WO2023232657A1 - Antriebsvorrichtung zum aufbringen einer gegenkraft für die vermeidung einer unerwünschten verstellung einer innenraumbaugruppe - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a drive device for adjusting an interior assembly of a vehicle according to the preamble of claim 1.
- Such a drive device comprises a motorized adjustment drive for generating an adjustment force, an adjustment kinematics that can be driven by the adjustment drive for transmitting an adjustment force generated by the adjustment drive to the interior assembly and a control device for controlling the adjustment drive.
- an electronic detection device is provided, via which an adjustment event can be detected in which at least one external force acts on the drive device and/or the interior assembly.
- An interior assembly of the type described here is an assembly in the interior of a vehicle.
- An interior assembly of the type described here can be, for example, a vehicle seat, a console element with a storage or storage function, a monitor, a partition or a shelf such as a table or a storage compartment.
- the interior assembly is not part of the vehicle body and is therefore not used to close the vehicle from the outside (as is the case with a vehicle door or a sunroof).
- the interior assembly is also not part of a drive and Steering system of the vehicle (such as a steering column of a vehicle).
- the interior assembly is arranged in the interior of the vehicle and can be adjusted in the interior by a user, in particular in order to provide a comfort function in the interior.
- a vehicle seat can be adjustable to adjust a backrest angle, a longitudinal and/or transverse position or also to adjust a rotational position in the interior in order to provide a vehicle occupant with a comfortable sitting position.
- a console element can, for example, be displaceable along a vehicle floor in order to provide storage in the interior of the vehicle or to enable actuation of a functional assembly on the console element.
- a monitor can be adjustable in its swivel position, its height position and/or its tilt position in order to enable comfortable viewing of the monitor for a vehicle occupant.
- interior assemblies such as vehicle seats or console elements can be variably adjustable in order to enable vehicle occupants to drive comfortably in the vehicle if necessary. Adjusting an interior assembly should be easy, comfortable and intuitive for a user.
- the adjustment drive and/or the adjustment kinematics are often designed to be self-locking, so that the adjustment kinematics and thus the interior assembly can only be adjusted by actuating the adjustment drive, but conversely an adjustment cannot be made by an external force.
- a self-locking mechanism of a transmission together with a cogging torque of an adjustment motor and any poor efficiencies along the chain of effects can be responsible for ensuring that the vehicle seat does not lower unintentionally when the vehicle vibrates, for example when driving on a rough road.
- a design of the adjustment drive and/or the adjustment kinematics with self-locking is not necessarily desirable due to poor efficiency. This is typically accompanied by a larger installation space requirement as well as increased weight and wear.
- a proposed drive device for adjusting an interior assembly of a vehicle has at least
- An electronic detection device for detecting an adjustment event in which at least one external force acts on the drive device and / or the interior assembly.
- the control device is configured here, in response to the detection of the adjustment event, to generate a counterforce via the motorized adjustment drive, which counteracts an adjustment of the interior assembly due to the external force.
- the proposed solution is based on the basic idea of applying an electronically controlled counterforce with which, when an adjustment event is detected, an external force is counteracted to such an extent that no unwanted adjustment of the interior assembly occurs.
- a proposed drive device is therefore able to not only control a targeted adjustment of an interior assembly of a vehicle via the motorized adjustment drive, but also to counteract an undesirable adjustment using the adjustment drive when an adjustment event occurs.
- a drive device with a control device-based adjuster ie a control device integrated in a control device in combination with a motor-driven adjustment drive, including motor-integrated electronics
- a self-locking-free adjustment drive and a self-locking-free adjustment kinematics prevents undesired adjustment of an interior assembly due to external factors by deliberately applying a counterforce counteracts the applied forces.
- the proposed solution can also achieve an amount that increases the range of electric vehicles. Due to the increase in efficiency through the use of a self-locking-free adjustment drive, the travel current required for regular operation of the drive device can be lower.
- An energy storage device of the vehicle provided for driving the vehicle and operating the drive device may therefore be subject to a lower load.
- An adjustment kinematics is here understood to mean, in particular, an adjustment mechanism with several (at least two) adjustable components, via which an adjustment force generated by the motor-driven adjustment drive can be transmitted to the interior assembly for its adjustment.
- An adjustment event that can be detected using the electronic detection device is understood to mean any driver or operating situation that is not induced by the adjustment drive and in which an external force acts on the drive devices and/or the interior assembly, which can fundamentally lead to their adjustment. It is not mandatory here for the electronic detection device to detect the presence of an external force on the drive device and/or the interior assembly itself. Rather, it may be sufficient that a corresponding situation is detected, for example by a change in an adjustment position of at least one monitored component that is not part of the drive device or the interior assembly, and / or a corresponding situation is signaled by a signal that can be received and processed by the detection device, which indicates that (in particular) external forces are acting on the drive device and/or the interior assembly that go beyond a tolerated level.
- the electronic detection device can detect or be signaled that parts of the interior in the vehicle are vibrating and/or the vehicle is traveling over a rough stretch of road.
- the detection device for detecting an adjustment event can detect an adjustment of a component of the drive device or the interior assembly, for example an adjustment of a component of an adjustment motor of the adjustment drive and here in particular a rotor, in order to conclude that an adjustment event has occurred.
- this includes the possibility of electronically detecting an adjustment event before an unwanted movement or adjustment of a component of the interior assembly.
- a gyro sensor can be used to detect relevant acceleration in the interior assembly or vehicle before an actual unwanted movement occurs.
- self-locking is a resistance caused by friction against slipping or twisting of two bodies in contact with one another.
- self-locking occurs when the gearbox can be driven via the input shaft, but not via an output shaft.
- Self-locking in gears can also be achieved through a high gear ratio or through a low efficiency (usually ⁇ 50%).
- a worm gear or a spindle gear self-locking is usually achieved when a pitch angle of a worm thread or a spindle thread is smaller than the arctangent of the coefficient of static friction.
- the adjustment kinematics is preferably non-self-locking. A torque on the output side can therefore fundamentally cause the adjustment kinematics to move during movement.
- control device is configured to cause at least one component of the adjustment drive and/or at least one component of the adjustment kinematics to be reset to a desired position in response to the detection of the adjustment event via the motorized adjustment drive and the counterforce generated thereby, and the at least one component to keep it at the target position via the generated counterforce while the external force is still applied.
- a target position to be assumed can be defined in particular by a position within a target range. If the component to be adjusted is therefore within the target range, it is assumed that a target position has been assumed.
- any resetting of the at least one component of the adjustment drive and/or the at least one component of the adjustment kinematics can depend on whether an adjustment of this component can be detected using the electronic detection device in order to detect the occurrence of an adjustment event. For example, based on any undesirable adjustment of a specific component of the adjustment drive that is not induced by the actuation of the adjustment drive, it can be detected that an adjustment of the component and thus possibly of the interior assembly takes place due to an applied external force or - with further adjustment of the monitored component - would take place.
- the control device controls the motor-driven adjustment drive in order to move the component back to the target position or into a target range and to hold it at this target position. If the specified target position or a position within a target range is reached again, this can be determined, for example, by sensors using the detection device and thus checked.
- Detecting whether the target position has been reached can in principle also take into account a hysteresis or a tolerance window.
- this is understood to mean, for example, overcompensating for an adjustment movement that has already taken place, been detected and is due to an adjustment event, so that a corresponding one is achieved Adjustment subsequently becomes less likely or can occur less frequently.
- the respective component is adjusted in the opposite direction beyond the target position by a value defined (by the tolerance window) as a result of the counterforce generated.
- the target position can, for example, have been stored in a memory of the control device using the control device after an adjustment of the interior assembly has been completed under the effect of an adjustment force generated by the adjustment drive.
- an assumed position of at least one component of the drive device can thus be saved in order to evaluate any subsequent displacement of this component without actuation of the adjustment drive as a possible occurrence of an adjustment event that leads to the generation of the counterforce must.
- a target position of a component of the drive device monitored by sensors for example, is saved in order to counteract an undesirable adjustment from this target position due to an external force using the adjustment drive.
- Saving a target position can include setting the position assumed after a targeted adjustment as the target position.
- the detection device therefore only checks based on any subsequent detection signals (possibly taking an adjustment direction into account) whether a position change occurs without the adjustment drive being actuated.
- detection signals are generated by at least one or exactly one Hall sensor or rotor position sensor, with which signal changes per revolution or angular degrees within a revolution can be measured and a change in position can be concluded by counting the rotations, for example using a sensor coupled control unit.
- the amount of counterforce applied can be varied over time using the control device.
- a changed external force can also be taken into account here.
- the adjustment drive includes non-self-locking gear.
- the adjustment kinematics cannot be held in a specific adjustment position via a self-locking mechanism on the adjustment drive side.
- the counterforce is then generated using the motor-driven adjustment drive.
- a short-circuit brake is provided for generating the counterforce or for increasing the counterforce.
- An adjustment motor of the adjustment drive can then generate a braking effect, in particular permanently, in the event of an impending adjustment of a monitored component or in the event of an applied vehicle-side signal received at the detection device, such as a crash warning.
- the detection device can fundamentally be provided for monitoring at least one component of the adjustment drive and/or for monitoring at least one component of the adjustment kinematics.
- it is of course alternatively or additionally possible to monitor the interior assembly itself in order to determine the existence of a possible adjustment event.
- an adjustment of the interior assembly or a part thereof is considered to be a decisive factor in determining whether an adjustment event occurs, this is generally not desirable from a comfort perspective. It is therefore rather perceived as advantageous that an undesirable adjustment due to external forces is already counteracted within the adjustment drive and/or the adjustment kinematics before an adjustment of the interior assembly that is noticeable or visible to a user takes place.
- the detection device can include a monitoring sensor system with at least one sensor.
- a monitoring sensor system with at least one sensor.
- optical, magnetic or capacitive sensors are conceivable for this, in particular sensors with which a changed adjustment position can be detected.
- at least one Hall sensor or an analog, magnetic rotor position sensor is provided.
- a radar or lidar sensor and/or a camera can be used.
- An embodiment variant alternatively or additionally provides for sensorless monitoring of at least one component of the adjustment drive and/or the adjustment kinematics.
- sensorless monitoring of a component of an adjustment motor of the adjustment drive can be carried out on the basis of measurable and electronically evaluated motor parameters, such as induction voltage or motor impedance.
