weiteren wird ein solcher Schnelllauf als Einstieghilfe für die Verstellung einer unbelasteten Rückenlehne verwendet.
Nimmt bei zukünftigen Fahrzeugkonzepten die Flexibilität der Fahrzeugsitze aufgrund des autonomen Fahrens weiter zu, besteht die Gefahr, dass sich die Passagiere bei einem Crash nicht in einer für die Rückhaltesysteme optimierten Position befinden, und dadurch deren Verletzungsgefahr steigt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Sitz-Verstellantriebe sind jedoch nicht dazu geeignet, innerhalb der kurzen Zeitspanne bis zu einem detektierten bevorstehenden Crash die Sitzkomponenten ausreichend schnell über größere Strecken und Winkel zu bewegen. Der Einbau von wesentlich leistungsfähigeren Stellantrieben soll jedoch aus Gewichts- und Kostengründen vermieden werden.
Mit der DE 10 2009 001 880 A1 ist ein Energieversorgungsmodul für ein Insassenschutzsystem bekannt geworden, bei dem ein Aktuator für die Rückhaltesysteme von einem zusätzlichen Energiespeicher, der als Doppelschicht-Kondensator-Modul ausgebildet ist, versorgt wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, zu gewährleisten, dass alle Passagiere in einer Notfallsituation rechtzeitig in eine ideale Sitzposition bewegt werden.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben von Antriebseinheiten von Sitzkomponenten, sowie das System zum Ausführen des Verfahrens mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass durch das Ermitteln des Gewichts und/oder bestimmter Abmessungen der Passagiere der Energiebedarf für die Verstellung des Passagiers in eine optimale Position für eine Notfall-Situation sehr genau errechnet werden kann. Dadurch kann sehr genau bestimmt werden, wieviel Energie, bzw. Leistung für die Notfall-Verstellung aller Passagiere notwendig ist. Wird diese benötigte Energie mit der vorhandenen Energiereserve von dem mindestens einem zusätzlichen Energiespeicher verglichen, können daraus Maßnahmen abgeleitet werden, die sicherstellen, dass alle Passagiere in jedem Fall in der Notfall-Situation rechtzeitig in ihre ideale Position verstellt werden können. Dadurch können die baulichen Kapazitäten des zusätzlichen mindestens einen Energiespeichers minimiert werden, und trotzdem die Sicherheitsanforderungen - beispielsweise für bestimmte Crash-Situationen - erfüllt werden. Als Maßnahmen können unterschiedliche Strategien verfolgt werden, um in Abhängigkeit der Anzahl der Passagiere und/oder der konkreten Notfall-Situationen und/oder der Komfort-Anforderungen hohe Sicherheitsstandards für die Precrash-Situation oder für eine Take-Over-Situation beim autonomen Fahren zu gewährleisten.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den abhängigen Ansprüchen vorgegebenen Ausführungen möglich. Ist beispielsweise zusätzlich zu dem vorhandenen Fahrzeug-Bordnetz nur ein zusätzlicher Energiespeicher für die Sitzverstellung vorhanden, kann dessen Energiereserve sehr genau entsprechend dem ermittelten Energiebedarf der einzelnen Sitze bzw. der einzelnen Antriebseinheiten der jeweiligen Verstell-Eibenen der Sitze im Vorfeld zugeordnet, und in der Notfallsituation zur Verfügung gestellt werden. Durch ein solches Energiemanagement des zusätzlichen Energiespeichers kann dessen Baugröße - und damit die zur Verfügung zu stellende Energiereserve - minimiert werden.
Weist das Sitz-Verstell-System beispielsweise mehrere zusätzliche Energiespeicher auf, die insbesondere jeweils genau einem Sitz zugeordnet sind, kann deren gemeinsame zur Verfügung stehende Energiereserve ermittelt werden, und mit dem errechneten Energiebedarf für die einzelnen Sitze oder Antriebseinheiten verglichen werden. Durch die personenspezifische Berechnung des Energiebedarfs für die Notfall-Verstellung kann somit auch ein Ausgleich zwischen den einzelnen zusätzlichen Energiespeicher geschaffen werden, sodass die gesamte vorhandene Energiereserve entsprechend dem tatsächlich errechneten Bedarf auf die einzelnen Sitze oder Antriebseinheiten aufgeteilt wird. Gemäß dem erfinderischen Verfahren wird im Vorfeld die Energie für die einzelnen Sitze oder Antriebe allokiert, und dann in Bedarfsfall konkret den einzelnen Antriebseinheiten für die entsprechenden Verstellebenen zur Verfügung gestellt.
