DE102004060027A1

DE102004060027A1 - Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE102004060027A1
Application number: DE102004060027A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing.(FH) Bertele; Enrico Duwe; Christoph Dipl.-Ing. Kern (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz (1) mit einer gepolsterten Rückenlehne, wobei in der Rückenlehne eine Lordosenstütze (2) mit mehreren Formänderungselementen (21, 22, 23) angeordnet ist. Über ein Steuergerät (3) kann die Kontur der Lordosenstütze (2) variiert werden. DOLLAR A Um eine besonders komfortable Verstellmöglichkeit und eine feinfühlige Regelung zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass das Steuergerät (3) einen Speicher (33) aufweist, in dem ein vorgegebenes Kennfeld (34) in Struktur einer Matrix abgespeichert ist und die Verstellung der Formänderungselemente anhand der in dieser Matrix gespeicherten Werte erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Um für Fahrzeuginsassen einen bequemen Sitzplatz in einem Fahrzeug bereitzustellen, werden Fahrzeugsitze mit einer so genannten Lordosenstütze ausgestaltet, die den unteren Lendenwirbelbereich des Fahrers beziehungsweise Beifahrers abstützt. Eine komfortable Ausgestaltung einer solchen Lordosenstütze erreicht man, wenn man die Lordosenstütze variabel ausbildet.

Aus der EP 1 072 465 A2 ist ein Fahrzeugsitz mit einer verstellbaren Lordosenstütze gezeigt. Dort weist die Lordosenstütze drei Luftkissen auf, deren Fülldruck und damit deren Volumen über eine Bedieneinheit manuell veränderbar ist. Dabei kann entweder der gesamte Druck der einzelnen Elemente verändert, das heißt erhöht oder erniedrigt werden, oder der Druckpunkt der Lordosenstütze wird nach oben oder unten verschoben, indem die einzelnen Elemente sequenziell befüllt oder entleert werden. Dabei wandert der Druckpunkt der Lordosenstütze entweder nach oben oder nach unten aber er wird auch gleichzeitig stärker oder schwächer, da die einzelnen Elemente nacheinander, das heißt sequenziell befüllt oder entlüftet werden. Dieses kann einen zusätzlichen Justageauf wand für den Fahrer nach sich ziehen und kann somit die Bedienung des Fahrzeugsitzes erschweren.

Auch aus der DE 200 15 553 U1 ist ein Fahrzeugsitz bekannt, der einzelne volumenveränderliche Fluidkammern aufweist, um die Sitzkontur des Fahrzeugsitzes einzustellen. Über eine manuelle Bedieneinheit können dabei die einzelnen Fluidkammern befüllt werden oder entleert werden, um damit eine Variabilität der Sitzkontur dieses Fahrzeugsitzes zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugsitz zu schaffen, der eine optimale Rückenunterstützung für einen Sitzenden bietet und dabei möglichst einfach und komfortabel bedienbar ist. Insbesondere soll der Fahrzeugsitz eine feinfühlige Einstellung einer Abstützung im Lordosenbereich gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Fahrzeugsitz weist in seinem Rückenlehnenpolster integriert zumindest zwei Formänderungselemente auf, die mit einem Fluid befüllbar sind und eine variable Lordosenstütze ausbilden. Ein Steuergerät mit einem Mikroprozessor und einem Speicher ist mit den Formänderungselementen verbunden, und steuert das Volumen der Formänderungselemente indem der Fluiddruck in jedem der Formänderungselemente veränderbar ist. In dem Speicher des Steuergerätes ist ein Kennfeld in einer Matrixstruktur gespeichert, wobei ein Mikroprozessor die Soll-Werte für den jeweiligen Fluiddruck eines Formänderungselementes durch Vergleich der Ist-Werte des Fluiddrucks der Formänderungselemente mit dem in dem Kennfeld abgelegten Werten bestimmt. Das hat den Vorteil, dass die Verstellung der Formänderungselemente im Lordosenbereich präziser erfolgt, als wenn diese sequenziell getrennt befüllt und/oder entleert werden. Dieses ergibt ein für den Sitzenden ergonomischen und harmonischen Verstellverlauf. Zudem werden die Einstellmöglichkeiten vielfältiger und sind damit sowohl für manuelle als auch automatische Verstellabläufe gut geeignet.

Es kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät mit einer manuellen Bedieneinheit verbunden ist, die insbesondere verschiedene manuell zu bedienende Schalter aufweist, mittels derer ein Fahrer die gewünschten Soll-Werte vorgeben kann. Dadurch wird eine einfache und sinnige manuelle Bedienung des Fahrzeugsitzes ermöglicht.

Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät die Soll-Werte anhand eines in dem Speicher abgelegten automatischen Steuerprogramms selbsttätig ermittelt. Somit kann zum Beispiel ein automatisch ablaufendes Programm aufgerufen werden, welches eine Massagefunktion durchführt. Bei einem solchen Massageprogramm, wird in Verbindung mit der Steuerung des Druckverlaufes über das in dem Speicher abgelegte Kennfeld, ein besonders harmonischer und komfortabler Ablauf der Druckveränderungen erreicht.

In einer Ausführung ist vorgesehen, dass die Formänderungselemente Drucksensoren aufweisen, die direkt in den Drucksensoren angeordnet oder mit der Oberfläche der Drucksensoren verbunden sind. Diese Drucksensoren sind mit dem Steuergerät verbunden und geben diesen die Ist-Werte des Fluiddrucks vor. Somit kann das Steuergerät basierend auf den Ist-Werten der Sensoren eine Regelung und damit eine besonders feinfühlige Befüllung der Formänderungselemente bewerkstelligen.

Als Fluid zum Befüllen der Formänderungselemente kann dabei eine Flüssigkeit, insbesondere ein Hydrauliköl oder aber ein Gas, insbesondere Umgebungsluft eingesetzt werden. Das Fluid wird dabei vorzugsweise über eine elektrische Pumpe in das Formänderungselement hinein gefördert oder daraus abgesaugt, um die gewünschten Druckwerte oder Füllmengen zu realisieren.

In einer Ausführung ist vorgesehen, dass das Steuergerät aus den von den Drucksensoren gelieferten Ist-Werten für den Fluiddruck in den Formänderungselementen über eine in dem Speicher vorzugsweise veränderlich abgelegte Funktion einen bestimmten Kennfeldwert ermittelt, um damit den Ausgangspunkt in der Kennfeldmatrix durch Vergleich dieses Ist-Kennwertes mit den dort gespeicherten Kennfeldwerten zu ermitteln. Ausgehend von diesem Ist-Kennfeldwert kann eine Verstellung des Lordosendruckes, entsprechend den zu diesem Kennfeldwert benachbart gespeicherten Werten, in der Matrix realisiert werden. Dabei wird ein bestimmter Nachbar dieses Ist-Kennfeldwertes selektiert, indem anhand von dem vorgegebenen Ist-Wert ein Vektor ermittelt wird, mittels dem der rechte oder linke oder obere oder untere Nachbar in der Matrix selektiert wird und dieser dann den neuen Kennfeldwert darstellt. Anhand dieses neuen Kennfeldwertes wird mittels einer zweiten in dem Speicher veränderlich abgelegten Funktion zurückgerechnet und so die einzelnen Drücke ermittelt, die die jeweiligen Formänderungselemente aufweisen müssen, um den entsprechenden Soll-Wert zu erreichen.

In einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass die in dem Kennfeld abgespeicherten Werte der Matrix fest vorgegeben sind, das heißt bei der Produktion fest in den Speicher eingespeichert werden, oder im Rahmen einer Wartung fest einprogrammiert werden.

In einer Ausführung kann auch vorgesehen sein, dass die einzelnen Werte des Kennfeldes von dem Steuergerät selbsttätig über eine mathematische Funktion ermittelt werden, die einen veränderlichen Parameter für einen bestimmten Betriebsmodus aufweist. Somit kann zum Beispiel ein unterschiedliche Kennfeldschar erzeugt werden, je nach dem ob ein automatisch ablaufender Verstellprozess gewünscht ist, oder ob eine manuelle Verstellung der Lordosenstütze gewünscht ist. Damit kann eine noch feinfühligere und komfortablere Regelung erreicht werden.

