DE10062511A1 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen, sitzposisionsgerechten Einstellung von Sitzkomponenten eines Fahrzeugsitzes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur automatischen, sitzposisionsgerechten Einstellung von Sitzkomponenten eines FahrzeugsitzesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen, sitzpositionsgerechten Einstellung von Sitzkomponenten eines Fahrzeugsitzes in Abhängigkeit von signifikanten Körperdaten eines auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeuginsassen. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass gemäß dem Verfahren der Abstand (a) des Kopfes (32) des Fahrzeuginsassen (30) zur Kopfstütze (10) und der Abstand (b) seines oberen Rückens (34) zur Rückenlehne (12) als Ist-Werte erfasst werden. Danach werden die Ist-Werte mit Soll-Werten verglichen und nach einem Regelalgorithmus die Lagen der Kopfstütze (10) und der Rückenlehne (12) über selbsttätig arbeitende Verstelleinheiten verändert. Gemäß der Vorrichtung besteht die Rückenlehne (12) des Fahrzeugsitzes aus einem Unterteil (14) und einem Oberteil (16), wobei das Oberteil (16) relativ zum Unterteil (14) und die Kopfstütze (10) relativ zum Oberteil (16) der Rückenlehne (12) lageveränderbar angeordnet ist. Der Kopfstütze (10) und dem Oberteil (16) der Rückenlehne (12) ist jeweils mindestens ein berührungslos arbeitender Entfernungsmesser (28) zugeordnet, der mit einer Steuereinheit verbunden ist. Von der Steuereinheit sind Verstelleinheiten ansteuerbar, mit denen die Lagen der Kopfstütze (10) und des Oberteiles (16) der Rückenlehne (12) veränderbar sind.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen,
sitzpositionsgerechten Einstellung von Sitzkomponenten eines Fahrzeugsitzes mit den in
den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4 genannten Merkmalen.
Es ist bekannt, an einem Fahrzeugsitz die Kopfstütze auf die Höhe des Kopfes einer jeweils
auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person selbsttätig einzustellen. Damit sollen insbesondere
gesundheitliche Schäden der Person bei einem Crash des Fahrzeuges in Form eines
Heckaufpralls auf das Fahrzeug vermieden werden.
Die DE 196 51 670 C1 beschreibt eine Vorrichtung zum Einstellen der Sitzposition eines
Fahrzeuginsassen, die einen die Sitzgröße des auf dem Fahrzeugsitz platzierten
Fahrzeuginsassen bestimmenden berührungslos messenden Sensor aufweist. Mit dem
Sensor steht eine Steuereinheit in Verbindung, die einen Verstellmotor für die Kopfstütze
ansteuert. Dabei tastet der Sensor die Kontur der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen ab
und ein in die Steuereinheit integrierter Rechner berechnet aus den Abtastsignalen des
Sensors die erforderliche Höhenlage der Kopfstütze. Erfindungsgemäß ist weiterhin
vorgesehen, dass eine in die Steuereinheit integrierte Steuerlogik zunächst eine
Ansteuerung des Sitzkissen-Verstellmotors und nachfolgend eine Ansteuerung des
Kopfstützen-Verstellmotors bewirkt. Mit dieser Lösung soll erreicht werden, dass eine an den
Fahrzeuginsassen individuell angepasste exakte Abstützung der Halswirbelsäule des
Fahrzeuginsassen bei einem Unfall automatisch sichergestellt ist.
Aus der DE 34 27 466 A1 ist eine Vorrichtung zur Verstellung der Höhe einer Kopfstütze
eines Fahrzeugsitzes bekannt, bei der sich die Kopfstütze jeweils auf die Höhe des Kopfes
einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person selbsttätig einstellt. Dabei ist ein Sensor
vorgesehen, der die Sitzgröße der auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person abtastet und
einen Motor zur Höhenverstellung der Kopfstütze in Abhängigkeit vom Abtastergebnis
steuert.
