DE10104251A1

DE10104251A1 - Fahrzeugsitz in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10104251A1
Application number: DE2001104251
Authority: DE
Inventors: Ulrich Deml; Karl-Heinz Eglseder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-14

Abstract

Das Gewicht des Fahrzeugsitzes (2) und des darauf befindlichen Objekts (7) wird mit Hilfe mehrerer unter dem Fahrzeugsitz angeordneten Gewichtsmessvorrichtungen (36) gemessen. Dabei sind die Gewichtsmessvorrichtungen (36) zwischen dem Fahrzeugsitz (2) und dem Fahrzeugboden (4) angeordnet und über Sitzpositionsschienen (24) in Fahrtrichtung verschiebbar, neben/unten am Fahrzeugsitz, dem Fahrzeugsitz zugeordnet. Der Flüssigkeitsdruck in der Druckkammer (30) der Gewichtsmessvorrichtung (36) wird mit Hilfe eines seitlich in der Wandung der Druckkammer (30) angeordneten Drucksensors (32) gemessen. Das auf die Gewichtsmessvorrichtung (36) wirkende Gewicht (G) ist dabei proportional zu dem vom Drucksensor (32) gemessenen Flüssigkeitsdruck (P) in der Druckkammer (30).

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz in einem Kraftfahr zeug.

Aus US 5,435,625 ist ein hydraulisch verschiebbarer Fahrzeug sitz bekannt, bei dem in Sitzpositionsschienen Hydraulikein heiten angeordnet sind. Die Hydraulikeinheiten werden über eine Pumpe und Ventile so angesteuert, dass der Fahrzeugsitz über eine Steuereinrichtung gleichmäßig nach vorne oder nach hinten verschoben werden kann.

Bei Insassenschutzsystemen ist es wichtig, das Gewicht eines Fahrzeuginsassen zu kennen, um bei einem Aufprall die Auslö segeschwindigkeit eines Airbags zu optimieren und so den In sassen vor Verletzungen zu schützen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustel len, mit der das Gewicht des Fahrzeugsitzes und des darauf befindlichen Objekts festgestellt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des unab hängigen Patentanspruchs gelöst.

Dabei befindet sich eine Gewichtsmessvorrichtung am Fahrzeug sitz, in deren mit Fluid gefüllten Druckkammer ein Drucksen sor angeordnet ist. Das Gewicht des Fahrzeugsitzes und eines darauf befindlichen Objektes wird durch den vom Drucksensor gemessenen Druck ermittelt.

Weiterhin ist durch Füllen oder Leeren der Druckkammer die Höhe des Fahrzeugsitzes einstellbar.

Es ist ein Fluidreservoir vorgesehen, das eine oder mehrere, vorzugsweise vier, an der Unterseite des Fahrzeugsitzes ange brachte Gewichtsmessvorrichtungen mit dem Fluid versorgt.

Weiterhin wird durch die Abweichung der dynamischen Druckän derungen, die vom jeweiligen Drucksensor der Gewichtsmessvor richtungen aufgenommenen werden, von Schwellwerten auf einen Aufprall und auf die Art des Aufpralls geschlossen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfin dung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 den in einem Fahrzeug angeordneten Fahrzeugsitz;

Fig. 2 eine unter dem Fahrzeugsitz angeordntete Gewichts messvorrichtung;

Fig. 3 eine zweite Gewichtsmessvorrichtung;

Fig. 4 eine dritte Gewichtsmessvorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 1, in dem sich ein Fahrzeug sitz 2 befindet. Der Fahrzeugsitz 2 weist eine Fahrzeuglehne 21, auf der eine Kopfstütze 22 angeordnet ist, und eine Sitz fläche 23 auf. Der Fahrzeugsitz 2 ist über mehrere, vorzugs weise vier Gewichtsmessvorrichtungen 35, 36 auf zwei in Fahrt richtung ausgerichteten Sitzpositionsschienen 24 befestigt, die auf dem Fahrzeugboden 6 fest angeordnet sind. Dabei sind in Fig. 1 nur die beiden Gewichtsmessvorrichtungen 35, 36 auf der linken Sitzpositionsschiene 24 sichtbar. Auf jeder Sitz positionsschiene 24 sind zwei Gewichtsmessvorrichtungen hin tereinander angeordnet. In weiteren Ausführungsformen befin den sich die Gewichtsmessvorrichtungen 35, 36 zwischen einer Sitzpositionsschiene (24) und dem Fahrzeugboden (26, 28, 30) und/oder zwischen dem Fahrzeugsitz (2) und dem Fahrzeugboden (26, 28, 30) und/oder einem Fahrzeugträger.

