DE10136820B4 - Einrichtung zur Bestimmung der Relativposition zwischen einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugsitzes und einem benachbarten, stationären Teil - Google Patents

Einrichtung zur Bestimmung der Relativposition zwischen einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugsitzes und einem benachbarten, stationären Teil Download PDF

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Abstract

Einrichtung zur Bestimmung der Relativposition zwischen einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugssitzes und einem benachbarten, stationären Teil mit
a) mindestens einem an der Sitzkomponente oder dem stationären Teil angebrachten Magneten;
b) einer Sensoreinrichtung, die an dem stationären Teil oder der Sitzkomponente angeordnet ist und mindestens einem mit dem Magneten wechselwirkenden Hall-Sensor umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
c) der Magnet (14; 114) an einer frei zugänglichen Stelle der Sitzkomponente (13; 113) oder des stationären Teils (11; 111) angeordnet ist;
d) die Sensoreinrichtung (15; 115) dem Magneten (14; 114) so eng benachbart ist, daß keine ferritischen Gebrauchsgegenstände (22), insbesondere keine Münzen oder Schlüssel, in den Spalt (s) zwischen Sensoreinrichtung (15; 115) und Magneten (14; 114) passen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Relativposition zwischen einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugsitzes und einem benachbarten, stationären Teil mit
    • a) mindestens einem an der Sitzkomponente oder dem stationären Teil angebrachten Magneten;
    • b) einer Sensoreinrichtung, die an dem stationären Teil oder der Sitzkomponente angeordnet ist und mindestens einen mit dem Magneten wechselwirkenden Hall-Sensor umfaßt.
  • In modernen, komfortablen Kraftfahrzeugen werden zunehmend die Positionen, welche die beweglichen Sitzkomponenten einnehmen, kontinuierlich oder in bestimmten Zeitintervallen erfaßt und für unterschiedliche Zwecke ausgewertet. So ist es insbesondere üblich geworden, eine für einen bestimmten Benutzer als günstig empfundene Sitzeinstellung abzuspeichern, damit sie nach einer Veränderung der Sitzposition beispielsweise bei einem Benutzerwechsel wieder leicht aufgefunden werden kann. Dies gilt sowohl für die Längsverstellung des Sitzes als auch für die Neigung der Rückenlehne und für die Höhenposition von Kopfstützen. Ein weiterer Grund, die jeweilige Position beweglicher Sitzkomponenten zu erfassen, besteht darin, nach dieser gemessenen Position andere Fahrzeugeinrichtungen, z. B. den Außenspiegel, die Gurtverstellung oder die Kopfstütze räumlich einzustellen, was nicht nur unter Bequemlichkeitsgesichtspunkten sondern auch unter Sicherheitsaspekten von großem Vorteil ist. Nach der Sitzposition können auch andere Fahrzeugeinrichtungen gesteuert werden; so kann beispielsweise das Zündverhalten von Air-Bags in Abhängigkeit von der Längsverstellung des Sitzes verändert werden.
  • Zur Positionserfassung der beweglichen Sitzkomponente werden häufig Einrichtungen eingesetzt, die einen Magneten und einen mit dem Magneten zusammenwirkenden Hall-Sensor umfassen. Bei solchen Einrichtungen tritt das Problem auf, daß herabfallende, ferritische Gegenstände, z. B. Münzen oder Schlüssel, an dem Magneten haften bleiben und dadurch die Anzeige der Einrichtung verfälschen können.
  • Ein Beispiel für eine derartige Einrichtung ist in der US 6 053 529 A beschrieben. Sie umfaßt ein nach oben offenes, U-förmiges Gehäuse, an dessen einem Schenkel der Hall-Sensor und an dessen gegenüberliegendem Schenkel der Magnet angeordnet ist. Beim Verfahren der beweglichen Sitzkomponente wird ein Eisenstreifen zwischen die beiden Gehäuseschenkel eingefahren und schirmt den Magneten zum Hall-Sensor hin ab. Mit dieser Anordnung können zwei Verstellbereiche der Sitzkomponente unterschieden werden. In das nach oben offene U-förmige Gehäuse können von oben her leicht Münzen oder Schlüssel einfallen, die vom Magneten angezogen werden. Diese Gegenstände schirmen dann den Hall-Sensor in ähnlicher Weise ab, wie dies der Eisenstreifen tun sollte. Die Folge ist eine Fehlmeldung über die Stellung der beweglichen Sitzkomponente.
