DE102013102401B4

DE102013102401B4 - Fahrzeugsitzverstellung

Info

Publication number: DE102013102401B4
Application number: DE102013102401.7A
Authority: DE
Inventors: Francesco Flögel
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2033-03-12
Also published as: DE102013102401A1

Abstract

Schaltung (1; 1'; 1") zum Ansteuern eines Elektromotors zur Lehnenneigungseinstellung abhängig von einer Sitzneigungseinstellung einer Sitzeinheit, die für eine elektromotorische Sitzneigungseinstellung und eine elektromotorische Lehnenneigungseinstellung konfiguriert ist, mittels eines Ansteuersignals (z), wobei die Schaltung Folgendes aufweist:einen Eingang (11; 11'; 11") zum Empfangen eines ersten und eines zweiten Positionssignals (x, y),einen Speicher (13), in welchem Polynomialkoeffizienten pckgespeichert sind,einen Prozessor (12; 12'; 12"), welcher an den Eingang (11; 11'; 11") und an den Speicher (13) gekoppelt ist,wobei der Prozessor (12; 12'; 12") dafür eingerichtet ist, das Ansteuersignal z als Polynomialfunktion der empfangenen Positionssignale (x, y) mittels der in dem Speicher (13) gespeicherten Polynomialkoeffizienten pckzu bestimmen,wobei die Polynomialfunktion mit den Polynomialkoeffizienten pckeine Annäherung an eine Funktion F der Positionssignale (x, y) bildet, wobei die Annäherung einer ersten polynomialen Regression der Funktion F in Abhängigkeit des ersten Positionssignals x entspricht, deren Koeffizienten durch eine zweite polynomiale Regression in Abhängigkeit des zweiten Positionssignals (y) angenähert sind,wobei die Schaltung (1") ferner eine Ansteuereinheit (15) für einen Elektromotor umfasst, welche zum Empfangen des Ansteuersignals an den Prozessor (12") gekoppelt ist und dafür eingerichtet ist, eine Sollwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors abhängig von dem Ansteuersignal einzustellen, wobei die Abhängigkeit der Sollwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors von dem Ansteuersignal eine lineare Abhängigkeit ist,wobei in der Schaltung ferner eine Eingangswinkelgeschwindigkeit gespeichert ist oder wobei die Ansteuereinheit (15) dafür eingerichtet ist, eine Eingangswinkelgeschwindigkeit zu empfangen und die Sollwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors zur Lehnenneigungseinstellung ferner abhängig von der gespeicherten bzw. empfangenen Eingangswinkelgeschwindigkeit einzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung, eine elektromotorische Einheit, eine Sitzeinheit sowie ein Verfahren und ein Speichermedium zum Ansteuern eines Elektromotors, insbesondere zum Verstellen eines Sitzes, zum Beispiel eines Fahrzeugsitzes.
Fahrer- und Beifahrersitz eines PKW verfügen in der Regel über mehrere Achsen, mittels welcher Bereiche des Sitzes über Elektromotoren verstellt werden können. So können üblicherweise die Sitzhöheneinstellung SHE, die Sitzneigungseinstellung SNE sowie die Lehnenneigungseinstellung LNE angepasst werden, indem ein Sitzhöhenwinkel φ_HE, ein Sitzneigungswinkel φ_SNE bzw. ein Sitzkissenwinkel φ_SK mittels der Elektromotoren verändert werden. Der schematische Aufbau eines Sitzes mit den genannten Winkeln ist in 1 gezeigt. Die in der 1 dargestellten Größen a, b, c, d, e, f und g sind dabei konstante Abstände, durch welche das mechanische System bestimmt ist. Die mit FX bezeichnete Achse verläuft dabei in der Ebene des Fahrzeugbodens in Längsrichtung und FY bezeichnet eine Höhe von der Auflagestelle des Sitzes am Fahrzeugboden aus gemessen. Ein ähnlicher mechanische Aufbau eines Sitzes wie in 1 gezeigt ist beispielsweise aus DE 102010038009 A1 und DE 102008053475 A1 bekannt.
Weiterer Stand der Technik ist aus der US 2007/0 119 647 A1 , der DE 42 28 849 C1 und der US 4 308 584 A bekannt. Die US 4 308 584 A beschreibt die Ansteuerung eines Roboterarms in drei Dimensionen. Die US 2007/0 119 647 A1 beschreibt die Einstellung einer Komponente eines Fahrzeugs abhängig von einer anderen, zum Beispiel die Einstellung der Neigung einer Rückenlehne in Kombination mit der Einstellung der Neigung eines Lenkrades, Spiegels oder Pedals. Die DE 42 28 849 C1 beschreibt die Einstellung einer Kopfstütze relativ zur Neigung der Rückenlehne oder Sitzfläche.
Der Sitz weist dabei eine Sitzkissenauflage auf, welche sich entlang der mit f dargestellten Linie erstreckt. Die Sitzkissenauflage schließt mit einer Längsachse des Fahrzeugs einen Sitzkissenwinkel φ_SK ein. Der Sitz ist an mehreren Punkten fest mit dem Fahrzeugchassis verbunden.
Nachteilig an der gezeigten Konstruktion ist, dass ein Verstellen des Sitzhöhenwinkels φ_HE durch die mechanische Kopplung auch den Sitzkissenwinkel φ_SK verändert. Die Kopplung ist, wie in der 1 zu sehen ist, durch einen gemeinsamen Drehpunkt D2 gegeben. Das durch die drei Drehpunkte D1, D2 und D3 gegebene Dreieck definiert die Lage der Sitzfläche. Neben der Sitzfläche dreht sich dann auch die Lehne um den Drehpunkt D2. Der analytische Zusammenhang zwischen der Änderung des Sitzkissenwinkels φ_SK und der des Lehnenneigungswinkels φ_LNE ist durch die weiter unten im Text angegebenen Gleichungen (5) bestimmt.
Da diese Veränderung des Sitzkissenwinkels φ_SK vom Fahrer in der Regel nicht gewünscht ist, muss dieser Effekt durch eine Veränderung des Lehnenwinkels, der an den Sitzkissenwinkel gekoppelt ist, kompensiert werden.
Es ist daher wünschenswert, dass der Elektromotor, welcher die Lehnenneigung einstellt, automatisch betätigt wird, wenn die Sitzneigung vom Fahrer verstellt wird, um die absolute Lehnenneigung relativ zur Fahrkabine konstant zu halten. Die zur optimalen Kompensation erforderliche Sollwinkelgeschwindigkeit n_LNE für die Lehnenneigungsverstellung hängt dabei von dem aktuellen Sitzneigungswinkel φ_SNE, dem aktuellen Sitzhöhenwinkel φ_HE sowie der Winkelgeschwindigkeit n_SNE, mit welcher der Sitzneigungswinkel φ_SNE verändert wird, ab: $n_{L N E} = ƒ (n_{S N E}, φ_{S N E}, φ_{H E}) .$
Dabei lässt sich der Ausdruck (1) vereinfachen zu: $\frac{n_{L N E}}{n_{S N E}} = F (φ_{S N E}, φ_{H E}) .$
Die Funktion F entspricht dabei der ersten partiellen Ableitung des Sitzkissenwinkels φ_SK nach dem Sitzneigungswinkel φ_SNE. Gemäß der 1 ist der Winkel φ_SNE dabei gegeben durch: $φ_{S K} = W_{5} + W_{6} + W_{7} + W_{8} - W_{4},$
mit $\begin{array}{l} W_{4} = (180 ° - φ_{H E}), \\ W_{5} = [arcsin (\frac{ƒ \cdot sin (φ_{H E})}{s_{2}})], \\ W_{6} = [arcsin (\frac{a}{c})], \\ W_{7} = [arccos (\frac{d^{2} - c^{2} - s_{3}^{2}}{- 2 c s_{3}})], \\ W_{8} = [arccos (\frac{e^{2} - s_{2}^{2} - s_{3}^{2}}{- 2 s_{2} s_{3}})], \\ s_{1} = \sqrt{e^{2} + ƒ^{2} - 2 e ƒ cos (φ_{S N E})}, \\ s_{2} = \sqrt{ƒ^{2} + g^{2} - 2 ƒ g cos (φ_{H E})}, \\ s_{3} = \sqrt{s_{1}^{2} + g^{2} - 2 s_{1} g cos [φ_{H E} - arcsin (\frac{e sin (φ_{S N E})}{s_{1}})]}, \end{array}$
wobei die Größen W₄ bis W₈ Winkel beschreiben, wie sie in 1 dargestellt sind. Im Einzelnen sind:

a :: die Höhe einer Unterkante einer Vorderseite des Sitzes relativ zu einem Untergrund,
c :: die Länge einer Bodenseite des Sitzes, von der Unterkante der Vorderseite bis zu einem Auflagepunkt des Sitzes auf dem Untergrund gemessen,
b :: der Anteil in horizontaler Richtung der Länge c,
d :: die Länge einer ersten Vorderkante des Sitzes,
e :: die Länge einer zweiten Vorderkante des Sitzes,
f:: die Länge einer Sitzfläche des Sitzes und
g :: die Länge einer hinteren Kante des Sitzes, vom Auflagepunkt bis zu einem Drehpunkt (D2) gemessen.

Der Verlauf der Funktion (3) ist in 2 dargestellt. Bei einer Verstellung des Sitzneigungswinkels φ_SNE wird der Sitzkissenwinkel φ_SK in gleichem Maße verändert wie der Lehnenwinkel, da beide denselben Drehpunkt D2 haben. Ziel der Kompensation ist es dabei, dass der Lehnenwinkel konstant bezüglich des Fahrzeuges (x-Achse) gehalten wird, wodurch die zu kompensierende Änderung des Lehnenneigungswinkel Δφ_LNE der Winkeländerung Δφ_SK des Sitzkissens entspricht. Der Lehnenneigungswinkel φ_LNE wird also nachgeführt, während sich der Sitzkissenwinkel φ_SK durch die Verstellung ändert und nicht unabhängig verstellt werden kann.
Die optimale Ansteuerung der Lehnenneigungsverstellung ergibt sich somit als komplizierte Funktion F der beiden Winkel φ_HE und φ_SNE, so dass eine exakte Berechnung des erforderlichen Ansteuersignals, d.h. der optimalen Sollwinkelgeschwindigkeit n_LNE der Lehnenneigungsverstellung, nur unter großem rechentechnischen Aufwand möglich ist. Um dies in Echtzeit, d. h. ohne eine für den Benutzer spürbare und möglicherweise störende Verzögerung durchzuführen, ist für die Auswertung der Ausdrücke (3) und (4) ein leistungsfähiger und somit verbrauchsintensiver und teurer Mikroprozessor erforderlich.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Ansteuerung des der Lehnenneigungseinstellung zugeordneten Elektromotors zu ermöglichen, durch welche ein Einfluss der Sitzneigungsverstellung auf die absolute Lehnenneigung praktisch verzögerungsfrei und ohne zusätzliche Hardware kompensiert wird.
Die Aufgabe wird durch eine Schaltung gemäß Anspruch 1, eine elektromotorische Einheit gemäß Anspruch 7, eine Sitzeinheit gemäß Anspruch 8, ein Verfahren gemäß Anspruch 11 sowie ein Speichermedium gemäß Anspruch 16 gelöst.
Die Erfindung stellt in einem ersten Aspekt eine Schaltung zum Ansteuern eines Elektromotors mittels eines Ansteuersignals z bereit, wobei die Schaltung einen Eingang zum Empfangen eines ersten und eines zweiten Positionssignals x, y aufweist. Die Schaltung weist ferner einen Speicher, in welchem Polynomialkoeffizienten p_ck gespeichert sind, und einen Prozessor, welcher an den Eingang und an den Speicher gekoppelt ist, auf. Der Prozessor ist dafür eingerichtet, das Ansteuersignal z als Polynomialfunktion der empfangenen Positionssignale x, y mittels der in dem Speicher gespeicherten Polynomialkoeffizienten p_ck zu bestimmen. Die Polynomialfunktion mit den Polynomialkoeffizienten p_ck bildet dabei eine Annäherung an eine Funktion F der Positionssignale x, y, wobei die Annäherung einer ersten polynomialen Regression der Funktion F in Abhängigkeit des ersten Positionssignals x entspricht, deren Koeffizienten durch eine zweite polynomiale Regression in Abhängigkeit des zweiten Positionssignals y angenähert sind.
Das Signal z kann dabei in der Form $z = \sum_{i} \sum_{k} a_{i k} x^{i} y^{k}$
ausgedrückt werden, wenn z=n_LNE/n_SNE gilt. Die Koeffizienten a_ik lassen sich dabei aus den Polynomialkoeffizienten p_ck über die Zuordnung a_ik = p_ck ablesen.
Durch die Schaltung kann somit ein Elektromotor zum Einstellen der Lehnenneigung angesteuert werden, indem der Prozessor der Schaltung lediglich ein Polynom zweier Positionssignale x, y berechnet. Mit Bezug auf 1 entsprechen die Positionssignale x, y dabei den Winkeln φ_HE und φ_SNE und das Ansteuersignal z entspricht der relativen Sollwinkelgeschwindigkeit n_LNE/n_sNE. Der rechentechnische Aufwand zur Auswertung des Polynoms ist dabei im Vergleich zu komplizierteren Zusammenhängen und insbesondere zu dem Ausdruck gemäß Gleichungen (3) und (4) gering. Somit kann die Schaltung den Elektromotor ohne merkliche Verzögerung basierend auf den aktuellen Positionssignalen x, y ansteuern. Ferner ist es für die Schaltung nicht zwingend erforderlich, dass der verwendete Prozessor besonders leistungsfähig und somit teuer ist. Dennoch ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltung eine annähernd optimale Ansteuerung zur vollständigen Kompensation, da die Polynomialfunktion mit den gespeicherten Polynomialkoeffizienten eine sehr gute Näherung an die Funktion F darstellt.
Gegenüber anderen Näherungsverfahren wie beispielsweise der Taylor-Näherung bietet die erfindungsgemäße Schaltung den Vorteil, dass die Näherung nicht nur eine Approximation in einem engen Bereich um einen einzelnen Aufpunkt darstellt. Vielmehr werden bei den Regressionen die gesamten relevanten Wertebereiche der Positionssignale berücksichtigt. Somit wird eine optimale Kompensation auch bei extremen Sitzeinstellungen ermöglicht.
Der Speicher kann als nicht flüchtiger Speicher ausgebildet sein. In einer Ausführungsform kann der Speicher einen Flash-Speicher, ein EPROM und/oder ein EEPROM aufweisen. In einigen Ausführungsformen sind die Polynomialkoeffizienten mittels Widerständen oder Kondensatoren fest in dem Speicher programmiert. Der Speicher kann über den Eingang der Schaltung und/oder über eine separate Verbindung programmierbar sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die gleiche Schaltung für verschiedene Sitze mit unterschiedlichen Abmessungen eingesetzt werden soll.