Weiter Ausführungen und Merkmale der Erfindung sind in den Zeichnungen und der zugehörigen Beschreibung dargestellt.
Dabei zeigen:
1 einen Fahrzeugsitz mit Lordosenstütze und Steuergerät,
2 einen schematischen Ablauf des Steuerungsprozesses mittels Kennfeld.
In 1 ist ein Fahrzeugsitz 1 dargestellt, der einen tragenden Sitzrahmen 12 aufweist, der eine Rückenlehne 11 und ein Sitzkissen 13 lagert. An dem oberen Ende der Rückenlehne 11 ist eine Kopfstütze 14 höhenverstellbar angebracht. Die Rückenlehne 11 weist ein Rückenlehnenpolster auf, welches in seinem Inneren aufgenommen eine variable Lordosenstütze 2 aufweist. Die Kontur beziehungsweise das Volumen der Lordosenstütze kann über Formänderungselemente 21, 22, 23, die in dem Rückenlehnenpolster unmittelbar nebeneinander beziehungsweise teilweise überlappend aufeinander liegend angeordnet sind, verändert werden. Die Formänderungselemente 21, 22, 23 können mit einem Fluid, insbesondere Umgebungsluft befüllt werden, und verändern somit ihr Eigenvolumen. Durch entsprechende Veränderung des Volumens jedes einzelnen Formänderungselementes wird letztendlich die Gesamtkontur der Lordosenstütze 2 verändert und damit eine variable Abstützung eines Sitzenden im unteren Rückenbereich, das heißt im Lordosenbereich erreicht. In Abweichung zu der in 1 dargestellten Ausführung kann dabei auch vorgesehen sein, dass zwei Formänderungselemente oder auch mehr Formänderungselemente zum Beispiel vier, fünf, sechs oder noch mehr Formänderungselemente in der Lordosenstütze aufgenommen sind.
Jedes der Formänderungselemente weist einen Drucksensor 24 auf, der den Fluiddruck innerhalb des Formänderungselementes erfasst und an ein Steuergerät weiterleitet, welches über eine Daten- oder Signalleitung mit den Sensoren 24 verbunden ist. Das Steuergerät 3 kann dabei im Bereich des Fahrzeugsitzes 1 oder aber auch abgesetzt von dem Fahrzeugsitz an einem geschützten Platz im Fahrzeug angeordnet sein. Das Steuergerät 3 weist eine Recheneinheit 31, vorzugsweise einen elektronischen Mikroprozessor auf, der mit einem elektronischen wiederbeschreibbaren Speicher 33 verbunden ist. Das Steuergerät 3 steuert dabei eine elektrisch betriebene Pumpe 32, die für den notwendigen Betriebsdruck des Fluids sorgt. Die Pumpe 32 ist über mehrere Ventile 35, wobei jedem Formänderungselement ein separat steuerbares Ventil zugeordnet ist, mit den Formänderungselementen 21, 22, 23 verbunden. Durch Ansteuern der Pumpe 32 und/oder der Ventile 35 kann der Fluiddruck in jedem einzelnen Formänderungselement 21, 22, 23 eingestellt werden, wobei eine selektive Ansteuerung eines einzelnen Formänderungselementes oder mehrerer Formänderungselemente zur gleichen Zeit vorgesehen ist.
Das Steuergerät 3 ist mit einer manuellen Bedieneinheit 4 verbunden, welche ergonomisch günstig im Griffbereich des Fahrers oder Beifahrers angeordnet ist und wie in 1 gezeigt, vier getrennte Schalter A, B, C, D aufweist. Über diese vier Schalter kann ein Benutzer eine manuelle Verstellung der Lordosenstütze vornehmen, zum Beispiel kann über den Schalter A die Lordosenstütze stärker und über den Schalter B die Lordosenstütze schwächer befüllt werden. Es kann auch der Druckpunkt der Lordosenabstützung mit dem Schalter C weiter nach oben oder mit dem Schalter D weiter nach unten verschoben werden, indem einzelne Formänderungselemente von dem Steuergerät entsprechend des Kennfeldwertes gezielt befüllt und/oder entleert werden.
In der 2 ist der schematische Ablauf dieses Steuerungsvorgangs dargestellt. Das Steuergerät 3 ermittelt in einem ersten Schritt 5 die Ist-Druckwerte der einzelnen Sensoren 24. Der Wert P_o steht für den Druck des oberen Formänderungselementes 21, der Wert P_m steht für den Druck des mittleren Formänderungselementes 22 und P_u. steht für den Druck des unteren Formänderungselementes 23. Diese jeweiligen Ist-Werte der Drucksensoren werden dabei auf ganze Einheiten gerundet, indem der Mikroprozessor über eine Rundungsfunktion die Ist-Werte entsprechend umrechnet.
Nach diesem Rundungsschritt 51 führt der Mikroprozessor 31 des Steuergerätes 3 eine mathematische Operation aus, um aus den gegebenen Ist-Werten P_o, P_m, P_u der Drucksensoren, beziehungsweise deren gerundeten Einheiten, den momentanen Wert im Kennfeld, den K-Wert, zu ermitteln. Dies kann zum Beispiel nach folgender Funktion geschehen: K = Po·70 + Pm·X·3.1 + Pu/10
Anhand dieser mathematischen Operation wird die derzeit geltende Position in dem Kennfeld festgelegt. Dieser berechnete K-Wert wird nun mit der in den Speichermatrix gespeicherten Einzelwerten des Kennfeldes verglichen und so der Ausgangspunkt im Kennfeld beziehungsweise in der Kennfeldmatrix festgelegt.
Ausgehend von diesem Ausgangswert K wird nun der dem K-Wert nächstliegende Nachbar nach oben, unten, links, rechts oder entsprechend seitlich oben oder seitlich unten ermittelt. Diese Ermittlung geschieht anhand der Vorgaben, zum Beispiel der manuellen Verstellschalter A, B, C, D, der manuellen Bedieneinheit 4 oder anhand eines indem Speicher abgelegten automatischen Ablaufprogramms, wie zum Beispiel einem Massageprogramm. Dieser Verstellvektor bewirkt eine Veränderung in dem in 2 mit 53 bezeichneten Prozessschritt entweder in Richtung des Pfeiles A oder B oder C oder D oder gemischt, beispielsweise in Richtung C-A nach links oben oder entsprechend B-D nach rechts unten. Der dazu ermittelte K-Wert ist der sich dann ergebende neue Soll-Wert. Die zu diesem neuen Sollwert gehörenden Druckwerte der Formänderungselemente P_o für Druckwert oben, P_m für Druckwert mitte, P_u Druckwert unten, werden durch zugehörige mathematischen Funktionen jeweils von K abhängig ermittelt. Dabei können zum Beispiel folgende Funktionen verwendet werden:
Durch diese mathematische Operation kann nun entsprechend der Rückrechnung 54, der entsprechende Soll-Druckwert jedes einzelnen Formänderungselementes 21, 22, 23 durch das Steuergerät 3 beziehungsweise den Mikroprozessor 31 ermittelt werden. Durch Ausgabe dieser Werte entsprechend an die Pumpe 32 oder die Ventile 35 kann nun das Steuergerät einen Regelprozess durchführen, wobei über die Sensoren 24 das Erreichen des Solldruckes geregelt wird. Anschließend kann ein weiterer Verstellprozess entsprechend dem in 2 beschriebenen Prozesses, beginnend wieder mit dem obersten Schritt 5 eingeleitet und somit ein weiterer Verstellablauf realisiert werden.
Dieses Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutern, wobei es sich versteht, dass der Fachmann anhand seinem Fachwissen weitere Möglichkeiten hat die Erfindung umzusetzen, insbesondere kann er die mathematischen Funktionen innerhalb der durch den Fahrzeugsitz vorgegebenen Parameter variieren, ohne den Grundgedanken der Erfindung verlassen zu müssen.