Sind die Sitze beispielsweise mit unterschiedlich schweren Passagieren besetzt, kann die zur Verfügung stehende Energiereserve, die jeweils für einen definierten Norm-Passagier eingeplant ist, entsprechend aufgeteilt werden. Dabei orientiert sich die Auslegung für den Energiespeicher beispielsweise an einem Norm-Passagier, der das Gewicht von 95% aller typischer Fahrer umfasst. Dabei ist die Wahrscheinlichkeit eher gering, dass zwei Sitze gleichzeitig von zwei so schweren Passagieren besetzt sind, die über dem Gewicht des definierten „schweren Norm-Passagiers“ liegt. Wird jedoch festgestellt, dass bei einem Vergleich des Gesamtenergiebedarfs mit der vorhandenen Energiereserve diese nicht ausreicht, um alle Passagiere rechtzeitig in ihre ideale Position zu verstellen, kann als Strategie festgelegt werden, dass der Komfort-Verstellbereich eines oder mehrerer Sitze limitiert wird, um den Verstell-Weg in der Notfall-Situation zu verkürzen, und damit den notwendigen Energiebedarf zu reduzieren.
Ist beispielsweise der mindestens eine zusätzliche Energiespeicher von seiner Baugröße darauf ausgelegt, dass auf jedem Sitz ein Passagier mit einem Norm-Gewicht im Notfall rechtzeitig in seine ideale Position verstellt werden kann, kann es vorkommen, dass bei mehreren überdurchschnittlich schweren Passagieren die Gesamtenergiereserve nicht ausreicht. Wird dies bei dem Vergleich zwischen dem gesamten Energiebedarf und der vorhandenen Energiereserve erkannt, kann bevorzugt der maximal mögliche Verstell-Weg der Komfort-Verstellung beschränkt werden. Dabei kann beispielsweise der Komfort-Verstellbereich des Fahrersitzes bei seinem maximal möglichen Verstell-Weg belassen werden, und nur den Beifahrersitz und/oder die anderen Sitze in ihren Komfort-Verstellbereich limitiert werden. Eine andere Strategie besteht darin, dass beispielsweise der zuerst besetzte Sitz in seinen Komfort-Verstell Bereichen gar nicht oder weniger eingeschränkt wird, als die zeitlich danach besetzten Sitze. Dabei können gezielt die energieintensivsten Verstellebenen, wie beispielsweise die Rückenlehnen-Verstellung in ihrem Komfort-Bereich eingeschränkt werden, um dadurch den Energiebedarf für den Notfall zu reduzieren.
Wird bei einem Vergleich des benötigten Gesamtenergiebedarfs mit der vorhandenen Energiereserve festgestellt, dass die Energiereserve für die Notfall-Verstellung ausreichend ist, können Optimierungsschritte vorgenommen werden, um die Beanspruchung des mindestens einen zusätzlichen Energiespeichers zu reduzieren. Dazu kann beispielsweise die an den einzelnen Zellen angelegte Spannung reduziert werden, oder einzelne Zellen abwechselnd nicht voll aufgeladen werden. Damit kann die Lebenszeit des zusätzlichen Energiespeichers, beispielsweise eines Super-Caps oder einer Batterie oder eines Akkus, erhöht werden.
Zur genaueren Bestimmung der vorhandenen Energiereserve wird bevorzugt auch die Temperatur und/oder der Alterszustand des Energiespeichers erfasst. Es kann auch die Spannung gemessen werden, die am Energiespeicher anliegt, um dadurch die vorhandene Energiereserve für die konkrete Fahrsituation sehr exakt zu bestimmen. Dadurch ist es möglich, die Komfort-Verstellung nicht unnötig stark zu begrenzen.
