DE3312732A1 - Verfahren zur ueberwachung der soll-mittellage von luftsitzen - Google Patents

Verfahren zur ueberwachung der soll-mittellage von luftsitzen

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DE3312732A1 DE19833312732 DE3312732A DE3312732A1 DE 3312732 A1 DE3312732 A1 DE 3312732A1 DE 19833312732 DE19833312732 DE 19833312732 DE 3312732 A DE3312732 A DE 3312732A DE 3312732 A1 DE3312732 A1 DE 3312732A1
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Description

Beschreibung: :
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Soll-Mittellage von schwingfähigen, mittels einer Luftfeder abgestützten Fahrzeugsitzen, wobei die Luftfeder über ein elektrisch betätigbares Luftventil belüftet oder entlüftet wird.
Sog. Luftsitze werden heute primär mit geschlossenem Luftsystem gefahren, d. h. die Luftfeder wird bei jedem Fahrerwechsel bzw. beim Platznehmen· eines Fahrers auf dem Sitz anfänglich auf das jeweilige Gewicht des Benutzers eingestellt' und bleibt dann für die nachfolgende Betriebsdauer bis zum erneuten Fahrerwechsel im geschlossenen Zustand. Eine solche Betriebsweise hat jedoch meisten; den Nachteil, daß der Fahrer nur sehr ungenau auf der geforderten und konstruktiv vorgegebenen Soll-Mittellage sitzt. Das erklärt sich daraus, daß die anfängliche Einstellung des Innendruckes der Luftfeder in der Regel noch in dem Ruhezustand des Fahrzeuges erfolgt, in dem die Reibungswerte und die Dämpfungswerte des Schwingsystems anders sind als später beim Fahrbetrieb.
Es sind deshalb Vorschläge bekannt geworden, die anfängliche Einstellung der Soll-Mittellage des Fahrzeugsitzes durch eine automatische Regelung vorzunehmen und die anfängliche Einregelzeit so weit auszudehnen, daß nach der Erfahrung bereits mit einem Fahrbetrieb des Fahrzeuges gerechnet werden kann. Ein solcher Vorschlag erfaßt natür-
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lich nur die Normfälle, so daß als Hilfslö'sung bereits vorgeschlagen wurde, daß die Einregelzeit 'auch durch manuelles Betätigen eines Handtasters .wiederholt werden kann. Das belastet natürlich den Fahrer mit einer zusätzlichen Sorg- ■ faltspflicht, die nicht immer vorausgesetzt·werden kann. -^.
Völlig ungelöst ist bis dato das Problem, daß j
bei Fahrzeugsitzen der genannten Art, die mit ' "" " I einem geschlossenen Luftsystem betrieben werden,, auch Leckageverluste auftreten können, woraus eine zunehmend größere Abweichung von der erforderlichen Soll-Mittellage resultiert, die von dem Fahrer häufig erst zu spät erkannt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Überwachung der Soll-Mittellage für Fahrzeugsitze der genannten Art zu schaffen, das nicht nur anfänglich bei der Sitzeinstellung,sondern permanent auch im Hinblick auf mögliche Leckageverluste arbeitet und den Fahrer von jeglicher Sorgfaltspflicht bezüglich der richtigen Einstel-· lung und Einhaltung der Soll-Mittellage freistellt.
«t^. Die erfindungsgemäße Lösung ist gekennzeichnet
durch einen oberhalb und einen unterhalb der Soll-Mittellage angeordneten Geber, die jeweils in Abhängigkeit vom Schwinghub des Fahrzeugsitzes angesprochen werden und dabei voneinander unterscheidbare elektrische Signale auf einen elektrischen Vor-Rückwärtszähler (Differenzzähler) geben, der
bei Erreichen eines oberen oder·eines unteren; Grenzwertes sich selbst auf einen Ausgangswert zwischen den beiden Grenzwerten zurücksetzt und ein für den jeweiligen- Grenzwert zugeordnetes Steuersignal abgibt, wodurch das Luftventil für eine vorfeestimmte Zeit entweder auf Belüften oder auf Entlüften geschaltet wird. Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung sind die Grenzwerte, des Zählers und/oder die Be- und Entlüftungszeiten des Luftventils einstellbar.
