DE10250416A1

DE10250416A1 - Automatisches Kopfstützenverstellungs-Steuersystem für eine Fahrzeugsitzanordnung

Info

Publication number: DE10250416A1
Application number: DE10250416A
Authority: DE
Inventors: John F Nathan; David A Hein
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2003-08-07
Also published as: GB2383530A; GB2383530B; US7145263B2; US20030090133A1; GB0225243D0

Abstract

Ein Steuersystem und ein Steuerverfahren zum automatischen Verstellen der Position einer Kopfstütze einer Sitzanordnung für ein Fahrzeug sind offenbart. Das Steuersystem schließt mindestes einen Belegungssensor ein, der innerhalb der Sitzanordnung zum Ermitteln der Anwesenheit eines Insassen auf der Sitzanordnung angeordnet ist und schließt mindestens einen Insassenpositionssensor ein, der in der Nähe der Kopfstütze zum Ermitteln der Position eines Kopfes des Insassen relativ zur Position der Kopfstütze angeordnet ist. Ein Steuermodul überwacht den Ausgang des mindestens einen Bewegungssensors und Positionssensors und erzeugt ein Steuersignal, das den mindestens einen Antriebsmotor anweist, die Kopfstütze neu zu positionieren, um sie nach Anwesenheit und Position des Insassen auf dem Sitz zu verstellen.

Description

1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum automatischen Verstellen der Position einer Fahrzeugsitzanordnung.