Für die Berechnung des Energiebedarfs eines konkreten Passagiers für dessen Notfall-Verstellung kann beispielsweise zuvor die Berechnung für einen normgewichtigen Passagier abgespeichert werden. Dieser Energieverbrauch kann dann entsprechend dem festgestellten Gewicht des tatsächlichen Passagiers für diesen entsprechend skaliert werden. Alternativ können auch sogenannte Lookup-Table hinterlegt werden, die einen weiten Gewichtsbereich der möglichen Passagiere abdeckt. Bei der Berechnung des Energiebedarfs können zusätzlich zum Gewicht des Passagiers auch dessen Körpermaße berücksichtigt werden, um die genaueren Hebel-Verhältnisse, insbesondere für die Rückenlehnen-Verstellung, in die Berechnung einzubeziehen. Solche komplexeren Rechenmodelle können beispielsweise online über die Cloud durchgeführt werden.
Um den Energiebedarf der einzelnen Verstell-Ebenen der jeweiligen Sitze sehr realistisch für die Notfall-Situation zu erfassen, kann zuvor ein Kalibrierlauf für die entsprechenden Verstellebenen vorgenommen und abgespeichert werden, der die spezifischen Wirkungsgrade der konkret verbauten Antriebs- und Getriebeeinheiten berücksichtigt. Als Kalibrierlauf kann beispielsweise auch eine VerstellBewegung der normalen Komfort-Anwendung abgespeichert werden, und den dabei bestimmten Energiebedarf für die Berechnung mit einem spezifischen Passagiergewicht zugrunde zu legen. Mit solchen Referenz-Läufen kann der für den Notfall benötigte Energiebedarf der einzelnen Antriebseinheiten sehr genau festgestellt werden.
Von Vorteil ist des Weiteren, wenn die Neigung des Fahrzeugs und/oder der Fahrbahn erfasst wird, um diese für die Berechnung der Notfall-Verstellung der einzelnen Verstell-Ebenen zu berücksichtigen. Da die Energiereserve rechtzeitig für die bevorstehende Fahrt vorgehalten werden muss, kann bevorzugt die maximal mögliche Steigung aus der geplanten Fahrtroute entnommen werden, wie dies beispielsweise im Navi eingegeben wird.
Besonders vorteilhaft ist es, das individuelle Passagiergewicht und/oder dessen Abmessungen möglichst präzise zu erfassen. Dies kann beispielsweise mittels einer Innenraumkamera oder über Sitzbelegungssensoren oder durch andere optische Systeme realisiert werden. Insbesondere können die Massenverhältnisse des Passagiers auch durch ein Betätigen der Verstellen-Antriebe ermittelt werden, wobei hierzu die Verstell-Kraft für die Massenträgheit der besetzten Sitzkomponenten erfasst wird. Die individuellen Kennwerte des Passagiers können beispielsweise auch zuvor in einen Speicher eingelesen werden, vorzugsweise mittels einer Sitz-Memory-Funktion.
Für die Notfall-Verstellung sind in der Regel die Verstellebenen der Sitzneigung und der Rückenlehne am relevantesten, um die Funktion der Rückhaltesysteme zuverlässig zu gewährleisten. Daher kann eine Notfall-Verstellung - und somit auch ein Vergleich der benötigten Energie im Notfall mit der vorhandenen Energiereserve - auf diese beiden Verstellebenen beschränkt werden. Es können jedoch auch zusätzlich zur Sitzneigungsverstellung und Lehnenverstellung auch die Sitzlängsverstellung und/oder die Sitzhöhenverstellung und/oder die Kopfstützenverstellung und oder eine Beinauflagenverstellung für das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt werden.