Durch die erfindungsgemaße Lehre kann mit vergleichsweise geringen Kosten eine störunanfällige Permanent-Überwachung bezüglich der Einhaltung der Soll-Mittellage bei Fahrzeugsitzen erfolgen. Die oberhalb und unterhalb der Soll-Mittellage angeordneten Geber erkennen die um die Soll-Mittellage ausgeführten Schwinghübe des Fahrzeugsitzes und geben entsprechende elektrische Signale an das Zählwerk. Das Zählwerk ist als Vor-Rückwärtszähler ausgebildet und summiert beispielsweise die Schwing hübe oberhalb der Soll-Mittellage und subtrahiert die Schwinghübe unterhalb der Soll-Mittellage. Daraus ergibt sich, daß ein richtig auf die Soll-Mittellage' eingestellter Fahrzeugsitz über eine bestimmte Zeitdauer betrachtet den jeweiligen Ausgangswert des Zählers nicht verändert, da im Mittel die Summe der Schwinghübe oberhalb der Soll-Mittel-
i lage, der Summe-der Schwinghübe-unterhalb der Soll- I
Mittellage entspricht. j
Erst dann, wenn die Soll-Mittellage nicht richtig ! eingestellt ist, z. B. durch eine anfängliche Fehl- ;
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einstellung oder durch eine beim Betrieb auftretende Leckage, .überwiegt die Summe der Schwing-, hübe zu einer Seite der Soll-Mittellage und das Zählwerk nähert sich seinem jeweils zugeordneten Grenzwert. Bei Erreichen des jeweiligen Grenzwertes gibt das Zählwerk ein Steuersignal ab, wodurch d-as Luftventil der Luftfeder für eine vorbestimmte Zeit je nach der Art der Abweichung von.der Soll-Mittellage auf' Belüften oder auf Ent-
lüften geschaltet wird. Dadurch wird die Abweichung von der Soll-Mittellage korrigiert.
Das Korrigierverhalten einer" nach der erfindungsgemäßen Lehre gebauten Überwachungsvorrichtung kann problemlos und individuell auf den jeweiligen Sitztyp, auf das jeweilige Fahrzeug oder .die Fahrbahnbedingungen eingestellt werden. So können zum Beispiel die oberhalb und unterhalb der Soll-Mittellage angeordneten Geber in unmittelbarer Nähe oder etwas weiter ab von der Soll-Mittellage positioniert sein. Bei einer Position etwas weiter ab von der Soll-Mittellage" werden die kleineren Schwingungen um die Soll-Mittellage, wie z. B. normale Erschütterüngs-Schwingungen des Fahrzeuges, nicht mit erfaßt. Das Korrekturverhalten der Überwachungsvorrichtung wird dadurch etwas träger und etwas weniger genau. Die Genauigkeit des Korrektur-' Verhaltens ist auch durch die.Einstellbarkeit der Be- oder Entlüftungszeiten des Luftventils zu beeinflussen. Je kürzer die Lüftungszeiten des Ventils eingestellt werden, desto genauer wird die Soll-Mittellage erfaßt. Weitere Möglichkeiten er-
geben sich durch die -Einstellbarkeit der Grenz- · ■
werte des Vor-Rückwärtszählers ,' wodurch' ebenfalls .."
die Trägkeit und Genauigkeit des Korrekturver- i
haltens der Überwachungsvorrichtung verändert v.
-können. . * ;j
Eine Überwachungsvorrichtung nach der erfindungs- || gemäßen Lehre hat den grundsätzlichen Vorteil, da:ß >-■ die richtige Einstellung der Soll-Mittellage des Fahrzeugsitzes permanent überwacht wird, ohne daß . dabei permanent korrigiert wird." Eine Korrektur erfolgt nur dann, wenn-der Fahrzeugsitz aus welchem Grunde auch immer von der vorgegebenen SoIl-Mittellage abweicht..Schwingt der Fahrzeugsitz einwandfrei um seine Soll-Mittellage, darin werden die voreingestellten Grenzwerte des Vor-Rückwärtszählers nicht erreicht und das Luftventil hält das Luftfedersystem in der gewünschten Weise voll- , ständig geschlossen. ;
Eine zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lehre ist dadurch gekennzeichnet, daß mittels der oberhalb und unterhalb der Soll-Mittellage positionierten Geber voneinander verschiedene konstante Spannungspegel auf einen Kondensator aufgeschaltet werden und daß mittels eines Operationsverstärkers (Vergleichers) bei Erreichen bestimmter Spannungsgrenzwerte am .Kondensator das Luftventil" entsprechend dem jeweils erreichten Spannungsgrenzwert geschaltet wird. Eine solche Ausführungsform - ist robust und einfach und arbeitet analog.