Auf dem Fahrzeugsitz 2 befindet sich ein Fahrzeuginsasse 7. In weiteren Ausführungsformen kann der Fahrzeugsitz 2 unbe legt sein oder mit einem Kindersitz oder einem Objekt belegt sein.

Das sich auf dem Fahrzeugsitz befindende Objekt 7 wird von einem Frontairbag 91 und einem Seitenairbag 92 geschützt, die im Bereich des Armaturenbretts 9 bzw. im Bereich der Türver kleidung angeordnet sind. Weitere Airbags können im Dachhim mel oder im Bereich der Kopfstütze angeordnet sein.

Das Gewicht des Fahrzeugsitzes 2 mit dem sich darauf befind lichem Objekt 7 wirkt auf die Gewichtsmessvorrichtungen 35, 36. Jede der Gewichtsmessvorrichtungen 35, 36 nimmt dabei ein Gewicht G1 bzw. G2 auf. Durch Messen des Drucks des in der Gewichtsmessvorrichtung 35, 36 vorhandenen Fluids ist das auf die Gewichtsmessvorrichtung wirkende Gewicht G1, G2 ermit telbar und somit indirekt das Gewicht des Fahrzeugsitzes 2 und des Objekts 7 feststellbar. Durch Ändern des Fluidvolu mens in den Gewichtsmessvorrichtungen 35, 36 ist der Fahr zeugsitz 2 in seiner Höhe verstellbar.

In Fig. 2 ist eine Gewichtsmessvorrichtung 35 im Querschnitt schematisch dargestellt. Die am Fahrzeugboden 6 befestigte Sitzpositionsschiene 24 weist eine Schlittenführung 12 mit einer vertikal angeordneten Führungsschiene 12 auf, der eine im Querschnitt T-förmig ausgebildete Sitzführung 25 zugeord net ist. Die Führungsschiene 12 umgreift den Kopf der Sitz führung 25. Vom Kopf der Sitzführung 25 führt der Hals der Sitzführung 25 waagrecht durch den Schlitz der Führungsschie ne 12. An das vom Kopf abgewandte Ende des Halses schließt die vorzugsweise zylindrische Stütze 11 im rechten Winkel an, die vertikal in Richtung des Fahrzeugsitzes 2 verläuft. Die Stütze 11 geht sich radial erweiternd in einen hohlzylindri schen Druckbehälter 14 über, der die Druckkammer 30 enthält, die mit einem Fluid 30 gefüllt ist. In der Mantelfläche des Druckbehälters 14 ist ein Drucksensor 32 befestigt, der den Druck des Fluids 30 in der Druckkammer 30 misst. In der dem Fahrzeugsitz 2 zugewandten Stirnfläche 13 des Druckbehälters 14 ist eine Bohrung 15 eingebracht, durch die ein vorzugswei se zylindrischer Stempel 28 verläuft. Der Stempel 28 erwei tert sich in der Druckkammer 30 über einen Absatz zu einem Kolben 16, der über eine umlaufende Dichtung 31 mit der In nenwandung der Druckkammer 30 dicht abschließt. An dem Stem pel 28 schließt die Sitzhaltung 27 an, die fest mit der Un terseite des Fahrzeugsitzes 2 verbunden ist.

Das Fluid ist vorzugsweise als Flüssigkeit mit hoher Viskosi tät ausgebildet, beispielsweise als Silikongel. In weiteren Ausführungsformen ist das Fluid als Gas oder Hydraulikflüs sigkeit ausgebildet.

Das Gewicht G setzt sich im Wesentlichen zusammen aus dem Ge wicht des Fahrzeugsitzes 2 und dem Gewicht des sich auf dem Fahrzeugsitz 2 befindenden Objekts 7. Das Gewicht G wirkt auf die Sitzhalterung 27 und wird über den Kolben 16, das Fluid 30, die Druckkammer 30, den Druckbehälter 14, die Stütze 11, die Sitzführung 25 und die Sitzpositionsschiene 24 an den Fahrzeugboden 6 weitergeleitet. Dabei entsteht in dem Fluid der Druckkammer 30 ein von dem Gewicht G abhängiger Druck P, der von dem seitlich in der Innenwandung des Druckbehälters 14 angeordneten Drucksensor 32 gemessen wird.