Um die gewünschte Zielposition möglichst schnell zu erreichen, werden die elektrische Antriebseinheiten bevorzugt mit einer Spannung betrieben, die größer ist als das übliche 12 Volt-Bordnetz. Bevorzugt wird an die Antriebsmotoren durch den mindestens einen zusätzlichen Energiespeicher eine Spannung von etwa 24 V, 36 V, 48 V oder 60 V angelegt, damit beispielweise alle notwendigen Sitzkomponenten in einem Pre-Crash-Zeitraum von etwa 0,1 bis 0,3 Sekunden verstellt werden können. Dabei wird mittels einer Pre-Crash-Sensorik die noch zur Verfügung stehende Zeit bis zum Crash und auch die auf das Fahrzeug wirkende Beschleunigungskräfte in diesem Zeitraum für das Berechnen des Gesamtenergiebedarfs zugrunde gelegt. Durch das Verwenden der bereits vorhandenen Sensoren im Kraftfahrzeug sind für das Ermitteln des Szenarios bis zu einem möglichen Crash keine weiteren zusätzlichen Sensoren notwendig.
Für die Bestimmung des gesamten maximalen Energiebedarfs können zusätzlich zu den Wechselwirkungen der verschiedenen Verstell-Ebenen auch die externen Beschleunigungen, die auf das Kraftfahrzeug wirken, berücksichtigt werden. Dabei kann insbesondere für einen bevorstehenden frontalen Auffahrunfall die eingeleitete Abbremsung des Fahrzeugs für eine effiziente Lehnenneigungsstellung einberechnet werden, bei der der Passagier für den Crash-Fall entsprechend aufgerichtet wird.
Die Positionsdaten der Sitzkomponenten zu Ermittlung und Limitierung des maximalen Verstell-Weges werden kontinuierlich durch die Positionserfassung der elektrischen Antriebe ermittelt, bevorzugt durch inkremental arbeitende magnetische oder induktive oder optische Sensorsysteme oder über sensorlose Systeme, die den Strom- oder Spannungsripple des Verstellmotors auswerten.
Das erfindungsgemäße System zum Betreiben der Verstellantriebe der unterschiedlichen Sitzkomponenten nutzt günstiger Weise die vorhandenen Pre-Crash-Sensoren, die einen eventuell bevorstehenden Crash detektieren. Des Weiteren werden die bestehenden Lagesensoren der Antriebsmotoren der Sitzkomponenten für die Erfassung der aktuellen und der maximal möglichen Position der Sitzkomponenten herangezogen. Das System weist ein Steuergerät auf, in das diese erfassten Größen einlesen werden. Das Steuergerät kann auch übergeordnet in einem Zentralrechner des Fahrzeugs oder in der Cloud realisiert sein. Im Steuergerät wird auf Grundlage der zur Verfügung stehenden Zeitspanne bis zum Crash der Gesamtenergiebedarf für die Antriebsmotoren ermittelt. Zusätzlich können im Steuergerät zuvor ermittelte Daten, wie bestimmte charakteristische Kennwerte des Passagiers, z.B. Größe oder Gewicht oder Körperma-ße, gespeichert werden. Ebenfalls kann die maximale Leistungsfähigkeit der elektrischen Antriebe im Steuergerät hinterlegt werden. Aus all diesen Daten wird dann eine Strategie abgeleitet, mit dem Ziel, die optimale Position des Passagiers in der vorgegebenen Zeitspanne mit der gegebenen Energiereserve zu realisieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert, ohne aber hierauf beschränkt zu sein.
Es zeigt

1 schematisch die Verfahrensschritte zum Betreiben von elektrischen Antriebseinheiten von Sitzkomponenten im Kraftfahrzeug.

