DE102010005983A1

DE102010005983A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Eigenschaft eines Sitzes

Info

Publication number: DE102010005983A1
Application number: DE102010005983A
Authority: DE
Inventors: Mehmet Dr. 85049 Cakmak
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2011-08-18

Abstract

Um eine Eigenschaft eines Sitzes (10) zu ermitteln, werden Daten, welche Informationen über eine festgelegte geometrische Raumform eines in dem Sitz (10) sitzenden Objekts (12) enthalten, in eine Datenverarbeitungseinrichtung eingegeben (S10). Dann wird in Abhängigkeit von diesen Daten eine geometrische Raumform des Sitzes (10) mit in den Sitz (10) gebrachtem Objekt (12) berechnet (S12). Die derart festgelegten bzw. berechneten Daten werden dann zum Berechnen wenigstens einer die Eigenschaft des Sitzes (10) beschreibenden Größe genutzt (S14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Eigenschaft eines Sitzes.
Zum Herstellen hochwertiger Fahrzeugsitze sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mittels welchen Komforteigenschaften des Fahrzeugsitzes messbar bzw. bewertbar sind. Üblicherweise wird zur Qualitätsüberprüfung bei Fahrzeugsitzen der von einem Sitzinsassen empfundene Sitzkomfort mittels Testpersonen ermittelt. Dies ist allerdings sehr aufwändig und nimmt viel Zeit in Anspruch. Um beim Herstellen von Fahrzeugsitzen schneller Aussagen über Komforteigenschaften des Fahrzeugsitzes treffen zu können, werden bereits teilweise Simulationen des Testsitzens in dem Fahrzeugsitz mit einer Datenverarbeitungseinheit durchgeführt.
Hierbei wird durch Simulation ein beispielsweise in einem Speicher der Datenverarbeitungseinheit hinterlegtes Modell einer Testperson oder ein Modell einer genormten Sitzschale in ein Modell des herzustellenden Fahrzeugsitzes gebracht. Dann wird der als Einschaukeln bezeichnete Vorgang des Einsitzens des Fahrzeugsitzes rechnerisch simuliert. Dadurch können beispielsweise Größen, welche Komforteigenschaften des Fahrzeugsitzes beschreiben, vorhergesagt werden. Rein beispielhaft für eine solche Größe sei die Druckverteilung über die Sitzfläche des Fahrzeugsitzes genannt.
Typischerweise basieren derartige Simulationen rechnerisch auf der „Finite-Elemente-Methode” (FEM).
Derartige Berechnungen zum Ermitteln von Komforteigenschaften des zu untersuchenden Fahrzeugsitzes dauern allerdings sehr lange, da durch die beim Berechnen zu berücksichtigende Reibung, welche beim Einsitzen in den Fahrzeugsitz auftritt, nicht-lineare partielle Differenzialgleichungen in der rechnerischen Simulation zu lösen sind. Oft kommt es deshalb sogar zum Abbruch der Berechnung.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Eigenschaft eines Sitzes bereitzustellen, mittels welchen die Eigenschaft des Sitzes schnell und sicher ermittelbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 4 gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Berechnen einer Eigenschaft eines Sitzes wesentlich schneller erfolgen kann, wenn Vorgaben für den in den Fahrzeugsitz eingeschaukelten Modellkörper gemacht werden und die Berechnung der Eigenschaft des Fahrzeugsitzes in Abhängigkeit von diesen Vorgaben durchgeführt wird.
Um eine Eigenschaft eines Sitzes, insbesondere eines Fahrzeugsitzes, schnell und unaufwändig zu ermitteln, werden erfindungsgemäß folgende Schritte durchgeführt:

– Eingeben von Daten, welche Informationen über eine festgelegte geometrische Raumform eines im Sitz sitzenden Objekts enthalten;
– Berechnen einer geometrischen Raumform des Sitzes mit im Sitz sitzendem Objekt in Abhängigkeit von den Daten für die festgelegte geometrische Raumform des in dem Sitz sitzenden Objekts;
– Nutzen der Daten für die jeweiligen geometrischen Raumformen des Sitzes und des in dem Sitz sitzenden Objekts zum Berechnen wenigstens einer die Eigenschaft des Sitzes beschreibenden Größe.

