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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung eines motorisch verstellbaren
Kraftfahrzeugsitzes.
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Kraftfahrzeugsitze
können
verbaut in einem Kraftfahrzeug geprüft werden. In diesem Fall wird
in das Kraftfahrzeug eine Prüfelektronik
installiert, die beispielsweise die Sicherheit oder Funktionen des Kraftfahrzeugsitzes
in seiner Betriebsumgebung im Kraftfahrzeug misst. Weiterhin können Kraftfahrzeugsitze
auch außerhalb
des Kraftfahrzeugs beispielsweise in einer Klimakammer geprüft werden, um
diese Sitze speziellen Randbedingungen, wie außergewöhnlich hohen oder niedrigen
Temperaturen zu Prüfzwecken
auszusetzen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Prüfung eines
Kraftfahrzeugsitzes weiter zu entwickeln.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demzufolge
ist eine Vorrichtung zur Prüfung eines
Einklemmschutzes eines motorisch verstellbaren Kraftfahrzeugsitzes
vorgesehen. Der Einklemmschutz des Kraftfahrzeugsitzes kann dabei
als so genannter direkt erkennender Einklemmschutz oder als so genannter
indirekt erkennender Einklemmschutz ausgebildet sein. Der direkt
erkennende Einklemmschutz detektiert einen eingeklemmten oder einzuklemmenden
Gegenstand an der Klemmstelle selbst. Dieser direkt erkennende Einklemmschutz
kann dabei taktil oder berührungslos
ausgebildet sein, wobei der taktile direkterkennende Einklemmschutz
eine zumindest leichte Berührung
des eingeklemmten Objektes erfordert. Vorzugsweise ist die Vorrichtung
zur Prüfung
des taktilen, direkt erkennenden Einklemmschutzes oder des indirekt
erkennenden Einklemmschutzes ausgebildet. Der indirekt erkennende
Einklemm schutz ermittelt dabei die Rückwirkung des Einklemmereignisses
auf den Antrieb, insbesondere auf ein Abbremsen einer Antriebsgeschwindigkeit oder
auf eine Änderung
des Antriebmoments. Jeder Einklemmschutz soll eine auf das eingeklemmte
Objekt wirkende Einklemmkraft reduzieren, wobei im ermittelten Einklemmfall
der Antrieb gestoppt oder die Antriebsrichtung umgekehrt wird.
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Vorzugsweise
weist die Vorrichtung ein Mittel zur Positionierung und Befestigung
des Kraftfahrzeugsitzes auf. Hiermit wird vorteilhafterweise der Kraftfahrzeugsitz
in eine Betriebsbedingungen genäherte
Position eingestellt. Beispielsweise kann eine Neigung von Schienen
der Sitzlängsverstellung
bezüglich
der Gravitationsnormalen entsprechend einer im Kraftfahrzeug vorgesehenen
Neigung eingestellt werden. Weiterhin wird der Kraftfahrzeugsitz
befestigt, indem zur Befestigung vorteilhafterweise die Anschraubpunkte
des Sitzes mit Befestigungsstellen der Vorrichtung in Übereinstimmung
bringbar sind.
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Die
Vorrichtung weist zumindest einen Messaufnehmer zur Ermittlung einer
Einklemmkraft auf. Ein derartiger Messaufnehmer ist beispielsweise eine
Kraftmesszange, eine Kraftmessdose, eine Messfeder oder dergleichen.
Zur Ermittlung der Einklemmkraft kann es ausreichen einen Messwert
des Messaufnehmers mit zumindest einem Schwellwert zu vergleichen.
Bevorzugt ist zur Ermittlung der Einklemmkraft jedoch vorgesehen,
mittels des Messaufnehmers den Newton-Wert der Einklemmkraft zu
bestimmen. Weiterhin ist es vorteilhaft den Kraftvektor der wirkenden
Einklemmkraft zu ermitteln.