2. Hintergrund des Standes der Technik

Komponenten von Fahrzeugsitzanordnungen, die das Sitzpolster, die Rückenlehne und die Kopfstütze einschließen, sind in eine Vielzahl von benutzerdefinierten Sitzpositionen verstellbar, um ein Insasse in einem Fahrzeug zu stützen. Die Verstellbarkeit der Fahrzeugsitzkomponenten, insbesondere der Kopfstütze, sind begrenzt, um sicherzustellen, dass der Insasse im Fall einer Fahrzeugkollision, insbesondere einer Heckaufprallkollision, gestützt wird. Die Kopfstützenanordnung der Fahrzeugsitzanordnung erstreckt sich nach oben in einem oberen Bereich der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes benachbart zu dem Kopf des Insassen, um einen möglichen Schleudertraumaeffekt, der von einer Heckaufprallkollision resultiert, zu verringern.
Schleudertraumaverletzungen sind die am meisten üblichen Verletzungen, durch die die Insassen in einem Fahrzeug zu Schaden kommen. Schleudertrauma ist eine allgemeine Bezeichnung für eine Gruppe von häufigen Symptomen, die die Weichteile des Kopfes, den Hals und das Rückgrat einschließen, verbunden mit der schnellen Bewegung des Kopfes und des Halses. Typischerweise treten solche Schleudertraumaverletzungen bei Fahrzeugheckaufprallkollisionen auf, wobei die Kräfte, die durch die Fahrzeugkollision erzeugt werden, den ungestützten Kopf und den ungestützten Hals wegwärts von dem angeschnallten Torso beschleunigen, wodurch eine erhebliche Körperschädigung bewirkt wird. Die Kopfstütze ist auf dem Fahrzeugsitz vorgesehen, um die Rückwärtsbewegung des Kopfes eines Insassen relativ zu dem Körper des Insassen während einer Kollision zu beschränken.
Eine bedeutende Begrenzung der üblichen Kopfstützenanordnungen besteht darin, dass die Kopfstützen manuell auf den Sitz durch den Fahrzeuginsassen positionierbar sind, was die Insassen unterschiedlicher Größen, die den Sitz belegen, schützt oder nicht. Zum Beispiel kann die Kopfstütze den Kopf und den Hals eines großen Insassen bei einer Kollision nicht schützen, wenn ein zuvor kleiner Insasse die Kopfstütze auf eine geringere Höhe gesetzt hat. Eine manuell verstellbare Kopfstütze kann auch die Sicht des Fahrers durch die Heckscheibe eines Fahrzeugs hindurch versperren, wenn sie nach der Verwendung nicht neu positioniert wird, was einen gefährlichen toten Winkel für den Fahrer bewirkt.
Es würde vorteilhaft sein, eine Fahrzeugsitzanordnung zu schaffen, die ein Steuersystem zum automatischen Verstellen der Position der Kopfstütze basierend auf einer Belegung eines Fahrzeugsitzes aufweist. Es ist auch wünschenswert, eine Fahrzeugsitzanordnung zu schaffen, die ein automatisches Kopfstützenverstellungs-Steuersystem aufweist, das die Kopfstütze benachbart zu einem Kopf eines Insassen im Fall einer Heckaufprallkollision positioniert. Es ist weiterhin wünschenswert, ein automatisches Kopfstützenverstellungs-Steuersystem zu schaffen, das die Kopfstütze aus der Sicht basierend auf einer Rückwirkung von Insassenermittlungssensoren zurückzieht, wenn ein Sitz in dem Fahrzeug unbelegt ist.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung überwindet die oben erwähnten Probleme, die mit den früheren Fahrzeugsitzanordnungen verbunden sind durch Schaffung eines Systems und eines Verfahrens zum automatischen Verstellen der Position einer Kopfstütze einer Fahrzeugsitzanordnung basierend auf der Anwesenheit und einer Position des Insassen auf dem Fahrzeugsitz. Das automatische Kopfstützenverstellungs-Steuersystem schließt mindestens einen Belegungssensor ein, der dazu angepasst ist, innerhalb der Sitzanordnung angeordnet zu sein, um die Anwesenheit eines Insassen auf der Sitzanordnung zu ermitteln. Mindestens ein Insassenpositionssensor ist dazu angepasst, in der Nähe der Kopfstütze angeordnet zu sein, um die Position des Kopfes eines Insassen relativ zu der Position der Kopfstütze zu ermitteln.
Ein Steuermodul ist so aufgebaut, dass es mit dem mindestens einen Belegungssensor und den mindestens einen Insassenpositionssensor in Verbindung steht, um den Zustand des Fahrzeugsitzes zu überwachen. Die Signalausgänge der mindestens einen Belegungs- und Positionssensoren werden durch die Steuerlogik des Steuermoduls aufgenommen und ausgelegt. Das Steuermodul erzeugt ein Steuersignal, das mindestens einen Antriebsmotor anweist, der dazu angepasst ist, wirksam mit der Kopfstütze verbunden zu sein, um die Kopfstütze neu zu positionieren. Wenn das Steuermodul die Anwesenheit eines Insassen auf dem Sitz ermittelt, sendet das Steuermodul ein Steuersignal an den mindestens einen Antriebsmotor, um die Kopfstütze in der Nähe des Kopfes des Insassen zu positionieren, wie es durch den mindestens einen Insassenpositionssensorausgang bestimmt wurde. Wenn der mindestens eine Belegungssensor nicht die Anwesenheit eines Insassen ermittelt, erzeugt das Steuermodul ein Ausgangssignal an den mindestens einen Antriebsmotor, um die Kopfstütze auf eine gespeicherte oder inaktive Position zu verstellen, um die Sicht durch den Fahrzeuginnenraum zu verbessern.
Die obigen Ziele und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Art und Weise zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines automatischen Kopfstützenverstellungs-Steuersystems, das in einem Fahrzeugsitzbereich eines Insassenraums eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Fahrzeugsitzanordnung, die ein automatisches Kopfstützenhöhenverstellungs-Steuersystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufweist;
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Fahrzeugsitzanordnung, bei der die Kopfstütze in der unbelegten Sitzposition positioniert ist;
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Fahrzeugsitzanordnung, bei der die Kopfstütze in einer ersten belegten Sitzposition positioniert ist;
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht der Fahrzeugsitzanordnung, bei der die Kopfstütze in einer zweiten belegten Sitzposition positioniert ist;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht der Rückenlehne und der Kopfstütze der Fahrzeugsitzanordnungen entlang der Linie 6-6 von Fig. 2;
Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht eines anderen Aspektes des automatischen Kopfstützenverstellungs-Steuersystems, das in einem Fahrzeugsitzbereich eines Insassenraums eines Fahrzeugs eingebaut ist;
Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht eines noch anderen Aspektes des automatischen Kopfstützenverstellungs-Steuersystems, das in einem Fahrzeugsitzbereich eines Insassenraums eines Fahrzeugs eingebaut ist;
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung des automatischen Kopfstützenverstellungs-Steuersystems der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 10 ist ein Flussplan, der ein Verfahren des automatischen Verstehens der Position der Kopfstütze einer Fahrzeugsitzanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)