Vorzugsweise sind unter dem Fahrzeugsitz 2 vier Gewichtsmess vorrichtungen 35 angeordnet, wobei zwei vordere und zwei hin tere Gewichtsmessvorrichtungen 35 vorgesehen sind, die links und rechts jeweils an zwei Punkten hintereinander mit den beiden Sitzpositionsschienen 24 verbunden sind.

In einer weiteren Ausführugsform unterteilt der Stempel die Druckkammer 30 in axialer Richtung in zwei Kammern mit einem ersten Volumen V1 und einem zweiten Volumen V2, das dem Fahr zeugsitz 2 zugeordnet ist. Die beiden Volumina V1, V2 sind jeweils mit einem Fluid gefüllt. Dadurch wird vorteilhaft eine Zugkraft entgegen der Gewichtskraft G von der Druckkammer 30 im Bereich des zweiten Volumens V2 aufgenommen. Eine Zug kraft tritt beispielsweise bei einem leichten Fahrzeug- Frontaufprall auf, der eine hohe, in Fahrtrichtung gerichtete Verzögerung auf den Fahrzeugsitz 2 ausübt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Gewichtsmessvorrichtung 37, bei der im Unterschied zur Gewichtsmessvorrichtung 35 aus Fig. 2 die Flüssigkeitsmenge V1 in der Druckkammer 30 über eine Flu idleitung 40 steuerbar ist. Dadurch wird der Kolben 14 verti kal bewegt, wodurch der Fahrzeugsitz 2 in seiner Höhe ver stellt wird. Die Fluidleitung 40 ist an einem Ende an einen Fluidkreis 42 angeschlossen. Dabei ist das eine Ende der Flu idleitung 40 über ein steuerbares Senkventil 45 mit einem Fluidreservoir 46 verbunden. Weiterhin ist das eine Ende der Fluidleitung 40 über ein steuerbares Hebeventil 44 mit dem Ausgang einer Pumpe 43 verbunden. Das Fluidreservoir 46 ist mit dem Eingang der Pumpe 43 verbunden. Die Druckkammer 30 wird geleert, indem das Senkventil 45 bei geschlossenem He belventil 44 geöffnet wird, wodurch die Fluidflüssigkeit 30 aus der Druckkammer 30 durch die Fluidleitung 40 in das Flu idreservoir 46 abfließt. Dadurch wird der Fahrzeugsitz 2 ge senkt.

Die Druckkammer 30 wird gefüllt, indem bei geschlossenem Senkventil 45 das Hebeventil 44 geöffnet wird. Die Pumpe 43 saugt Flüssigkeit aus dem Fluidreservoir 46 an und pumpt die se durch das Hebeventil 44 und die Hydraulikleitung 40 in die Druckkammer 30. Dadurch wird der Kolben 14 in der Druckkammer 30 nach oben bewegt, wodurch der Sitz 2 vertikal angehoben wird.

Das andere Ende der Fluidleitung 40 führt dabei über die der Bohrung 15 entgegengesetzten Stirnfläche 17 in die Druckkam mer 30. An dem einen Ende der Fluidleitung 40 und dem Flu idkreis 42 ist eine Abzweigung vorgesehen, über die eine wei tere Fluidleitung 41 zu einer weiteren Gewichtsmessvorrichtung 47 abzweigt. Damit werden über einen Fluidkreis 42 die jeweilige Druckkammer 30 zweier Gewichtsmessvorrichtungen 37, 47 angesteuert.

In einer weiteren Ausführungsform werden über Fluidleitungen alle Gewichtsmessvorrichtungen von einem Fluidkreis 42 ge steuert. Der Drucksensor 32 kann dabei von der Druckkammer 30 in den Fluidkreis 42 verlagert werden. Dadurch kann ein Drucksensor 32 den Druck der Druckkammern 30 mehrerer Ge wichtsmessvorrichtungen messen, wodurch vorteilhaft teuere Drucksensoren eingespart werden können.

