DE102006019871B4

DE102006019871B4 - Sitz für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006019871B4
Application number: DE102006019871A
Authority: DE
Inventors: Werner Kaindl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2026-04-29
Also published as: DE102006019871A1

Abstract

Sitz für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sitzgestell, mit einem mit dem Sitzgestell über wenigstens einen Hebel gelenkig verbundenen Sitzpolster und mit einer Antriebseinrichtung zum Verstellen des Sitzpolsters gegenüber dem Sitzgestell, wobei das Sitzpolster ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung wenigstens einen Piezomotor (6) aufweist, welcher an einem Drehpunkt (8, 9), an dem der wenigstens eine Hebel (7a, 7b, 7c, 7d) mit dem Sitzgestell (2) oder dem Sitzpolster (3) verbunden ist, an dem wenigstens einen Hebel (7a, 7b, 7c, 7d) angreift, sodass der Piezomotor (6) durch Aufbringen einer Kraft auf den wenigstens einen Hebel (7a, 7b, 7c, 7d) in der Lage ist, das Sitzpolster (3) gegenüber dem Sitzgestell (2) zu verstellen, und durch Ermittlung eines über den wenigstens einen Hebel (7a, 7b, 7c, 7d) auf den Drehpunkt (8, 9) wirkenden Drehmoments die Höhe einer von außen auf das Sitzpolster (3) aufgebrachten Gewichtskraft zu ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sitz für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sitzgestell und einem Sitzpolster nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Ein gattungsgemäßer Sitz ist aus der EP 1 288 061 A1 bekannt. Dabei kann mittels einer Antriebseinrichtung das Sitzpolster gegenüber dem Sitzgestell verstellt werden, um für Fahrer bzw. Passagiere mit unterschiedlichen Körpergrößen eine geeignete Sitzposition innerhalb des Kraftfahrzeugs zu finden. Zusätzlich ist es bei derartigen Sitzen häufig vorgesehen, die auf das Sitzpolster von außen einwirkende Kraft zu messen, um festzustellen, ob sich eine erwachsene Person, ein Kind oder gar ein Kindersitz, eventuell mit einem sich darin befindlichen Kleinkind auf dem Sitz befinden. Diese Information ist für das Auslösen eines Airbags entscheidend, da insbesondere bei einem Beifahrerairbag in Abhängigkeit von der Belegung des Beifahrersitzes unterschieden wird, mit welcher Stärke derselbe auslöst.
Bei den bekannten Lösungen, bei denen zum Beispiel Silikonmatten zur Kraftmessung eingesetzt werden, handelt es sich jedoch meist um sehr aufwändige und teure Einrichtungen, die häufig nicht die gewünschten Ergebnisse liefern können.
Die DE 196 51 670 C1 beschreibt eine Vorrichtung zum sitzpositionsgerechten Einstellen von Sitzkomponenten eines Fahrzeugsitzes, welche mehrere Motoren zum Verstellen der einzelnen, gegeneinander beweglichen Bauteile des Fahrzeugsitzes aufweist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sitz für ein Krafffahrzeug zu schaffen, bei welchem eine einfache und zuverlässige Ermittlung der auf den Sitz einwirkenden Gewichtskraft möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Piezomotor ist nicht nur in der Lage, einen sehr zuverlässigen Antrieb für das Sitzpolster zur Verstellung desselben gegenüber dem Sitzgestell zu bieten, sondern dient gleichzeitig zur Ermittlung einer externen, auf das Sitzpolster einwirkenden Gewichtskraft. Bei der Verstellung des Sitzpolsters ist die sehr genaue Justier- bzw. Dosierbarkeit eines solchen Piezomotors gegenüber bekannten Lösungen sehr vorteilhaft, insbesondere im Hinblick auf den damit zu erreichenden Komfortgewinn. Ein weiterer Vorteil des Piezomotors ist dessen hohe Laufruhe, wodurch ein Modulieren des Motors verhindert wird.
Entscheidend für die vorliegende Erfindung ist jedoch, dass der Piezomotor gleichzeitig zu seinen Antriebseigenschaften in der Lage ist, das durch die externe Gewichtskraft auf das Sitzpolster aufgebrachte Drehmoment zu ermitteln, da die Piezokristalle auf Druck reagieren, wodurch ein Strom erzeugt wird, der proportional zu der aufgebrachten Kraft ist, wodurch der Piezomotor in umgekehrter Weise zu der Funktion als Motor als Kraftsensor wirkt. Vorteilhafterweise ist mit dem erfindungsgemäßen Piezomotor auch ein Messen der Gewichtskraft während des Verstellens möglich.
Auf diese Art und Weise können mit sehr einfachen Mitteln die derzeit geltenden und die in Zukunft anstehenden gesetzlichen Vorschriften hinsichtlich der Ermittlung der Sitzbelastung eingehalten werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt:
1 eine sehr schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Sitzes in einer ersten Stellung;
2 den Sitz aus 1 in einer zweiten Stellung; und
3 eine Ansicht des Sitzes gemäß dem Pfeil III aus 2