In 1 ist beispielhaft ein Verfahren zum Betreiben von elektrischen Antriebseinheiten von Sitzkomponenten im Kraftfahrzeug schematisch dargestellt. In einem ersten Schritt S1 werden passagierspezifische Kenndaten für jeden belegten Sitz 30, 40 aufgenommen, die entweder schon früher abgespeichert wurden, oder aktuell durch eine entsprechende Innenraum-Sensorik (z.B. Kamera, Sitzbelegungssensor) erfasst werden. Beispielweise wird das Gewicht und/oder bestimmte Körpermaße für jeden Passagier auf jedem besetzten Sitz 30, 40 für die Berechnung eines Energiebedarfs gemäß dem zweiten Schritt S2 zur Verfügung gestellt. Hierzu wird für eine definierte Notfall-Situation - wie beispielsweise einem detektierten Pre-Crash-Fall - ein sitzspezifischer Energiebedarf berechnet, der notwendig ist, um den konkreten Passagier in der zur Verfügung stehenden Zeit in eine definierte optimale Zielposition für die konkrete Notfall-Situation zu verstellen. Hierzu werden eine oder mehrere Sitzkomponenten des konkreten Sitzes 30, 40 mittels elektromotorischen Antriebseinheiten 32, 34, 42, 44 entlang der verschiedenen Verstell-Ebenen des Sitzes 30, 40 verstellt. Die optimale Zielposition entspricht bevorzugt einer Haltung des Passagiers, in der die Rückhaltesysteme, wie Airbags und Gurtstraffer ihre optimale Wirkung entfalten. Für die Berechnung des Energiebedarfs jedes Sitzes 30, 40, wird dann insbesondere der Verstellweg aus einer Liegeposition zugrunde gelegt, bei der der maximal mögliche Verstell-Weg (worst case) in die optimale Zielposition innerhalb der verbleibenden Zeit bis zum erwarteten Crash zurückgelegt werden soll. Diese Schritte S1 und S2 werden für die betreffenden mit Passagieren belegten Sitze 30, 40 durchgeführt.
Danach wird in einem dritten Schritt S3 der Gesamtenergiebedarf für alle Sitze 30, 40 aus der Summe des Energiebedarfs der einzelnen Sitze 30, 40 berechnet. Da hierbei die individuellen Gewichte und/oder Körpermaße der Passagiere der verschiedenen Sitze 30, 40 berücksichtigt werden, weicht dieser Gesamtenergiebedarf in der Regel von einem ganzzahligen Vielfachen des Energiebedarfs eines Norm-Passagiers ab. Dabei kann beispielsweise der erhöhte Energiebedarf eines besonders schweren Passagiers durch den geringeren Energiebedarf eines leichtgewichtigeren Passagiers ausgeglichen werden. Im nächsten Schritt S4 wird die gesamte Energiereserve des mindestens einen Energiespeichers 60 ermittelt. Hierbei können beispielsweise die Umgebungstemperatur oder die Alterungserscheinungen, und insbesondere auch die am Energiespeicher 60 anliegende Spannung für die Berechnung der gesamten Energiereserve hinzugezogen werden. Insbesondere wird dazu die Energiereserve bei mehreren zusätzlichen Energiespeichern 60 zusammengezählt.
Im Schritt S5 wird nun der berechnende Gesamtenergiebedarf mit der ermittelten gesamten Energiereserve verglichen. Ist ausreichend Energiereserve für die Verstellung aller Passagiere in ihre Ideal-Position vorhanden, kann in einem weiteren Schritt S6 ein Optimierungsprogramm für den Energiespeicher 60 gestartet werden, das dessen Lebensdauer erhöhen soll. Beispielsweise kann dabei die angelegte Zellspannung reduziert werden, oder abwechselnd einzelne Zellblöcke nicht vollständig beansprucht werden, bzw. der Energiespeicher im Teillastbetrieb betrieben werden. In einem weiteren Schritt S7 wird dann jedem Sitz 30, 40 die benötigte Energie für die Verstellung dessen Passagiers in die Ideal-Position zugeordnet.