Aus der WO 97/02159 ist eine weitere Vorrichtung bekannt, bei der eine Kopfstütze eines
Fahrzeugsitzes in Abhängigkeit von der mittels einer Sensorik erfassten Position des Kopfes
einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person motorisch in ihrer Höhe verstellbar ist.
Zusätzlich weist diese Vorrichtung als weitere Rückhaltekomponente einen Seitenairbag auf,
der ebenfalls in seiner Höhe motorisch verfahrbar ist.
Nachteilig bei diesen bekannten Lösungen ist, dass ausschließlich eine Anpassung der Lage
der Kopfstütze an die jeweiligen Größenverhältnisse des auf dem Fahrzeugsitz befindlichen
Fahrzeuginsassen vorgenommen wird. Die Anpassung der Lage der Kopfstütze in Form
einer Veränderung der Relativposition des Kopfes des Fahrzeuginsassen zur Kopfstütze
unterliegt dabei allein sicherheitstechnischen Aspekten, so dass ergonomische Aspekte
keine Berücksichtigung finden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die auf der Basis signifikanter Körperdaten des
Fahrzeuginsassen eine automatische Lageeinstellung sowohl der Kopfstütze als auch der
Rückenlehne in der Art ermöglichen, dass die eingestellten Lagen der Kopfstütze und der
Rückenlehne unter Berücksichtigung sicherheitstechnischer und ergonomischer Aspekte
optimiert sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den in den Ansprüchen 1
und 4 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass gemäß dem Verfahren der Abstand des
Kopfes des Fahrzeuginsassen zur Kopfstütze und der Abstand seines oberen Rückens zur
Rückenlehne als ist-Werte erfasst werden, anschließend die ermittelten ist-Werte der
Abstände des Kopfes zur Kopfstütze und des oberen Rückens zur Rückenlehne mit
vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden und dann nach einem vorgegebenen
Regelalgorithmus die Lagen der Kopfstütze und der Rückenlehne über ein selbsttätig
arbeitendes Verstellsystem verändert werden, und gemäß der Vorrichtung die Rückenlehne
des Fahrzeugsitzes aus einem Unterteil und einem Oberteil besteht, wobei jeweils das
Oberteil relativ zum Unterteil und die Kopfstütze relativ zum Oberteil der Rückenlehne des
Fahrzeugsitzes lageveränderbar angeordnet ist und der Kopfstütze und dem Oberteil der
Rückenlehne jeweils mindestens ein berührungslos arbeitender Entfernungsmesser
zugeordnet ist, der mit einer Steuereinheit verbunden ist, von der entsprechend einem
Regelalgorithmus Verstellmotoren ansteuerbar sind, mit denen die Lagen der Kopfstütze
und des Oberteiles der Rückenlehne veränderbar sind, werden Lösungen geschaffen, mit
denen auf der Basis signifikanter Körperdaten des Fahrzeuginsassen eine automatische
Lageeinstellung sowohl der Kopfstütze als auch der Rückenlehne in der Art ermöglicht wird,
dass die eingestellten Lagen der Kopfstütze und der Rückenlehne unter Berücksichtigung
sicherheitstechnischer und ergonomischer Aspekte optimiert sind. Mit der Erfindung wird in
vorteilhafter Weise ein Fahrzeugsitz geschaffen, der eine hohe Sicherheit gewährleistet und
zugleich einen hohen Sitzkomfort bietet. Durch die automatische Einstellung der Lagen der
Kopfstütze und der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes auf die Körpermaße des jeweiligen
Fahrzeuginsassen werden Verletzungen der Wirbelsäule des Fahrzeuginsassen bei einem
Crash des Fahrzeuges in Form eines Heckaufpralls auf das Fahrzeug weitestgehend
vermieden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den
Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen
Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt eine schematische Seitenansicht eines
Fahrzeugsitzes mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der Figur ist nur der Teil eines Fahrzeugsitzes dargestellt, der für die Erfindung wesentlich
ist. Der Fahrzeugsitz besteht aus einem Sitzteil 36 und einer Rückenlehne 12. Auf dem
Sitzteil 36 des Fahrzeugsitzes befindet sich ein Fahrzeuginsasse 30, dessen Körper
schematisch dargestellt ist. Der Fahrzeugsitz weist eine an der Rückenlehne 12
angeordnete Kopfstütze 10 auf. Die Kopfstütze 10 ist auf Stangen 18 abgestützt, die in der
Rückenlehne 12 verschiebbar gelagert sind. Die Rückenlehne 12 ist über Beschlagteile 20
mit dem Sitzteil 36 des Fahrzeugsitzes verbunden. Die Verbindung der Rückenlehne 12 mit
dem Sitzteil 36 ist in an sich bekannter Weise so ausgeführt, dass die Rückenlehne 12 um
eine untere Schwenkachse 24, die quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges verläuft,
schwenkbar und somit in ihrer Winkellage zum Sitzteil 36 veränderbar ist. Die Rückenlehne
12 des Fahrzeugsitzes besteht aus einem Unterteil 14 und einem Oberteil 16, deren
seitlichen Beschlagteile 20 schematisch dargestellt sind. Das Oberteil 16 der Rückenlehne
12 ist relativ zum Unterteil 14 in seiner Lage veränderbar angeordnet. In dem dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Lage des Oberteiles 16 der
Rückenlehne 12 zum Unterteil 14 dadurch erfolgen, dass das Oberteil 16 am Unterteil 14 um
eine obere Schwenkachse 26, die parallel zur unteren Schwenkachse 24 verläuft,
schwenkbar angeordnet ist. Die Kopfstütze 10 ist relativ zum Oberteil 16 der Rückenlehne
12 lageveränderbar angeordnet. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die Kopfstütze 10 am Oberteil 16 der Rückenlehne 12 höhenverstellbar
angeordnet.
Wie die Figur weiterhin zeigt, sind in der Kopfstütze 10 und in der Rückenlehne 12
berührungslos arbeitende Entfernungsmesser 28 angeordnet, mit denen jeweils der Abstand
des Kopfes 32 des Fahrzeuginsassen 30 zur Kopfstütze 10 und seines oberen Rückens 34
zur Rückenlehne 12 messbar ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn der berührungslos
arbeitende Entfernungsmesser 28 ein an sich bekannter Abstandssensor ist. Der
Abstandssensor ist vorzugsweise als ein Radarsensor ausgebildet. Ein Radarsensor kann
den Abstand durch die Stoffbespannung der Kopfstütze 10 und der Rückenlehne 12
hindurch messen, so dass eine verdeckte Anordnung der Radarsensoren in der Kopfstütze
10 und in der Rückenlehne 12 möglich ist. Als berührungslos arbeitender
Entfernungsmesser 28 kann auch ein an sich bekannter Ultraschall-Entfernungsmesser
eingesetzt werden. Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass mit dem berührungslos
arbeitenden Entfernungsmesser 28 eine Belegung des Fahrzeugsitzes durch den
Fahrzeuginsassen 30 feststellbar ist.
Die jeweils an der Kopfstütze 10 und an der Rückenlehne 12 angeordneten berülhrungslos
arbeitenden Entfernungsmesser 28 sind mit einer Steuereinheit (nicht dargestellt)
verbunden. Von der Steuereinheit sind in an sich bekannter Weise entsprechend einem
Regelalgorithmus Verstelleinheiten, die ebenfalls nicht dargestellt sind, ansteuerbar. Mit den
Verstelleinheiten können jeweils die Lagen der Kopfstütze 10 und des Oberteiles 16 der
Rückenlehne 12 verändert werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Soll-Werte der
optimalen Lagen der Kopfstütze 10 und der Rückenlehne 12 des Fahrzeugsitzes durch ein
im Regelalgorithmus abgespeichertes Kennfeld bestimmbar sind.