- sensorless monitoring can be provided by evaluating electrical signals representative of corresponding motor parameters on a DC motor of the motor-driven adjustment drive.
- the detection device is provided to monitor an adjustment position of a rotor of the adjustment motor in order to infer any adjustment event that triggers the generation of the counterforce.
- monitoring can be carried out using sensors, for example using a monitoring sensor system of the detection device, or without sensors.
- a monitoring sensor system it can be arranged and designed to detect the occurrence of an adjustment event via an adjustment caused by the external force of a component of an adjustment motor of the adjustment drive and thus in particular of a rotor of the adjustment motor.
- the monitoring sensor system for monitoring a rotor of the adjustment motor includes at least one Hall sensor.
- a double or multiple Hall sensors can also be provided in order to detect a direction of rotation of the rotor and thereby determine the existence of an adjustment of the rotor that is not induced by the adjustment drive and thus an adjustment event.
- additional information about the direction of rotation and/or effective direction of gravity can also be evaluated by the detection device in order to conclude that an adjustment event has occurred.
- the direction of action of the earth's gravity on a component is important if an adjustment with a height component is to be carried out via the adjustment drive.
- the monitoring sensor system can be placed completely or at least partially on a circuit board of the motorized adjustment drive.
- the monitoring sensor system can be integrated on the adjustment motor and connected to a circuit board of the adjustment drive containing control electronics using at least one signal line.
- An adjustment motor of the adjustment drive can be, for example, a DC motor, in particular a brushless DC motor (BLDC motor for short).
- a detection device for example, which uses an inductive voltage divider or a measuring voltage pulse.
- an inductive voltage divider for example, two motor phases are then supplied with pulses or alternating voltage and a voltage measurement is carried out on a third motor phase.
- the position of the rotor influences the individual inductances and thus a measurable tap voltage. If a measuring voltage pulse is used, the motor phases can be applied. Increases in the (phase) currents in the time domain then indicate a (changed) adjustment position of the rotor.
- a motor impedance is measured using the detection device for sensorless monitoring of an adjustment position of the rotor. This allows rotation of a commutator of the DC motor to be determined when the motor is at a standstill in order to conclude that the adjustment position of the rotor may have been changed due to external forces and thus the existence of an adjustment event.
- the detection device is configured to detect an adjustment event using a vehicle-side sensor signal.
- a vehicle-side sensor signal for example, at least one sensor that is already present on the vehicle is used, the sensor signal of which can be transmitted to the detection device.
- the vehicle-side sensor signal can then be used to signal, for example, a journey detected on the vehicle on a rough road, an off-road journey or a vibration on the vehicle body and/or in the vehicle interior that exceeds at least a tolerance threshold.
- a trigger criterion for activating a counter-control mode of the control device is considered to be fulfilled, so that the counter-force is generated in response to this in order to resume and maintain a current (target) position of components of the adjustment kinematics and, if necessary, in particular of the motor-driven adjustment drive.
- the detection device is configured to detect a change in an adjustment position of at least one component of the adjustment drive and/or at least one component of the adjustment kinematics as a function of an operating mode of the drive device and, in response thereto, to reinitialize a reference position for the at least one component is crucial for the detection of an adjustment event.
- a successful but (initially) unrecognized and unwanted adjustment position change for example a rotation
- a monitoring sensor system that takes relative positions into account and trigger a reinitialization of a reference position (for a target position desired by the user), e.g. B. after a deep sleep, a transport mode or an idling of a battery supplying the electronics of the drive device with energy.
- the detection device can be configured to be placed (first) into a detection mode by an activation signal generated on the vehicle side and received at the detection device or by an activation signal generated by a sensor of the detection device, in which an adjustment event can be detected by the detection device.
- the detection device can therefore, for example, be operable in a rest mode, from which the detection device only switches to a detection mode in response to an activation signal. From this detection mode, a change to a counter-control mode is then possible in order to control the adjustment drive to generate the counterforce if an adjustment event is subsequently detected.
- a possible operation in a sleep mode offers significant energy saving potential.
- a detection device is thus, for example, only put into a detection mode that requires more energy when, based on the current driving situation of the vehicle or an electronically (sensory or sensorless) detected changed adjustment position of a component of the drive device and/or the interior assembly, it becomes apparent that, under certain circumstances, disruptive and External forces that exceed a tolerable threshold will act on the interior assembly, which could lead to an undesirable adjustment of the interior assembly.
- This can also include, for example, a journey detected on the vehicle on a bad road, an off-road journey or a vibration on the vehicle body and/or in the vehicle interior that exceeds at least a tolerance threshold leads to the generation of an activation signal.
- complete electronics of the drive device or at least of the adjustment drive, including the control device can optionally be switched from a power-saving rest mode to an adjustment mode.
- the detection device in a rest mode at predefined times and thus in particular cyclically checks for the presence of an activation event that leads to a change to the detection mode, or for the presence of an adjustment event that already triggers the generation of the counterforce , carries out.
- the detection device in sleep mode can wake up cyclically and carry out a check for a possible change in the adjustment position of a component, such as a rotor, caused by an external force in order to detect an adjustment event.
- the detection device can thus be configured to carry out a - comparatively energy-saving - polling, with which the change in an adjustment position of a component of the adjustment drive and / or a component of the adjustment kinematics is monitored.
- an accelerometer of the detection device and/or a Hall sensor and/or an analog, magnetic rotor position sensor can be provided to generate an activation signal.
- activation of the control device e.g. implemented in a control unit of the drive device
- activation of the control device can only take place through at least one activation signal that is generated by an accelerometer.
- Such an accelerometer can, for example, be integrated as a component on electronics of the adjustment drive, in particular in a microcontroller of the control device.
- Hall signals or analog signals can be used as a wakeup source for the control device.
- Part of the proposed solution is also a vehicle seat with an embodiment variant of a proposed drive device.
- a self-locking-free seat height adjustment is provided with the drive device, in particular using a BLDC motor as part of the adjustment drive.
- a control device in particular integrated into a control unit for the seat height adjustment, a specific adjustment can be made in response to a possibly detected adjustment event Counterforce can be generated via the adjustment drive, which counteracts an undesirable change in the seat height if the adjustment drive is not specifically controlled for this purpose.
- the interior assembly can be implemented, for example, by a vehicle seat.
- the drive device can in particular be designed to adjust a backrest of the vehicle seat relative to a seat part of the vehicle seat.
- the drive device can be designed for longitudinal adjustment of the seat.
- the drive device can be designed for seat height adjustment.
- the interior assembly can be implemented, for example, by a console element, for example a center console, an armrest, a table or another assembly in the vehicle interior.
- a console element for example a center console, an armrest, a table or another assembly in the vehicle interior.
- Figure 1 is a schematic view of a vehicle with various
- Figure 2 shows schematic components of a proposed one
- Figure 3 shows a control device of the drive device according to
- Figure 4 shows a possible sequence for operating the drive device.
- Figure 1 shows a schematic view of a vehicle 1, which forms an interior framed by a vehicle body 10, in which different interior assemblies, for example in the form of vehicle seats 11 and Console elements 12 and possibly other interior assemblies such as monitors, partitions, shelves, storage compartments or the like are arranged.
- different interior assemblies for example in the form of vehicle seats 11 and Console elements 12 and possibly other interior assemblies such as monitors, partitions, shelves, storage compartments or the like are arranged.
- interior assemblies 11, 12 can be adjustable in a variable manner in the interior of a vehicle 1.
- an interior assembly 11 in the form of a vehicle seat can be variably adjustable in order to adjust the vehicle seat along an adjustment plane defined by a vehicle longitudinal direction X and a vehicle transverse direction and also, if necessary, to rotate it about a vehicle vertical axis Z.
- assemblies of the vehicle seat for example a seat part 111 or a backrest part 112, can be adjustable in order to adapt the position of the respective assembly.
- the backrest part 112 can be adjustable in its inclination.
- the seat part 111 can be adjustable in its height position along an adjustment direction V1 and also in its inclination position.
- a drive device with a motorized adjustment drive 2 is provided, which is connected to a control device 3 of the drive device.
- the adjustment drive 2 is designed as an electric motor and can be operated to move an associated interior assembly 11, 12 between different positions using an electric motor.
- each interior assembly 11, 12 to be adjusted or a subassembly of an interior assembly 11, 12 to be adjusted can be assigned its own electromotive adjustment drive 2, the adjustment drives 2 being able to be connected, for example, to a common control device 3, so that the control device 3 controls the adjustment drives 2 for adjusting the assigned interior assembly and 11, 12 together.
- an associated interior assembly 11, 12 can be adjusted along a defined movement path.
- a vehicle seat can move along the vehicle longitudinal direction X along a movement path defined by guide rails relative to a vehicle floor be moved.
- a backrest part 112 can also be pivotable about a defined pivot axis 110 relative to the seat part 111, for example along an adjustment direction V2 on the seat part 111.
- an interior assembly 11, 12 can be moved freely along a vehicle floor of the vehicle 1 and can therefore be freely adjusted in the interior and, for example, locked at defined anchor points in the interior.
- guide rails do not necessarily have to be provided to define a fixed, predetermined movement path.
- This detection device 22 is integrated into the adjustment drive 2 as an example in FIG. 1, but this is not mandatory.
- the electronic detection device 22 is set up and provided for detecting an adjustment event in which at least one external force acts on the adjustment drive 2. Under the influence of the external force, there is a risk that at least one component of the adjustment drive 2 and/or an adjustment kinematics coupled to the adjustment drive 2 for adjusting a component of an interior assembly 11, 12 - here, for example, the vehicle seat 12 - is displaced without the adjustment drive 2 is operated.
- the detection device 22 it can be detected electronically (sensory or sensorless) whether the motor vehicle 1 is traveling on a bad road and there is therefore a risk that a component of the interior component 11, 12 will be undesirably displaced.
- a counterforce is then generated via the control device 3 using the adjustment drive 2, which counteracts any undesirable displacement or adjustment caused thereby.
- Such electronic counter-steering using the adjustment drive 2 is particularly advantageous if the adjustment drive 2 is designed to be self-locking-free and therefore, for example, with a non-self-locking gear and a direct current motor, in particular a BLDC motor, is used as the adjustment motor for the adjustment drive 2.