Wird im Schritt S5 hingegen festgestellt, dass nicht genügend Energiereserve vorhanden ist, werden alle vorhandenen Energiespeicher 60 vollständig in Anspruch genommen, und entsprechend einer hinterlegten Strategie für die Notfall-Verstellung die gesamte vorhandene Energiereserve ebenfalls im Schritt S7 auf die entsprechenden Sitze 30, 40 aufgeteilt. Um das festgestellte Energiedefizit auszugleichen, wird in einem Schritt S8 der maximal mögliche Verstellbereich für Komfort-Anwendungen bestimmter Verstell-Ebenen des Sitzes 30, 40 limitiert. Durch diese Verkürzung des maximal möglichen Verstell-Weges in die Ideal-Position kann die fehlende Energiedifferenz eingespart werden, so dass durch die Beschränkung der Komfort-Stellbereiche gewährleistet ist, dass trotz des errechneten Energiedefizits alle Passagiere rechtzeitig in einer Notfall-Situation in ihre optimale Position verstellt werden können. Entsprechend der im Schritt S7 hinterlegten Strategie können hierbei die einzelnen Sitze 30, 40 mit unterschiedlicher Priorität bezüglich der Limitierung ihres Komfort-Verstellbereichs behandelt werden. So kann beispielsweise entschieden werden, den Fahrersitz gar nicht in seinem Komfort-Verstellbereich zu limitieren, sondern nur den Beifahrersitz, und/oder die weiteren Sitze 30, 40. Gemäß einer alternativen Strategie kann beispielsweise der zuerst belegte Sitz30, 40 nicht, oder weniger in seinem Komfort-Verstellbereich limitiert werden, als die später belegten Sitze 30, 40. In einem letzten Schritt S9 wird dann die den Sitzen 30, 40 zugeordnete Energie beim Eintreten einer Notfall-Situation - beispielsweise im Pre-Crashfall - die vorhandene Energiereserve des mindestens einen zusätzlichen Energiespeichers 60 für die elektrischen Antriebseinheiten 32, 34, 42, 44 der entsprechenden Verstell-Ebenen der Sitze 30, 40 zur Verfügung gestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt in einer Ansteuereinheit der Sitze realisiert, wobei dies ein zentrales Steuergerät für mehrere Sitze 30, 40 sein kann, oder Steuergeräte 35, 45, die einzelnen Sitzen 30, 40 oder einzelnen Antriebseinheiten 32, 34, 42, 44 im Sitz 30, 40 zugeordnet sein können. Ein Teil der Verfahrensschritte kann auch direkt in einer Ansteuereinheit 55 des zusätzlichen Energiespeichers 60 angeordnet sein, insbesondere die Prozessschritte für die Optimierung des Energiespeichers 60 bezüglich seines Verschleißes.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist in jedem Sitz 30, 40 ein eigener zusätzlicher Energiespeicher 60 angeordnet, um den Passagier in der Notfall-Situation rechtzeitig in die Ideal-Position zu verstellen. Dabei können die einzelnen Energiespeicher 60 der unterschiedlichen Sitze 30, 40 Energie untereinander austauschen. Alternativ kann in einer weiteren Ausführung jedoch auch nur ein einziger zusätzlichen Energiespeicher 60 angeordnet sein, der alle relevanten Sitze 30, 40 mit der zusätzlich nötigen Energiereserve für die Notfall-Verstellung versorgt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf die relevantesten Verstell-Ebenen des Sitzes 30, 40 eingeschränkt werden, beispielsweise auf die Sitzneigungsverstellung und die Sitzlehnenverstellung. Alternativ können bei dem Verfahren jedoch auch noch weitere Verstellebenen, wie die Sitzlängsverstellung, die Sitzhöhenverstellung oder die Kopfstützenverstellung mit berücksichtigt werden.
In 1 sind gestrichelt auch gegenständliche Systemkomponenten dargestellt, in denen beispielsweise die einzelne Verfahrensschritte ablaufen. So zeigt das System 10 zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen ersten Sitz 30 und einen zweiten Sitz 40, die jeweils mehrere elektrische Antriebseinheiten 32, 34 und 42,44 aufweisen. In den Sitzen 30, 40 ist jeweils ein Sitzsteuergerät 35, 45 angeordnet, in dem bei dieser Ausführung jeweils der Energiebedarf für den einzelnen Sitz 30, 40 ermittelt wird. Die Verfahrensschritte für den Vergleich des ermittelten Gesamtenergiebedarfs mit der vorhandenen gesamten Energiereserve sind hier einer Ansteuereinheit 55 zugeordnet, die das Energiemanagement des mindestens einen zusätzlichen Energiespeichers 60 regelt.