Die Kopfstütze 10 ist vorteilhafterweise am Oberteil 16 der Rückenlehne 12 derart
angeordnet, dass sie durch eine Verstelleinheit höhenverstellbar ist. Die Verstelleinheit zur
Höhenverstellung der Kopfstütze 10 ist vorzugsweise eine Getriebeeinheit, die aus einem
Stellmotor und einem Spindeltrieb besteht. Da eine solche Getriebeeinheit für einen
Fachmann an sich bekannt ist, wird bei der Beschreibung des Ausführungsbeispieles nicht
näher darauf eingegangen. Eine entsprechende Getriebeeinheit wird beispielsweise in der
EP 0 972 674 A3 beschrieben.
Das Oberteil 16 der Rückenlehne 12 ist vorteilhafterweise am Unterteil 14 derart
angeordnet, dass es durch eine Verstelleinheit um eine obere Schwenkachse 26
verschwenkbar ist. Die Verstelleinheit zum Verschwenken des Oberteiles 16 der
Rückenlehne 12 um die obere Schwenkachse 26 ist vorzugsweise eine Getriebeeinheit, die
aus einem Stellmotor, einer Schneckenwelle und einem Schneckenrad besteht. Eine solche
Getriebeeinheit ist ebenfalls für einen Fachmann an sich bekannt, so dass auch hierzu auf
eine Beschreibung verzichtet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Rückenlehne 12 ein
durchgängiges Polsterteil 22 auf, welches sich über das Unterteil 14 und das Oberteil 16 der
Rückenlehne 12 erstreckt. Dadurch ist trotz der Teilung der Rückenlehne 12 in zwei Teile,
die im Winkel zueinander verstellbar sind, ein einheitlicher optischer Eindruck der
Rückenlehne 12 gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen, sitzpositionsgerechten Einstellung von
Sitzkomponenten eines Fahrzeugsitzes läuft in nachfolgend genannten Schritten ab.
Zunächst werden der Abstand a des Kopfes 32 des Fahrzeuginsassen 30 zur Kopfstütze 10
und der Abstand b seines oberen Rückens 34 zur Rückenlehne 12 als Ist-Werte erfasst.
Anschließend werden die ermittelten Ist-Werte der Abstände a, b des Kopfes 32 zur
Kopfstütze 10 und des oberen Rückens 34 zur Rückenlehne 12 mit vorgegebenen Soll-
Werten verglichen. Nach dem Vergleich der Ist-Werte der Abstände a, b des Kopfes 32 zur
Kopfstütze 10 und des oberen Rückens 34 zur Rückenlehne 12 werden nach einem
vorgegebenen Regelalgorithmus die Lagen der Kopfstütze 10 und der Rückenlehne 12 über
selbsttätig arbeitende Verstelleinheiten verändert.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass vom Fahrzeuginsassen 30 bei
Bedarf die Lagen der Kopfstütze 10 und der Rückenlehne 12 manuell verändert werden.
Dabei werden die selbsttätig arbeitenden Verstelleinheiten automatisch ausgeschaltet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können während der Fahrt
in vorbestimmten Zeitintervallen die genannten Verfahrensschritte wiederholt werden.
