DE10013326A1

DE10013326A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation von Schwingungen eines Fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE10013326A1
Application number: DE2000113326
Authority: DE
Inventors: Hans-Martin Lent-Philipps
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2020-03-11
Also published as: DE10013326B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kompensation von Schwingungen eines Fahrzeugsitzes. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass DOLLAR A (a) im Bereich eines Sitzteiles (14), des Fahrzeugsitzes (10) eine Sensorik vorhanden ist, mit der eine Amplitude und/oder Frequenz der Schwingungen erfassbar ist, DOLLAR A (b) ein Steuergerät (24) vorgesehen ist, an das die Sensorsignale übermittelt und dort anhand eines vorgegebenen Algorithmus bewertbar sind und DOLLAR A (c) eine Dämpfungseinrichtung (28) im Bereich des Sitzteiles (14) des Fahrzeugsitzes (10) vorhanden ist, die über das Steuergerät (24) derart angesteuert wird, dass die Schwingung weitestgehend kompensierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kompensation von Schwingungen eines Fahrzeugsitzes mit den in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 7 genannten Merkmalen.

Fahrzeugsitze für Kraftfahrzeuge werden an einer Fahrzeugkarosserie über eine Sitzhalterung befestigt. Solche Fahrzeugsitze bestehen zumeist aus einem Lehnen- und einem Sitzteil, die beide auf einer Rahmenkonstruktion beruhen. Die Sitzhalterung umfasst dabei Elemente eines Sitzteilrahmens, die beispielsweise in eine am Fahrzeugboden montierte Führungsschiene greifen und hierüber eine verstellbare Arretierung des Fahrzeugsitzes ermöglichen. Während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs entstehen durch Unebenheiten der Fahrbahn und durch Bewegungen eines das Kraftfahrzeug antreibenden Aggregates sowie von weiteren Fahrwerksteilen Schwingungen, die im Bereich des Fahrzeugsitzes Vibrationen erzeugen können. Diese können von einem Sitzbenutzer als störend empfunden werden und beeinträchtigen damit seinen Fahrkomfort.

Zur Abhilfe ist bekannt, den Fahrzeugsitz im Bereich des Sitzteils mit einem elastischen Sitzkissen auszustatten. Auf diese Weise ist eine deutliche Entkopplung der Vibrationen vom Fahrzeugboden bis zu einer Sitzfläche des Fahrzeugsitzes möglich. Allerdings lässt sich eine Entkopplung lediglich oberhalb einer Frequenz von 10 Hz erreichen und dies eben auch nur, wenn das Sitzkissen eine gerade noch vertretbare Bauhöhe aufweist. In diesem Fall muss allerdings neben dem erhöhten Bauraumbedarf auch mit einer unerwünschten Gewichtszunahme gerechnet werden. Das Gewicht des Sitzbenutzers auf dem elastischen Sitzkissen verhält sich jedoch dennoch wie ein klassisches Masse-Feder-System mit der Folge, dass es zu einer Resonanzüberhöhung im Bereich von 4 bis 6 Hz kommen kann. In diesem Frequenzbereich wird der Sitzbenutzer mit stärkeren Vibrationen in der Sitzfläche belastet, als an den Montagepunkten des Sitzes vorliegen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen die über die Montagepunkte des Fahrzeugsitzes übertragenen Schwingungen des Fahrzeugbodens aktiv kompensiert werden können und zwar nach Möglichkeit über einen möglichst weiten Frequenzbereich.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung und das Verfahren zur Kompensation von Schwingungen des Fahrzeugsitzes mit den in den Ansprüchen 1 und 7 genannten Merkmalen gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass

a) im Bereich eines Sitzteiles des Fahrzeugsitzes eine Sensorik vorhanden ist, mit der eine Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung erfassbar ist,
b) ein Steuergerät vorgesehen ist, an das die Sensorsignale übermittelt und dort anhand eines vorgegebenen Algorithmus bewertbar sind und
c) eine Dämpfungseinrichtung im Bereich des Sitzteiles des Fahrzeugsitzes vorhanden ist, die über das Steuergerät derart angesteuert wird, dass die Schwingung weitestgehend kompensierbar ist.