  • Bei der in der US 4 909 560 A beschriebenen Einrichtung, die der eingangs genannten Art entspricht, ist dem geschil derten Problem dadurch Rechnung getragen, daß der als Streifen ausgebildete Magnet geschützt im Inneren des Schienensystems untergebracht ist, so daß ein Anhaften ferritischer Gebrauchsgegenstände aus Zugänglichkeitsgründen nicht möglich ist. In der Praxis ist jedoch die Unterbringung des Magneten und des mit diesem zusammenwirkenden Hall-Sensors im Inneren der gegeneinander verfahrenden Schienen aus Platzgründen kaum möglich.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß sie auch unter beengten Platzverhältnissen realisierbar ist und gleichzeitig zuverlässig Schutz vor Störungen durch herabfallende, ferritische Gegenstände bietet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
    • c) der Magnet an einer frei zugänglichen Stelle der Sitzkomponente oder des stationären Teils angeordnet ist;
    • d) die Sensoreinrichtung dem Magneten so eng benachbart ist, daß keine ferritischen Gebrauchsgegenstände, insbesondere keine Münzen oder Schlüssel, in den Spalt zwischen Sensoreinrichtung und Magneten passen.
  • Erfindungsgemäß wird der Magnet – anders als bei der oben erwähnten US 4 909 560 A – bewußt an einer frei zugänglichen Stelle, also an der Außenseite, der Sitzkomponente oder des stationären Teils angeordnet. Dabei ergeben sich selbstverständlich keine Platzprobleme. Dies bedeutet aber gleichzeitig, daß der Magnet durchaus der Gefahr ausgesetzt ist, herabfallende ferritische Gegenstände anzuziehen, die an dem Magneten haftenbleiben. Um deren störende Wirkung auszuschalten, ist erfindungsgemäß die Sensoreinrichtung so nahe an den Magneten herangeführt, daß der Spalt zwischen Sensoreinrichtung und Magnet eventuelle an dem Magneten anhaftende Gegenstände nicht aufnehmen kann. Vielmehr wird bei der Relativbewegung zwischen beweglicher Sitzkomponente und stationärem Teil ein solcher Gegenstand von der Sensoreinrichtung weggeschoben, kann also die Positionserfassung nicht stören. Die ferritischen Gegenstände können im Extremfall von der Sensoreinrichtung in einen Bereich geschoben werden, der frei von Magneten ist; dann fallen sie von selbst auf den Fahrzeugboden ab.
  • Zweckmäßigerweise ist der Spalt zwischen der Sensoreinrichtung und dem Magneten kleiner als 0,5 mm. Ferritische Gegenstände, die eine kleinere Dimension besitzen, treten als Gebrauchsgegenstände in den Innenräumen von Kraftfahrzeugen nicht auf.
  • Es ist jedoch auch möglich, daß die Sensoreinrichtung an dem Magneten streifend anliegt. Dann ist die erfindungsgemäße Einrichtung gegen den störenden Einfluß auch kleinster ferritischer Gegenstände geschützt.
  • Eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme ist bei derjenigen Ausführungsform der Erfindung verwirklicht, bei welcher die Sensoreinheit den Magneten teilweise umgreift. Bei dieser Ausgestaltung wird von dem Umstand Gebrauch gemacht, daß viele an dem Magneten möglicherweise anhaftende Gebrauchsgegenstände aufgrund ihrer Abmessungen über den Magneten überstehen und aufgrund dieses Überstands dann von der ungreifenden Sensoreinrichtung erfaßt werden können.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung umfaßt mehrere Magnete entlang des Verstell wegs der beweglichen Sitzkomponente. Je mehr Magnete vorgesehen sind, umso feiner ist die Ortsauflösung bei der Bestimmung der Position der beweglichen Sitzkomponente.