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Die
Vorrichtung weist zumindest ein Mittel zur Simulation einer Anzahl
von Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugsitzes auf. Das Mittel
zur Simulation kann dabei unterschiedliche physikalische Wirkprinzipien
zur Abbildung der Anzahl von Betriebsbedingungen im Kraftfahrzeug
nutzen. Die Betriebsbedingungen wirken sich dabei aufgrund einer oder
mehrerer insbesondere physikalischer Wirkbeziehungen auf die Einklemmkraft
aus. Es können mehrere
Betriebsbedingungen nacheinander oder vorteilhafterweise zeitgleich
simuliert werden. Ebenfalls ist die Simulation ausschließlich einer
einzigen (Anzahl gleich eins), beispielsweise be sonders signifikanten
Betriebsbedingung möglich.
Unter einer Betriebsbedingung ist dabei eine Randbedingung einer Verstellung
des Kraftfahrzeugsitzes zu verstehen, die im Betrieb, also ausschließlich im
verbauten Zustand im Kraftfahrzeug auftreten kann und nicht automatisch
unter Prüfbedingungen
auftritt und daher durch das Mittel erst simuliert wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung sind zumindest eine Betriebsbedingung
und damit das Mittel zur Simulation dieser Betriebsbedingung kraftfahrzeugsitzspezifisch.
Als die Anzahl (eine oder mehrere) von Betriebsbedingungen ist vorzugsweise eine
Anzahl von kraftfahrzeugsitz-spezifischen Gefährdungsbereichen innerhalb
zumindest eines Verstellweges definiert. Unter einem Gefährdungsbereich
ist dabei ein Bereich zu verstehen, in dem eine Gefährdung eines
Einklemmens eines Körperteils
einer Person (Fahrzeuginsasse) besteht. Die Gefährdungsbereiche sind kraftfahrzeug-spezifisch
und dabei beispielsweise von den möglichen Verstellwegen des Kraftfahrzeugsitzes,
der Position anderer Kraftfahrzeugteile, wie beispielsweise von
der Position der Rücksitzbank
oder der Position des Lenkrades und von Norm-Größen von Fahrzeuginsassen, wie der
90% Mann, 10% Frau, abhängig.
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Das
Mittel zur Simulation weist vorzugsweise eine Positionierungsvorrichtung
zur Positionierung des zumindest einen Messaufnehmers zu zumindest einem
der Gefährdungsbereiche
auf. Die Positionierungsvorrichtung ist vorteilhafterweise ausgebildet den
Messaufnehmer in der gewünschten
Position zu fixieren und/oder in Abhängigkeit einer Anzahl von Verstellpositionen
von Verstelleinrichtungen des Fahrzeugsitzes in die gewünschte Position
automatisch zu verstellen.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Mittel
zur Simulation eine Anzahl von Betriebsbedingungen zugeordneten
Prüf-Elastizitäten aufweist.
Eine Prüf-Elastizität ist vorzugsweise
variabel einstellbar. Dabei können
eine oder mehrere lineare oder nicht lineare Prüf-Elastizitäten vorgesehen sein, die beispielsweise
jeweils ein oder mehrere Federelemente aufweisen. Beispielsweise kann
eine unter Betriebsbedingungen auftretende Reihenschaltung zweiter
Elasti zitäten,
wie einer Polsterelastizität
und einer Sitzrahmenelastizität
einer Rücksitzbank,
durch eine Reihenschaltung zumindest zweier Federelemente simuliert
sein.
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Bevorzugt
sind eine kraftfahrzeugsitz-spezifische Polsterelastizität und/oder
eine kraftfahrzeugsitz-spezifische Verstellmechanikelastizität und/oder eine
Objektelastizität
für ein
eingeklemmtes Objekt einer Prüfelastizität zugeordnet.