Ein in den 1, 2 und 3 sehr schematisch dargestellter Sitz 1 für ein in seiner Gesamtheit nicht dargestelltes Kraftfahrzeug weist ein in nicht dargestellter Weise mit dem Kraftfahrzeug verbundenes Sitzgestell 2, ein mit dem Sitzgestell 2 verbundenes Sitzpolster 3 und eine an dem Sitzpolster 3 angebrachte Sitzlehne 4 auf. Das Sitzpolster 3 kann auf eine zu einem späteren Zeitpunkt näher beschriebene Art und Weise gegenüber dem Sitzgestell 2 in der Höhe verstellt werden, wohingegen die Sitzlehne 4 gegenüber dem Sitzpolster 3 bezüglich ihrer Neigung verstellbar ist. Die Verstellung der Sitzlehne 4 gegenüber dem Sitzpolster 3 kann in an sich bekannter Weise erfolgen und wird hierin nicht näher erläutert.
Die Verstellung des Sitzpolsters 3 gegenüber dem Sitzpolster 2 erfolgt mittels einer Antriebseinrichtung 5, welche im vorliegenden Fall einen Piezomotor 6, also einen unter Zuhilfenahme von Piezokristallen arbeitenden Motor, aufweist, dessen Wirkungsweise als bekannt vorausgesetzt wird. Ein Beispiel eines Piezomotors ist in der WO 03/090338 A2 beschrieben. Der Piezomotor 6 ist also in der Lage, das Sitzpolster 3 gegenüber dem Sitzgestell 2 zu verstellen, wobei in 2 eine Verstellung des Sitzpolsters 3 gegenüber dem Sitzgestell 2 zu erkennen ist. Hierzu ist das Sitzpolster 3 über im vorliegenden Fall vier Hebel 7a, 7b, 7c und 7d gelenkig verbunden, wobei in den 1 und 2 jedoch nur die beiden vorderen Hebel 7a und 7b zu erkennen sind. Gegebenenfalls könnte auch auf einen oder mehrere der Hebel 7a–7d verzichtet werden, wenn es möglich wäre, die Stabilität der Verbindung zwischen dem Sitzgestell 2 und dem Sitzpolster 3 auf andere Art und Weise sicherzustellen.
Die Hebel 7a–7d sind jeweils an einem ersten Drehpunkt 8 mit dem Sitzgestell 2 und an einem zweiten Drehpunkt 9 mit dem Sitzpolster 3 verbunden. Um einen möglichst direkten Krafteintrag zu erhalten, greift der Piezomotor 6 direkt an einem der beiden Drehpunkte 8 oder 9, im vorliegenden Fall an dem ersten Drehpunkt 8, und damit an einem der Hebel, im vorliegenden Fall an dem Hebel 7a, an. Gegebenenfalls wäre es auch möglich, mehrere Piezomotoren 6 für mehrere der Hebel 7a–7d vorzusehen. In diesem Fall sollte jedoch die Synchronität mehrerer solcher Piezomotoren 6 sichergestellt werden.
Der Piezomotor 6 dient jedoch nicht nur als Antrieb zur Verstellung des Sitzpolsters 3 gegenüber dem Sitzgestell 2, sondern ist auch in der Lage, die Höhe einer von außen auf das Sitzpolster 3 aufgebrachten Gewichtskraft F zu ermitteln, und zwar in Form eines über den Hebel 7a von dem zweiten Drehpunkt 9 auf den ersten Drehpunkt 8 wirkenden Drehmoments M. Durch die auf die Piezokristalle einwirkende Kraft wird ein Strom erzeugt, der in das Drehmoment M umgerechnet werden kann. Um aus dem Drehmoment M die Gewichtskraft F zu berechnen, ist lediglich noch die Länge des Hebels 7a bzw. der Abstand der beiden Drehpunkte 8 und 9 erforderlich, so dass mittels einer entsprechenden, nicht dargestellten Auswerteeinrichtung die Gewichtskraft F ermittelt werden kann. Die Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise mit einer Software verknüpft, durch welche die Gewichtskraft F in Abhängigkeit der Position des Sitzpolsters 3 und der Sitzlehne 4 ermittelt werden kann.
Wenn die Gewichtskraft F bekannt ist, sind Rückschlüsse auf die sich in dem Sitz 1 befindliche Person möglich, wodurch ein nicht dargestellter Airbag des Kraftfahrzeugs, insbesondere dessen Beifahrerairbag, gemäß einer gesetzlichen Vorgabe gezündet werden kann. Hierbei wird üblicherweise unterschieden, ob sich ein Kindersitz, ein Kind oder ein Erwachsener auf dem Sitz 1 befinden, wonach der Airbag nicht, mit geringerer oder mit höherer Stärke ausgelöst wird. Zusätzlich zu der Gewichtsermittlung kann der Sitz 1 auch mit einer Positionserkennung ausgestattet sein, die jedoch von an sich bekannter Bauart sein kann.
Alternativ zu der direkten Anbringung an dem ersten Drehpunkt 8 könnte der Piezomotor 6 auch über ein Gestänge bzw. Getriebe mit einem der Hebel 7a–7d verbunden sein. Da durch ein solches Gestänge bzw. Getriebe die auf den Piezomotor 6 wirkende Kraft verändert wird, muss dies in der Software der Auswerteeinrichtung berücksichtigt werden. Durch die im vorliegenden Fall symmetrische Anordnung der Hebel 7a–7d ergibt sich jedoch eine starke Vereinfachung bei der Ermittlung der Gewichtskraft F.
Die Verbindung zwischen dem Sitzgestell 2 und dem Sitzpolster 3 sollte so ausgeführt sein, dass über den Piezomotor 6 sämtliche Kräfte geleitet werden oder dass bekannt ist, wie groß der Teil der Kräfte ist, die über den Piezomotor 6 geleitet werden. Vor dem ersten Einsatz kann ein Kalibrieren des Piezomotors 6 erforderlich sein, um dessen Nullposition einzustellen. Außerdem kann auch ein Kalibrieren der oben angeführten Software erforderlich sein, um Reibungsunterschiede zwischen den einzelnen Sitzgestellen 2 zu eliminieren.
Wenn in nicht dargestellter, jedoch an sich bekannter Weise zusätzlich zu der Höhenverstellung eine Neigungsverstellung für den Sitz 1 vorgesehen ist, so sollte der hierfür erforderliche Antrieb, z.B. ein Pneumatikzylinder oder ein andere geeigneter Stellantrieb, einen Kraftschluss zu dem Sitzpolster 3 und nicht zu den Sitzschienen 2 aufweisen, da hierdurch Fehler beim Auswerten der Kräfte vermieden werden.