Unter Bezugnahme nunmehr auf die Figuren zeigt Fig. 1 ein Kraftfahrzeug 10, das einen Insassensitzraum 12 aufweist, der ein automatisches Kopfstützenverstellungs-Steuersystem aufweist. Das Steuersystem ist in einer Fahrzeugsitzanordnung 16 eingebaut, um die Insassen mit einem Schleudertraumaverringerungsschutz im Fall einer Fahrzeugkollision zu versorgen. Die Fahrzeugsitzanordnung 16 ist im Insassensitzraum 12 in einer Vielzahl von Sitzanordnungen vorgesehen, wie z. B. als der Vordersitz 18 eines Fahrzeugs oder alternativ dazu als Teil eines alleinstehenden Insassensitzes 20 oder einer Insassenrücksitzbank 20 vorgesehen.
Unter Bezugnahme nunmehr auf die Fig. 2-5 ist ein automatisches Kopfstützenverstellungs-Steuersystem in der Fahrzeugsitzanordnung 16 eingebaut. Die Sitzanordnung 16 schließt ein Sitzunterteil 22 und eine separate Rückenlehne 24 ein, die sich im Wesentlichen vertikal davon erstreckt. Das Sitzunterteil 22 kann eine Konstruktion von unterschiedlichen Konstruktion sein, schließt aber im Allgemeinen einen tragenden Rahmen ein, der von einer Schaumstoffpolsterschicht oder einer Auflage umgeben von einem äußeren Finishdeckmaterial bedeckt ist. Der tragende Rahmen (nicht gezeigt) des Sitzunterteils 22 ist mit dem Boden oder einem Träger auf dem Boden des Insassenraums 12 des Fahrzeugs 10 befestigt. Zum Beispiel ist bei einem vorderen Insassenfahrzeugsitz der tragende Rahmen mit einem Paar Schienen gekoppelt, die auf dem Boden des Fahrzeugs montiert sind, wodurch ermöglicht wird, das Sitzunterteil 22 ausgewählt auf den Schienen zu positionieren. Ein Fahrzeugrücksitz kann direkt auf dem Fahrzeugboden oder einer Trägerstruktur in einer stationären Position montiert sein.
Unter Bezugnahme zusätzlich zu Fig. 6 schließt eine Rückenlehne 24 einen Rahmen 26 ein, der eine darauf montierte Schaumstoffpolsterschicht oder Auflage 28 einschließt. Der Rahmen 26 ist schwenkbar auf dem tragenden Rahmen des Sitzunterteils montiert, was dem Insassen ermöglicht, die Rückenlehne 24 relativ zu dem Sitzunterteil 22 zu verstellen. Eine Kopfstütze 30 ist mit dem Rahmen 26 der Rückenlehne 24 gekoppelt und erstreckt sich im Allgemeinen vertikal oberhalb und benachbart zu einem oberen Bereich der Rückenlehne 24. Mindestens ein Antriebsmotor 32 ist wirksam mit der Kopfstütze 30 verbunden, um die Kopfstütze 30 relativ zu der Rückenlehne 24 zu positionieren. Alternativ dazu arbeitet ein Antriebsmechanismus 34, der mit dem Rückenlehnenrahmen 26 und der Kopfstütze 30 gekoppelt ist, mit dem Antriebsmotor 32 zusammen, um die Kopfstütze 30 relativ zu der Rückenlehne 24 zu positionieren. Der Antriebsmotor 32 wird durch ein Signal von einem Steuermodul 34 im Ansprechen auf Daten, die von mindestens einem Insassenpositionskopfstützensensor 40 empfangen werden, aktiviert. Eine Beschreibung des Steuermoduls 42 des Steuersystems 14 wird in größerem Detail nachstehend gegeben.
Bezugnehmend zurück auf die Fig. 2 bis 5 ist mindestens ein Belegungsermittlungssensor 38 benachbart zu oder innerhalb der Fahrzeugsitzanordnung 16 angeordnet, um die Anwesenheit und die Position eines Insassen auf dem Fahrzeugsitz zu ermitteln. Eine Vielzahl von Sensorarten können in Kombination mit der Fahrzeugsitzanordnung verwendet werden, um die Belegung auf dem Fahrzeugsitz zu ermitteln. Zum Beispiel kann der mindestens eine Belegungsermittlungssensor 36 einen mechanischen Drucksensor, einen kapazitiven Sensor oder einen Dehnungsmessstreifensensor einschließen, der innerhalb des Sitzunterteils 22 oder der Rückenlehne 24 in jedem der Fahrzeugsitze 16 angeordnet ist. Alternativ dazu kann eine druckempfindliche Matte auf den und über den oberen Flächen entweder des Sitzunterteils 22 oder der Rückenlehne 24 vorgesehen sein.
In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Insassenpositionskopfstützensensor 40 in jeder Kopfstütze 30 vorgesehen, um die Anwesenheit und die Position eines Insassen auf dem Fahrzeugsitz 16 zu ermitteln. Der Kopfstützensensor 40 steht in Verbindung mit einem Steuermodul 42 und wird durch dieses überwacht. Eine Vielzahl von Kopfstützensensoren können verwendet werden, um die entfernte Anwesenheit eines Insassen innerhalb der Nähe des Sensors 40 zu ermitteln. Zum Beispiel kann der Kopfstützensensor 40 ein elektromagnetischer Sensor, ein kapazitiver Sensor, ein optischer (Infrarot-) Sensor oder Funkwellen-(Ultraschall-)Sensor sein, der benachbart zu einem nach vorn weisenden Bereich 44 der Kopfstütze 30 angeordnet ist.
Der Sensor sendet und empfängt ein Signal 46, um die Anwesenheit eines Kopfes 48 eines Insassen benachbart zu der Kopfstütze 30 zu ermitteln. Wenn der Kopf 48 des Insassen in der Nähe der Kopfstütze 30 angeordnet ist, ermittelt der Kopfstützensensor 40 eine Unterbrechung des Signals 46, wodurch Daten, die sich auf die Position des Kopfes 48 des Insassen beziehen, an das Steuermodul 42 übertragen werden. Es sollte verständlich sein, dass das Steuermodul 42 in entweder das Sitzunterteil, die Rückenlehne oder die Kopfstütze der Fahrzeugsitzanordnung 16 gekoppelt mit dem Antriebsmotor 32 oder dem Kopfstützensensor 40 oder extern von dem Fahrzeugsitz 16 verstaut untergebracht sein kann.
