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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitzpositionssensor zum Detektieren wenigstens einer Sitzposition eines Fahrzeugsitzes relativ zu einem Fahrzeugboden. Die Erfindung betrifft außerdem einen Fahrzeugsitz, der mit einem derartigen Fahrzeugsitzpositionssensor ausgestattet ist. Die Erfindung betrifft schließlich auch ein Verfahren zum Detektieren einer Sitzposition eines Fahrzeugsitzes relativ zu einem Fahrzeugboden.
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In einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Personenkraftwagen, ist ein Fahrzeugsitz in der Regel mittels sitzfesten Sitzschienen und damit zusammenwirkenden bodenfesten Bodenschienen relativ zu einem Fahrzeugboden parallel zu den Schienen längsverstellbar angeordnet. Eine derartige Sitzlängsverstellung kann manuell oder, beispielsweise mittels eines Elektromotors, motorisch unterstützt erfolgen. Aus mehreren Gründen kann es erforderlich sein, die aktuelle Sitzposition oder zumindest eine vorbestimmte Sitzposition des Fahrzeugsitzes relativ zum Fahrzeugboden zu kennen. Von besonderem Interesse ist dabei ein vorderer Endbereich der einstellbaren Sitzpositionen. Befindet sich nämlich der Fahrzeugsitz in seinem vorderen Sitzpositionsendbereich, liegt ein vergleichsweise kleiner Abstand zwischen dem Fahrzeugsitz und einem frontseitigen Fahrerairbag, sofern es sich beim Fahrzeugsitz um einen Fahrersitz handelt, bzw. einem frontseitigen Beifahrerairbag, sofern es sich beim Fahrzeugsitz um einen Beifahrersitz handelt, vor. In einer solchen vorderen Sitzposition besteht im Crashfall eine erhöhte Verletzungsgefahr beim Auslösen des Airbags, da sich der jeweilige Sitzinsasse dann zu nah am Airbag befindet. Um hier die Gefahr einer Verletzung zu reduzieren, kann bei modernen Fahrzeugen vorgesehen sein, dass der jeweilige Airbag für den Fall, dass sich der zugeordnete Fahrzeugsitz in einem vorderen Sitzpositionsendbereich befindet, anders betätigt wird als bei den anderen, weiter hinten liegenden Sitzpositionen. Beispielsweise kann der Airbag langsamer aufgeblasen werden oder mit weniger Innendruck aufgefüllt werden, wenn sich der zugehörige Fahrzeugsitz in seinem vorderen Sitzpositionsendbereich befindet.
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Damit zuverlässig erkannt werden kann, dass sich der jeweilige Fahrzeugsitz in diesem vorderen Sitzpositionsendbereich befindet, kann ein Fahrzeugsitzpositionssensor der eingangs genannten Art zum Einsatz kommen, der im Folgenden verkürzt auch als Sitzpositionssensor oder Positionssensor oder kurz als Sensor bezeichnet werden kann. Die mit Hilfe des jeweiligen Sitzpositionssensors zu detektierende Sitzposition ist dabei zweckmäßig der zuvor genannte vordere Sitzpositionsendbereich, in dem eine Airbagsteuerung zur Adaption des zugeordneten Airbags an diese vordere Sitzposition aktiv wird. Alternativ lässt sich bei einer inversen Anordnung des Positionssensors auch der nach hinten an den vorderen Sitzpositionsendbereich anschließende Sitzpositionsbereich überwachen, so dass dann dieser nach hinten an den vorderen Sitzpositionsendbereich anschließende Sitzpositionsbereich die zu detektierende Sitzposition repräsentiert.
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Damit der jeweilige Sitzpositionssensor elektronische Signale erzeugen kann, die von einem Steuergerät besonders einfach digital ausgewertet werden können, arbeitet ein derartiger Sitzpositionssensor bevorzugt mit wenigstens einem Hall-Sensor, der Veränderungen eines magnetischen Feldes detektieren kann. Moderne Positionssensoren besitzen einen magnetisch vorgespannten Hall-Sensor. Hierzu ist der Positionssensor selbst mit wenigstens einem Permanentmagneten ausgestattet, der ein Magnetfeld erzeugt, das durch ferromagnetische Materialien verändert werden kann. Diese Veränderungen des Magnetfeldes lassen sich nun wieder vom Hall-Sensor detektieren. Zweckmäßig erfolgt die Anordnung des wenigstens einen Permanentmagneten innerhalb des Sensors derart, dass innerhalb des Sensors eine Zone mit relativ geringer magnetischer Feldstärke, insbesondere eine Null-Gauss-Zone, entsteht, wenn sich keine ferromagnetischen Materialien im näheren Umfeld des Sensors befinden. Zweckmäßig wird der jeweilige Hall-Sensor nun innerhalb dieser feldarmen Zone angeordnet. Sobald sich nun ein ferromagnetisches Material dem Positionssensor nähert, verändert sich das Magnetfeld, wobei sich insbesondere dann auch innerhalb der feldarmen Zone erhöhte magnetische Kräfte ausbilden, die vom Hall-Sensor dann besonders zuverlässig detektiert werden können.