Claims

Sitz für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sitzgestell, mit einem mit dem Sitzgestell über wenigstens einen Hebel gelenkig verbundenen Sitzpolster und mit einer Antriebseinrichtung zum Verstellen des Sitzpolsters gegenüber dem Sitzgestell, wobei das Sitzpolster ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung wenigstens einen Piezomotor (6) aufweist, welcher an einem Drehpunkt (8, 9), an dem der wenigstens eine Hebel (7a, 7b, 7c, 7d) mit dem Sitzgestell (2) oder dem Sitzpolster (3) verbunden ist, an dem wenigstens einen Hebel (7a, 7b, 7c, 7d) angreift, sodass der Piezomotor (6) durch Aufbringen einer Kraft auf den wenigstens einen Hebel (7a, 7b, 7c, 7d) in der Lage ist, das Sitzpolster (3) gegenüber dem Sitzgestell (2) zu verstellen, und durch Ermittlung eines über den wenigstens einen Hebel (7a, 7b, 7c, 7d) auf den Drehpunkt (8, 9) wirkenden Drehmoments die Höhe einer von außen auf das Sitzpolster (3) aufgebrachten Gewichtskraft zu ermitteln.
Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzpolster (3) über vier Hebel (7a, 7b, 7c, 7d) gelenkig mit dem Sitzgestell (2) verbunden ist.