Die Positionssignale x, y beziehen sich in einigen Ausführungsformen auf eine Winkelposition einer ersten bzw. zweiten Achse. In anderen Ausführungsformen können sich die Positionssignale x, y auf eine lineare Position, beispielsweise eine Position entlang einer Achse beziehen. Auch wenn die Erfindung mit Hilfe von Winkeln φ_HE und φ_SNE beschrieben ist, wird der Fachmann erkennen, dass die erfindungsgemäße Kompensation auch erreicht wird, wenn andere Definitionen der Winkel oder sogar lineare Größen wie beispielsweise eine absolute Höhe der Sitzvorderkante oder einer Sitzmitte als Positionssignale verwendet werden.
Die erste und/oder zweite polynomiale Regression kann zum Beispiel mittels eines Least-Square-Verfahrens durchgeführt sein. Die erste und/oder zweite Regression kann beispielsweise eine lineare Regression sein. Es ist jedoch bevorzugt, dass die erste und die zweite Regression jeweils Terme zweiter Ordnung berücksichtigen, um eine bessere Annäherung an die Funktion F zu erreichen. Ferner ist die Auswertung eines Polynoms, welches Terme zweiter Ordnung berücksichtigt, nicht besonders aufwendig, so dass sie von einem kostengünstigen und energiesparenden Mikroprozessor, beispielsweise einem 8bit-Mikroprozessor, ohne merkliche Verzögerung ausgeführt werden kann. Ferner müssen nur wenige Polynomialkoeffizienten gespeichert werden, so dass der Speicher der Schaltung klein dimensioniert sein kann. Es ist daher bevorzugt, dass der Prozessor beim Bestimmen des Ansteuersignals z das erste und/oder das zweite Positionssignal x, y bis zu Termen zweiter Ordnung berücksichtigt. Andere erfindungsgemäße Ausführungsformen, bei welchen auch Terme höherer Ordnung, insbesondere Terme bis zu dritter Ordnung oder Terme bis zu vierter Ordnung, berücksichtigt werden, bieten hingegen eine bessere Annäherung an die Funktion F.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Eingang dafür eingerichtet, um das erste und zweite Positionssignal x, y über einen Bus, insbesondere einen LIN-Bus zu empfangen. Ein Bus, insbesondere ein LIN-Bus stellt dabei ein kostengünstiges und einfaches Medium bereit, um die benötigten Positionssignale zu übertragen. Es kann vorgesehen sein, dass der Eingang der Schaltung mit einer Buchse oder einem Stecker versehen ist. In einigen Ausführungsformen weist der Eingang einen ersten und einen zweiten Sub-Eingang zum Empfangen des ersten bzw. zweiten Positionssignals auf. Dies ermöglicht ein gleichzeitiges Empfangen beider Positionssignale.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Funktion F definiert durch die partielle Ableitung F = ∂φ_SK /∂φ_SNE folgender Funktion, wobei φ_HE und φ_SNE den Positionssignalen x, y entsprechen: $\begin{array}{l} φ_{S K} = W_{5} + W_{6} + W_{7} + W_{8} - W_{4}, \\ W_{4} = (180 ° - φ_{H E}), \\ W_{5} = [arcsin (\frac{ƒ \cdot sin (φ_{H E})}{s_{2}})], \\ W_{6} = [arcsin (\frac{a}{c})], \\ W_{7} = [arccos (\frac{d^{2} - c^{2} - s_{3}^{2}}{- 2 c s_{3}})], \\ W_{8} = [arccos (\frac{e^{2} - s_{2}^{2} - s_{3}^{2}}{- 2 s_{2} s_{3}})], \\ s_{1} = \sqrt{e^{2} + ƒ^{2} - 2 e ƒ cos (φ_{S N E})}, \\ s_{2} = \sqrt{ƒ^{2} + g^{2} - 2 ƒ g cos (φ_{H E})}, \\ s_{3} = \sqrt{s_{1}^{2} + g^{2} - 2 s_{1} g cos [φ_{H E} - arcsin (\frac{e sin (φ_{S N E})}{s_{1}})]}, \end{array}$
wobei a, b, c, d, e, f, g Konstanten sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ergibt die erste polynomiale Regression der Funktion F in Abhängigkeit des ersten Positionssignals x eine Polynomfunktion $P_{i} (x) = \sum_{c = 0}^{l} b_{i c} x^{c}, i = 1, \dots, n,$
mit Koeffizienten b_ic an jeder von n Stützstellen in Richtung des zweiten Positionssignals y, wobei 1 die Ordnung der ersten polynomialen Regression angibt, und wobei die zweite polynomiale Regression einen Satz von Koeffizientenfunktionen $Q_{c} = \sum_{k = 0}^{v} p_{c k} y^{k}$
als Annäherung für die Koeffizienten b_ic ergibt, wobei v die Ordnung der zweiten polynomialen Regression angibt.
Um zu einer Näherung zu gelangen, werden also zunächst n Stützstellen in y-Richtung definiert wie in 3 dargestellt. Die Stützstellen können äquidistant verteilt sein. In einigen Ausführungsformen sind die Stützstellen in Bereichen, in welchen die ersten partiellen Ableitungen der Funktion F groß sind, dichter verteilt. In einem nächsten Schritt wird die Funktion F in Abhängigkeit des Positionssignals x jeweils an einer der Stützstellen betrachtet. An der i-ten Stützstelle lässt sich die Funktion F in Abhängigkeit des Positionssignals x durch eine Polynomfunktion 1-ter Ordnung gemäß Gleichung (6) mit Koeffizienten b_ic annähern. Durch diese Annäherung wird die Funktion F an jeder der n Stützstellen in y-Richtung durch 1+1 Polynomialkoeffizienten b_ic beschrieben. Um zu dem Ausdruck (6) mit den Polynomialkoeffizienten b_ic an jeder der n Stützstellen zu gelangen, wird vorab eine erste Regression durchgeführt. Der Speicherbedarf für das Abspeichern der Koeffizienten b_ic hängt von der Anzahl n der Stützstellen in y-Richtung sowie von der Ordnung 1 des Polynoms ab. Insbesondere kann es für eine gute Auflösung in y-Richtung erforderlich sein, viele Stützstellen zu definieren, so dass der Speicherbedarf für die Polynomialkoeffizienten b_ic relativ hoch ist. Auch erfordert die Auswertung des Polynoms Pi an jeder der n Stützstellen bei einer hohen Anzahl n einen erheblichen Rechenaufwand. Es ist daher wünschenswert, die Funktion F durch weniger Koeffizienten zu beschreiben und darüber hinaus die Auswertung der Näherungsfunktion zu vereinfachen.
Hierzu kann der Verlauf der Koeffizienten b_ic über die n Stützstellen in y-Richtung hinweg ebenfalls jeweils durch ein Polynom angenähert werden. Um diese Näherung durchzuführen, werden Koeffizientenfunktionen v-ter Ordnung gemäß Gleichung (7) mit Koeffizienten p_ck als Annäherung für die Koeffizienten b_ic definiert. Um zu den Koeffizienten p_ck zu gelangen, wird eine zweite Regression für jeden der 1+1 Koeffizienten b_ic in Abhängigkeit von i durchgeführt. Die sich ergebenden Koeffizienten p_ck werden in einem Speicher abgelegt, wo sie für einen Abruf zur Ansteuerung der Sitzverstellung zur Verfügung stehen.