Unter Bezugnahme zurück auf Fig. 1 ist eine erste Fühleranordnung für das automatische Kopfstützenverstellungs-Steuersystem der vorliegenden Erfindung dargestellt. In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Belegungssensor 38 in jedem der Sitzunterteilauflagen 22 eines hinteren Sitzbereiches 20 eingebaut, um die Anwesenheit eines Insassen in den Fahrzeugsitzen 16 zu ermitteln. Ein Insassenpositionskopfstützensensor 40 ist innerhalb jeder Kopfstütze 30 des hinteren Sitzbereiches 20 angeordnet, um die Anwesenheit des Kopfes 48 eines Insassen in einem Bereich in der Nähe des nach vorn weisenden Bereichs 44 der Kopfstütze 30 zu überwachen und zu ermitteln. Das Steuermodul 42 steht mit jedem der Belegungssensoren 38 und Kopfstützensensoren 40 in Verbindung. Alternativ dazu kann jeder Fahrzeugsitz 16 ein Steuermodul aufweisen, welches mit einem zentralen Steuermodul in Verbindung steht, um die Anwesenheit und den Ort von Insassen in dem Insassenraum 12 des Fahrzeugs 10 zu überwachen.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 7 ist ein anderer Aspekt des automatischen Kopfstützenverstellungs-Steuersystems der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche Komponenten des Steuersystems 14 in Fig. 1 haben gleiche Bezugszeichen in den Fig. 7 und 8. Das Steuersystem schließt mindestens einen Belegungsermittlungssensor 38 ein, der in jedem Sitzunterteil 22 des hinteren Sitzbereiches 20 vorgesehen ist, und die Anwesenheit eines Insassen auf dem Sitz zu ermitteln. Mindestens ein Insassenpositionssensor 50 ist direkt über jeder Kopfstütze 30 in dem Dachhimmel 52 des Insassenraums 12 des Fahrzeugs 10 angeordnet und erzeugt ein Signal 54, um die Position des Kopfes 56 des Insassen in dem hinteren Sitzbereich 20 zu ermitteln.
Jeder Belegungsermittlungssensor 38 und Insassenpositionssensor 50 steht mit dem Steuermodul 42 in Verbindung und sendet Daten bezüglich der Position des Insassen in den hinteren Sitzbereich 20 zur Verstellung der Kopfstütze relativ zur Position des Insassen. Die Insassenpositionssensoren 50 können einen elektromagnetischen Sensor, kapazitiven Sensor, optischen (Infrarot-) Sensor oder Funkwellen-(Ultraschall-)Sensor einschließen, um den Kopf 56 des Insassen in der Nähe der Kopfstütze 30 zu ermitteln. Das Steuermodul 52 sendet ein Signal an den Antriebsmotor 32, um die Position der Kopfstütze 30 in der Nähe des Kopfes 56 des Insassen zu verstellen, um eine Verletzung im Falle einer Fahrzeugkollision zu verhindern.
Bei einem anderen Aspekt des automatischen Kopfstützenverstellungs-Steuersystems der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 8 dargestellt ist, ist mindestens ein Insassenpositionsermittlungssensor 58 in dem Dachhimmel 52 des Fahrzeugs 10 benachbart zu einem hinteren Bereich des Vorderinsassenraums 60 positioniert. Ein einzelner Belegungsermittlungssensor oder eine Belegungsermittlungsmatte 62 erstreckt sich über alle hinteren Sitzverteilauflagen 22 des hinteren Sitzbereiches 22 und durch diese hindurch und ermittelt die Anwesenheit eines Insassen auf jedem der Sitze.
Das Steuermodul 42 steht mit dem mindestens einen Insassenpositionssensor 58 und der Belegungsermittlungssensormatte 62 in Verbindung, um die Anwesenheit eines Insassen in dem hinteren Sitzbereich 20 sowie die Position des Kopfes 64 des Insassen zu ermitteln und um die Position der Kopfstütze 30 zu verstellen. Der Insassenpositionsermittlungssensor 58 erzeugt ein Signal 66, um die Position des Kopfes 64 des Insassen in der Nähe der Kopfstütze 30 des hinteren Sitzbereiches 20 zu ermitteln. Das Steuermodul 42 sendet ein Signal an den Antriebsmotor 32, um die Position der Kopfstütze 30 benachbart zu dem Kopf 64 des Insassen basierend auf Daten zu verstellen, die von den Insassenpositionssensoren 58 und der Belegungsermittlungssensormatte 62 empfangen wurden.
Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Sensoranordnungen mit einer anderen Sensoranordnung kombiniert werden kann, um die gewünschten Funktionen auszuführen. Zum Beispiel kann eine einzelne Belegungsermittlungssensormatte 62, die über allen und durch alle hinteren Sitzunterteile 22 hindurch eingebaut ist, wie in Fig. 8 dargestellt ist, mit dem einen Kopfstützensensor 40 oder mehreren Kopfstützensensoren 40, die in der Kopfstütze 30 vorgesehen sind, wie in Fig. 1 dargestellt, montiert sein oder können mit den Insassenpositionsermittlungssensoren 50 montiert sein, die in dem Dachhimmel 52 eingebaut sind, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Es versteht sich auch, dass Insassenpositionsermittlungssensoren 50 und 58 zur Verwendung mit einem Vorderinsassensitz 16 in einem Vorderinsassensitzraum 60 modifiziert werden kann.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 9 ist eine schematische Darstellung des automatischen Kopfstützenverstellungs-Steuersystems der vorliegenden Erfindung gezeigt. Fig. 9 stellt eine typische Dreisitz-Rücksitzanordnung für einen Insassenraum eines Fahrzeugs dar. Es versteht sich, dass ein Fahrzeugsitz oder mehrere Fahrzeugsitze durch ein einzelnes Steuermodul 42 überwacht werden kann bzw. können. Alternativ dazu können einzelne Steuermodule in jedem Fahrzeugsitz vorgesehen sein, um Belegungssensoren 38 und Insassenpositionssensoren 40 zu überwachen, wobei sie mit einem zentralen Steuermodul 42 in Verbindung stehen.