In der Fig. 3 ist weiterhin schematisch die Verbindung zwi schen dem Fluidkreis 42 und einem weiteren Fluidkreis 48 auf der vorderen Sitzseite dargestellt. Dabei ist zwischen dem Ausgang der Pumpe 43 und dem Hebeventil 44 eine Fluidleitung 16 angeordnet, über die das Fluid zu einer weiteren Gewichts messvorrichtung 47 gepumpt wird. Zwischen dem Fluidreservoir 46 und dem Senkventil 45 ist eine weitere Hydraulikleitung 15 angeordnet, über die das Fluid von einer weiteren Gewichts messvorrichtung 48 in das Fluidreservoir 46 fließen kann. Da bei sind in/an der weiteren Gewichtsmessvorrichtung 48 ein weiteres steuerbares Hebeventil und ein weiteres steuerbares Senkventil angeordnet, an die die Gewichtsmessvorrichtungen 16 bzw. 15 angeschlossen sind.

In der Fig. 4 ist eine Gewichtsmessvorrichtung 38 aus Fig. 3 mit einer weiteren Ausführungsform des Fluidkreises 42 dar gestellt. In der Fig. 4 ist das von der Druckkammer 30 abge wandte Ende der Fluidleitung 40 mit einem Pumpzylinder 50 verbunden. Im Inneren des Pumpzylinders 50 ist die Geberkam mer 56 angeordnet, die über einen verschiebbaren Geberkolben 55 das Fluid von bzw. zur Druckkammer 30 der Gewichtsmessvor richtung 38 saugen oder pumpen kann. Der Geberkolben 55 ist über einen Spindelstab 59 mit einer Spindel 53 verbunden, die in einer Hülse 54 angeordnet ist. Ein Motor 52 treibt die Spindel 53 an und verschiebt somit über den Spindelstab 59 den Geberkolben 55 axial in der Geberkammer 56.

Durch die axiale Bewegung des Geberkolbens 55 in der Geber kammer 56 wird das Volumen V1 der Druckkammer 30 über die Fluidleitung 40 gesteuert. In der Mantelfläche des Pumpenzy linders 50 ist in der Nähe des motorseitigen Endes des Pump zylinders 50 ein Durchlass 58 angeordnet, der mit einem Flu idreservoir 51 verbunden ist. Der Durchlass wird im Folgenden auch Schnüffelloch genannt. Wird der Geberkolben 55 über das Schnüffelloch 58 in Richtung Motor 52 hinaus bewegt, so wird das Fluidreservoir 51 mit der Geberkammer 51 verbunden, wo durch die Geberkammer 56 entlüftet wird und gegebenenfalls nachbefüllt werden kann.

Durch Auswerten der Druckwerte der Drucksensoren 30 in den einzelnen Gewichtsmessvorrichtungen 36 ist es möglich, die Art und Schwere eines Aufpralls zu ermitteln. Steigt der Druck in den Gewichtsmessvorrichtungen plötzlich an bzw. fällt der Druck plötzlich ab, so wird auf einen Aufprall ge schlossen. Abhängig von dem Vorzeichen des Druckverlaufs in den einzelnen Gewichtsmessvorrichtungen wird auf einen Front-, Heck-, oder Seitenaufprall oder einen Überschlag geschlos sen.

Wird beispielsweise in den in Fahrtrichtung gesehen rechten Gewichtsmessvorrichtungen ein plötzlicher Druckanstieg gemes sen und gleichzeitig in den linken Gewichtsmessvorrichtungen ein plötzlicher Druckabfall gemessen, so wird auf einen Sei tenaufprall von rechts geschlossen.

Vorteilhaft wird durch den Einsatz der Gewichtsmessvorrich tungen eine genaue Gewichtsmessung des Fahrzeugsitzes mit dem darauf befindlichen Objekt ermöglicht. Weiterhin ist durch die Messung der Gewichtsverteilung auf den vier Gewichtsmess vorrichtungen 36 eine Ermittlung der Position des Objekts 7 auf dem Fahrzeugsitz 2 mit hoher Genauigkeit messbar.

Die Position des Fahrzeugsitzes wird bei unbelegtem Fahrzeug sitz durch Vergleich der gemessenen Druckwerte P1 bis P4 in den beispielhaft vier Gewichtsmessvorrichtungen 35, 37, 38 mit vorgegebenen Referenzkennfeldern ermittelt. Aus der er mittelten Gewichtsverteilung des leeren Fahrzeugsitz- Leergewichts auf die einzelnen Gewichtsmessvorrichtungen ist die Verschiebeposition der Sitzfläche 23 entlang der Sitzpo sitionsschienen 24 und der Neigewinkel der Sitzlehne 21 er mittelbar.