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Auch digitale Ausführurigsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind leicht zu verwirklichen, und eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß mittels der Geber voneinander verschiedene Zählimpulse auf einen Digitalzähier gegeben werden, wobei mittels einer Steuerstüfe bei Erreichen bestimmter Zähl-Grenzwerte der Zähler auf einen Ausgangswert zwischen den beiden Zähl-Grenzwerten zurückgesetzt und das Luftventil entsprechend" dem jeweils erreichten Zähl-Grenzwert geschaltet wird.
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen' Verfahrens benutzten Geber können einfache Berührungsschalter sein, jedoch empfehlen sich aus Verschleißgründen berührungslose Näherungsschalter. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform eines Gebers besteht aus einem mittels eines Permanent-Magneten angesprochenen Reed-Kontakt. Anstelle des Reed-Kontaktes können .magnetfeldempfindliche Widerstände benutzt werden.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lehre-kann diese auch für die anfängliche Einstellung des Fahrzeugsitzes auf das jeweilige Gewicht des Benutzers bzw. auf die Soll-Mittellage verwandt werden. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein Steuerglied (Steuerwerk), das ±fh spannungslosen' Zustand und nach dem Aufschalten der Versorgungsspannung den Vor-Rückwärtszähler überbrückt und von den Gebern
. ν.
- Ii -
empfangene Gebersignale in jeweils zugeordnete und direkt auf das Luftventil gegebene Steuersignale umsetzt und das nach zwei von den Gebern empfangenen Spannungsabfall-Impulsen (Öffnungsimpulsen) den Vor-Rückwärtszähler zuschaltet und keine weiteren direkten Steuersignale an das Luftventil gibt.
Mit dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine sog. Schnelleinstellung des Sitzes auf seine Soll-Mittellage bei Inbenutzungnahme des Sitzes oder bei einem- Fahrer- · wechsel erreicht. Die Schnelleinsteilung ist dadurch gegeben, daß der Vor-Rückwärtszähler für eine bestimmte Zeit außer Funktion gesetzt, d. hi' überbrückt ist, so daß die Gebersignale direkt in entsprechende Steuersignale für das Be- oder Entlüften des Luftventils umgesetzt werden.- Dadurch wird die Luftfeder so lange belüftet oder entlüftet, bis die Geber eine Position des Sitzes im Bereich der Soll-Mittellage anzeigen.
Der Schaltzustand, der der Schnelleinstellung entspricht, soll grundsätzlich im spannungslpsen Zustand der Überwachungsvorrichtung und nach dem Aufschalten der Versorgungsspannung gegeben sein. Das Aufschalten der Versorgungsspannung kann beispielsweise mittels des normalen Zündschlosses des Fahrzeuges erfolgen oder mittels eines separaten manuell zu betätigenden Handtasters oder automatisch beim Platznehmen des Fahrers auf dem Sitz oder bei einem Fahrerwechsel mittels eines
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Hü*
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Sitzkontaktschalters. In allen diesen Fällen ist zunächst die Schnelleinstellung aktiviert, d. h. der Vor-Rückwärtszähler der Überwachungsvorrichtung außer Funktion gesetzt. · .
Sobald das Steuerglied"(Steuerwerk) zwei von den Gebern empfangene Spannungsabfall-Impulse— registriert, wird der Vor-Rückwärtszähler in der beschriebenen Weise in Funktion genommen und das direkte "Umsetzen der Gebersignale auf ■-. das Luftventil unterbrochen. Es ist dann die Permanent-Überwachung der Soll-Mittellage -in der beschriebenen Weise in Funktion.