Das Steuermodul 42 ist wirksam mit einem Zündungssensor 70 und einem Türöffnungssensor 72 oder mehreren Türöffnungssensoren 72 verbunden. Das Steuermodul 42 überwacht den mindestens einen Bewegungssensor 38 und den mindestens einen Insassenpositionssensor, wie z. B. die Kopfstützensensoren 40 oder die Insassenpositionsermittlungssensoren 50, 58, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Die Steuerlogik des Steuermoduls 42 interpretiert die Fahrzeugzustände, Sitzbelegungszustände und Insassennähezustände, um automatisch die Position der Kopfstütze zu verstellen. Die Steuerlogikmethodik des Steuermoduls 42 wird nachstehend in größerem Detail beschrieben.
Bei einem Aspekt der Erfindung wird das Steuermodul 42 bei der Ermittlung eines Türöffnungsbetätigungssignals, das durch den Türöffnungssensor 72 erzeugt wird, aktiviert. Bei der Aktivierung des Steuermoduls 42 ermitteln ein Belegungsermittlungssensor 38 oder mehrere Belegungsermittlungssensoren 38 und ein Kopfstützensensor 40 oder mehrere Kopfstützensensoren 40 in den Fahrzeugsitzanordnungen 16 die Anwesenheit einer Person innerhalb einer der Sitzpositionen. Wenn die Belegungsermittlungssensoren 38 die Anwesenheit eines Insassen auf dem Sitz 16 nicht ermitteln, sendet das Steuermodul 42 ein Signal an den mindestens einen Antriebsmotor 32, um die Kopfstütze 30 in einer abgesenkte oder unbelegte Position zu verstellen, wenn der Zündungssensor 70 aktiviert ist. Alternativ dazu kann das Steuermodul 42 den Antriebsmotor 32 anweisen, die Kopfstütze 30 abzusenken, wenn der Türöffnungssensor 72 einen offenen Türzustand ermittelt. Die unbelegte Sitzposition, die in Fig. 2 dargestellt ist, entfernt die Kopfstütze 30 aus der Sicht des Fahrers und ermöglicht eine optimale Sicht durch den Heckscheibenbereich des Fahrzeugs 10. Die Kopfstütze 30 kann entweder in einen Hohlraum innerhalb der Rückenlehne 24 abgesenkt werden oder kann alternativ dazu nach vorn benachbart zu einem nach vorn weisenden Bereich der Rückenlehne 24 geklappt werden.
Wenn die Belegungssensoren 38 die Anwesenheit eines Insassen auf dem Sitz 16 ermitteln, überwacht das Steuermodul 42 die Zustände des Zündungssensors 70 und der Türöffnungssensoren 72. Wenn der Zündungssensor 70 aktiviert wird und der Türöffnungssensor 72 einen geschlossenen Türzustand ermittelt, aktiviert das Steuermodul 42 den Antriebsmotor 32, um die Position der Kopfstütze 30 in eine vordefinierte angehobene Position zu positionieren. Die vordefinierte angehobene Kopfstützenposition steht bevorzugterweise in Übereinstimmung mit den minimalen Höhenerfordernissen für einen Insassen, der die ECE 17.05-Regelungen für europäische Fahrzeuge genügt, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Wenn die vom Werk vorbestimmte Kopfstützenposition nicht den optimalen Schutz für den Kopf eines Insassen liefert, weist das Steuermodul 42 den Antriebsmotor 32 an, um die Kopfstütze 30 in eine Position benachbart zu dem Kopf 48 des Insassen neu zu positionieren basierend auf den Daten, die entweder von dem Kopfstützensensor 40 erhalten wurden, wie in Fig. 4 dargestellt ist, oder alternativ dazu von den Insassenpositionsermittlungssensoren 50 oder 58 empfangen wurden, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist.
Das Steuermodul 42 überwacht den Antriebsmotor 32 mit einem Einklemm- oder Lastsensor 74. Der Lastsensor 74 ermittelt Schwankungen beim Antriebsmotorausgang, um ein Hindernis oder eine Blockierung im Weg der sich bewegenden Kopfstütze 30 zu ermitteln. Der Lastsensor 74 kann einen Stromsensor, einen Spannungssensor oder einen PWM-Sensor einschließen, welcher mit dem Antriebsmotor 32 gekoppelt ist, um eine Insassenverletzung, die von einem Blockierungs- oder Einklemmzustand herrührt, zu vermeiden. Wenn ein Einklemmzustand durch den Lastsensor 74 ermittelt wird, weist das Steuermodul 42 den Antriebsmotor 32 an, die Positionierung der Kopfstütze 30 zu stoppen und kann die Richtung des Antriebsmotors 32 umkehren, um die Blockierungs- oder Einklemmzustände zu verhindern. Alternativ dazu kann der Antriebsmotor 32 einen Begrenzungsmechanismus einschließen, welcher die automatische Positionierung der Kopfstütze 30 stoppt, wenn eine Kraft, die durch den Motor ausgeübt wird, eine maximale Krafttoleranz überschreitet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird die Steuerlogikmethodik des Steuermoduls 42 zum automatischen