  • Bevorzugt wird dabei, wenn die Magneten als Magnetstreifen ausgebildet sind, die sich in Richtung der Relativbewegung erstrecken und ein sich lokal veränderndes Muster bilden. Die Sensoreinrichtung kann an dem von ihr jeweils erfaßten, örtlichen Muster der Magnetstreifen erkennen, in welchem Bereich des gesamten Verstellwegs sich die bewegliche Sitzkomponente befindet. Es handelt sich dabei um eine "Absolutbestimmung" der Position der Sitzkomponente, die keine Kenntnis der vorausgegangenen Bewegungenen der Sitzkomponente voraussetzt.
  • Die Ortsauflösung derartiger, Absolutmessungen vornehmender Einrichtungen läßt sich dadurch noch verbessern, daß die Sensoreinrichtung mehrere Hall-Sensoren enthält.
  • Diese mehreren Hall-Sensoren wirken dann mit Magnetstreifen zusammen, die parallel zueinander verlaufen und auf diese Weise eine größere Variabilität des ortskennzeichnenden Musters ermöglichen.
  • Alternativ ist jedoch auch diejenige Ausgestaltung der Erfindung denkbar, bei welcher eine Vielzahl von Magneten mit abwechselnder Polarität entlang des Bewegungswegs der beweglichen Sitzkomponente angeordnet ist und die Sensoreinrichtung die Zahl der Polaritätswechsel bei jeder Verschiebung der beweglichen Sitzkomponente ermittelt. Dies entspricht insoweit der Meßmethode der eingangs erwähnten US 4 909 560 A . Hier ist es allerdings erforderlich, zur Bestimmung der Position der Sitzkomponente stets Kenntnis über deren Ausgangsposition und deren gesamte Bewegungs-Historie zu haben, da die direkt gemessene Größe der jeweilige Verschiebeweg und nicht die Position ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
  • 1: schematisch die Seitenansicht eines Autositzes;
  • 2: einen Schnitt durch eine Sensoreinrichtung und zwei zusammenwirkende Befestigungsschienen des Sitzes von 1;
  • 3: die Seitenansicht zur 2 mit Blick auf die Sensoreinrichtung;
  • 4 und 5: Seitenansichten, ähnlich der 3, in unterschiedlichen Relativpositionen der beweglichen und der stationäre Befestigungsschiene mit einer an einem Magnetstreifen anhaftenden Münze;
  • 6: einen Schnitt, ähnlich der 2, durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Sensoreinrichtung und die beiden Befestigungsschienen des Sitzes von 1.
  • 1 zeigt in schematischer Seitenansicht einen Fahrzeugsitz 1, der ein Sitzpolster 2 und eine gegenüber dem Sitzpolster 2 verschwenkbare Rückenlehne 3 umfaßt. Das Sitzpolster 2 ist über ein Sitzgestell 7 mit einer Sitzbefestigung 8 verbunden. Das Sitzgestell 7 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus jeweils zwei auf beiden Seiten des Sitzpolsters 2 angeordneten Lenkern 9, die einerseits am Sitzpolster 2 und andererseits an der Befestigungseinrichtung 8 angelenkt sind.
  • Die Sitzbefestigung 8 ist in bekannter Weise so ausge staltet, daß der Sitz 1 parallel zur Fahrrichtung im Sinne des Doppelpfeiles C verstellt werden kann. Hierzu umfaßt die Sitzbefestigung 8 zwei Unterschienen 11, die am Fahrzeugboden 12 befestigt sind, sowie zwei mit den Unterschienen 11 zusammenwirkende Oberschienen 13, an denen die Lenker 9 des Sitzgestells 7 angelenkt sind. Oberschiene 13 und Unterschiene 12 greifen dabei jeweils mit randseitigen Profilen ineinander, wie dies dem Schnitt der 2 zu entnehmen ist.
  • Die mit dem Boden 12 des Fahrzeugs verbundene Unterschiene 11 trägt einen Positionscode 14. An der gemeinsam mit dem Sitz 1 in Längsrichtung verschiebbaren Oberschiene 13 ist eine Sensoreinrichtung 15 befestigt. Einzelzeiten hierzu sind den 2 und 3 zu entnehmen.