Die festzulegende geometrische Raumform des in dem Sitz sitzenden Objekts kann dabei beispielsweise auf Erfahrungswerten mit vergleichbaren Fahrzeugsitzen beruhen. Das auf den Sitz gebrachte Objekt wird so in die Nähe der zu erwarteten Sitzposition in dem Sitz gebracht. Die entsprechende Sitzposition des Sitzes mit dem auf den Sitz gebrachten Objekt kann daraufhin schnell berechnet werden. Beim Berechnen einer eine Eigenschaft des Sitzes beschreibenden Größe liegen somit die Ausgangswerte der Berechnung bereits nahe an den Werten für den durch das auf den Sitz gebrachte Objekt eingesessenen Sitz. So kann auf einfache Weise sehr viel Rechenzeit gespart werden. Bei Herstellung und Testen des Sitzes ist dadurch ein höherer Umsatz möglich, und es fallen geringere Kosten an.
Vorteilhafterweise ist das in den Sitz gebrachte Objekt ein Modell einer menschlichen Testperson. Die geometrische Form im Raum des in den Sitz gebrachten Modells einer menschlichen Testperson ist einfach feststellbar und führt zu einer realistischen Abbildung des in den Sitz eingeschaukelten Modells in der rechnerunterstützten Simulation.
Alternativ ist das in den Sitz gebrachte Objekt ein zum Ermitteln der Eigenschaft des Sitzes genormter Körper. Auch dessen geometrische Form im Raum nach dem „Auf-den-Sitz-Bringen” des Körpers kann sehr einfach und schnell festgelegt werden. So kann auch eine für den Körper standardisierte Einsitzprozedur für den Fahrzeugsitz schnell und einfach simuliert werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ermitteln einer Eigenschaft eines Sitzes weist eine Datenverarbeitungseinheit zum Berechnen der Eigenschaft des Sitzes sowie Mittel zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf.
Die Mittel zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen dabei eine Eingabeeinheit zum Eingeben von Daten, welche Informationen über eine festgelegte geometrische Form im Raum eines in den Sitz gebrachten Objekts enthalten.
So kann mittels der Vorrichtung schnell eine Komforteigenschaft des Sitzes ermittelt werden.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobei
1 in einem Flussschaubild die Schrittfolge eines Verfahrens zum Ermitteln einer Eigenschaft eines Sitzes veranschaulicht; und
2 in einer schematischen Darstellung das Festlegen einer geometrischen Form eines in den Sitz gebrachten Objekts veranschaulicht.
Zunächst wird beispielsweise mittels einer Eingabeeinheit einer Datenverarbeitungseinheit eine geometrische Raumform eines in dem Fahrzeugsitz 10 sitzenden Objekts 12 eingegeben (S10). Das Festlegen der geometrischen Formen kann beispielsweise aufgrund von Erfahrungswerten erfolgen, welche bereits beim Einsitzen anderer Fahrzeugsitze gewonnen wurden. Alternativ kann auch grob abgeschätzt werden, welche geometrische Raumform die jeweiligen in den Sitz gebrachten Objekte einnehmen werden.
In 2 wird veranschaulicht, dass es dabei zu Überlappungen 16, 18 zwischen der geometrischen Raumform des in dem Sitz sitzenden Objekts und der geometrischen Raumform des Fahrzeugsitzes 10 kommt, sofern letztere, wie in 2 dargestellt, ohne in den Sitz 10 gebrachtes Objekt 12 betrachtet wird. Diese Überlappungen 16, 18 bilden im Rechenmodell diejenige geometrische Raumform ab, um welche ein tatsächlich in dem Sitz 10 sitzendes Objekt 12 in ein Sitzpolster des Sitzes 10 einsinken würde. Dies bedeutet also, dass bei Schritt S10 eine Durchdringung der Modellkörper zugelassen wird. Es erfolgt keine FEM-basierte Berechnung.