In einer Ausführungform erfolgt die erste Regression in Abhängigkeit der Sitzhöheneinstellung und die zweite Regression in Abhängigkeit der Sitzneigungseinstellung, während in einer weiteren Ausführungsform die erste Regression in Abhängigkeit der Sitzneigungseinstellung und die zweite Regression in Abhängigkeit der Sitzhöheneinstellung erfolgt. Die Winkel der Sitzneigungseinstellung φ_SNE und der Sitzhöheneinstellung φ_HE können prinzipiell in einem Bereich von 0° bis 90° liegen. Die tatsächlich möglichen Werte können durch die konkrete Ausgestaltung der Sitzmechanik weiter eingeschränkt werden. In typischen Ausführungsbeispiel kann die Sitzneigungseinstellung φ_SNE auf einen Bereich zwischen 10° und 80° und die Sitzhöheneinstellung φ_HE auf einen Bereich von 15° bis 65° begrenzt sein.
Zur Programmierung der erfindungsgemäßen Schaltung werden die beschriebenen ersten und zweiten Regressionen durchgeführt und in einigen Ausführungsformen die resultierenden Koeffizienten p_ck in dem Speicher der Schaltung gespeichert. Es sind aber auch Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen aus den Koeffizienten p_ck abgeleitete Größen gespeichert werden. Die Anzahl der Koeffizienten p_ck ist dabei durch die Ordnungen 1 und v der ersten und zweiten Regression bestimmt.
Während des Betriebs wird sodann die Polynomialfunktion basierend auf den empfangenen Positionssignalen mit den Koeffizienten p_ck ausgewertet. Die Anzahl der zur Auswertung der Polynomialfunktion erforderlichen Multiplikationsvorgänge ist ebenfalls durch die Ordnungen 1 und v der ersten und zweiten Regression vorgegeben und kann beispielsweise für Regressionen zweiter Ordnungen (1=2, v=2) von einem herkömmlichen 8bit-Mikrokontroller annähernd in Echtzeit durchgeführt werden, so dass die auftretenden Verzögerungen bei der Ansteuerung des Elektromotors nicht spürbar sind. Die Schaltung kann dafür eingerichtet sein, das Ansteuersignal innerhalb von weniger als 50 ms, insbesondere weniger als 30 ms und bevorzugt weniger als 10 ms nach dem Empfangen der Positionssignale zu bestimmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schaltung ferner eine Ansteuereinheit für einen Elektromotor, welche zum Empfangen des Ansteuersignals an den Prozessor gekoppelt ist und eingerichtet ist, eine Sollwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors abhängig, insbesondere linear abhängig, von dem Ansteuersignal einzustellen. In dieser Ausführungsform kann der Elektromotor direkt von der Schaltung angesteuert werden, ohne dass es hier zu einer weiteren Leistungsstufe bedarf. Dies ermöglicht einen kompakten und kostengünstigen Aufbau.
Da die optimale Sollwinkelgeschwindigkeit n_LNE gemäß Gleichung (2) linear von der aktuellen Winkelgeschwindigkeit n_SNE der Sitzneigungseinstellung abhängt, kann in der Schaltung ferner eine Normwinkelgeschwindigkeit n_SNE gespeichert sein, wobei die Ansteuereinheit die Sollwinkelgeschwindigkeit n_LNE des Elektromotors linear abhängig von der gespeicherten Normwinkelgeschwindigkeit n_SNE einstellt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Winkelgeschwindigkeit n_SNE der Sitzneigungseinstellung im Betrieb nicht wesentlich von dem Normwert abweicht. In dieser Ausführungsform kann daher auf eine Übertragung der Winkelgeschwindigkeit n_SNE verzichtet werden, wodurch der Verdrahtungsaufwand reduziert und der Schaltungsaufbau vereinfacht wird.
Es ist allerdings bevorzugt, dass die Ansteuereinheit ferner eingerichtet ist, eine Eingangswinkelgeschwindigkeit zu empfangen und die Sollwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors linear abhängig von der Eingangswinkelgeschwindigkeit einzustellen. Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass die Schaltung den Elektromotor optimal in Abhängigkeit der tatsächlichen Winkelgeschwindigkeit n_SNE ansteuert. Die Ansteuereinheit kann insbesondere dafür eingerichtet sein, die Eingangswinkelgeschwindigkeit an dem Eingang der Schaltung zu empfangen.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine elektromotorische Einheit für einen Sitz, insbesondere für einen Fahrzeugsitz bereit, welche eine Schaltung der beschriebenen Art sowie einen Elektromotor umfasst, wobei der Elektromotor an einen Ausgang der Ansteuereinheit der Schaltung gekoppelt ist. Dies ermöglicht eine platzsparende, kompakte und stabile Anordnung der Bauelemente. Die elektromotorische Einheit kann insbesondere zum Einstellen einer Lehnenneigung eines Fahrzeugsitzes eingerichtet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Sitzeinheit mit einem verstellbaren Sitz, insbesondere einem verstellbaren Fahrzeugsitz, und der beschriebenen elektromotorischen Einheit bereit, wobei die elektromotorische Einheit dazu eingerichtet ist, den Sitz zu verstellen und wobei der Eingang der Schaltung mit zumindest einem Sensor zur Erfassung einer Sitzposition des Sitzes gekoppelt ist. Der Fahrzeugsitz kann beispielsweise ein Sitz in einem Kfz, einem Flugzeug, einem Schiff, etc. sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Positionssignale x, y durch einen Sitzkissenwinkel φ_SK und einen Sitzneigungswinkel φ_SNE des Sitzes gegeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Funktion F definiert durch die partielle Ableitung F = ∂φ_SK / ∂φ_SNE folgender Funktion, wobei φ_HE und φ_SNE den Positionssignalen x, y entsprechen: $\begin{array}{l} φ_{S K} = W_{5} + W_{6} + W_{7} + W_{8} - W_{4}, \\ W_{4} = (180 ° - φ_{H E}), \end{array}$
$W_{5} = [arcsin (\frac{ƒ \cdot sin (φ_{H E})}{s_{2}})],$
$W_{6} = [arcsin (\frac{a}{c})],$
$W_{7} = [arccos (\frac{d^{2} - c^{2} - s_{3}^{2}}{- 2 c s_{3}})],$
$W_{8} = [arccos (\frac{e^{2} - s_{2}^{2} - s_{3}^{2}}{- 2 s_{2} s_{3}})],$
$s_{1} = \sqrt{e^{2} + ƒ^{2} - 2 e ƒ cos (φ_{S N E})},$
$s_{2} = \sqrt{ƒ^{2} + g^{2} - 2 ƒ g cos (φ_{H E})},$
$s_{3} = \sqrt{s_{1}^{2} + g^{2} - 2 s_{1} g cos [x - arcsin (\frac{e sin (φ_{S N E})}{s_{1}})]},$
wobei a, b, c, d, e, f, g Konstanten sind, die wie folgt definiert sind:

a = Höhe einer Unterkante einer Vorderseite des Sitzes relativ zu einem Untergrund,
c = Länge einer Bodenseite des Sitzes, von der Unterkante der Vorderseite bis zu einem Auflagepunkt des Sitzes auf dem Untergrund gemessen,
b = Anteil in horizontaler Richtung der Länge c,
d = Länge einer ersten Vorderkante des Sitzes,
e = Länge einer zweiten Vorderkante des Sitzes,
f = Länge einer Sitzfläche des Sitzes und
g = Länge einer hinteren Kante des Sitzes, vom Auflagepunkt bis zu einem Drehpunkt (D2) gemessen,
und wobei φ_HE eine Sitzhöheneinstellung des Sitzes ist und φ_SNE eine Sitzneigungseinstellung des Sitzes ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern eines Elektromotors, insbesondere eines Elektromotors zum Verstellen eines Sitzes, bevorzugt zum Verstellen der Lehnenneigung eines Sitzes, mit einer Sollwinkelgeschwindigkeit bereit, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

(a) Empfangen von zwei Positionssignalen x, y,
(b) Bestimmen eines Ansteuersignals z als Polynomialfunktion der empfangenen Positionssignale x, y mittels vorbestimmter Polynomialkoeffizienten p_ck,
(c) Ansteuern des Elektromotors mit einer Sollwinkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit, insbesondere in linearer Abhängigkeit, von dem bestimmten Ansteuersignal,

_ck

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform geben das erste und das zweite Positionssignal x, y Winkelpositionen einer ersten bzw. einer zweiten Achse des Sitzes an.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird beim Bestimmen des Ansteuersignals z das erste und/oder zweite Positionssignal x, y bis zu Termen zweiter Ordnung berücksichtigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner ein

(a1) Empfangen einer Eingangswinkelgeschwindigkeit.

In einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen von Polynomialkoeffizienten p_ck einer Polynomialfunktion, insbesondere von Polynomialkoeffizienten p_ck zur oben beschriebenen Verwendung, zur Approximation einer Funktion F eines ersten x und eines zweiten y Positionssignals, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

(a) Definieren von n Stützstellen des zweiten Positionssignals y,
(b) Durchführen einer ersten eindimensionalen polynomialen Regression der Funktion F zum Bestimmen von Polynomfunktionen $P_{i} (x) = \sum_{c = 0}^{l} b_{i c} x^{c}, i = 1, \dots, n,$
mit Koeffizienten b_ic an jeder der n Stützstellen, wobei 1 die Ordnung der ersten polynomialen Regression angibt,
(c) Durchführen einer zweiten eindimensionalen polynomialen Regression zum Bestimmen eines Satzes von Koeffizientenfunktionen $Q_{c} = \sum_{k = 0}^{v} p_{c k} y^{k}$
mit den Polynomialkoeffizienten p_ck als Annäherung für die Koeffizienten b_ic, wobei v die Ordnung der zweiten polynomialen Regression angibt.

In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein computerlesbares Medium bereit, auf welchem Instruktionen gespeichert sind, welche einen Computer, wenn sie darauf ausgeführt werden, dazu veranlassen, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlich. Darin zeigt

1 eine schematische Abbildung eines Fahrzeugsitzes nach dem Stand der Technik,
2 die zur Kompensation erforderliche Winkelposition des Sitzkissenwinkels in Abhängigkeit des Sitzhöhenwinkels und des Sitzneigungswinkels,
3 eine schematische Skizze zur Illustration der Näherung,
4 eine Schaltung gemäß einer ersten Ausführungsform,
5 eine Schaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform und
6 eine Schaltung gemäß einer dritten Ausführungsform.