- the detection device 22 integrates, for example, a monitoring sensor system with one or more Hall sensors in order to monitor an adjustment position of a component of the adjustment drive, for example an adjustment position of a rotor of the adjustment motor. If, for example, a displacement of the rotor beyond a level classified as permissible and here in particular in a specific direction of rotation is detected by sensors without actuation of the adjustment motor, the presence of a Adjustment event closed and the control device 3 is caused to counteract. The control device 3 then controls the adjustment motor in order to return the rotor to a previously assumed target position or to a target range and to hold the rotor at the target position or in a predefined target range.
- the detection device 22 can also be designed and provided for sensorless monitoring.
- an inductive voltage divider can be used to draw conclusions about a possibly changed rotor position based on a tapped voltage.
- a measuring voltage pulse can be used to evaluate current increases in the time domain and, on this basis, to draw conclusions about a possible change in the rotor position.
- the motor impedance can, for example, be measured using the detection device 22. Twisting the commutator of the DC motor when it is at a standstill leads to a changed motor impedance and can therefore be seen as an indication that an undesirable change in the rotor position has occurred.
- this can integrate a backrest sensor 113.
- a backrest sensor 113 provided on the backrest part 112 then also represents a detection device in the sense of the proposed solution, with the help of which an adjustment event for counteracting can be concluded using the control device 3.
- the control device 3 can counteract the adjustment drive 2, which acts via an adjustment kinematics and here in particular on a fitting that rotatably couples the backrest part 112 to the seat part 111 in order to move the backrest part 113 in to hold the position assumed relative to the seat part 111.
- the embodiment variant of a proposed drive device shown as an example in FIG. 1 thus allows electronic position control in order, for example, to absorb special loads that occur on the adjustment drive 2 and the downstream adjustment kinematics (ie loads that go beyond the extent of a usual adjustment) and to counteract these in an electronically controlled manner.
- This can be a simpler integration of a self-locking-free gear into the adjustment drive 2 and/or the adjustment kinematics coupled to it make possible.
- a corresponding self-locking-free design typically involves less installation space, less weight and less wear.
- FIG. 2 shows an example of the interaction of different components of a proposed drive device.
- the control device 3 thus acts with its electronics on an adjustment motor 20 of the adjustment drive 2.
- the adjustment motor 20 in turn is coupled to a gear 21 - here a non-self-locking and therefore self-locking gear - which in turn acts on an adjustment kinematics 4.
- Such an adjustment kinematics 4 has, for example, at least two components of an adjustment mechanism coupled to one another, via which an adjustment force generated by the adjustment motor 20 and transmitted via the transmission 21 is implemented to adjust an interior assembly 11, 12.
- Figure 3 illustrates a variant of the control device 3 and in particular parts of the electronics integrated therein.
- the control device 3 shown also integrates parts of the detection device 22, here in the form of a rotor position sensor 32, with which the position of a rotor of the adjustment motor 20 of the adjustment drive 2 is monitored.
- the control device 3 of FIG. 3 includes a plug 30, via which the control device 3 is supplied with power and/or connected to a bus system of the vehicle 1. If necessary, button inputs are also provided via the connector.
- an external circuit 31, a power output 32 and a motor contact (for the adjustment motor 20) as well as a transceiver 34 and a microcontroller 35 are part of the control device 3.
- the microcontroller 35 integrates an evaluation logic for detecting an adjustment event.
- the microcontroller 35 evaluates measurement signals from the rotor position sensor system 36, for example signals from one or more Hall sensors or an analog, magnetic rotor position sensor, via which a changed position of a rotor of the adjustment motor 2 can be detected.
- Figure 4 shows a flowchart for an exemplary method that can be implemented with an embodiment variant of a proposed drive device.
- a possible standstill 40 after a motorized adjustment of an interior assembly 11, 12 has been carried out as intended, an assumed target position is monitored. 4, it is consequently monitored whether a rotor position of a rotor of the adjustment motor 20 changes beyond a stored threshold value and thus, without actuation of the adjustment drive 2, the rotor of the adjustment motor 20, possibly due to external factors applied forces rotates undesirably.
- Corresponding monitoring can be preceded by an optional query 41 as to whether a corresponding detection mode for monitoring the rotor position has been activated.
- the control device 3 controls the adjustment motor 20 in accordance with step 43 of FIG. 4 to rotate the rotor back to an originally assumed target position.
- the adjustment motor 20 is then used to adjust the rotor in an opposite direction, i.e. H. counter to a previously determined direction of rotation due to external forces, until the target position is reached.
- Reaching the target position can also include only detecting an adjustment of the rotor up to a target range - for example by detecting a certain number of Hall pulses in the opposite direction. If the achievement of a corresponding target position has been electronically determined in accordance with step 44 of FIG. 4, the motor control is ended by the control device 3 in a subsequent step 45.
- detection of an adjustment event can also be provided in principle by one or more accelerometers, which are not necessarily provided on the rotor of the adjustment motor 20 are.
- an accelerometer can also be integrated as a component in the control device 3 and in particular the microcontroller 35.
- control device 3 can take into account additional control information or vehicle information for controlling the adjustment motor 20, such as vehicle inclination and/or measurement signals from (additional) sensors on the vehicle, in particular optical or capacitive sensors, in particular radar or lidar sensors and/or cameras, in particular sensors intended for monitoring the interior.
- vehicle inclination and/or measurement signals from (additional) sensors on the vehicle, in particular optical or capacitive sensors, in particular radar or lidar sensors and/or cameras, in particular sensors intended for monitoring the interior.
- the idea on which the invention is based is not limited to the exemplary embodiments described above, but can also be implemented in other ways.
- the interior assembly can be implemented by very different assemblies in the interior of a vehicle and is therefore not limited to a vehicle seat or a console element.
- An interior assembly can also be, for example, a monitor, a shelf (for example in the form of a table or the like), a partition, a storage compartment or the like.
- console element (interior assembly)
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Abstract
Die vorgeschlagene Lösung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Verstellen einer Innenraumbaugruppe (11, 12) eines Fahrzeugs (1), mit mindestens − einem motorischen Verstellantrieb (2) zum Erzeugen einer Verstellkraft, − einer mit dem Verstellantrieb (2) antreibbaren Verstellkinematik (4) zum Übertragen einer durch den Verstellantrieb (2) erzeugten Verstellkraft auf die Innenraumbaugruppe (11, 12), − einer Steuereinrichtung (3) zum Steuern des Verstellantriebs (2) und − einer elektronischen Detektionseinrichtung (22, 113) zur Detektion eines Verstellereignisses, bei dem mindestens eine äußere Kraft an der Antriebsvorrichtung und/oder der Innenraumbaugruppe (11,12) angreift. Die Steuereinrichtung (3) ist konfiguriert, in Reaktion auf die Detektion des Verstellereignisses über den motorischen Verstellantrieb (2) eine Gegenkraft zu erzeugen, die einer Verstellung der Innenraumbaugruppe (11, 12) aufgrund der äußeren Kraft entgegenwirkt.
Description
Antriebsvorrichtung zum Aufbringen einer Gegenkraft für die Vermeidung einer unerwünschten Verstellung einer Innenraumbaugruppe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Verstellen einer Innenraumbaugruppe eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Antriebsvorrichtung umfasst einen motorischen Verstellantrieb zum Erzeugen einer Verstellkraft, eine durch den Verstellantrieb antreibbare, Verstellkinematik zum Übertragen einer durch den Verstellantrieb erzeugten Verstellkraft auf die Innenraumbaugruppe und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Verstellantriebs. Darüber hinaus ist eine elektronische Detektionseinrichtung vorgesehen, über die ein Verstellereignis detektierbar ist, bei dem mindestens eine äußere Kraft an der Antriebsvorrichtung und/oder der Innenraumbaugruppe angreift.
Es ist bereits weithin bekannt, über einen motorischen Verstellantrieb unterschiedliche Typen von Innenraumbaugruppen fremdkraftbetätigt zu verstellen. Bei einer Innenraumbaugruppe der hier beschriebenen Art handelt es sich um eine Baugruppe im Innenraum eines Fahrzeugs. Bei einer Innenraumbaugruppe der hier beschriebenen Art kann es sich beispielsweise um einen Fahrzeugsitz, ein Konsolenelement mit einer Aufbewahrungs- oder Ablagefunktion, um einen Monitor, um eine Trennwand oder um eine Ablage wie einen Tisch oder ein Staufach handeln. Die Innenraumbaugruppe ist nicht Bestandteil der Fahrzeugkarosserie und dient insofern nicht zum Abschließen des Fahrzeugs nach außen (wie dies bei einer Fahrzeugtür oder einem Schiebedach der Fall ist). Die Innenraumbaugruppe ist auch nicht Bestandteil eines Antriebs- und
Lenkungssystems des Fahrzeugs (wie zum Beispiel eine Lenksäule eines Fahrzeugs). Die Innenraumbaugruppe ist im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet und im Innenraum durch einen Nutzer verstellbar, insbesondere um eine Komfortfunktion im Innenraum zur Verfügung zu stellen.
Beispielsweise kann ein Fahrzeugsitz zur Einstellung einer Lehnenneigung, einer Längs- und/oder Querposition oder auch zum Einstellen einer Rotationsstellung im Innenraum verstellbar sein, um einem Fahrzeuginsassen eine bequeme Sitzposition zu ermöglichen. Ein Konsolenelement kann beispielsweise entlang eines Fahrzeugbodens verschiebbar sein, um eine Ablage im Innenraum des Fahrzeugs bereitzustellen oder eine Betätigung einer Funktionsbaugruppe an dem Konsolenelement zu ermöglichen. Ein Monitor kann in seiner Schwenkstellung, seiner Höhenstellung und/oder seiner Neigungsstellung einstellbar sein, um ein komfortables Betrachten des Monitors für einen Fahrzeuginsassen zu ermöglichen.
Insbesondere bei neuen Innenraumkonzepten, zum Beispiel im Zusammenhang mit autonom fahrenden Fahrzeugen, können Innenraumbaugruppen wie Fahrzeugsitze oder Konsolenelemente variabel verstellbar sein, um Fahrzeuginsassen gegebenenfalls ein komfortables Fahren im Fahrzeug zu ermöglichen. Das Verstellen einer Innenraumbaugruppe soll hierbei einfach, komfortabel und intuitiv durch einen Nutzer vorgenommen werden können.