  • Der Positionscode 14 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem einzigen Magentstreifen, der sich parallel zur Unterschiene 11 erstreckt. Alternativ kann der Positionscode 14 auch aus mehreren, sich parallel zur Unterschiene 11 erstreckenden Magntstreifen zusammengesetzt sein, die beispielsweise in unterschiedlichen Höhen und an unterschiedlichen Stellen entlang der Unterschiene 11 angeordnet sind. Auch eine Ausgestaltung der Art ist möglich, daß der Positionscode – z.B. in Form einer entsprechend magnetisierten Folie – eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Magneten umfaßt, deren Polarität abwechselt.
  • Die Sensoreinrichtung 15 besitzt, wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, ein abgewinkeltes Gehäuse 19, dessen waagerecht verlaufender, oberer Schenkel auf der Oberseite der Oberschiene 13 angeschraubt ist. Im Inneren des Gehäuse 19 befindet sich eine Platine 20, die einen Hall-Sensor 21 trägt. Statt eines einzigen Hall-Sensors kann auch eine Vielzahl von übereinander geordneten Hall-Sensoren eingesetzt werden, wenn der Positionscode 14 statt aus einem Magnetstreifen aus einer Mehrzahl in unterschiedlichen Höhen angeordneter Magnetstreifen besteht.
  • Der Hall-Sensor 21 befindet sich in der Höhe, in welcher der Positionscode 14 auf der Unterschiene 11 angebracht ist. Die Anordnung ist so, daß der Hall-Sensor 21 auf den im Positionscode 14 enthaltenen Magnetstreifen anspricht und ein Signal abgibt, welches in irgendeiner Weise repräsentativ für die Relativposition des Sitzes 1 und damit der Oberschiene 13 gegenüber der Unterschiene 12 ist. Dabei kann eine "Absolutmessung" dieser Relativposition stattfinden, indem der Hall-Sensor 21 bzw. eine Mehrzahl derartiger Hall-Sensoren das Muster des unmittelbar gegenüberliegenden Bereichs des Positionscodes 14 erkennt, das eine eindeutige Funktion des Ortes ist. Alternativ kann die Sensoreinrichtung 15 auch die Zahl der Magnetisierungs-Polwechsel zählen, die der Hall-Sensor 21 beim Verfahren des Sitzes 1 sensiert, woraus die Verschiebestrecke des Sitzes 1 errechnet werden kann.
  • Wie 2 zeigt, steht das Gehäuse 19 der Sensoreinrichtung 15 dem Positionscode 14 in einem minimalen Abstand s gegenüber. Dieser Abstand s ist so gewählt, daß aus räumlichen Gründen kein Gegenstand mehr zwischen die Stirnfläche des Gehäuses 19 und den Positionscode 14 paßt, jedenfalls kein üblicherweise in einem Kraftfahrzeug anzutreffender Gebrauchsgegenstand wie eine Münze. Der Abstand s kann Null werden, so daß die Außenfläche des Gehäuses 19 an dem Positionscode 14 entlang streift.
  • Da der einen Magnetstreifen enthaltende Positionscode 14 ungeschützt an der Außenfläche der Unterschiene 11 angebracht ist, können unbeabsichtigt fallengelassene ferritische Gegenstände, insbesondere Münzen oder Schlüssel, den dem Positionscode 14 haften bleiben. Eine derartige Münze 22 ist in 4 dargestellt. Sie beeinträchtigt jedoch anders als beim Stand der Technik die Funktionsweise der Sensoreinrichtung 15 nicht:
    Befindet sich die Sensoreinrichtung 15, wie in 4 dargestellt, außerhalb des Bereiches des Positionscodes 14, so ändert sich an der Funktionsweise ohnehin nichts:
    Der Hall-Sensor 21 innerhalb der Sensoreinrichtung 15 stellt fest, daß kein Magnetstreifen benachbart ist, und gibt ein entsprechendes Signal ab.