Claims

1. Fahrzeugsitz (2) in einem Kraftfahrzeug, der mit mindes tens einer Gewichtsmessvorrichtung (35, 37, 38) verbun den ist, wobei
auf der Gewichtsmessvorrichtung (35, 37, 38) zumin dest ein Teil des Gewichts (G1, G2, G3, G4) des Fahr zeugsitzes (2) lastet,
die Gewichtsmessvorrichtung (35, 37, 38) eine Druck kammer (30) aufweist, in der sich ein Fluid (30) be findet und der ein Drucksensor (32) zugeordnet ist, der den Druck in dem Fluid (30) mißt, wobei
aus dem am Drucksensor (32) gemessenen Druck (P) das Gewicht (G1, G2, G3, G4) des Fahrzeugsitzes (2) und/oder (G1, G2, G3, G4) eines Objekts (7) auf dem Fahrzeugsitz ermittelt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens eine Gewichtsmessvorrichtung (35, 37, 28)
zwischen dem Fahrzeugsitz (2) und einer Sitzpositi onsschiene (24), und/oder
zwischen einer Sitzpositionsschiene (24) und dem Fahrzeugboden (26, 28, 30), und/oder
zwischen dem Fahrzeugsitz (2) und dem Fahrzeugboden (26, 28, 30) und/oder einem Fahrzeugträger
befindet.

3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Gewichts (G, G1 bis G4) über einen Kolben (28) auf das Fluid übertragen wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (32) in bzw. an der Wandung der Druckkammer (30) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Fahrzeugsitzes (23, 2) eine Sitzhalterung (27) befestigt ist, an die ein Stempel (28) anschließt, an den ein das Fluid beaufschlagen der Kolben (28) anschließt.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (30) vorzugsweise hohlzylindrisch ge formt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckkammer (30) ein Fluidvolumen (V1) hat, das von einem Stempel (28) und der Druckkammer einge schlossen wird,
die Druckkammer (30) mit einem Fluidreservoir (46, 56) verbunden ist (V1),
die Höhe des Fahrzeugsitzes (2) abhängt von dem Flu idvolumen (V1) in der Druckkammer (30).

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel die Druckkammer (30) in zwei Kammern mit einem ersten und einem zweiten Volumen (V1, V2) un terteilt, die jeweils mit einem Fluid gefüllt sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass
ein Fluidreservoir (46, 56) mit einer Gewichtsmess vorrichtung, mit den zwei vorderen Gewichtsmessvor richtungen, mit den beiden hinteren Gewichtsmessvorrichtung oder mit vier Gewichtsmessvorrichtung ver bunden ist,
eine Fördereinrichtung (43, 50, 55) vorgesehen ist, die das Fluid zu oder von der bzw. den Gewichtsmess vorrichtungen fördert.

10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung als Flüssigkeitspumpe oder als ein von einer Spindel (53, 54) angetriebener Pumpkol ben (50, 55) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei, vorzugsweise vier Gewichtsmessvor richtungen vorhanden sind, die mit dem Fahrzeugsitz (2) verbunden sind..

12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom gemessenen Druckverlauf an dem jeweili gen Drucksensoren (32) von mindestens zwei, vorzugs weise vier Gewichtsmessvorrichtungen (26, 28, 30) die Art (Frontalaufprall, Heckaufprall, Seitenaufprall) und Schwere eines Aufpralls ermittelt wird.

13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
durch den Vergleich der dynamischen Druckdifferenz zwischen der vorderen und der hinteren Gewichtsmess vorrichtung mit einem ersten Schwellwert auf einen Front- bzw. Heckaufprall geschlossen wird,
durch den Vergleich der dynamischen Druckdifferenz zwischen der linken und der rechten Gewichtsmessvor richtung mit einem zweiten Schwellwert auf einen Sei tenaufprall von links bzw. rechts geschlossen wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (30) als gelartige Substanz, beispielsweise Silikongel, und/oder als Flüssigkeit und/oder als Gas ausgebildet ist.