Häufig wird hierbei der Verstellantrieb und/oder die Verstellkinematik selbsthemmend ausgelegt, sodass sich die Verstellkinematik und damit die Innenraumbaugruppe nur durch Betätigung des Verstellantriebs verstellen lässt, umgekehrt aber nicht durch eine äußere Kraft eine Verstellung erfolgen kann. So kann beispielsweise bei einem Fahrzeugsitz eine Selbsthemmung eines Getriebes zusammen mit einem Rastmoment eines Verstellmotors und etwaigen schlechten Wirkungsgraden entlang der Wirkungskette dafür verantwortlich sein, dass sich der Fahrzeugsitz bei einer Vibration des Fahrzeugs, beispielsweise bei Befahren einer Schlechtwegstrecke, nicht ungewollt absenkt. Eine Auslegung des Verstellantriebs und/oder der Verstellkinematik mit Selbsthemmung ist jedoch aufgrund schlechter Wirkungsgrade nicht unbedingt erstrebenswert. Typischerweise geht damit auch ein größerer Bauraumbedarf sowie ein Mehr an Gewicht und Verschleiß einher.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorgeschlagenen Lösung die Aufgabe zugrunde, eine in dieser Hinsicht verbesserte Antriebsvorrichtung bereitzustellen.
Eine vorgeschlagene Antriebsvorrichtung zum Verstellen einer Innenraumbaugruppe eines Fahrzeugs weist mindestens
- einen motorischen Verstellantrieb zum Erzeugen einer Verstellkraft,
- eine mit dem Verstellantrieb antreibbare Verstellkinematik zum Übertragen einer durch den Verstellantrieb erzeugten Verstellkraft auf die Innenraumbaugruppe,
- eine elektronische Steuereinrichtung zum Steuern des Verstellantriebs und
- eine elektronische Detektionseinrichtung zur Detektion eines Verstellereignisses auf, bei dem mindestens eine äußere Kraft an der Antriebsvorrichtung und/oder der Innenraumbaugruppe angreift.
Die Steuereinrichtung ist hierbei konfiguriert, in Reaktion auf die Detektion des Verstellereignisses, über den motorischen Verstellantrieb eine Gegenkraft zu erzeugen, die einer Verstellung der Innenraumbaugruppe aufgrund der äußeren Kraft entgegenwirkt.
Die vorgeschlagene Lösung geht damit von dem Grundgedanken aus, elektronisch gesteuert eine Gegenkraft aufzubringen, mit der bei Detektion eines Verstellereignisses einer äußeren Kraft so weit entgegengewirkt wird, dass keine unerwünschte Verstellung der Innenraumbaugruppe auftritt. Eine vorgeschlagene Antriebsvorrichtung ist somit in der Lage, über den motorischen Verstellantrieb nicht nur eine gezielte Verstellung einer Innenraumbaugruppe eines Fahrzeugs zu steuern, sondern auch bei Vorliegen eines Verstellereignisses einer unerwünschten Verstellung mithilfe des Verstellantriebs entgegenzuwirken. Dies ermöglicht beispielsweise eine Antriebsvorrichtung mit einem steuergerätebasierten Versteller (d.h. einer in einem Steuergerät integrierten Steuereinrichtung in Kombination mit einem motorischen Verstellantrieb, einschließlich motorintegrierter Elektronik), der bei einem selbsthemmungsfreien Verstellantrieb und einer selbsthemmungsfreien Verstellkinematik durch gezieltes Anlegen einer Gegenkraft einer unerwünschten Verstellung einer Innenraumbaugruppe aufgrund äußerer anliegender Kräfte entgegenwirkt. Insbesondere kann die vorgeschlagene Lösung hierbei auch einen Betrag zur Erhöhung der Reichweite bei Elektrofahrzeugen erreichen. Aufgrund der Wirkungsgraderhöhung durch die Verwendung eines selbsthemmungsfreien Verstellantriebs kann ein für den regulären Betrieb der Antriebsvorrichtung aufzubringender Verfahrstrom geringer ausfallen. Ein für den Antriebs des Fahrzeugs und das Betrieben der Antriebsvorrichtung vorgesehener Energierspeicher des Fahrzeugs wird somit gegegebenefalls geringer belastet.
Unter einer Verstellkinematik wird hierbei insbesondere eine Verstellmechanik mit mehreren (mindestens zwei) verstellbaren Komponenten verstanden, über die eine von dem motorischen Verstellantrieb erzeugte Verstellkraft auf die Innenraumbaugruppe zu deren Verstellung übertragen werden kann.
Unter einem Verstellereignis, das mithilfe der elektronischen Detektionseinrichtung detektierbar ist, wird jede nicht durch den Verstellantrieb induzierte Fahrer- oder Betriebssituation verstanden, bei der an der Antriebsvorrichtungen und/oder der Innenraumbaugruppe eine äußere Kraft angreift, die grundsätzliche zu deren Verstellung führen kann. Hierbei ist es nicht zwingend, dass die elektronische Detektionseinrichtung das Anliegen einer äußeren Kraft an der Antriebsvorrichtung und/oder der Innenraumbaugruppe selbst detektiert. Es kann vielmehr ausreichend sein, dass eine entsprechende Situation beispielsweise durch eine Veränderung einer Verstelllage wenigstens einer überwachten Komponente detektiert wird, die nicht Teil der Antriebsvorrichtung oder der Innenraumbaugruppe ist, und/oder eine entsprechende Situation durch an der Detektionseinrichtung empfangbares und verarbeitbares Signal signalisiert wird, das darauf hinweist, dass (insbesondere) an der Antriebsvorrichtung und/oder der Innenraumbaugruppe äußere Kräfte wirken, die über ein toleriertes Maß hinausgehen. So kann die elektronische Detektionseinrichtung beispielsweise detektieren oder signalisiert bekommen, dass Teile des Innenraums in dem Fahrzeug vibrieren und/oder das Fahrzeug über eine Schlechtwegstrecke fährt. Alternativ oder ergänzend kann die Detektionseinrichtung für die Detektion eines Verstellereignisses eine Verstellung einer Komponente der Antriebsvorrichtung oder der Innenraumbaugruppe, beispielsweise eine Verstellung einer Komponente eines Verstellmotors des Verstellantriebs und hier insbesondere eines Rotors, detektieren, um auf das Auftreten eines Verstellereignisses zu schließen. Insbesondere eingeschlossen ist hierbei die Möglichkeit, bereits vor einer ungewollten Bewegung respektive Verstellung einer Komponente der Innenraumbaugruppe ein Verstellereignis elektronisch zu erkennen. So kann beispielsweise mithilfe eines Gyrosensors, schon vor einer eigentlichen ungewollten Bewegung eine relevaten Beschleunigung an der Innenraumbaugruppe oder dem Fahrzeug erkennen.
Unter Selbsthemmung wird in der Mechanik ein durch Reibung verursachter Widerstand gegen ein Verrutschen oder Verdrehen zweier aneinander anliegender Körper verstanden. Bei einem Getriebe besteht Selbsthemmung dann, wenn das Getriebe sich über die Antriebswelle, nicht aber über eine Abtriebswelle antreiben lässt. Eine Selbsthemmung bei Getrieben kann auch durch eine hohe Übersetzung oder durch einen
kleinen Wirkungsgrad (üblicherweise <50 %) gekennzeichnet sein. Bei einem Schneckengetriebe oder einem Spindelgetriebe wird eine Selbsthemmung üblicherweise dann erreicht, wenn ein Steigungswinkel eines Schneckengewindes bzw. eines Spindelgewindes kleiner ist als der Arcustangens der Haftreibungszahl.
Die Verstellkinematik ist vorzugsweise nicht-selbsthemmend. Ein Drehmoment auf der Abtriebsseite kann somit grundsätzlich bei Bewegung ein Bewegen der Verstellkinematik bewirken.
In einer Ausführungsvariante ist die Steuereinrichtung konfiguriert, in Reaktion auf die Detektion des Verstellereignisses über den motorischen Verstellantrieb und die hiermit erzeugte Gegenkraft eine Rückstellung mindestens einer Komponente des Verstellantriebs und/oder mindestens einer Komponente der Verstellkinematik in eine Sollposition zu bewirken und die mindestens eine Komponente bei weiterhin anliegender äußerer Kraft über die erzeugte Gegenkraft an der Sollposition zu halten. Eine einzunehmende Sollposition kann dabei insbesondere durch eine Position innerhalb eines Sollbereichs definiert sein. Liegt folglich die zu verstellende Komponente innerhalb des Sollbereichs vor, wird von der Einnahme einer Sollposition ausgegangen. Insbesondere kann eine etwaige Rückstellung der mindestens einen Komponente des Verstellantriebs und/oder der mindestens einen Komponente der Verstellkinematik davon abhängen, ob mithilfe der elektronischen Detektionseinrichtung eine Verstellung dieser Komponente erfassbar ist, um das Auftreten eines Verstellereignisses zu detektieren. So kann beispielsweise gerade anhand einer etwaigen unerwünschten und nicht durch die Betätigung des Verstellantriebs induzierten Verstellung einer bestimmten Komponente des Verstellantriebs detektierbar sein, dass aufgrund einer anliegenden äußeren Kraft eine Verstellung der Komponente und damit unter Umständen der Innenraumbaugruppe erfolgt oder - bei weiterer Verstellung der überwachten Komponente - erfolgen würde. Die Steuereinrichtung steuert dann den motorischen Verstellantrieb an, um die Komponente in die Sollposition respektive in einen Sollbereich zurückzuverstellen und an dieser Sollposition zu halten. Ist die vorgegebene Sollposition respektive eine Position innerhalb eines Sollbereichs wieder erreicht, kann dies beispielsweise sensorisch mithilfe der Detektionseinrichtung festgestellt und damit überprüft werden.
Das Detektieren, ob die Sollposition erreicht wurde, kann dabei grundsätzlich auch eine Hysterese oder ein Toleranzfenster berücksichtigen. Hierunter wird vorliegend beispielsweise verstanden, eine bereits erfolgte, detektierte und auf ein Verstellereignis zurückgehende Verstellbewegung zu überkompensieren, damit eine entsprechender
Verstellung nachfolgend weniger wahrscheinlich wird oder seltener erfolgen kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ab einer bestimmten Abweichung von einer Sollposition die jeweilige Komponente infolge der erzeugten Gegenkraft um ein (durch das Toleranzfensters) definierters über die Sollposition hinaus in die Gegenrichtung verstellt wird.