Objektelastizitäten sind
beispielsweise durch gesetzgeberisch vorgegebene Federraten, wie
beispielsweise 60N/mm, festgelegt. Die Polsterelastizitäten sind
kraftfahrzeugsitz-spezifisch und von dem Material der Polsterung und
von der Befestigung der Polsterung abhängig.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung weist das Mittel zur Simulation
eine Anzahl (eins oder mehrere) von Betriebsbedingungen zugeordneten
Gewichten auf. Die Gewichte sind dabei zur Simulation von Einsitzgewichten
einer Person ausgebildet. Vorzugsweise ist zumindest ein Gewicht
für unterschiedliche
Betriebsbedingungen variierbar. Vorteilhafterweise ist ebenfalls
die Position zumindest eines Gewichtes bezüglich des Sitzes einstellbar.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Weiterbildung weist das Mittel zur Simulation
eine Anzahl (einen oder mehrere) von Betriebsbedingungen zugeordneten
Aktuatoren auf. Die Aktuatoren sind dabei zur Simulation von Personenbewegungen
ausgebildet. Vorzugsweise ist zumindest ein Aktuator derart gekoppelt,
dass dieser über
eine Verstellmechanik und/oder über
ein Getriebe einer Versteileinrichtung des Kraftfahrzeugsitzes auf
den Antrieb wirken kann und dessen Verstellbewegung beeinflussen kann,
indem der Antrieb durch den Aktuator temporär gebremst oder beschleunigt
wird.
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Insbesondere
für eine
vollautomatische Prüfung
weist das Mittel zur Simulation vorzugsweise eine Steuerungselektronik
auf, die vorteilhafterweise mit einem Sitzsteuergerät des Kraftfahrzeugsitzes oder
mit Verstellantrieben des Kraftfahrzeugsitzes verbindbar ist. Vorzugsweise
ist die Steuerungselektronik mit dem Sitzsteuergerät über eine
Schnittstelle, insbesondere über
eine Busanbindung verbunden. Vorteilhafterweise ist die Steuerungsvorrichtung zur
Steuerung eines automatischen Prüfablaufs
ausgebildet. Hierzu weist die Steuerungsvorrichtung beispielsweise
eine frei programmierbare, an den Fahrzeugsitz spezifisch anpassbare
Prozedur auf, in die Parameter des Kraftfahrzeugsitzes eingegeben
werden können.
Vorteilhafterweise weist die Steuerungselektronik eine Anzahl von
mit dem jeweiligen Aktuator verbundenen Treibern auf. Dabei ist
die Steuerungsvorrichtung zur automatischen Ansteuerung des jeweiligen
Aktuators im Rahmen des Prüfablaufs ausgebildet.
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Die
einzelnen in den Ansprüchen
aufgestellten Merkmale und Merkmalskombinationen, gegebenenfalls
unter Ergänzung
weiterer Merkmale oder Merkmalskombinationen aus der Beschreibung
sind teilweise auch unabhängig
von den Merkmalen des Anspruchs 1 erfinderisch. Die Einreichung
von Teilanmeldungen, die die Merkmale des Anspruchs 1 nicht oder
nicht in vollem Umfang enthalten, bleibt vorbehalten.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Figur näher erläutert. Die Figur
zeigt in einer schematischen und vereinfachten Darstellung einen
Prüfstand
zur Prüfung
eines Einklemmschutzes eines Kraftfahrzeugsitzes.
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Die
Figur zeigt eine schematische Darstellung des Prüfstands mit einem Kraftfahrzeugsitz 6. Dieser
Kraftfahrzeugsitz 6 ist mit seinen Führungsschienen an einer Aufnahme 100 befestigt.
Die Aufnahme 100 ist beispielsweise ein Metallrahmen, der zur
Aufnahme der auftretenden Kräfte
ausgebildet ist. Der Kraftfahrzeugsitz 6 weist eine Verstellmechanik
auf, die einen Sitzträger 620 umfasst,
der üblicherweise
mit den Führungsschienen
längsverstellbar
ist. Die Führungsschienen
sind in der Aufnahme 100 zur Horizontalen neigbar.
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Es
ist ein Antrieb 810 des Kraftfahrzeugsitzes 6 zur
Längsverstellung
der Führungsschienen vorgesehen.