10
Kopfstütze
12
Rückenlehne
14
Unterteil
16
Oberteil
18
Stange
20
Beschlagteil
22
Polsterteil
24
untere Schwenkachse (Unterteil der Rückenlehne)
26
obere Schwenkachse (Oberteil der Rückenlehne)
28
Entfernungsmesser
30
Fahrzeuginsasse
32
Kopf
34
oberer Rücken
36
Sitzteil
a Abstand Kopf/Kopfstütze
b Abstand oberer Rücken/Rückenlehne
a Abstand Kopf/Kopfstütze
b Abstand oberer Rücken/Rückenlehne
Claims (14)
1. Verfahren zur automatischen, sitzpositionsgerechten Einstellung von Sitzkomponenten
eines Fahrzeugsitzes in Abhängigkeit von signifikanten Körperdaten eines auf dem
Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeuginsassen, dadurch gekennzeichnet, dass
- a) zunächst der Abstand (a) des Kopfes (32) des Fahrzeuginsassen (30) zur Kopfstütze (10) und der Abstand (b) seines oberen Rückens (34) zur Rückenlehne (12) als Ist-Werte erfasst werden,
- b) anschließend die ermittelten Ist-Werte der Abstände (a, b) des Kopfes (32) zur Kopfstütze (10) und des oberen Rückens (34) zur Rückenlehne (12) mit vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden und dann
- c) nach einem vorgegebenen Regelalgorithmus die Lagen der Kopfstütze (10) und der Rückenlehne (12) über selbsttätig arbeitende Verstelleinheiten verändert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- a) vom Fahrzeuginsassen (30) bei Bedarf die Lagen der Kopfstütze (10) und der Rückenlehne (12) manuell verändert werden und dabei die selbsttätig arbeitenden Verstelleinheiten automatisch ausgeschaltet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- a) während der Fahrt in vorbestimmten Zeitintervallen die Verfahrensschritte a), b) und c)wiederholt werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeugsitz
ein Sitzteil und eine Rückenlehne mit einer daran angeordneten Kopfstütze aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rückenlehne (12) des Fahrzeugsitzes aus einem
Unterteil (14) und einem Oberteil (16) besteht, wobei jeweils das Oberteil (16) relativ
zum Unterteil (14) und die Kopfstütze (10) relativ zum Oberteil (16) der Rückenlehne
(12) des Fahrzeugsitzes lageveränderbar angeordnet ist und der Kopfstütze (10) und
dem Oberteil (16) der Rückenlehne (12) jeweils mindestens ein berührungslos
arbeitender Entfernungsmesser (28) zugeordnet ist, der mit einer Steuereinheit
verbunden ist, von der entsprechend einem Regelalgorithmus jeweils Verstelleinheiten
ansteuerbar sind, mit denen die Lage der Kopfstütze (10) und die Lage des Oberteiles
(16) der Rückenlehne (12) veränderbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungslos
arbeitende Entfernungsmesser (28) vorzugsweise ein Abstandssensor ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor
vorzugsweise ein Radarsensor ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungslos
arbeitende Entfernungsmesser (28) vorzugsweise ein Ultraschall-Entfernungsmesser
ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem berührungslos
arbeitenden Entfernungsmesser (28) eine Belegung des Fahrzeugsitzes durch den
Fahrzeuginsassen (30) feststellbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Werte der
optimalen Lagen der Kopfstütze (10) und der Rückenlehne (12) des Fahrzeugsitzes
durch ein im Regelalgorithmus abgespeichertes Kennfeld bestimmbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (10) am
Oberteil (16) der Rückenlehne (12) derart angeordnet ist, dass sie durch eine
Verstelleinheit höhenverstellbar ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verstelleinheit zur Höhenverstellung der Kopfstütze (10) vorzugsweise eine
Getriebeeinheit, bestehend aus einem Stellmotor und einem Spindeltrieb, ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (16) der
Rückenlehne (12) am Unterteil (14) derart angeordnet ist, dass es durch eine
Verstelleinheit um eine obere Schwenkachse (26) verschwenkbar ist.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verstelleinheit zum Verschwenken des Oberteiles (16) der Rückenlehne (12) um die
obere Schwenkachse (26) vorzugsweise eine Getriebeeinheit, bestehend aus einem
Stellmotor, einer Schneckenwelle und einem Schneckenrad, ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Rückenlehne (12) des Fahrzeugsitzes vorzugsweise ein durchgängiges Polsterteil (22)
aufweist, welches sich über das Unterteil (14) und das Oberteil (16) der Rückenlehne
(12) erstreckt.
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