Die Sollposition kann beispielsweise mithilfe der Steuereinrichtung in einem Speicher der Steuereinrichtung abgespeichert worden sein, nachdem eine Verstellung der Innenraumbaugruppe unter Wirkung einer von dem Verstellantrieb erzeugten Verstellkraft abgeschlossen wurde. Nach Beendigung einer nutzergesteuerten oder automatisch ausgelösten gezielten Verstellung der Innenraumbaugruppe kann somit eine eingenommene Position mindestens einer Komponente der Antriebsvorrichtung gespeichert werden, um eine nachfolgende etwaige Verlagerung dieser Komponente ohne Betätigung des Verstellantriebs als ein mögliches Auftreten eines Verstellereignisses zu bewerten, das zum Erzeugen der Gegenkraft führen muss. Wurde somit eine nutzergesteuerte oder automatisch ausgelöste Verstellung der Innenraumbaugruppe bis zu einer vorgegebenen Zielposition beendet, wird eine Sollposition einer zum Beispiel sensorisch überwachten Komponente der Antriebsvorrichtung gespeichert, um bei einer detektierten unerwünschten Verstellung aus dieser Sollposition aufgrund einer äußeren Krafteinwirkung mithilfe des Verstellantriebs gegenzusteuern. Das Speichern einer Sollposition kann hierbei einschließen, dass die nach einer gezielten Verstellung eingenommene Position als Sollposition gesetzt wird. Die Detektionseinrichtung prüft somit lediglich anhand nachfolgend eventuell erzeugter Detektionssignale (ggf. unter Berücksichtigung einer Verstellrichtung), ob eine Positionsveränderung auftritt, ohne dass der Verstellantrieb betätigt wird. Dies schließt insbesondere ein, dass Detektionssignale von mindestens einem oder genau einem Hallsensor oder Rotorlagesensor erzeugt werden, mit dem Signalwechsel pro Umdrehung bzw. Winkelgrade innerhalb einer Umdrehung messbar sind und sich auf eine Positionsveränderung durch Zählen der Drehungen schließen lässt, z.B. mithilfe eines mit dem Sensor gekoppelten Steuergeräts.
Grundsätzlich kann die aufgebrachte Gegenkraft mithilfe der Steuereinrichtung in ihrer Höhe über die Zeit variiert werden. Hierüber kann beispielsweise auch einer geänderten äußeren Kraft Rechnung getragen werden.
Die vorgeschlagene Lösung eignet sich insbesondere, wie bereits vorstehend erläutert, für selbsthemmungsfreie Verstellantriebe und selbsthemmungsfreie Verstellkinematiken. Dementsprechend sieht auch eine Ausführungsvariante vor, dass der Verstellantrieb ein
nicht-selbsthemmendes Getriebe umfasst. Bei äußeren Kräften kann somit die Verstellkinematik nicht über eine Selbsthemmung des verstellantriebsseitigen Getriebes in einer bestimmten Verstelllage gehalten werden. Hierfür ist dann die Erzeugung der Gegenkraft mithilfe des motorischen Verstellantriebs vorgesehen. Durch Vermeidung eines nicht-selbsthemmenden Getriebes als Teil des Verstellantriebs lässt sich der Verstellantrieb regelmäßig leichter und kompakter ausgestalten. Zudem ist hiermit ein schnelleres Ansprechverhalten erreichbar, wenn tatsächlich eine Verstellung der Innenraumbaugruppe gewünscht ist.
In einer möglichen Ausführungsvariante ist für die Erzeugung der Gegenkraft oder für eine Erhöhung der Gegenkraft eine Kurzschlussbremse vorgesehen. So kann dann ein Verstellmotor des Verstellantriebs eine Bremswirkung erzeugen, insbesondere permanent, bei einer sich andeutenden Verstellung einer überwachten Komponente oder bei einem anliegenden fahrzeugseitigen, an der Detektionseinrichtung empfangenen Signal, wie zum Beispiel einer Crash-Warnung.
Wie bereits vorliegend erläutert, kann die Detektionseinrichtung grundsätzlich zur Überwachung wenigstens einer Komponente des Verstellantriebs und/oder zur Überwachung wenigstens einer Komponente der Verstellkinematik vorgesehen sein. Grundsätzlich ist selbstverständlich alternativ oder ergänzend eine Überwachung der Innenraumbaugruppe selbst möglich, um auf das Vorliegen eines etwaigen Verstellereignisses zu schließen. Wird eine Verstellung der Innenraumbaugruppe oder eines Teils hiervon als maßgeblich dafür angesetzt, ob ein Verstellereignis vorliegt, ist dies jedoch regelmäßig aus Komfortsicht nicht wünschenswert. So wird es eher als vorteilhaft empfunden, dass einer unerwünschten Verstellung aufgrund äußerer Kräfte bereits innerhalb des Verstellantriebs und/oder der Verstellkinematik entgegengewirkt wird, bevor eine für einen Nutzer spürbare oder sichtbare Verstellung der Innenraumbaugruppe erfolgt.
Zur Überwachung kann die Detektionseinrichtung eine Überwachungssensorik mit wenigstens einem Sensor umfassen. Beispielsweise sind hierfür optische, magnetische oder kapazitive Sensoren denkbar, insbesondere Sensoren, mit denen eine veränderte Verstelllage detektierbar ist. Beispielsweise ist insbesondere wenigstens ein Hall-Sensor oder ein analoger, magnetischer Rotorlagesensor vorgesehen. Alternativ oder ergänzend können ein Radar- oder Lidar-Sensor und/oder eine Kamera Verwendung finden.
Eine Ausführungsvariante sieht alternativ oder ergänzend eine sensorlose Überwachung wenigstens einer Komponente des Verstellantriebs und/oder der Verstellkinematik vor. Beispielsweise kann eine sensorlose Überwachung einer Komponente eines Verstellmotors des Verstellantriebs auf Basis von messbaren und elektronisch auswertbaren Motorparametern erfolgen, wie beispielsweise Induktionsspannung oder Motorimpedanz. Beispielsweise kann eine sensorlose Überwachung über die Auswertung für entsprechende Motorparameter repräsentative elektrischer Signale an einem Gleichstrommotor des motorischen Verstellantriebs vorgesehen sein.
In einer Ausführungsvariante ist die Detektionseinrichtung vorgesehen, eine Verstelllage eines Rotors des Verstellmotors zu überwachen, um auf ein etwaiges Verstellereignis zu schließen, das die Erzeugung der Gegenkraft triggert. Wie erläutert, kann eine solche Überwachung sensorisch, beispielsweise mithilfe einer Überwachungssensorik der Detektionseinrichtung, oder sensorlos erfolgen.
Ist eine Überwachungssensorik vorgesehen, kann diese angeordnet und ausgebildet sein, das Auftreten eines Verstellereignisses über eine durch die äußere Kraft bedingte Verstellung einer Komponente eines Verstellmotors des Verstellantriebs und damit insbesondere eines Rotors des Verstellmotors zu detektieren. Dies schließt beispielsweise ein, dass die Überwachungssensorik für die Überwachung eines Rotors des Verstellmotors mindestens einen Hall-Sensor umfasst. Ein doppelter respektive mehrere Hall-Sensoren können dabei auch vorgesehen sein, um eine Drehrichtung des Rotors zu erfassen und hierüber auf das Vorliegen einer nicht durch den Verstellantrieb induzierten Verstellung des Rotors und damit auf ein Verstellereignis zu schließen. Bei Anwendung nur genau eines Hall-Sensors an einem Rotor des Verstellmotors können gegebenenfalls auch zusätzliche Informationen zur Drehrichtung und/oder Wirkrichtung der Erdanziehung, zum Beispiel über eine fahrzeugseitige Elektronik, von der Detektionseinrichtung auswertbar sein, um auf das Vorliegen eines Verstellereignisses zu schließen. Beispielsweise ist die Wirkrichtung der Erdanziehung auf eine Komponente von Bedeutung, wenn über den Verstellantrieb eine Verstellung mit einer Höhenkomponente erfolgen soll.
Die Überwachungssensorik kann grundsätzlich vollständig oder zumindest teilweise auf einer Leiterplatte des motorischen Verstellantriebs platziert sein. Insbesondere kann die Überwachungssensorik an dem Verstellmotor integriert und mit einer eine Steuerelektronik beinhaltenden Leiterplatte des Verstellantriebs mithilfe wenigstens einer Signalleitung verbunden sein.
Ein Verstellmotor des Verstellantriebs kann beispielsweise ein Gleichstrommotor sein, insbesondere ein bürstenloser Gleichstrommotor (englisch „Brushless DC Motor“, abgekürzt BLDC-Motor).
Für eine sensorlose Überwachung eines Gleichstrommotors, z.B. über Überwachung einer Verstelllage eines Rotors des Gleichstrommotors, kann beispielsweise eine Detektionseinrichtung vorgesehen sein, die einen induktiven Spannungsteiler oder einen Messspannungspuls nutzt. Bei Nutzung eines induktiven Spannungsteiler werden dann beispielsweise zwei Motorphasen mit Pulsen respektive Wechselspannung beaufschlagt und eine Spannungsmessung an einer dritten Motorphase durchgeführt. So hat eine Lage des Rotors Einfluss auf die Einzelinduktivitäten und damit eine messbare Abgriffsspannung. Wird ein Messspannungspuls genutzt, können hiermit die Motorphasen beaufschlagt werden. Anstiege der (Phasen-) Ströme im Zeitbereich lassen dann auf eine (veränderte) Verstelllage des Rotors schließen.
In einer alternativen Ausführungsvariante wird für eine sensorlose Überwachung einer Verstelllage des Rotors mithilfe der Detektionseinrichtung eine Motorimpedanz gemessen. Dadurch kann ein Verdrehen an einem Kommutator des Gleichstrommotors im Stillstand ermittelt werden, um auf eine gegebenenfalls durch äußere Kräfte veränderte Verstelllage des Rotors und damit das Vorliegen eines Verstellereignisses zu schließen.