Eine mögliche Notfall-Situation wird bevorzugt mittels der Pre-Crash-Sensorik erkannt, insbesondere die Gefahr eines bevorstehenden Crashs. Die Pre-Crash-Sensorik umfasst Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren, kann aber mit beliebigen anderen Umfeldsensoren, wie Radar-, Ultraschall- und Videosensoren kombiniert sein. Die Pre-Crash-Sensorik liefert für die Ermittlung des Energie- und/oder Leistungsbedarfs für die Verstellung der Sitzkomponenten die zur Verfügung stehende Zeitspanne - und insbesondere die bis dahin auf das Fahrzeug einwirkende Beschleunigungen.
Optional wird die aktuelle Position der einzelnen Sitzkomponenten kontinuierlich erfasst. Da die Antriebseinheiten zum Anfahren vorgegebener Positionen (insbesondere auch die optimale Zielposition) jeweils eine Positionserfassung aufweisen, können deren aktuelle Werte für die Ermittlung einer Strategie zum Beheben des Energiedefizits herangezogen werden.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in der Figur und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So können beispielsweise einzelne Verfahrensschritte weggelassen werden oder in ihrer Abfolge geändert werden. Für die Eingangsdaten können unterschiedliche Sensoren verwendet werden, bzw. Daten vorab im Steuergerät gespeichert werden. Die Berücksichtigung der Anzahl der Verstellebenen und die Auswahl der konkreten Strategie zur Reduzierung der Komfort-Verstellung kann an den jeweiligen Sitz 30, 40 und an das detektierte Crash-Ereignis angepasst werden. Als elektrische Antriebe 32, 34, 42, 44 werden bevorzug Elektromotoren mit einem nachfolgenden Getriebe verwendet, wobei unterschiedlichen Getriebebauformen, wie Schneckengetriebe, Exzentergetriebe, oder Stirn- oder Kegelradgetriebe verwendet werden können. Die Steuereinheit 35, 45 kann als zentrales Steuergerät für mehrere Elektromotoren ausgebildet oder in ein Steuergerät 35, 45 einer Antriebseinheit 32, 34, 42, 44 integriert sein - oder als Bestandteil der Pre-Crash-Steuerung ausgebildet sein. Ebenso ist das Verfahren auch für Anwendungen außerhalb eines Pre-Crash-Falls, beispielsweise für den Take Control - Fall beim autonomen Fahren oder für eine Schnellverstellung der Sitzkomponenten als Ein-/Ausstiegshilfe oder für andere Komfortanwendungen im Kraftfahrzeug nutzbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10309083 A1 [0002]
DE 102009001880 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Betreiben von elektrischen Antriebseinheiten (32, 34, 42, 44) von Sitzkomponenten in Sitzen (30, 40) im Kraftfahrzeug, wobei in Abhängigkeit einer aktuellen Position mindestens eines Passagiers eine optimale Zielposition des mindestens einen Passagiers für eine Notfall-Situation anfahrbar ist, wobei hierfür zusätzlich zum Bordnetz mindestens ein zusätzlicher Energiespeicher (60) zur Verfügung steht, wobei zuerst das Gewicht und/oder die Abmessungen des mindestens einen Passagiers bestimmt wird, und danach der benötigte Gesamtenergiebedarf für die Verstellung aller Passagiere in ihre optimale Zielpositionen ermittelt und mit einer vorhandenen Energiereserve in dem mindestens einen zusätzlichen Energiespeicher (60) verglichen wird, um eine Energiedifferenz zu ermitteln, und in Abhängigkeit der ermittelten Energiedifferenz eine Strategie für die Verstellung des mindestens einen Sitzes (30, 40) für die Notfall-Situation festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorhandene Energiereserve eines einzigen zusätzlichen Energiespeichers (60) entsprechend dem bestimmten Gewicht und/oder Abmessung der Passagiere auf die elektrischen Antriebe (32, 34, 42, 44) der Sitzkomponenten der jeweiligen Passagiere aufgeteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorhandensein mehrerer zusätzlicher Energiespeicher (60) deren gemeinsam vorhandene Energiereserve ermittelt und auf die elektrischen Antriebe (32, 34, 42, 44) der Sitzkomponenten der jeweiligen Passagiere verteilt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass falls als Energiedifferenz ein Energiedefizit festgestellt wird, der maximale Verstellbereich von Komfortanwendungen der Sitze (30, 40) derart begrenzt wird, dass in der Notfall-Situation mit der vorhandenen Energiereserve die Passagiere noch rechtzeitig in die optimale Zielposition verstellt werden können.