4 zeigt eine Schaltskizze einer Schaltung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Schaltung weist einen Prozessor 12 auf, welcher mit einem Eingang 11 der Schaltung 1 verbunden ist. In der in 4 dargestellten Ausführungsform weist der Eingang 11 zwei Sub-Eingänge auf, wovon ein Erster zum Empfangen eines ersten Positionssignals x und ein Zweiter zum Empfangen eines zweiten Positionssignals y eingerichtet ist. Der Prozessor 12 ist ferner mit einem Speicher 13 verbunden, in welchem Polynomialkoeffizienten gespeichert sind. Der Prozessor 12 bestimmt ein Ansteuersignal als Polynomialfunktion der an dem Eingang 11 empfangenen Positionssignale mittels der in dem Speicher 13 gespeicherten Polynomialkoeffizienten. Der Prozessor 12 ist ferner mit einem Ausgang 14 der Schaltung 1 verbunden, an welchem der Prozessor 12 das bestimmte Ansteuersignal ausgibt.
5 zeigt eine Schaltung 1' gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese unterscheidet sich von der in 4 dargestellten Schaltung darin, dass sie einen Eingang 11' aufweist, welcher zum Verbinden mit einem Bus über einen einzigen Port eingerichtet ist. Der Eingang 11' ist mit einem Prozessor 12' der Schaltung 1' verbunden. Der Prozessor 12' ist darüber hinaus, wie oben anhand der 4 beschrieben ist, mit einem Speicher 13 und einem Ausgang 14 der Schaltung verbunden.
6 zeigt eine Schaltung 1" gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Schaltung 1" weist einen Eingang 11" und einen Ausgang 16 sowie einen Prozessor 12" auf. Der Prozessor 12" ist mit einem Speicher 13 der Schaltung verbunden, in welchem Polynomialkoeffizienten gespeichert sind. Der Prozessor 12" ist eingerichtet, ein Ansteuersignal als Polynomialfunktion der an dem Eingang 11" empfangenen Positionssignale mittels der in dem Speicher 13 gespeicherten Polynomialkoeffizienten zu bestimmen und an einem Ausgang 16 des Prozessors 12" auszugeben. Die Schaltung 1" weist ferner eine Ansteuereinheit 15 auf, welche an den Ausgang 16 des Prozessors 12" und an den Eingang 11" gekoppelt ist. Die Ansteuereinheit 15 ist dazu eingerichtet, eine Sollwinkelgeschwindigkeit für einen Elektromotor linear abhängig von dem an dem Ausgang 16 des Prozessors 12" bereitgestellten Ansteuersignal einzustellen und einen an den Ausgang 14 der Schaltung angeschlossenen Elektromotor dementsprechend anzusteuern. Darüber hinaus empfängt die Ansteuereinheit 15 eine Eingangswinkelgeschwindigkeit über den Eingang 11" der Schaltung 1". Die Ansteuereinheit ist dabei ferner dazu eingerichtet, die Sollwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors linear abhängig von der an dem Eingang 11" empfangenen Eingangswinkelgeschwindigkeit einzustellen.
Modifikationen der dargestellten Ausführungsformen sind möglich. Insbesondere kann in der Schaltung eine Normwinkelgeschwindigkeit gespeichert sein, wobei eine Ansteuereinheit der Schaltung die Sollwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors linear abhängig von der gespeicherten Normwinkelgeschwindigkeit einstellt.
Im Folgenden ist ein Quellcode einer Programmierung des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform angegeben:

   clc
   clear all
   close all



    
   %------------------------ Kalkulati on des Kennfeldes------------------------

   %Kennfelddefinition x = SNE Winkel° , y = HE Winkel°, z = Kennfeld der
   %Sitzwinkel°

    


   SNEmin = 0;
   SNEmax = 40;
   HEmin = 0;
   HEmax = 50;
    


   acc = 50;
    
   x = SNEmin:((SNEmax-SNEmin)/acc):SNEmax;
   y = HEmin:((HEmax-HEmin)/acc):HEmax;
    
   %Geometriedefinition
    
   a = 43.00;
   b = 271.62;
   c = 275;
   d = 100;
   e = 35;
   f= 306.4;
   g = 90;
    
   for i = 1 :length(x)
     for j = 1:length(y)
    
   SNE_grad = x(i);
       HE_grad = y(j); 
       %Winkel in rad (Bogenmass)
       SNE = (SNE_grad * pi)/180;
       HE = (HE_grad * pi)/180;

    
       s1 = sqrt(e^2+f^2-2*e*f*cos(SNE));
       W3 = acos((e^2-f^2-s1^2)/(-2*fs1));
       W9 = HE-W3;
       s2 = sqrt(g^2+f^2-2*g*f*cos(HE));
       s3 = sqrt(s1^2+g^2-2*s1*g*cos(W9));
       W4 = pi - HE;
       W5 = acos((f^2-s2^2-g^2)/(-2*g*s2));
       W6 = asin(a/c);
       W7 = acos((d^2-c^2-s3^2)/(-2*c*s3));
       W8 = acos((e^2-s2^2-s3^2)/(-2*s2*s3));
       W11 = pi-W5-W6-W7-W8;
        
       SKW = W5+W6+W7+W8-W4;


       SKW_grad = (SKW * 180)/pi;
       
       z(i,j) = SKW_grad;
     end
   end
   % -------------------------Basis Datenmenge x, y, und z---------------------
   % x = 0:0.025:1;
   % y = 0:0.025:1;
   %
   % for i = 1 :length(x)
   % for j = 1:length(y)
   %
   % z(i,j) = 100*sqrt(cos(y(j))+x(i))+100*sqrt(sin(x(i))+y(j))-acos(x(i)*y(j));
   % end
   % end
   %
   % -------------------------------------------------------------------------
   %-------------------------Approximation 1ten Grades (in x-Richtung)--------
    
   A = [2*sum(x.^2) 2*sum(x.^1) 2*sum(x.^0);
     2*sum(x.^3) 2*sum(x.^2) 2*sum(x.^1);
     2*sum(x.^4) 2*sum(x.^3) 2*sum(x.^2)];
    
   Ainv = A^-1;
    
   for i= 1:1 ength(z( 1,:))
    
   %Ausgangsvektor w
     w = z(:,i)';
    
     b = [2*sum(w.*x.^0);
       2*sum(w.*x.^1);
       2*sum(w.*x.^2)];
      
     % parameter solution vector p = A^-1 * z
      
     p = Ainv * b;
      
     for j=1:length(p)
       p_1Grad(i,j) = p(j);
     end
      
     %This means q = a2*x^2 + a1*x...
     q_1 = p(1)*x.^2 + p(2)*x.^1 + p(3)*x.^0;
      
     R_1Grad(i) = (sum((w-q_1).^2)/sum(w))*100;
      %plot(x,z(:, 5),x,q)
      end
    
   % -------------------------------------------------------------------------
   %----------------Approximation 2ten Grades (in Parameter-Richtung)--------
    
   A = [2*sum(y.^2) 2*sum(y.^1) 2*sum(y.^0);
     2*sum(y.^3) 2*sum(y.^2) 2*sum(y.^1);
     2*sum(y.^4) 2*sum(y.^3) 2*sum(y.^2)];
    
   Ainv = A^-1;
    
   figure;
   for i = 1:length(p _1Grad(1,:))
    
     %Eingangsvektor ist y, Ausgangsvektor ist solution(:,i)
     w = p_1Grad(:,i)';
      
     b = [2*sum(w.*y.^0);
        2*sum(w.*y.^1);
        2*sum(w.*y.^2)];
      