In einer Ausführungsvariante ist die Detektionseinrichtung konfiguriert, durch ein fahrzeugseitiges Sensorsignal ein Verstellereignis zu detektieren. Hierfür wird beispielsweise wenigstens ein fahrzeugseitig bereits vorhandener Sensor genutzt, dessen Sensorsignal an die Detektionseinrichtung übertragbar ist. Über das fahrzeugseitige Sensorsignal kann dann beispielsweise eine an dem Fahrzeug festgestellte Fahrt auf einer Schlechtwegstrecke, eine Offroad-Fahrt oder eine mindestens eine Toleranzschwelle überschreitende Vibration an der Fahrzeugkarosserie und/oder im Fahrzeuginnenraum signalisiert werden. In einem solchen Fall wird ein Triggerkriterium für das Aktivieren eines Gegensteuerungsmodus der Steuereinrichtung als erfüllt angesehen, sodass in Reaktion hierauf die Gegenkraft erzeugt wird, um eine aktuelle (Soll-) Positionen von Komponenten der Verstellkinematik und gegebenenfalls insbesondere des motorischen Verstellantriebs wieder einzunehmen und beizubehalten.
In einer Ausführungsvariante ist die Detektionseinrichtung konfiguriert, eine Veränderung einer Verstelllage mindestens einer Komponente des Verstellantriebs und/oder mindestens einer Komponente der Verstellkinematik in Abhängigkeit von einem Betriebsmodus der Antriebsvorrichtung zu detektieren und in Reaktion hierauf eine Referenzposition für die mindestens eine Komponente neu zu initialisieren, die für die Detektion eines Verstellereignisses maßgeblich ist. So kann dann beispielsweise von der Detektionseinrichtung eine erfolgte, aber (zunächst) unerkannte und ungewollte Verstelllagenveränderung, z.B. eine Verdrehung, bei einer Relativlagen berücksichtigtenden Überwachungssensorik erkannt werden und eine Neuinitialisierung einer Referenzposition (für eine nutzerseitig gewünschte Sollposition) auslösen, z. B. nach einem Deep-Sleep, einem Transport-Modus oder einem Leerläufen einer die Elektronik der Antriebsvorrichtung mit Energie versorgenden Batterie.
Die Detektionseinrichtung kann in einer Ausführungsvariante konfiguriert sein, durch ein fahrzeugseitiges erzeugtes und an der Detektionseinrichtung empfangenes Aktivierungssignal oder durch ein von einem Sensor der Detektionseinrichtung erzeugtes Aktivierungssignal (erst) in einen Detektionsmodus versetzt zu werden, in dem durch die Detektionseinrichtung ein Verstellereignis detektierbar ist. Die Detektionseinrichtung kann somit beispielsweise in einem Ruhemodus betreibbar sein, aus dem die Detektionseinrichtung erst in Reaktion auf ein Aktivierungssignal in einen Detektionsmodus wechselt. Aus diesem Detektionsmodus ist dann wiederum ein Wechsel in einen Gegensteuerungsmodus möglich, um den Verstellantrieb zum Erzeugen der Gegenkraft anzusteuern, wenn anschließend ein Verstellereignis festgestellt wird. Ein möglicher Betrieb in einem Ruhemodus bietet nicht unerhebliche Energiesparpotenziale. Eine Detektionseinrichtung wird somit beispielsweise erst in einen mehr Energie benötigenden Detektionsmodus versetzt, wenn sich aufgrund der aktuellen Fahrsituation des Fahrzeugs oder einer elektronisch (sensorisch oder sensorlos) detektierten veränderten Verstelllage einer Komponente der Antriebsvorrichtung und/oder der Innenraumbaugruppe abzeichnet, dass unter Umständen störende und eine tolerierbare Schwelle überschreitende äußere Kräfte auf die Innenraumbaugruppe einwirken werden, die zu einer unerwünschten Verstellung der Innenraumbaugruppe führen könnten. Dies kann auch einschließen, dass beispielsweise eine an dem Fahrzeug festgestellte Fahrt auf einer Schlechtwegstrecke, eine Offroad-Fahrt oder eine mindestens eine Toleranzschwelle überschreitende Vibration an der Fahrzeugkarosserie und/oder im Fahrzeuginnenraum zur Erzeugung eines Aktivierungssignals führt.
In Reaktion auf ein Aktivierungssignal kann gegebenenfalls auch eine komplette Elektronik der Antriebsvorrichtung oder zumindest des Verstellantriebs, einschließlich der Steuereinrichtung erst von einem Strom sparenden Ruhemodes in einen Verstellmodus schaltbar sein.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Detektionseinrichtung in einem Ruhemodus zu vordefinierten Zeitpunkten und damit insbesondere zyklisch eine Prüfung auf das Vorliegen eines Aktivierungsereignisses, das zum Wechsel in den Detektionsmodus führt, oder auf das Vorliegen eines Verstellereignisses, das bereits die Erzeugung der Gegenkraft triggert, durchführt. So kann beispielsweise die im Ruhemodus befindliche Detektionsreinrichtung zyklisch aufwachen und eine Prüfung auf eine eventuelle, durch eine äußere Kraft bedingte Veränderung einer Verstelllage einer Komponente, wie z.B. eines Rotors, durchführen, um ein Verstellereignis zu detektieren. Die Detektionseinrichtung kann somit zur Durchführung eines - vergleichsweise Stromsparenenden - Pollings konfiguriert sein, mit dem die Veränderung einer Verstelllage einer Komponente des Verstellantriebs und/oder einer Komponente der Verstellkinematik überwacht wird.
Für die Erzeugung eines Aktivierungssignals kann in einer Ausführungsvariante ein Beschleunigungsmesser der Detektionseinrichtung und/oder ein Hall-Sensor und/oder ein analoger, magnetischer Rotorlagesensor vorgesehen sein. So kann dann beispielsweise eine Aktivierung der Steuereinrichtung (z.B. implementiert in einem Steuergerät der Antriebsvorrichtung) erst durch mindestens ein Aktivierungssignal erfolgen, das durch einen Beschleunigungsmesser erzeugt wird. Ein solcher Beschleunigungsmesser kann beispielseise als Bauteil auf einer Elektronik des Verstellantriebs integriert sein, insbesondere in einen Mikrocontroller der Steuereinrichtung. Alternativ oder ergänzend können Hallsignale bzw. Analogsignale (direkt oder mit Komparator o.ä.) als Wakeup-Quelle für die Steuereinrichung genutzt sein.
Teil der vorgeschlagenen Lösung ist ferner ein Fahrzeugsitz mit einer Ausführungsvariante einer vorgeschlagenen Antriebsvorrichtung. In einer Ausführungsvariante eines solchen Fahrzeugsitzes ist beispielsweise mit der Antriebsvorrichtung eine selbsthemmungsfreie Sitzhöhenverstellung, insbesondere unter Nutzung eines BLDC-Motors als Teil des Verstellantriebs vorgesehen. Mithilfe einer Steuereinrichtung, insbesondere integriert in ein Steuergerät der Sitzhöhenverstellung, kann hier in Reaktion auf ein eventuell detektiertes Verstellereignis gezielt eine
Gegenkraft über den Verstellantrieb erzeugt werden, die einer unerwünschten Änderung der Sitzhöhe entgegenwirkt, wenn nicht der Verstellantrieb hierzu gezielt angesteuert wird.
Unterschiedliche Applikationen für eine Antriebsvorrichtung der beschriebenen Art sind denkbar und möglich. In einer Applikation kann die Innenraumbaugruppe zum Beispiel durch einen Fahrzeugsitz verwirklicht sein. Die Antriebsvorrichtung kann hierbei insbesondere zum Verstellen einer Rückenlehne des Fahrzeugsitzes relativ zu einem Sitzteil des Fahrzeugsitzes ausgebildet sein. Alternativ kann die Antriebsvorrichtung für eine Sitzlängsverstellung ausgebildet sein. Wiederum alternativ kann die Antriebsvorrichtung für eine Sitzhöhenverstellung ausgebildet sein.
In anderer Applikation kann die Innenraumbaugruppe zum Beispiel durch ein Konsolenelement, zum Beispiel eine Mittelkonsole, eine Armlehne, einen Tisch oder eine andere Baugruppe im Fahrzeuginnenraum verwirklicht sein.
Die beigefügten Figuren veranschaulichen exemplarisch mögliche Ausführungsvarianten der vorgeschlagenen Lösung.
Hierbei zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit verschiedenen
Innenraumbaugruppen und einer Ausführungsvariante einer vorgeschlagenen Antriebsvorrichtung;
Figur 2 schematisch Komponenten einer vorgeschlagenen
Antriebsvorrichtung für die Verstellung einer Innenraumbaugruppe des Fahrzeugs der Figur 1;
Figur 3 eine Steuereinrichtung der Antriebsvorrichtung entsprechend der
Figur 2 unter Darstellung zusätzlicher Komponenten;
Figur 4 ein möglicher Ablauf zum Betrieb der Antriebsvorrichtung.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Fahrzeug 1 , das einen durch eine Fahrzeugkarosserie 10 eingefassten Innenraum ausbildet, in dem unterschiedliche Innenraumbaugruppen zum Beispiel in Form von Fahrzeugsitzen 11 und
Konsolenelementen 12 und zudem gegebenenfalls weitere Innenraumbaugruppen wie zum Beispiel Monitore, Trennwände, Ablagen, Staufächer oder dergleichen angeordnet sind.
Im Rahmen von neuen Innenraumkonzepten, zum Beispiel im Zusammenhang mit autonom fahrenden Fahrzeugen, können Innenraumbaugruppen 11, 12 in variabler Weise im Innenraum eines Fahrzeugs 1 verstellbar sein.
Zum Beispiel kann eine Innenraumbaugruppe 11 in Form eines Fahrzeugsitzes in variabler Weise verstellbar sein, um den Fahrzeugsitz entlang einer durch eine Fahrzeuglängsrichtung X und eine Fahrzeugquerrichtung definierten Verstellebene zu verstellen und zudem gegebenenfalls um eine Fahrzeughochachse Z zu verdrehen. Zudem können Baugruppen des Fahrzeugsitzes, zum Beispiel ein Sitzteil 111 oder ein Rückenlehnenteil 112, verstellbar sein, um die Stellung der jeweiligen Baugruppe anzupassen. Beispielsweise kann das Rückenlehnenteil 112 in ihrer Neigung verstellbar sein. Zudem kann das Sitzteil 111 in seiner Höhenposition entlang einer Verstellrichtung V1 und auch in seiner Neigungsstellung einstellbar sein.