Das Abschalten der Schnelleinstellung erst nach zwei von den Gebern empfangenen Spannungsabfall-Impulsen (Öffnungsimpulsen) ist für den Fall •von Bedeutung, daß der Sitz unbelastet ist und '. sich infolge eines in der.Luftfeder vorhandenen Innendrucks in seiner obersten Änschlagposition befindet. In dieser Position ist der oberhalb der Soll-Mittellage angeordnete Geber angesprochen, d. h. geschlossen. Er öffnet sich, sobald ein Fahrer auf dem Sitz Platz genommen hat und den Sitz bis in den Bereich der Mittellage gedrückt hat. Ein schwergewichtiger Sitzbenutzer wird jedoch den Sitz wegen des noch zu geringen Druckes in der Luftfeder über die Mittellage hinaus nach unten drücken bis der unterhalb der Kittellage angeordnete Geber"angesprochen, d. h. geschlossen ist. Dadurch wird die Luftfeder belüftet und dann der Sitz von unten wieder bis in den Bereich dor Soll-Mittellage angehoben,·
wobei der- unterhalb der Mittellage angeordnete Geberwieder geö.ffnet wird, d.' h. den zweiten Spannungsabfall-Impuls erzeugt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der' Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 das Blockschaltbild einer Überwachungsvorrichtung mit Schnelleinstellung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 in schematischer Darstellung die Anordnung der Überwachungsvorrichtung an einem Fahrzeugsitz,
Fig. 3 im Querschnitt die konstruktive Ausbildung eines Gebers zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Blockschaltbild gemäß Fig. 1 zeigt einen oberhalb der Soll-Mittellage angeordneten Geber 4 und einen unterhalb der Soll-Mittellage angeordneten Geber' 5. Beide Geber werden, mittels eines Permanent-Magneten 6 berührungsfrei angesprochen, •wobei der Magnet 6 in Abhängigkeit vom Schwinghub des Fahrzeugsitzes bewegt wird.
Die Schaltung ist in einen Regelkreis und einen Steuerkreis für die Schnell einste.l lung des Fahrzeugsitzes unterteilt. Der Regelkreis umfaßt im wesentlichen eine Kondensatorschaltunq 7, einen Operationsverstärker 8 und ein Zoitglied 9. Der Steuerkreis umfaßt im wesentlichen das St
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- .14 -
Beide Kreise wirken auf das Luftventil 11, das die Luftfeder (nicht dargestellt) entweder über die Leitung 12 entlüftet oder aus der Leitung 13 mit Druck, versorgt. -" , ·
Ist der Geber 4 mittels des Magneten 6 angespfo-' chen, d. h.-,geschlossen, dann wird der Kondensator der Kondensatorschaltung 7 aufgeladen. Entsprechend wird über den geschlossenen Geber 5 der Kondensator entladen. Der .Operationsverstärker 8 kennt "die momentane Spannung am Kondensator. Bei Errei-. chen bestimmter voreingestellter Spannungsgrenzwerte am Kondensator wird vom Operationsverstärker 8 über das Zeitglied 9 für eine bestimmte voreingestellt.e Zeit das Luftventil 11, in diesem Falle ein Magnetventil, angesprochen und zugleich der Kondensator der Kondensatorschaltung 7 wieder auf einen Spannungswert zwischen den beiden voreingestellten Spannungsgrenzwerten gebracht.
Zum Aktivieren des Steuerkreises, d. h. der Schnelleinstellung des Sitzes in dem Bereich der Soll-Mittellage dient der Kontaktschalter 14 z. B. in Form eines Sitzkontaktschalters. Mittels des Schalters 14 wird die Spannungsversorgung auf das Steuerglied 10 aufgeschaltet, wodurch dieses den Kondensator 7 überbrückt und von den Gebern 4 und 5 empfangene Gebersignale in jeweils zugeordnete und direkt auf das Luftventil 11 gegebene Steuersignale umsetzt. .- ·
Fig. 2 zeigt an einem praktischen Ausf ührung.sbeispiel die mögliche Anordnung der einzelnen Ele-
mente des vorstehend beschriebenen Regelkreises' an einem Fahrzeugsitz der üblichen Bauart. Erkennbar ist die Luftfeder 15, die mittels, des Luftventils 11 belüftet oder entlüftet, wird. Die anhand Fig. 1 beschriebene Schaltung ist in einem Schaltungskasten 16 im rückwärtigen Teil des Sitzes untergebracht. Die Geber 4 und 5 befinden sich horizontal unterhalb des Sitzes in- einem Gehäuse 17, dessen Aufbau nachstehend in Fig. 3 noch genauer beschrieben wird. Auf der Sitzfläche ist der Sitzd-ruckschalter 14 angeordnet.
Dee Schwinghübe des Fahrzeugsitzes 'gemäß Fig. werden über das obere rechte Loslager der Scheren 18 auf eine Schubstange 19 übertragen, die in Fig. 3 genauer erkennbar ist. Die Schubstange wirkt über zwei Ausgleichsfedern 20 und den Schleppbügel 21 auf den Permanent-Magneten 6. Durch diese spezielle Schleppvorrichtung wird der Magnet 6 zwischen seiner in der. Fig. 3 .dargestellten Ruheposition und je einer Ansprechposition für den Geber 4 bzw. 5 bewegt. Diese .Schleppvorrichtung hat den Vorteil, daß der Magnet 6 in den Ansprechpositionen stehenbleibt und nicht an den Gebern 4 und 5 vorbeiläuft,. wenn größere Schwinghübe des Fahrzeugsitzes, d. h. größere Schubbewegungen der Schubstange 19 auftreten."'