     % parameter solution vector p = A^-1 * z
      
     p = Ainv * b;
      
     for j=1:length(p)
       p_2Grad(i,j) = p(j);
     end
      
     %This means r = a2*y^2 + a1*y...
     q_2= p(1)*x.^2 + p(2)*x.^1 + p(3)*x.^0;
      
     R_2Grad(i) = (sum((w-q_2).^2)/sum(w))*100;
      
     subplot(1,3,i); plot(y,p_1Grad(:,i)',y,q_2)
     title(['Konvergenz 2.Grad ',num2str(i),'-ter Parametersatz']) 
   end
   %------------------------------------------------------------------------------
    
   %----------------Berechnung der Zielfunktion zum Abgleich --------
    
   for i = 1:length(x)
     for j = 1:length(y)
    
       d1 = (p_2Grad(1,1)*y(j)^2 + p_2Grad(1,2)*y(j)^1 +
   p_2Grad(1,3)*y(j)^0);
       d2 = (p_2Grad(2, 1)*y(j)^2 + p_2Grad(2,2)*y(j)^1 +
   p_2Grad(2,3)*y(j)^0);
       d3 = (p_2Grad(3,1)*y(j)^2 + p_2Grad(3,2)*y(j)^1 +
   p_2Grad(3,3)*y(j)^0);
    
       q_3(i,j) = d1*x(i)^2 + d2*x(i)^1 + d3*x(i)^0;
    
     end
   end
    
   %----------------Berechnung der Fehler ----------------------------------
    
   R_ges = abs(q_3-z);
    
   %Fehler der Approximation in Prozent
   dR_ges = (R_ges ./ abs(z)).*100;

    
    % Malen
    figure;
     
    h1 = surf(x,y,z);;
    hold on
    title(['Match des gesamten Feldes'])
    h2 = surf(x,y,q_3);; 
    set(h2,'facealpha',0.4);
      
    figure;
    surf(x,y,dR_ges);
    title(['Fehlerfeld in Prozent'])

Bezugszeichenliste

1, 1', 1": Schaltung
11, 11', 11": Eingang
12, 12', 12": Prozessor
13: Speicher
14: Ausgang der Schaltung
15: Ansteuereinheit
16: Ausgang des Prozessors
D1, D2, D3: Drehpunkte
W3, W4, W5, W6, W7, W8, W9: Winkel
a, b, c, d, e, f, g: Kantenlängen
φSNE: Winkel Sitzneigungseinsteller
φHE: Winkel Höheneinsteller
φLNE: Winkel Lehnenneigungseinsteller
φSK: Winkel Sitzkissen