Weiterhin sind zwei Antriebe 820 und 830 des Sitzes 6 zur
Einstellung der Sitzhöhe
und der Sitzneigung des Sitzträgers 620 vorgesehen,
die mit einer Verstellhebelmechanik verbunden sind. Der Sitzträger 620 des
Sitzes 6 ist über
eine weitere Verstellmechanik mit der Sitzlehne 610 verbunden.
Die Verstellmechanik zwischen Sitzträger 620 und Sitzlehne 610 ist über einen
weiteren Antrieb 840 des Sitzes 6 zur Einstellung
der Neigung der Sitzlehne antreibbar.
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Es
sind darüber
hinaus noch weitere Verstellmöglichkeiten
für Kraftfahrzeugsitze,
wie Sitztiefenverstellung, Sitzwannenverstellung, Lordosenverstellung
oder Kopfstützenverstellung
möglich,
die in der Figur nicht dargestellt sind. Die Antriebe sind beispielsweise
ein Gleichstrommotor oder auch ein drehzahlgeregelter Gleichstrommotor.
Die Antriebe 810, 820, 830, 840 sind
mit einem Sitzsteuergerät 800 verbunden,
das zur automatischen Steuerung der Antriebe 810, 820, 830, 840 ausgebildet
und eingerichtet ist. Beispielsweise können die Antriebe 810, 820, 830, 840 zur
Einstellung einer zuvor gespeicherten Memory-Position von dem Sitzsteuergerät 800 angesteuert
werden.
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Bei
der automatischen Sitzverstellung besteht die Gefahr, dass eine
Person im zu verstellenden Sitz 6 oder auch zwischen dem
zu verstellenden Sitz 6 und einem Rücksitz oder einem Lenkrad eingeklemmt
wird. Ein derartiger Einklemmfall führt zu einem höheren Motordrehmoment
und damit korreliert zu einer höheren,
vom Motor 810, 820, 830, 840 aufgewandten
Kraft. Die Identifizierung eines Einklemmfalls ist insbesondere
bei einer derartigen Sitzverstellung nicht unproblematisch, da aufgrund
der weichen Sitzpolster im Einklemmfall die zusätzlich vom Motor 810, 820, 830, 840 aufzubringende
Kraft nicht zwingend einen abrupten Anstieg zeigt. Weiterhin können Einklemmschutz-Systeme
auch drucksensitive Sensoren aufweisen, die ein Einklemmen direkt
erkennen (in der Figur nicht dargestellt).
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An
dem Sitz 6 sind Klemmpunkte 710, 720, 730 und 740 definiert,
die mögliche
Klemmstellen in einem Einklemmfall abbilden. Die Klemmpunkte 710, 720, 730 und 740 können beispielsweise
Anschläge sein,
die in ihrer Position vorteilhafter weise verstellbar sind. Die Klemmpunkte 710, 720, 730 und 740 sind
dabei in Abhängigkeit
von möglichen
Gefahrenbereichen für
einen Einklemmfall positioniert.
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Dem
jeweiligen Klemmpunkt 710, 720, 730 und 740 ist
jeweils ein Messaufnehmer zugeordnet. Jeder Messaufnehmer ist eine
Kraftmesszange 910, 920, 930 beziehungsweise 940,
die mittels einer in der Figur nicht dargestellten Positionierungsvorrichtung,
wie beispielsweise einer elektromechanische Verstellung oder einer
manuellen Rastung, positioniert werden können. Die Einstellbarkeit der
Position der jeweiligen Kraftmesszange 910, 920, 930 beziehungsweise 940 und
des jeweiligen Klemmpunktes 710, 720, 730 beziehungsweise 740 erfolgt
dabei in Abhängigkeit
von Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugsitzes. Die Betriebsbedingungen
umfassen dabei sitz-spezifische Gefahrenbereiche, die durch die
Geometrie des Sitzes 6 und durch Geometrien anderer Fahrzeugteile,
wie einer Rücksitzbank,
einer Tür
oder eines Lenkrades, bestimmt sind.