Die aufgezeigten Mittel erlauben es, aktiv die entstehenden Schwingungen im Bereich des Fahrzeugsitzes zu kompensieren und damit eine Vibration zu verhindern.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass

a) im Bereich eines Sitzteiles des Fahrzeugsitzes eine Sensorik vorhanden ist, mit der eine Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung erfasst wird,
b) die Sensorsignale an ein Steuergerät übermittelt und dort anhand eines vorgegebenen Algorithmus bewertet werden und
c) eine Dämpfungseinrichtung im Bereich des Sitzteiles des Fahrzeugsitzes über das Steuergerät derart angesteuert wird, dass die Schwingung weitestgehend kompensiert wird.

Bevorzugt werden dabei Schwingungen im Frequenzbereich von 1 bis 20 Hz, insbesondere 4 bis 6 Hz, durch die Dämpfungseinrichtung kompensiert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Sensorik einen Gewichtssensor umfasst. Dieser ist bevorzugt eine drucksensitive Matte, die im Sitzteil parallel zur Sitzfläche aufgespannt ist. Derartige Matten sind bereits aus dem Stand der Technik zur Steuerung von Rückhalteeinrichtungen bekannt, so dass auf diese Weise auf eine bewährte und bereits vorhandene Sensorik zurückgegriffen werden kann. Selbstverständlich ist in diesem Falle eine anders geartete Aufarbeitung der Sensoriksignale, als für den Einsatz in Rückhalteeinrichtungen, notwendig.

Ferner ist bevorzugt, dass die Sensorik einen Beschleunigungssensor an einer Bodengruppe des Fahrzeugs umfasst. Über den Beschleunigungssensor können bereits frühzeitig am Fahrzeugboden und dann über die Montagepunkte übertragene Schwingungen detektiert werden. Der Beschleunigungssensor kann in Kombination mit dem Gewichtssensor oder aber auch als alleiniger Sensor in dem genannten Verfahren eingesetzt werden.

Weiterhin ist bevorzugt, dass die Dämpfungseinrichtung Aktuatoren umfasst, die in das Sitzteil integriert sind. Diese Aktuatoren sind bevorzugt Biegestreifen mit einer einseitig aufgebrachten Piezokeramik. Die aufgezeigte Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass derartige Aktuatoren nur ein geringes Gewicht und Bauvolumen besitzen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Fahrzeugsitz mit einer Vorrichtung zur Kompensation von Schwingungen und

Fig. 2 eine Prinzipskizze der Vorrichtung.

In der Fig. 1 ist schematisch ein Fahrzeugsitz 10 dargestellt, der aus einem Lehnenteil 12 und einem Sitzteil 14 besteht. Ferner ist zur Verdeutlichung ein Sitzbenutzer 16, der auf dem Fahrzeugsitz 10 sitzt, eingezeichnet. Das Sitzteil 14 besteht aus einem unteren Sitzteilrahmen 18 und einem Sitzkissen 20. Der Sitzteilrahmen 18 ist über hier nicht dargestellte Montagepunkte mit einem Fahrzeugboden des Fahrzeugs verbunden, so dass während der Fahrt auftretende Schwingungen über die Montagepunkte auf den Fahrzeugsitz 10 übertragen werden können.

Unterhalb einer Sitzfläche 22 ist in dem Sitzkissen 20 eine drucksensitive Matte 26 integriert. Selbstverständlich ist es auch denkbar, anstelle der drucksensitiven Matte 26 auch ein Signal einer anders gearteten Gewichtssensorik für das nachfolgend skizzierte Verfahren zur Kompensation von Schwingungen zu nutzen. Die drucksensitive Matte 26 ist über eine Signalleitung mit einem Steuergerät 24 verbunden.

In dem Steuergerät 24 ist ein digitalisierter Algorithmus hinterlegt, der die durch die drucksensitive Matte 26 übermittelten Sensorsignale auswertet. In diesem Algorithmus finden dabei Amplitude und/oder Frequenz der im Bereich des Sitzteils 14 mit Hilfe der drucksensitiven Matte 26 erfassten Schwingungen Eingang.