Dann wird die geometrische Raumform des Sitzes mit in dem Sitz sitzenden Objekt berechnet (S12). Hierzu werden rechnerisch die Überlappungen 16, 18 zwischen der geometrischen Raumform des Objekts 12 und dem Sitz 10 aufgelöst, so dass die geometrische Raumform des Sitzes 10 an die geometrische Raumform des in dem Sitz 10 sitzenden Objekts 12 angeglichen ist. Dieser rechnerische Vorgang ist dem tatsächlichen Anpassen einer Polsterform des Sitzes 10 nach dem Einsinken des sitzenden Objekts 12 in das Sitzpolster nachempfunden. Mit anderen Worten wird in Schritt S12 also beispielsweise eine FEM-basierte Berechnung durchgeführt, damit die Modellkörper durchdringungsfrei werden. Dabei sind während der Berechnung die geometrischen Raumdaten für das Objekt 12 fixiert, in der Berechnung wird die Raumform des Objekts 12 also nicht verändert.
Ist dies geschehen, so wird unter Berücksichtigung weiterer bekannter Daten des Sitzes 10 bzw. des Objektes 12 eine die Eigenschaft des Sitzes beschreibende Größe berechnet. Als Beispiel zu berücksichtigender Daten seien die Gewichtskraft des Objekts 12 sowie bereits bekannte Materialeigenschaften des Fahrzeugsitzes 10 genannt. Anschließend kann dadurch sehr schnell die tatsächliche geometrische Raumform des Sitzes 10 und des in den Sitz 10 eingesessenen Objekts 12 berechnet werden, so wie sie sich ohne Festlegen einer geometrischen Raumform als Gleichgewichtslage in einem tatsächlichem Einsitzen des Sitzes 10 durch eine Testperson auch ergeben würde. Mit anderen Worten ausgedrückt wird also die Fixierung der Raumform des Objekts 12 aus Schritt S12 im Schritt S14 beendet und eine beispielsweise FEM-basierte Berechnung nun unter Berücksichtigung der wirkenden Gewichtskräfte durchgeführt. Im derart rechnerisch simulierten Einsitzen des Sitzes 10 können dann bestimmte Eigenschaften des Sitzes 10 ermittelt werden.
Das Objekt 12 ist vorliegend ein Menschmodell, es kann aber auch genauso gut beispielsweise eine SAE-Norm-Puppe verwendet werden. So können typischerweise ermittelte Komforteigenschaften des Fahrzeugsitzes 10 durch Berechnungen von beispielsweise Schwingisolation, Sitzklima, Druckbelastung und Druckverteilung der Sitzoberfläche des Fahrzeugsitzes 10 ermittelt werden. Da in sehr kurzer Zeit das Ermitteln der Eigenschaften vieler unterschiedlicher, sich in der Herstellung befindlicher Fahrzeugsitze möglich ist, sind Kosten und Zeitaufwand der Fahrzeugsitzherstellung durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung gering.

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Eigenschaft eines Sitzes (10), gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Eingeben von Daten, welche Informationen über eine festgelegte geometrische Raumform eines im Sitz (10) sitzenden Objekts (12) enthalten (S10); – Berechnen einer geometrischen Raumform des Sitzes (10) mit im Sitz (10) sitzenden Objekt (12) in Abhängigkeit von den Daten für die festgelegte geometrische Raumform des in dem Sitz (10) sitzenden Objekts (12) (S12); – Nutzen der Daten für die jeweiligen geometrischen Raumformen des Sitzes (10) und des in dem Sitz (10) sitzenden Objekts (12) zum Berechnen wenigstens einer die Eigenschaft des Sitzes (10) beschreibenden Größe (S14).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Sitz (10) gebrachte Objekt (12) ein Modell einer menschlichen Testperson ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Sitz (10) gebrachte Objekt (12) ein zum Ermitteln der Eigenschaft des Sitzes (10) genormter Körper ist.
Vorrichtung zum Ermitteln einer Eigenschaft eines Sitzes (10), mit einer Datenverarbeitungseinheit zum Berechnen der Eigenschaft des Sitzes (10), wobei die Vorrichtung Mittel zum Durchführen eines Verfahrens nach Anspruch 1 umfasst.