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bauliche Kapazität des mindestens einen zusätzlichen Energiespeichers (60) dafür ausgelegt ist, dass auf jedem Sitz (30, 40) ein normgewichtiger Passagier rechtzeitig aus jeder Position - vorzugsweise auch aus einer Liegeposition - in der Notfall-Situation jeweils in die optimale Zielposition verstellt werden kann - und insbesondere bei einem ermittelten Energiedefizit der Fahrersitz auf Kosten der weiteren Sitze (30, 40) im Komfort-Verstellbereich nicht limitiert wird, oder der Komfort-Verstellbereich der Sitze (30, 40) entsprechend der umgekehrten Reihenfolge der Sitzbelegung gemäß der vorhanden Gesamtenergie limitiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass falls als Energiedifferenz ein Energieüberschuss gegenüber der maximal benötigten Gesamtenergie für die Notfall-Situation festgestellt wird, die Energieentnahme aus dem mindestens einen zusätzlichen Energiespeicher (60) derart optimiert wird, dass dessen Verschleiß minimiert wird - insbesondere die Zellspannung des Energiespeichers (60) reduziert wird oder alternierend einzelne Zellblöcke deaktiviert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der in dem mindestens einen zusätzlichen Energiespeicher (60) vorhandenen Energiereserve die Umgebungstemperatur oder das Alter oder das Spannungsniveau des mindestens einen Energiespeichers (60) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des Gesamtenergiebedarfs für die Notfall-Situation über die Skalierung eines zuvor festgelegten Referenzwertes eines Norm-Passagiers oder mittels einer Lookup-Table oder über ein online-Modell durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung des Gesamtenergiebedarfs für die Notfall-Situation ein Kalibrier-Lauf oder normale Komfort-Verstellungs-Läufe erfasst werden, um die spezifischen Wirkungsgrade der einzelnen Verstell-Ebenen der jeweiligen Sitze (30, 40) zu berücksichtigen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung des Gesamtenergiebedarfs für die Notfall-Situation die Neigung des Fahrzeugs und/oder der Fahrbahn berücksichtigt wird - wobei insbesondere die maximal auftretende Neigung aus der geplanten Fahrzeug-Route entnommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Gewichts und/oder der Abmessungen der Passagiere über abgespeicherte Insassen-Profile oder über kamerabasierte Sensoren oder über Drucksensoren oder über ein Massenträgheitsmodell beim Betätigen der Verstellantriebe (32, 34, 42, 44) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Notfall-Verstellung der Sitzkomponenten in die optimale Sitzposition mindestens eine der Verstell-Ebenen des Sitzes (30, 40) ausgewählt aus einer Sitzlängsverstellung oder einer Sitzneigungsverstellung oder einer Lehnenneigungsverstellung oder einer Sitzhöhenverstellung oder einer Kopfstützenhöhenverstellung oder einer Beinauflagenverstellung ansteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Antriebseinheiten (32, 34, 42, 44) der Sitzkomponenten mit einer Antriebsspannung von 24V oder 36 V oder 48V oder 60V betrieben werden, und insbesondere die notwendigen VerstellBewegungen bei einem detektierten Pre-Crash-Fall als Notfall-Situation in einer Zeitspanne von 0,1 bis 0,4 sec, vorzugsweise in etwa 0,2 sec ausgeführt werden.
System (10) zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (10) eine Pre-Crash-Sensorik und Lagesensoren für die Sitzkomponenten und/oder Sensoren zur Erfassung des Gewichts und/oder der Abmessungen und/oder der Position der Passagiere aufweist, und die Sensordaten in einer Steuereinheit (35, 45, 55) des Systems (10) verarbeitet werden, um eine Strategie zu ermitteln, entsprechend der die einzelnen Sitzkomponenten mittels elektrischer Antriebseinheiten (32, 34, 42, 44) in einem Notfall-Situation derart angesteuert werden, dass die optimalen Zielpositionen aller Passagiere rechtzeitig eingenommen werden.