Verstellen der Position der Kopfstütze der Fahrzeugsitzanordnung der vorliegenden Erfindung im größeren Detail erläutert. Die Steuerlogik des Steuermoduls 42 überwacht die Ausgangssignale von den Sensoren, die sowohl in der Fahrzeugsitzanordnung angeordnet sind als auch über das Fahrzeug vorgesehen sind und erzeugt Steuersignale, um den mindestens einen Antriebsmotor anzuweisen, die Position der Kopfstütze entsprechend der abgefühlten Zustände zu positionieren. Es versteht sich, dass die Steuerlogik des Steuermoduls 42 seine Funktion basierend nur auf den Ausgängen von Belegungssensoren 78 und Insassenpositionssensoren 80 ausführen kann oder alternativ durch Überwachen der Ausgänge der Türöffnungssensoren 76, der Zündungssensoren 82 und der Last-/Einklemmsensoren 90 ausführen kann.
Wie in dem Blockdiagramm in Fig. 10 dargestellt ist, ist mindestens ein Türöffnungssensor vorgesehen, der mit dem Steuermodul in Verbindung steht. Der mindestens eine Türöffnungssensor überwacht in 76 die Position oder den Zustand der Fahrzeugtür, um zu ermitteln, ob die Tür offen oder geschlossen ist und sendet ein Ausgangssignal an das Steuermodul 84. Mindestens ein Belegungssensor, der mit dem Steuermodul in Verbindung steht, ist in der Sitzanordnung vorgesehen und ist entweder innerhalb des Sitzunterteils oder der Rückenlehnenauflagen des Sitzes angeordnet. Der mindestens eine Belegungssensor überwacht in 78 das Sitzunterteil und die Rückenlehne der Sitzanordnung und erzeugt ein Ausgangssignal für das Steuermodul 84, wenn sich der Anwesenheitszustand des Insassen verändert.
Mindestens ein Insassenpositionssensor, der in Verbindung mit dem Steuermodul steht, ist in der Nähe der Kopfstütze der Sitzanordnung vorgesehen und ist entweder innerhalb der Kopfstütze oder in dem Dachhimmel des Fahrzeugs in der Nähe der Kopfstütze vorgesehen. Der mindestens eine Insassenpositionssensor überwacht in 80 den Bereich in der Nähe der Kopfstütze und erzeugt ein Ausgangssignal für das Steuermodul 84, wenn die Anwesenheit eines Kopfes eines Insassen in der Nähe der Kopfstütze abgetastet wird. Ein Zündungssensor steht mit dem Steuermodul in Verbindung und überwacht den Zündungszustand des Fahrzeugs. Der Zündungssensor erzeugt ein Ausgangssignal, wenn sich der Fahrzeugzündungszustand verändert.
Die Steuerlogik des Steuermoduls 84 überwacht die Rückwirkung von allen damit verbundenen Sensoren und erzeugt in 86 ein Steuersignal, das den mindestens einen Antriebsmotor anweist, in 88 die Position der Kopfstütze basierend auf den ermittelten Insassenzuständen, wie oben beschrieben wurde, zwischen mindestens einer vordefinierten Kopfstützenposition in der Nähe des Kopfes des Insassen und einer gespeicherten Position benachbart zu dem oberen Bereich der Rückenlehne zu verstellen, um den Sichtbereich durch den Insassenraum des Fahrzeugs hindurch zu optimieren. Mindestens ein Last- oder Einklemmsensor steht mit dem Steuermodul in Verbindung und überwacht in 90 die Aktivierung des mindestens einen Antriebsmotors, um einen Einklemmzustand während der Positionierung der Kopfstütze zu ermitteln. Das Steuermodul weist den mindestens einen Antriebsmotor an, die Positionierung der Kopfstütze zu stoppen oder umzukehren, wenn der Last-/Einklemmsensor einen Einklemmzustand ermittelt.
Wenn auch die Ausführungsformen der Verbindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Stattdessen ist der Wortlaut, der in den Unterlagen verwendet wurde, ein Wortlaut der Beschreibung statt der Begrenzung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen gemacht werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Steuersystem zum automatischen Verstellen der Position einer Kopfstütze einer Fahrzeugsitzanordnung, wobei das Steuersystem umfasst:
mindestens einen Belegungssensor, der dazu angepasst ist, in der Sitzanordnung zum Ermitteln der Anwesenheit eines Insassen auf der Sitzanordnung angeordnet zu sein;
mindestens ein Insassenpositionssensor, der dazu angepasst ist, in der Nähe der Kopfstütze zur Ermittlung der Position eines Kopfes eines Insassen relativ zur Position der Kopfstütze angeordnet zu sein;
ein Steuermodul, das dazu konfiguriert ist, mit dem mindestens einen Belegungssensor und dem mindestens einen Insassenpositionssensor zum Empfangen von Ausgangssignalen in Verbindung zu stehen, wobei das Steuermodul dazu konfiguriert ist, die Ausgangssignale, die durch die Sensoren erzeugt werden, zu interpretieren und ein Steuersignal zu erzeugen, um die Kopfstütze zu positionieren; und
mindestens einen Antriebsmotor, der dazu angepasst ist, wirksam mit der Kopfstütze zum Positionieren der Kopfstütze basierend auf dem Steuersignal, das von dem Steuermodul empfangen wird, verbunden zu sein.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Belegungssensor einen Sensor umfasst, der dazu angepasst ist, in einer Sitzunterteilauflage der Sitzanordnung zum Ermitteln der Anwesenheit eines Insassen auf der Sitzanordnung angeordnet zu sein.

3. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Belegungssensor einen Sensor umfasst, der dazu angepasst ist, in einer Rückenlehnenauflage der Sitzanordnung zur Ermittlung der Anwesenheit eines Insassen auf der Sitzanordnung angeordnet zu sein.

4. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Insassenpositionssensor einen Sensor umfasst, der dazu angepasst ist, innerhalb der Kopfstütze zum Ermitteln der Nähe des Kopfes des Insassen zu der Kopfstütze angeordnet zu sein.

5. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Insassenpositionssensor mindestens einen Sensor umfasst, der dazu angepasst ist, in einem Dachhimmel des Fahrzeugs oberhalb der Kopfstütze montiert zu sein zum Ermitteln der Nähe des Kopfes des Insassen zu der Kopfstütze.

6. Steuersystem nach Anspruch 1, das außerdem mindestens einen Lastsensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er mit dem Steuermodul zum Überwachen des mindestens einen Antriebsmotors und zum Ermitteln eines Einklemmzustandes während der Positionierung der Kopfstütze in Verbindung steht.

7. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es ein Ausgangssignal erzeugt, das den mindestens einen Antriebsmotor anweist, die Kopfstütze in die Nähe des Kopfes des Insassen zu positionieren basierend auf einem Ausgang, der von dem mindestens einen Insassenpositionssensor empfangen wurde, wenn der mindestens eine Belegungssensor die Anwesenheit des Insassen auf der Sitzanordnung ermittelt.

8. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es ein Ausgangssignal erzeugt, das den mindestens einen Antriebsmotor anweist, die Kopfstütze in eine gespeicherte Position zu positionieren, wenn der mindestens eine Belegungssensor nicht die Anwesenheit des Insassen auf der Sitzanordnung ermittelt.

9. Sitzanordnung zur Verwendung in einem Insassenraum eines Fahrzeugs, wobei die Sitzanordnung umfasst:
ein Sitzunterteil;
eine Rückenlehne, die an dem Sitzunterteil montiert ist;
eine Kopfstütze, die verstellbar mit einem oberen Bereich der Rückenlehne verbunden ist und benachbart dazu angeordnet ist; und
ein automatisches Kopfstützenverstellungs-Steuersystem, wobei das Steuersystem einschließt mindestens einen Belegungssensor, der innerhalb des Sitzunterteils zum Ermitteln der Anwesenheit eines Insassen auf der Sitzanordnung angeordnet ist,
mindestens ein Insassenpositionssensor, der in der Nähe der Kopfstütze zum Ermitteln der Position eines Kopfes eines Insassen relativ zur Position der Kopfstütze angeordnet ist,
ein Steuermodul, das mit dem mindestens einen Belegungssensor von dem mindestens einen Insassenpositionssensor in Verbindung steht zum Empfangen von Ausgangssignalen der Sensoren, wobei das Steuermodul ein Steuersignal erzeugt, um die Kopfstütze basierend auf den Ausgangssignalen zu positionieren, und
mindestens einen Antriebsmotor, der wirksam mit der Kopfstütze zum Positionieren der Kopfstütze basierend auf dem Steuersignal, das von dem Steuermodul empfangen wurde, verbunden ist.