Das Steuergerät 24 dient ferner als Regel- und Steuereinheit für eine Dämpfungseinrichtung 28, die ebenfalls im Sitzkissen 20 des Sitzteils 14 eingebaut ist. Die Dämpfungseinrichtung 28 umfasst einen Aktuator 30, an dem durch das Steuergerät 24 Steuersignale übermittelt werden und dessen Betätigung zur weitestgehenden Kompensation der detektierten Schwingungen führt.

Der Fig. 2 ist die geschilderte Vorrichtung zur aktiven Kompensation von Schwingungen des Fahrzeugsitzes 10 noch einmal in einer Prinzipskizze zu entnehmen. Wie bereits erläutert, wird durch die drucksensitive Matte 26 ein Sensorsignal an das Steuergerät 24 übermittelt. Alternativ oder in Kombination dazu ist es denkbar, ein Signal eines Beschleunigungssensors 32, der sich an einer Bodengruppe des Fahrzeugs befindet, einzuspeisen. Anhand der Sensorsignale wird durch das Steuergerät 24 ein Steuersignal für den Aktuator 30 ermittelt und diesem vorgegeben. Der Aktuator 30 kann beispielsweise als Biegestreifen 34, der in bestimmten Teilbereichen eine Piezokeramik 36 trägt, realisiert werden. Durch die Betätigung des Biegestreifens 34 wird eine Schwingung erzeugt, deren Phase und Amplitude so gewählt ist, dass sie die über die Montagepunkte übertragene Störschwingung löscht.

BEZUGSZEICHENLISTE

10

Fahrzeugsitz

12

Lehnenteil

14

Sitzteil

16

Sitzbenutzer

18

Sitzteilrahmen

20

Sitzkissen

22

Sitzfläche

24

Steuergerät

26

drucksensitive Matte

28

Dämpfungseinrichtung

30

Aktuator

32

Beschleunigungssensor

34

Biegestreifen

36

Piezokeramik

Claims

1. Vorrichtung zur Kompensation von Schwingungen eines Fahrzeugsitzes, dadurch gekennzeichnet, dass

a) im Bereich eines Sitzteiles (14) des Fahrzeugsitzes (10) eine Sensorik vorhanden ist, mit der eine Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung erfassbar ist,
b) ein Steuergerät (24) vorgesehen ist, an das die Sensorsignale übermittelt und dort anhand eines vorgegebenen Algorithmus bewertbar sind und
c) eine Dämpfungseinrichtung (28) im Bereich des Sitzteiles (14) des Fahrzeugsitzes (10) vorhanden ist, die über das Steuergerät (24) derart angesteuert wird, dass die Schwingung weitestgehend kompensierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik einen Gewichtssensor umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtssensor eine drucksensitive Matte (26) ist, die im Sitzteil (14) parallel zur Sitzfläche (22) aufgespannt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik einen Beschleunigungssensor (32) an einer Bodengruppe des Fahrzeugs umfasst.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (28) Aktuatoren (30) umfasst, die in das Sitzteil (14) integriert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (30) Biegestreifen (34) mit einer einseitig aufgebrachten Piezokeramik (36) sind.

7. Verfahren zur Kompensation von Schwingungen eines Fahrzeugsitzes, dadurch gekennzeichnet, dass

a) im Bereich eines Sitzteiles (14) des Fahrzeugsitzes (10) eine Sensorik vorhanden ist, mit der eine Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung erfasst wird,
b) die Sensorsignale an ein Steuergerät (24) übermittelt und dort anhand eines vorgegebenen Algorithmus bewertet werden und
c) eine Dämpfungseinrichtung (28) im Bereich des Sitzteiles (14) des Fahrzeugsitzes (10) über das Steuergerät (24) derart angesteuert wird, dass die Schwingung weitestgehend kompensiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Schwingungen im Frequenzbereich von 1 bis 20 Hz, insbesondere 4 bis 6 Hz, durch die Dämpfungseinrichtung (28) kompensiert werden.