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind auch die Positionen der Geber und 5 einstellbar, gemäß Fig. -3 erfolgt dies mittel zweier Tragspindeln 22 und 23, die jeweils für sich drehbar in dem Gehäuse 24 gelagert sind.
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Claims (9)

  1. Patentanwalt Dipl.-Ing. Gerd Lange
    D-4950 Minden/Westf. ·
    Gebr. Isringhausen Anwaltsakte: 120.266
    An der Bega 58
    Lemgo ' 6. April 1983
    '" "Verfahren zur Überwachung der Soll-Mitte-llaqe von Luftsitzen'
    Ansprüche:
    Θ Verfahren zur Überwachung der Soll-Mittellage von schwingfähigen, mittels einer Luftfeder abgestützten Fahrzeugsitzen, wobei die Luftfeder über ein elektrisch betätigbares Luftventil belüftet oder entlüftet wird, gekennzeichnet durch
    einen oberhalb und einen unterhalb der Soll-Mittellage angeordneten Geber, die jeweils in Abhängigkeit vom Schwinghub .. des Fahrzeugsitzes angesprochen werden und dabei voneinander unterscheidbare elektrische Signale auf einen elektrischen Vor-Rückwärtszähler (Differenzzähler) geben,
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    -J-ΧΤΖ I
    der bei Erreichen" eines oberen oder eines unteren Grenzwertes sich selbst auf einen Ausgangswert zwischen den beiden Grenzwerten zurücksetzt und ein dem"jeweiligen Grenzwert zugeordnetes Steuersignal abgibt,- : wodurch das Luftventil für eine vorbestimmte Zeit entweder auf Belüften oder auf Entlüften geschaltet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, · dadurch gekennzeichnet,
    daß die Grenzwerte des Zählers einstellbar sind. " :
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ' dadurch gekennzeichnet,
    daß die Be- und Entlüftungszeit des Luftventils : einstellbar ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß mittels der Geber voneinander verschiedene konstante Spannungspegel a.uf einen Kondensator aufgeschaltet werden - und daß mittels eines Operationsverstärkers (Vergleichers) bei Erreichen bestimmter Spannungsgrenzwerte am Kondensator das Luftventil· : entsprechend dem jeweils erreichten Spannungsgrenzwert geschaltet wird.
    ζ'
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
    " daß mittels der Geber voneinander verschiedene Zählimpulse auf einen Digitalzähler gegeben' werden,
    und daß mittels einer Steuerstufe bei Erreichen bestimmter Zähl-Grenzwerte der Zähler auf einen Ausgangswert zwischen den beiden .Zähl-Grenzwerten zurückgesetzt und das Luftventil entsprechend dem jeweils erreichten Zahl-Grenzwert geschaltet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüct gekennzeichnet durch ■
    ein .Steuerglied (Steuerwerk), das im spannungslosen Zustand und nach dem Aufschalten der Versorgungsspannung ~den--Vor-Rückwärtszähler überbrückt und von den Gebern em- " pf angene Gebersignale in jeweils zugeordnete .' und direkt auf das Luftventil gegebene Steuersignale umsetzt,
    und das nach zwei von den Gebern empfangenen Spannungsabfall-Impulsen (Öffnungsimpulsen) dtn Vor-Rückwärtszähler zuschaltet und keine weiteren direkten Steuersignale an das Luftventil gibt.
  7. 7. Geber zur Durchführung des Verfahrens nach einer .der vorhergehenden Ansprüche, .
    gekennzeichnet durch
    einen- mittels -eines Permänent-Magneten (6) angesprochenen Reed-Kontakt
    BAD ORIGINAL
    EPO - COPY
    J 3 f L f
    -A-
  8. 8. Geber zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ' . . * daß der Permanent-Magnet"verschiebbar gelagert und mittels einer Schleppvorrichtung zwischen einer Ruheposition und einer Ansprechposition für den Geber bewegbar ist.
  9. 9. Geber nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, " .
    daß die Position des Gebers einstellbar ist.
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