Claims

Schaltung (1; 1'; 1") zum Ansteuern eines Elektromotors zur Lehnenneigungseinstellung abhängig von einer Sitzneigungseinstellung einer Sitzeinheit, die für eine elektromotorische Sitzneigungseinstellung und eine elektromotorische Lehnenneigungseinstellung konfiguriert ist, mittels eines Ansteuersignals (z), wobei die Schaltung Folgendes aufweist: einen Eingang (11; 11'; 11") zum Empfangen eines ersten und eines zweiten Positionssignals (x, y), einen Speicher (13), in welchem Polynomialkoeffizienten p_ck gespeichert sind, einen Prozessor (12; 12'; 12"), welcher an den Eingang (11; 11'; 11") und an den Speicher (13) gekoppelt ist, wobei der Prozessor (12; 12'; 12") dafür eingerichtet ist, das Ansteuersignal z als Polynomialfunktion der empfangenen Positionssignale (x, y) mittels der in dem Speicher (13) gespeicherten Polynomialkoeffizienten p_ck zu bestimmen, wobei die Polynomialfunktion mit den Polynomialkoeffizienten p_ck eine Annäherung an eine Funktion F der Positionssignale (x, y) bildet, wobei die Annäherung einer ersten polynomialen Regression der Funktion F in Abhängigkeit des ersten Positionssignals x entspricht, deren Koeffizienten durch eine zweite polynomiale Regression in Abhängigkeit des zweiten Positionssignals (y) angenähert sind, wobei die Schaltung (1") ferner eine Ansteuereinheit (15) für einen Elektromotor umfasst, welche zum Empfangen des Ansteuersignals an den Prozessor (12") gekoppelt ist und dafür eingerichtet ist, eine Sollwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors abhängig von dem Ansteuersignal einzustellen, wobei die Abhängigkeit der Sollwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors von dem Ansteuersignal eine lineare Abhängigkeit ist, wobei in der Schaltung ferner eine Eingangswinkelgeschwindigkeit gespeichert ist oder wobei die Ansteuereinheit (15) dafür eingerichtet ist, eine Eingangswinkelgeschwindigkeit zu empfangen und die Sollwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors zur Lehnenneigungseinstellung ferner abhängig von der gespeicherten bzw. empfangenen Eingangswinkelgeschwindigkeit einzustellen.
Schaltung (1; 1'; 1") nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (12; 12'; 12") beim Bestimmen des Ansteuersignals z das erste und/oder das zweite Positionssignal (x, y) bis zu Termen zweiter Ordnung berücksichtigt.
Schaltung (1; 1'; 1") nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Eingang (11; 11'; 11") dafür eingerichtet ist, das erste und das zweite Positionssignal (x, y) über einen Bus zu empfangen.
Schaltung (1; 1'; 1") nach einem der vorhergehenden Anspruch, wobei die Funktion F definiert ist durch die partielle Ableitung F = ∂φ_SK / ∂p_SNE folgender Funktion, wobei φ_HE und φ_SNE den Positionssignalen (x, y) entsprechen: $\begin{array}{l} φ_{S K} = W_{5} + W_{6} + W_{7} + W_{8} - W_{4}, \\ W_{4} = (180 ° - φ_{H E}) \end{array}$
$W_{5} = [arcsin (\frac{ƒ \cdot sin (φ_{H E})}{s_{2}})],$
$W_{6} = [arcsin (\frac{a}{c})],$
$W_{7} = [arccos (\frac{d^{2} - c^{2} - s_{3}^{2}}{- 2 c s_{3}})],$
$W_{8} = [arccos (\frac{e^{2} - s_{2}^{2} - s_{3}^{2}}{- 2 s_{2} s_{3}})],$
$s_{1} = \sqrt{e^{2} + ƒ^{2} - 2 e ƒ cos (φ_{S N E})},$
$s_{2} = \sqrt{ƒ^{2} + g^{2} - 2 ƒ g cos (φ_{H E})},$
$s_{3} = \sqrt{s_{1}^{2} + g^{2} - 2 s_{1} g cos [x - arcsin (\frac{e sin (φ_{S N E})}{s_{1}})]},$
wobei a, b, c, d, e, f, g Konstanten sind.
Schaltung (1; 1'; 1") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste polynomiale Regression der Funktion F in Abhängigkeit des ersten Positionssignals (x) eine Polynomfunktion $P_{i} (x) = \sum_{c = 0}^{l} b_{i c} x^{c}, i = 1, \dots, n,$
mit Koeffizienten b_ic an jeder von n Stützstellen ergibt, wobei 1 die Ordnung der ersten polynomialen Regression angibt, und wobei die zweite polynomiale Regression einen Satz von Koeffizientenfunktionen $Q_{c} = \sum_{k = 0}^{v} p_{c k} y^{k}$
als Annäherung für die Koeffizienten b_ic ergibt, wobei v die Ordnung der zweiten polynomialen Regression angibt.
Schaltung (1") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Eingangswinkelgeschwindigkeit der Winkelgeschwindigkeit n_SNE, mit welcher der Sitzneigungswinkel φ_SNE verändert wird, entspricht.
Elektromotorische Einheit für einen Sitz, welche die Schaltung (1") gemäß einem der vorangehenden Ansprüche und einen Elektromotor umfasst, wobei der Elektromotor an einen Ausgang (14) der Ansteuereinheit (15) der Schaltung gekoppelt ist.
Sitzeinheit mit einem verstellbaren Sitz und der elektromotorischen Einheit gemäß Anspruch 7, wobei die elektromotorische Einheit dazu eingerichtet ist, den Sitz zu verstellen und wobei der Eingang (11") der Schaltung (1") mit zumindest einem Sensor zur Erfassung einer Sitzposition des Sitzes gekoppelt ist.
Sitzeinheit gemäß Anspruch 8, wobei die Positionssignale (x, y) durch einen Sitzkissenwinkel (φ_SK) und einen Sitzneigungswinkel (φ_SNE) des Sitzes gegeben sind.
Sitzeinheit gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Funktion F definiert ist durch die partielle Ableitung F = ∂φ_SK / ∂φ_SNE folgender Funktion, wobei φ_HE und φ_SNE den Positionssignalen (x, y) entsprechen: $\begin{array}{l} φ_{S K} = W_{5} + W_{6} + W_{7} + W_{8} - W_{4}, \\ W_{4} = (180 ° - φ_{H E}), \end{array}$
$W_{5} = [arcsin (\frac{ƒ \cdot sin (φ_{H E})}{s_{2}})],$
$W_{6} = [arcsin (\frac{a}{c})],$
$W_{7} = [arccos (\frac{d^{2} - c^{2} - s_{3}^{2}}{- 2 c s_{3}})],$
$W_{8} = [arccos (\frac{e^{2} - s_{2}^{2} - s_{3}^{2}}{- 2 s_{2} s_{3}})],$
$s_{1} = \sqrt{e^{2} + ƒ^{2} - 2 e ƒ cos (φ_{S N E})},$
$s_{2} = \sqrt{ƒ^{2} + g^{2} - 2 ƒ g cos (φ_{H E})},$
$s_{3} = \sqrt{s_{1}^{2} + g^{2} - 2 s_{1} g cos [x - arcsin (\frac{e sin (φ_{S N E})}{s_{1}})]},$
wobei a, b, c, d, e, f, g Konstanten sind, die wie folgt definiert sind: a = Höhe einer Unterkante einer Vorderseite des Sitzes relativ zu einem Untergrund, c = Länge einer Bodenseite des Sitzes, von der Unterkante der Vorderseite bis zu einem Auflagepunkt des Sitzes auf dem Untergrund gemessen, b = Anteil in horizontaler Richtung der Länge c, d = Länge einer ersten Vorderkante des Sitzes, e = Länge einer zweiten Vorderkante des Sitzes, f = Länge einer Sitzfläche des Sitzes und g = Länge einer hinteren Kante des Sitzes, vom Auflagepunkt bis zu einem Drehpunkt (D2) gemessen, und wobei φ_HE eine Sitzhöheneinstellung des Sitzes ist und φ_SNE eine Sitzneigungseinstellung des Sitzes ist.
Verfahren zum Ansteuern eines Elektromotors mit einer Sollwinkelgeschwindigkeit zur Lehnenneigungseinstellung abhängig von einer Sitzneigungseinstellung einer Sitzeinheit, die eine elektromotorische Sitzneigungseinstellung und eine elektromotorische Lehnenneigungseinstellung erlaubt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (a) Empfangen von Positionssignalen (x, y) und einer Eingangswinkelgeschwindigkeit, und wobei in dem Schritt, (b) Bestimmen eines Ansteuersignals (z) als Polynomialfunktion der empfangenen Positionssignale (x, y) mittels vorbestimmter Polynomialkoeffizienten p_ck, (c) Ansteuern des Elektromotors mit einer Sollwinkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem bestimmten Ansteuersignal (z) und linear abhängig von der Eingangswinkelgeschwindigkeit, wobei die Polynomialfunktion mit den Polynomialkoeffizienten p_ck eine Annäherung an eine Funktion F der Positionssignale (x, y) bildet, wobei die Annäherung einer ersten polynomialen Regression der Funktion F in Abhängigkeit des ersten Positionssignals (x) entspricht, deren Koeffizienten durch eine zweite polynomiale Regression in Abhängigkeit des zweiten Positionssignals (y) angenähert sind.
Verfahren nach Anspruch 11, die Eingangswinkelgeschwindigkeit der Winkelgeschwindigkeit n_SNE, mit welcher der Sitzneigungswinkel φ_SNE verändert wird, entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei das erste und zweite Positionssignal (x, y) Winkelpositionen einer ersten bzw. zweiten Achse des Sitzes angeben.
Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, wobei beim Bestimmen des Ansteuersignals (z) das erste und/oder zweite Positionssignal (x, y) bis zu Termen zweiter Ordnung berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14 wobei die erste polynomiale Regression der Funktion F in Abhängigkeit des ersten Positionssignals (x) eine Polynomfunktion $P_{i} (x) = \sum_{c = 0}^{l} b_{i c} x^{c}, i = 1, \dots, n,$
mit Koeffizienten b_ic an jeder von n Stützstellen in Richtung des zweiten Positionssignals (y) ergibt, wobei 1 die Ordnung der ersten polynomialen Regression angibt, und wobei die zweite polynomiale Regression einen Satz von Koeffizientenfunktionen $Q_{c} = \sum_{k = 0}^{v} p_{c k} y^{k}$
mit Koeffizientenfunktionskoeffizienten p_ck als Annäherung für die Koeffizienten b_ic ergibt, wobei (v) die Ordnung der zweiten polynomialen Regression angibt.
Speichermedium, auf welchem Instruktionen gespeichert sind, welche einen Computer oder einen Controller, wenn sie darauf ausgeführt werden, dazu veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15 durchzuführen.