  • Wird nunmehr der Sitz 1 in 4 nach rechts verstellt, so gelangt das Gehäuse 19 der Sensoreinrichtung 15 über den Positionscode 14. Der Hall-Sensor 21 zeigt nunmehr die Anwesenheit eines benachbarten Magnetstreifens an. Bei der Weiterbewegung der Sensoreinrichtung 15 stößt deren Gehäuse 19 mit einer Seitenfläche an der Münze 22 an und schiebt diese vor sich her, so daß die Münze 22 niemals zwischen den Hall-Sensor 21 und den Positionscode 14 gelangen und dadurch das Ansprechen des Hall-Sensors 21 verändern kann. Letzerer gibt also immer das korrekte Signal ab, das die Nähe eines Magnetstreifens anzeigt. Im Extremfall schiebt die Sensoreinrichtung 15 bei der Längsbewegung des Sitzes 1 die Münze 22 in einen Bereich, in dem sich kein Magnetstreifen mehr befindet. Dann fällt die Münze 22 auf den Fahrzeugboden 12 ab und stört ohnehin nicht mehr.
  • In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargstellt. Es ähnelt demjenigen, das oben anhand der 1 bis 5 erläutert wurde; entsprechende Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen zzgl. 100 gekennzeichnet.
  • Wiederzufinden in 6 aus den 1 bis 5 sind die unverändert gebliebene, verschiebbare Oberschiene 113 und die stationär auf dem Fahrzeugboden 112 angebrachte Unterschiene 111. Der Positioniercode 114 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an einer Seitenfläche der Oberschiene 113 angebracht, bewegt sich also gemeinsam mit dieser. Das Gehäuse 119 der Sensoreinrichtung 115 ist am Wagenboden 112 festgemacht, also stationär.
  • Das Gehäuse 119 der Sensoreinrichtung 115 weist im Bereich des Positionscodes 114 einen Rücksprung 130 auf, der den Positionscode 114 oben und unten teilweise umgreift. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist auch bei demjenigen der 6 der Spalt, der zwischen dem Positionscode 114 und dem Gehäuse 119 der Sensoreinrichtung 115 verbleibt, so klein, daß real in einem Kraftfahrzeug anzutreffende Gegenstände nicht zwischen Sensoreinrichtung 115 und Positionscode 114 passen. Durch die von dem Rücksprung 130 des Gehäuses 119 gebildete teilweise Umschlingung des Positionscodes 114 wird die Wirkung des kleinen Spaltes noch verstärkt: Auch sehr schmale Gegenstände, die in den Spalt passen würden, jedoch nach oben oder unten über den Positionscode 114 überstehen, werden bei der Relativbewegung der Oberschiene 113 vom Gehäuse 119 der Sensoreinrichtung 115 verschoben, ohne die von dem Hall-Sensor 121 durchgeführte Messung zu stören.

Claims (8)

  1. Einrichtung zur Bestimmung der Relativposition zwischen einer beweglichen Komponente eines Fahrzeugssitzes und einem benachbarten, stationären Teil mit a) mindestens einem an der Sitzkomponente oder dem stationären Teil angebrachten Magneten; b) einer Sensoreinrichtung, die an dem stationären Teil oder der Sitzkomponente angeordnet ist und mindestens einem mit dem Magneten wechselwirkenden Hall-Sensor umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß c) der Magnet (14; 114) an einer frei zugänglichen Stelle der Sitzkomponente (13; 113) oder des stationären Teils (11; 111) angeordnet ist; d) die Sensoreinrichtung (15; 115) dem Magneten (14; 114) so eng benachbart ist, daß keine ferritischen Gebrauchsgegenstände (22), insbesondere keine Münzen oder Schlüssel, in den Spalt (s) zwischen Sensoreinrichtung (15; 115) und Magneten (14; 114) passen.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (s) zwischen der Sensoreinrichtung (15; 115) und dem Magneten (14; 114) kleiner als 0,5 mm ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (15; 115) an dem Magneten (14; 114) streifend anliegt.
  4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (15; 115) den Magneten (14; 114) teilweise umgreift.
  5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Magneten entlang des Verstellwegs der beweglichen Sitzkomponente angeordnet sind.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete als Magnetstreifen ausgebildet sind, die sich in Richtung der Relativbewegung erstrecken und ein sich lokal veränderndes Muster bilden.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung mehrere Hall-Sensoren enthält.
  8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Magneten mit abwechselnder Polarität entlang des Bewegungswegs der beweglichen Sitzkomponente angeordnet ist.
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