Zum Verstellen einer Innenraumbaugruppe 11, 12 ist, wie dies schematisch in Figur 1 dargestellt ist, eine Antriebsvorrichtung mit einem motorischen Verstellantrieb 2 vorgesehen, der mit einer Steuereinrichtung 3 der Antriebsvorrichtung in Verbindung steht. Der Verstellantrieb 2 ist elektromotorisch ausgestaltet und kann betrieben werden, um eine zugeordnete Innenraumbaugruppe 11, 12 elektromotorisch zwischen unterschiedlichen Positionen zu bewegen.
Grundsätzlich kann einer jeden zu verstellenden Innenraumbaugruppe 11, 12 oder einer zu verstellenden Unterbaugruppe einer Innenraumbaugruppe 11 , 12, beispielsweise dem Rückenlehnenteil 112 eines Fahrzeugsitzes, ein eigener elektromotorischer Verstellantrieb 2 zugeordnet sein, wobei die Verstellantriebe 2 beispielsweise mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung 3 verbunden sein können, sodass die Steuereinrichtung 3 die Verstellantriebe 2 zum Verstellen der zugeordneten Innenraumbaugruppe und 11, 12 gemeinsam steuert.
Unter Verwendung der Antriebsvorrichtung kann eine zugeordnete Innenraumbaugruppe 11 , 12 entlang einer definierten Bewegungsbahn zu verstellen sein. Beispielsweise kann ein Fahrzeugsitz entlang der Fahrzeuglängsrichtung X entlang einer durch Führungsschienen definierten Bewegungsbahn relativ zu einem Fahrzeugboden längs zu
verschieben sein. Ein Rückenlehnenteil 112 kann zudem um eine definierte Schwenkachse 110 relativ zum Sitzteil 111 , beispielsweise entlang einer Verstellrichtung V2 auf das Sitzteil 111 , zu verschwenken sein.
Denkbar ist jedoch auch, dass eine Innenraumbaugruppe 11, 12 frei entlang eines Fahrzeugbodens des Fahrzeugs 1 zu bewegen ist und somit frei im Innenraum verstellt und zum Beispiel an definierten Ankerpunkten im Innenraum arretiert werden kann. Insofern sind nicht zwingend zum Beispiel Führungsschienen zum Definieren einer festen, vorgegebenen Bewegungsbahn vorzusehen.
Die Steuereinrichtung 3, die beispielsweise in ein Steuergerät integriert ist, ist mit einer Detektionseinrichtung 22 gekoppelt. Diese Detektionseinrichtung 22 ist in der Figur 1 exemplarisch in den Verstellantrieb 2 integriert, was jedoch nicht zwingend ist. Die elektronische Detektionseinrichtung 22 ist zur Detektion eines Verstellereignisses eingerichtet und vorgesehen, bei dem mindestens eine äußere Kraft an dem Verstellantrieb 2 angreift. Unter Wirkung der äußeren Kraft besteht das Risiko, dass wenigstens eine Komponente des Verstellantriebs 2 und/oder eine mit dem Verstellantrieb 2 gekoppelte Verstellkinematik zum Verstellen einer Baugruppe einer Innenraumbaugruppe 11 , 12 - hier beispielsweise des Fahrzeugsitzes 12 - verlagert wird, ohne dass der Verstellantrieb 2 betätigt wird. So kann dann beispielsweise mithilfe der Detektionseinrichtung 22 elektronisch (sensorisch oder sensorlos) detektierbar sein, ob das Kraftfahrzeug 1 auf einer Schlechtwegstrecke unterwegs ist und damit die Gefahr besteht, dass eine Baugruppe der Innenraumbaugruppe 11, 12 unerwünscht verlagert wird. Über die Steuereinrichtung 3 wird dann mithilfe des Verstellantriebs 2 eine Gegenkraft erzeugt, die einer hierdurch verursachten unerwünschten Verlagerung respektive Verstellung entgegenwirkt. Ein solches elektronisches Gegensteuern mithilfe des Verstellantriebs 2 ist dabei insbesondere von Vorteil, wenn der Verstellantrieb 2 selbsthemmungsfrei und damit beispielsweise mit einem nicht-selbsthemmenden Getriebe ausgelegt ist und als Verstellmotor für den Verstellantriebs 2 ein Gleichstrommotor, insbesondere ein BLDC-Motor genutzt ist.
Die Detektionseinrichtung 22 integriert beispielsweise eine Überwachungssensorik mit einem oder mehreren Hall-Sensoren, um eine Verstelllage einer Komponente des Verstellantriebs zu überwachen, z.B. eine Verstelllage eines Rotors des Verstellmotors. Wird dann beispielsweise sensorisch ohne Betätigung des Verstellmotors eine Verlagerung des Rotors über ein als zulässig eingestuftes Maß hinaus und hier insbesondere in eine bestimmte Drehrichtung festgestellt, wird auf das Vorliegen eines
Verstellereignisses geschlossen und die Steuereinrichtung 3 zum Gegensteuern veranlasst. Die Steuereinrichtung 3 steuert dann den Verstellmotor an, um den Rotor zurück in eine zuvor eingenommene Sollposition respektive in einen Sollbereich zurückzustellen und den Rotor an der Sollposition respektive in einem vordefinierten Sollbereich zu halten.
Die Detektionseinrichtung 22 kann auch zur sensorlosen Überwachung ausgebildet und vorgesehen sein. Beispielsweise lässt sich bei einem BLDC-Motor des Verstellantriebs 2 ein induktiver Spannungsteiler nutzen, um anhand einer Abgriffsspannung auf eine eventuell veränderte Rotorlage zu schließen. Alternativ lässt sich ein Messspannungspuls nutzen, um Stromanstiege im Zeitbereich auszuwerten und auf dieser Basis auf eine eventuell veränderte Rotorlage zu schließen. Ist ein abweichend gestalteter Gleichstrommotor vorgesehen, kann beispielsweise die Motorimpedanz mithilfe der Detektionseinrichtung 22 gemessen werden. Ein Verdrehen am Kommutator des Gleichstrommotors im Stillstand führt zu einer veränderten Motorimpedanz und kann damit als Hinweis gewertet werden, dass eine unerwünschte Veränderung der Rotorlage stattgefunden hat.
Für eine alternativ oder ergänzend vorgesehene sensorische Erfassung einer Verstelllage des Rückenlehnenteils 112 kann diese einen Lehnensensor 113 integrieren. Ein an dem Rückenlehnenteil 112 vorgesehener Lehnensensor 113 stellt dann ebenfalls eine Detektionseinrichtung im Sinne der vorgeschlagenen Lösung dar, mit deren Hilfe auf ein Verstellereignis zum Gegensteuern mithilfe der Steuereinrichtung 3 geschlossen werden kann. Wird beispielsweise über den Lehnensensor 113 eine Vibration des Rückenlehnenteils 112 sensiert, kann die Steuereinrichtung 3 zum Gegensteuern den Verstellantriebs 2 ansteuern, der über eine Verstellkinematik und hier insbesondere auf einen das Rückenlehnenteil 112 drehbar mit dem Sitzteil 111 koppelnden Beschlag einwirkt, um das Rückenlehnenteil 113 in der eingenommenen Position relativ zu dem Sitzteil 111 zu halten.
Die mit der Figur 1 exemplarisch dargestellte Ausführungsvariante einer vorgeschlagenen Antriebsvorrichtung gestattet somit eine elektronische Lageregelung, um beispielsweise an dem Verstellantrieb 2 und der nachgeschalteten Verstellkinematik auftretende besondere Belastungen (d. h. Belastungen, die über das Maß einer üblichen Verstellung hinausgehen) abzufangen und diesen elektronisch gesteuert entgegenzuwirken. Dies ist kann eine einfachere Integration eines selbsthemmungsfreien Getriebes in den Verstellantrieb 2 und/oder die damit gekoppelte Verstellkinematik
ermöglichen. Eine entsprechende selbsthemmungsfreie Auslegung geht typischerweise mit weniger Bauraum, weniger Gewicht und weniger Verschleiß einher.
Die Figur 2 zeigt exemplarisch das Zusammenwirken unterschiedlicher Komponenten einer vorgeschlagenen Antriebsvorrichtung. So wirkt die Steuereinrichtung 3 mit ihrer Elektronik auf einen Verstellmotor 20 des Verstellantriebs 2 ein. Der Verstellmotor 20 wiederum ist mit einem Getriebe 21 - hier einem nicht-selbsthemmenden und damit selbsthemmungsfreien Getriebe - gekoppelt, das wiederum auf eine Verstellkinematik 4 einwirkt. Eine solche Verstellkinematik 4 weist beispielsweise wenigstens zwei miteinander gekoppelte Komponenten einer Verstellmechanik auf, über die eine von dem Verstellmotor 20 erzeugte und über das Getriebe 21 übertragene Verstellkraft zur Verstellung einer Innenraumbaugruppe 11 , 12 umgesetzt wird.
Die Figur 3 veranschaulicht eine Variante der Steuereinrichtung 3 und insbesondere Teile der hierin integrierten Elektronik. Dabei integriert die dargestellte Steuereinrichtung 3 auch Teile der Detektionseinrichtung 22, hier in Form einer Rotorlagesensorik 32, mit der die Lage eines Rotors des Verstellmotors 20 des Verstellantriebs 2 überwacht wird. Darüber hinaus umfasst die Steuereinrichtung 3 der Figur 3 einen Stecker 30, über den eine Versorgung der Steuereinrichtung 3 mit Strom und/oder der Anschluss an ein Bussystem des Fahrzeugs 1 erfolgt. Gegebenenfalls werden über den Stecker auch Tastereingänge bereitgestellt. Weiterhin sind in der Figur 3 exemplarisch eine Außenbeschaltung 31 , ein Leistungsausgang 32 und eine Motorkontaktierung (für den Verstellmotor 20) sowie ein Transceiver 34 und ein Mikrocontroller 35 Teil der Steuereinrichtung 3. Der Mikrocontroller 35 integriert dabei eine Auswertelogik zur Detektion eines Verstellereignisses. Hierfür wertet der Mikrocontroller 35 Messsignale der Rotorlagesensorik 36 aus, beispielsweise Signale eines oder mehrerer Hall-Sensoren oder eines analogen, magnetischen Rotorlagesensors, über die eine veränderte Lage eines Rotor des Verstellmotors 2 erfassbar ist.