10. Sitzanordnung nach Anspruch 9, das außerdem mindestens einen Lastsensor umfasst, der mit dem Steuermodul in Verbindung steht zum Überwachen des mindestens einen Antriebsmotors und zum Ermitteln eines Einklemmzustandes während der Positionierung der Kopfstütze.

11. Sitzanordnung nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Belegungssensor des Steuersystems eine einzelne Sensormatte umfasst, die sich durch und über mehrfache benachbarte Sitzunterteilauflagen erstreckt, um die Anwesenheit eines Insassen auf der Sitzanordnung zu ermitteln.

12. Sitzanordnung nach Anspruch 9, wobei das Steuersystem außerdem einen Zündungssensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er mit dem Steuermodul zum Überwachen des Zündungszustandes des Fahrzeugs in Verbindung steht.

13. Sitzanordnung nach Anspruch 9, wobei das Steuersystem außerdem einen Türöffnungssensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er mit dem Steuermodul zum Überwachen des Zustandes der Fahrzeugtüren in Verbindung steht.

14. Sitzanordnung nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Insassenpositionssensor einen Sensor umfasst, der innerhalb der Kopfstütze angeordnet ist zum Ermitteln der Position des Kopfes des Insassen in der Nähe der Kopfstütze.

15. Sitzanordnung nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Insassenpositionssensor mindestens einen Sensor umfasst, der dazu angepasst ist, in einem Dachhimmel des Fahrzeugs oberhalb der Kopfstütze montiert zu sein zum Ermitteln der Position des Kopfes des Insassen in der Nähe der Kopfstütze.

16. Sitzanordnung nach Anspruch 9, wobei das Steuermodul ein Ausgangssignal erzeugt, das den mindestens einen Antriebsmotor anweist, die Kopfstütze in die Nähe des Kopfes des Insassen zu positionieren basierend auf dem Ausgang, der von dem mindestens einen Insassenpositionssensor empfangen wurde, wenn der mindestens eine Belegungssensor die Anwesenheit des Insassen auf der Sitzanordnung ermittelt, wenn der Zündungssensor einen aktiven Zustand ermittelt und wenn der Türöffnungssensor eine geschlossene Position ermittelt.

17. Sitzanordnung nach Anspruch 9, wobei das Steuersignal ein Ausgangssignal erzeugt, das den mindestens einen Antriebsmotor anweist, die Kopfstütze in eine gespeicherte Position zu positionieren, wenn der mindestens eine Belegungssensor nicht die Anwesenheit des Insassen auf der Sitzanordnung ermittelt.

18. Verfahren zum automatischen Verstellen der Position einer Kopfstütze einer Fahrzeugsitzanordnung, wobei das Verfahren umfasst:
Überwachen von Ausgangssignalen von mindestens einem Belegungssensor und mindestens einem Insassenpositionssensor, um die Anwesenheit und Position eines Insassen auf der Fahrzeugsitzanordnung zu ermitteln;
Erzeugen eines Steuersignals basierend auf den Ausgangssignalen zum Anweisen des mindestens einen Antriebsmotors, die Kopfstütze zu positionieren; und
Positionieren der Kopfstütze mit dem mindestens einen Antriebsmotor basierend auf dem Steuersignal zwischen mindestens einer Position in der Nähe des Kopfes des Insassen und einer gespeicherten Position.

19. Verfahren nach Anspruch 18, das außerdem den Schritt des Überwachens des mindestens einen Antriebsmotors zum Ermitteln eines Einklemmzustandes während der Positionierung der Kopfstütze umfasst.

20. Verfahren nach Anspruch 18, das außerdem den Schritt des Überwachens des Zündungszustandes des Fahrzeugs umfasst, wobei der Schritt des Erzeugens des Steuersignals das Erzeugen des Steuersignals basierend auf dem Zündungszustand, der durch einen Zündungssensor ermittelt wird, einschließt.

21. Verfahren nach Anspruch 18, das außerdem den Schritt des Überwachens der Position einer Fahrzeugtür umfasst, wobei der Schritt des Erzeugens des Steuersignals das Erzeugen des Steuersignals basierend auf der Position der Fahrzeugtür basiert, die durch den mindestens einen Türöffnungssensor ermittelt wird.