Claims

Fahrzeugsitz mit einer gepolsterten Rückenlehne (11), und mit zumindest zwei in dem Rückenlehnenpolster integriert angeordneten Formänderungselementen (21, 22, 23), die fluidisch befüllbar und als variable Lordosenstütze (2) ausgebildet sind, wobei ein Steuergerät (3) mit einem Mikroprozessor (31) und einem Speicher (33) mit den Formänderungselementen (21, 22, 23) zum Steuern des Volumens der Formänderungselemente mittels einer Variation des jeweiligen Fluiddrucks in einem Formänderungselement verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Speicher (33) ein Kennfeld (34) in einer Matrixstruktur gespeichert ist und der Mikroprozessor (31) die Soll-Werte für den jeweiligen Fluiddruck eines Formänderungselementes (21, 22, 23) durch Vergleich der Ist-Werte mit den in dem Kennfeld (34) abgelegten Werten bestimmt.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (3) mit einer manuellen Bedieneinheit (4) verbunden ist, mittels derer die Soll-Werte vorgebbar sind.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (3) die Soll-Werte anhand eines in dem Speicher (33) abgelegten automatischen Steuerprogrammes selbsttätig ermittelt.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Formänderungselementen (21, 22, 23) Drucksensoren (24) angeordnet sind, die mit dem Steuergerät (3) zum Vorgeben der Ist-Werte verbunden sind.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (3) aus den Ist-Werten des Fluiddrucks über eine in dem Speicher (33) veränderlich abgelegte Funktion (52) einen Kennfeldwert (K) ermittelt und den Soll-Wert des Fluiddrucks anhand eines zu diesem in der Matrix benachbarten Kennfeldwertes mittels einer zweiten in dem Speicher (33) veränderlich abgelegte Funktion (54) ermittelt.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (3) anhand eines über den Soll-Wert ermittelten Verstellvektors einen bestimmten in der Kennfeldmatrix (34) benachbarten Wert selektiert.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Werte (K) des Kennfelds (34) fest vorgegeben sind.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Werte (K) des Kennfelds (34) von dem Steuergerät (3) durch eine mathematische Funktion ermittelt werden, die einen veränderlichen Parameter zur Anpassung an einen bestimmten Betriebsmodus aufweist.