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Jede
Kraftmesszange 910, 920, 930 und 940 ist
mit einer Elektronik 900 verbunden, die zur Messwerterfassung
und Speicherung und zur Steuerung eines Prüfablaufs ausgebildet ist. Hierzu
weist die Elektronik 900 eine Schnittstelle in Form einer
Busanbindung CAN zu dem Sitzsteuergerät 800 auf, um die
Antriebe 810, 820, 830, 840 über das
Sitzsteuergerät 800 für den Prüfablauf
anzusteuern.
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Um
die Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeugsitzes 6 in dem
Prüfstand
genauer zur Simulieren ist eine Elastizität in Form einer linearen oder nicht
linearen Druckfeder 911 vorgesehen, die eine Polsterelastizität einer
Rückbank
abbildet. Dabei beginnt diese Druckfeder 911 zu wirken
bevor der Einklemmpunkt 710 auf die Messzange 910 auftrifft.
Zur Simulation einer Polsterelastizität der Rückenlehne ist eine aus einer
Druckfedern gebildete Prüfelastizität 931 vorgesehen,
die einen definierten Federweg S931 zulässt, wenn der Einklemmpunkt 930 auf
die Kraftmesszange 930 trifft.
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Zur
Simulation eines Einsitzgewichtes einer auf dem Kraftfahrzeugsitz 6 sitzenden
Person sind die zwei Prüfgewichte 510, 520 vorgesehen,
die entsprechend der zu prüfenden
Person, beispielsweise bezüglich
einer 10 % Norm-Frau oder eines 90 % Norm-Mannes, veränderbar
sind. Weiterhin sind zur Simulation von Bewegungen dieser Person,
die eine Kraftwirkung auf zumindest einen der Antriebe 810, 820, 830, 840 ausübt, zwei
Antriebe 410 und 420 vorgesehen. Der erste Antrieb 410 ist
zur Simulation einer Panikreaktion der auf dem Sitz 6 sitzenden
Person oder einer auf der Rückbank
hinter dem Sitz 6 sitzenden Person ausgebildet. Bei dieser
Panikreaktion versucht die Person durch eine plötzlich ausgeübte Muskelkraft
F410 eine Verstellbewegung des Sitzes 6 manuell zu stoppen.
Der zweite Antrieb 420 ermöglicht allein oder in Kombination
mit dem ersten Antrieb 410 eine normale Bewegungskraft
F420 des Sitzinsassen zu simulieren, wenn dieser beispielsweise eine
andere Sitzposition auf dem Kraftfahrzeugsitz 6 einnimmt.
Beide Antriebe 410 und 420 sind im Rahmen einer
Prüfablaufs
durch die Elektronik 900 des Prüfstands direkt steuerbar.
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Neben
diesen beispielhaft aufgeführten
Simulationsmitteln kann der Prüfstand
andere oder zusätzlich
Prüfmittel
zur Prüfung
eines Einklemmschutzes aufweisen. Zudem kann dieser Prüfstand mit Prüfmitteln
zur Prüfung
einer Zuverlässigkeit
und Dauer-Funktionsfähigkeit
des Fahrzeugsitzes 6 kombiniert werden.
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- 6
- Kraftfahrzeugsitz
- 100
- Aufnahme,
Befestigungsrahmen
- 410,
420
- Prüfantrieb,
Elektromotor, Hydraulik
- 510,
520
- Gewicht
- 610
- Rückenlehnenstruktur
- 620
- Sitzträger, Sitzwanne
- 710,
720, 730, 740
- Einklemmpunkt,
Anschlag
- 800
- Sitzsteuergerät
- 810,
820, 830, 840
- Sitzantrieb
- 900
- Prüfelektronik
- 910,
920, 930, 940
- Kraftmesszange
- 911,
931
- Druckfeder
- F410,
F420
- wirkende
Muskelkraft
- S931
- definierter
Federweg
- CAN
- Busschnittstelle