Die Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein exemplarisches, mit einer Ausführungsvariante einer vorgeschlagenen Antriebsvorrichtung umsetzbares Verfahren. Hierbei wird nach einem etwaigen Stillstand 40 nach einer bestimmungsgemäß durchgeführten motorischen Verstellung einer Innenraumbaugruppe 11, 12 eine eingenommene Sollposition überwacht. Es wird folglich entsprechend einem Schritt 42 der Figur 4 überwacht, ob sich eine Rotorlage eines Rotor des Verstellmotors 20 über einen hinterlegten Schwellwert hinaus verändert und damit ohne Betätigung des Verstellantriebs 2 der Rotor des Verstellmotors 20 unter Umständen aufgrund von außen
aufgebrachten Kräften unerwünscht dreht. Einer entsprechenden Überwachung kann hierbei eine optionale Abfrage 41 vorgeschaltet sein, ob ein entsprechender Detektionsmodus zum Überwachen der Rotorlage aktiviert wurde.
Wird während der Überwachung der Rotorlage keine Veränderung festgestellt, verbleibt der (selbsthemmungsfreie) Verstellantrieb 2 im Stillstand. Wird demgegenüber eine Veränderung der Rotorlage über einen hinterlegten Schwellwert hinaus (zum Beispiel eine vorgegebene Anzahl von Hallimpulsen) festgestellt, steuert die Steuereinrichtung 3 den Verstellmotor 20 entsprechend dem Schritt 43 der Figur 4 zu einer Drehung des Rotors zurück in eine ursprünglich eingenommene Sollposition an. Insbesondere wird der Verstellmotor 20 dann zur Verstellung des Rotors in eine Gegenrichtung, d. h. entgegen einer zuvor festgestellten Drehrichtung aufgrund äußerlich bedingter Kräfte, angesteuert, bis die Sollposition erreicht ist. Das Erreichen der Sollposition kann dabei auch einschließen, dass lediglich eine Verstellung des Rotors bis in einen Sollbereich - beispielsweise durch Detektion einer gewissen Anzahl von Hallimpulsen in Gegenrichtung - festgestellt ist. Ist entsprechend dem Schritt 44 der Figur 4 das Erreichen einer entsprechenden Sollposition elektronisch festgestellt worden, wird in einem nachfolgenden Schritt 45 die Motoransteuerung durch die Steuereinrichtung 3 beendet.
Anstelle einer vorstehend erläuterten Überwachung mittels Sensoren oder sensorloser Auswertung von gemessenen Motorparametern, z.B. mit induktivem Spannungsteiler, Messspannungspuls oder einer Messung der Motorimpedanz, kann auch grundsätzlich eine Detektion eines Verstellereignisses durch einen oder mehrere Beschleunigungsmesser vorgesehen sein, die nicht zwingend am Rotor des Verstellmotors 20 vorgesehen sind. So kann beispielsweise ein Beschleunigungsmesser auch als Bauteil in der Steuereinrichtung 3 und insbesondere dem Mikrocontroller 35 integriert sein.
Ferner kann die Steuereinrichtung 3 für die Ansteuerung des Verstellmotors 20 zusätzliche Steuerungsinformationen oder Fahrzeuginformationen berücksichtigen, wie beispielsweise eine Fahrzeugneigung und/oder Messsignale von fahrzeugseitigen (zusätzlichen) Sensoren, insbesondere optischen oder kapazitiven Sensoren, insbesondere Radar- oder Lidar-Sensoren und/oder Kameras, insbesondere Sensoren, die für Überwachung des Innenraums vorgesehen sind.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist im Übrigen nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in anderer Weise verwirklichen. Die Innenraumbaugruppe kann durch ganz unterschiedliche Baugruppen im Innenraum eines Fahrzeugs verwirklicht sein und ist insofern nicht auf einen Fahrzeugsitz oder ein Konsolenelement beschränkt. Bei einer Innenraumbaugruppe kann es sich beispielsweise auch um einen Monitor, eine Ablage (zum Beispiel in Form eines Tisches oder dergleichen), eine Trennwand, ein Staufach oder dergleichen handeln.
Bezugszeichenliste
1 Kraftfahrzeug
10 Fahrzeugkarosserie
11 Fahrzeugsitz (Innenraumbaugruppe)
110 Schwenkachse
111 Sitzteil
112 Rückenlehnenteil
113 Lehnensensor (Detektionseinrichtung)
12 Konsolenement (Innenraumbaugruppe)
2 Verstellantrieb
20 (Verstell-) Motor
21 Getriebe
22 Detektionseinrichtung
3 Steuereinrichtung
30-36 Steuerungskomponente
4 Verstellkinematik
V1 , V2 Verstellrichtung
X Fahrzeuglängsachse
Z Fahrzeughochachse
Claims
1. Antriebsvorrichtung zum Verstellen einer Innenraumbaugruppe (11, 12) eines Fahrzeugs (1), mit mindestens
- einem motorischen Verstellantrieb (2) zum Erzeugen einer Verstellkraft,
- einer mit dem Verstellantrieb (2) antreibbaren Verstellkinematik (4) zum Übertragen einer durch den Verstellantrieb (2) erzeugten Verstellkraft auf die Innenraumbaugruppe (11 , 12),
- einer Steuereinrichtung (3) zum Steuern des Verstellantriebs (2) und
- einer elektronischen Detektionseinrichtung (22, 113) zur Detektion eines Verstellereignisses, bei dem mindestens eine äußere Kraft an der Antriebsvorrichtung und/oder der Innenraumbaugruppe (11,12) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) konfiguriert ist, in Reaktion auf die Detektion des Verstellereignisses über den motorischen Verstellantrieb (2) eine Gegenkraft zu erzeugen, die einer Verstellung der Innenraumbaugruppe (11 , 12) aufgrund der äußeren Kraft entgegenwirkt.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) konfiguriert ist, in Reaktion auf die Detektion des Verstellereignisses über den motorischen Verstellantrieb (2) und die hiermit erzeugte Gegenkraft eine Rückstellung mindestens einer Komponente des Verstellantriebs (2) und/oder mindestens einer Komponente der Verstellkinematik (4) in eine Sollposition zu bewirken und die mindestens eine Komponente bei weiterhin anliegender äußerer Kraft über die erzeugte Gegenkraft an der Sollposition zu halten.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollposition als eine Position innerhalb eines Sollbereichs vorgegeben ist.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) einen Speicher umfasst und konfiguriert ist, die Sollposition zu speichern, nachdem eine Verstellung der Innenraumbaugruppe (11 , 12) unter Wirkung einer von dem Verstellantrieb erzeugten Verstellkraft abgeschlossen wurde.
5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellantrieb (2) ein nicht-selbsthemmendes Getriebe (21) umfasst.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung der Gegenkraft oder für eine Erhöhung der Gegenkraft der Verstellantrieb (2) als Kurzschlussbreme betreibbar ist.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (22, 113) zur Überwachung wenigstens einer Komponente des Verstellantriebs (2) und/oder der Verstellkinematik vorgesehen ist.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (22) vorgesehen ist, eine Verstelllage eines Rotors des Verstellmotors (20) zu überwachen.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Detektionseinrichtung (22) eine Überwachungssensorik (36) umfasst, die vorgesehen ist, das Auftreten eines Verstellereignisses über eine durch die äußere Kraft bedingte Verstellung einer Komponente eines Verstell motors (20) des Verstellantriebs (2) zu detektieren.
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungssensorik (36) für die Überwachung des Rotors mindestens einen Hall- Sensor oder mindestens einen analogen, magnetischen Rotorlagesensor umfasst.
11. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstellmotor (20) des Verstellantriebs (2) ein Gleichstrommotor, insbesondere bürstenloser Gleichstrommotor ist.
12. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (22) vorgesehen ist, für die Überwachung einer Verstelllage des Rotors des bürstenlosen Gleichstrommotors (20) einen induktiven Spannungsteiler oder einen Messspannungspuls zu nutzen.
13. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (22) vorgesehen ist, für die Überwachung einer Verstelllage des Rotors des Gleichstrommotors (20) eine Motorimpedanz zu messen.
14. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (22, 113) konfiguriert ist, durch ein fahrzeugseitiges Sensorsignal ein Verstellereignis zu detektieren.
15. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (22, 113) konfiguriert ist, zyklisch eine Prüfung auf eine eventuelle Veränderung einer Verstelllage mindestens einer Komponente des Verstellantriebs (2) und/oder mindestens einer Komponente der Verstellkinematik (4) durchführen, um ein Verstellereignis zu detektieren.
16. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (22, 113) konfiguriert ist, eine Veränderung einer Verstelllage mindestens einer Komponente des Verstellantriebs (2) und/oder mindestens einer Komponente der Verstellkinematik (4) in Abhängigkeit von einem Betriebsmodus der Antriebsvorrichtung zu detektieren und in Reaktion hierauf eine Referenzposition für die mindestens eine Komponente neu zu initialisieren, die für die Detektions eines Verstellereignisses maßgeblich ist.
17. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Detektionseinrichtung (22, 113) konfiguriert ist, durch ein fahrzeugseitig erzeugtes und an der Detektionseinrichtung (22, 113) empfangenes Aktivierungssignal oder durch ein von einem Sensor der Detektionseinrichtung (22, 113) erzeugtes Aktivierungssignal in einen Detektionsmodus versetzt zu werden, in dem durch die Detektionseinrichtung (22) ein Verstellereignis detektierbar ist, und/oder
- die Steuereinrichtung (3) konfiguriert ist, durch ein fahrzeugseitig erzeugtes und an der Steuereinrichtung (3) empfangenes Aktivierungssignal oder durch ein von einem Sensor der Detektionseinrichtung (3) erzeugtes Aktivierungssignal aus einem Ruhemodus in einen Verstellmodus versetzt zu werden, in dem eine Steuerung des Verstellantriebs (2) erfolgt.
18. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung des Aktivierungssignals ein Beschleunigungsmesser der Detektionseinrichtung (22, 113) und/oder ein Hall-Sensor und/oder ein analoger, magnetischer Rotorlagesensor vorgesehen ist.
19. Fahrzeugsitz mit einer Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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