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Positionssensoren, die mit einem derartigen vorgespannten Hall-Sensor arbeiten, kommen somit ohne zusätzlichen, extern anzuordnenden Permanentmagneten aus. Hierdurch können vergleichsweise kleine Permanentmagnete innerhalb des Sensors ausreichen, um die gewünschte Detektion zu erzielen. Eine kleine Bauweise, insbesondere der Permanentmagneten, ist von besonderem Interesse, da leistungsstarke Permanentmagnete extrem teuer sind.
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Ein derartiger Positionssensor kann nun im Bereich der miteinander zusammenwirkenden Schienen verwendet werden, da die Schienen üblicherweise aus einem ferromagnetischen Material bestehen. Zweckmäßig wird dabei der Positionssensor an einer der Sitzschienen befestigt, die beim Verstellen des Fahrzeugsitzes dann relativ zur zugehörigen Bodenschiene bewegt wird. Dabei lässt sich der jeweilige Positionssensor zweckmäßig so anordnen, dass sich die Bodenschiene in der zu detektierenden Sitzposition, also im vorderen Sitzpositionsendbereich außerhalb einer Detektionsreichweite des Positionssensors befindet. Solange sich der Fahrzeugsitz dagegen außerhalb der zu detektierenden Sitzposition befindet, ist die Bodenschiene innerhalb der Detektionsreichweite des Positionssensors angeordnet. Eine entsprechende Auswerteeinrichtung kann nun anhand der Sensorsignale einfach zwei Zustände voneinander unterscheiden, nämlich einerseits das Vorhandensein der Bodenschiene und andererseits das Fehlen der Bodenschiene. Bei vorhandener Bodenschiene befindet sich der Fahrzeugsitz außerhalb der zu detektierenden Sitzposition. Bei fehlender Bodenschiene befindet sich der Fahrzeugsitz innerhalb der zu detektierenden Sitzposition.
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Problematisch bei einer derartigen Anwendung der Positionssensoren sind die enorm großen Herstellungstoleranzen im Bereich der miteinander zusammenwirkenden Schienen. Beispielsweise werden die Sitzschienen, die in der Regel auch als Innenschienen bezeichnet werden können, ebenso wie die Bodenschienen, die in der Regel auch als Außenschienen bezeichnet werden können, mit vergleichsweise großen Formtoleranzen hergestellt. Ein weiteres Problem entsteht dadurch, dass üblicherweise sowohl die Bodenschienen als auch die Sitzschienen aus einem ferromagnetischen Material hergestellt sind. Eine konventionelle Montage des Positionssensors muss daher so erfolgen, dass die Sitzschiene vom Positionssensor nicht erkannt werden kann, während die Bodenschiene erkannt werden muss. Mit anderen Worten, bei einer derartigen konventionellen Montage muss sich die Sitzschiene außerhalb der Detektionsreichweite des Positionssensors befinden, um das Vorhandensein und das Fehlen der Bodenschiene voneinander unterscheiden zu können.
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Hinzu können zusätzliche Schwierigkeiten kommen, wie zum Beispiel die Montage einer Schienenendkappe, die stirnseitig auf die jeweilige Bodenschiene aufgesteckt werden kann, um an der Stirnseite der jeweiligen Bodenschiene eine Verletzungsgefahr zu reduzieren. Je nach Positionierung des Positionssensors muss dieser auch auf die Abmessungen dieser Schienenendkappe abgestimmt werden. Des Weiteren können in einem Fahrgastraum ferromagnetische Körper anfallen, beispielsweise Münzen, die unglücklicherweise am Positionssensor aufgrund des darin integrierten Permanentmagneten anhaften können, wodurch dauerhaft das Vorhandensein der Bodenschiene detektiert wird, unabhängig davon, in welcher Sitzposition sich der Fahrzeugsitz tatsächlich befindet. Ferner ist bei nahezu jedem Fahrzeugtyp die Konfiguration der Sitzschienen und Bodenschienen anders, so dass für unterschiedliche Fahrzeugtypen häufig auch unterschiedliche Positionssensoren zum Einsatz kommen.
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Ein weiteres Problem besteht darin, dass die miteinander zusammenwirkenden Schienen Alterungserscheinungen ausgesetzt sind. Beispielsweise können Abnutzungserscheinungen sowie Setzungserscheinungen dazu führen, dass die Sitzschienen ihre Relativlage zu den Bodenschienen im Laufe der Zeit verändern.
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Insgesamt gestaltet sich somit eine dauerhaft zuverlässige Anordnung des Positionssensors an der jeweiligen Sitzschiene als vergleichsweise aufwändig.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Fahrzeugsitzpositionssensor der eingangs genannten Art bzw. für einen damit ausgestatteten Fahrzeugsitz bzw. für ein Verfahren zur Fahrzeugsitzpositionserkennung eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich durch eine hohe Zuverlässigkeit, einfache Montage und preiswerte Realisierbarkeit auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den jeweiligen Positionssensor mit Hilfe von zwei separaten Einheiten zu realisieren, nämlich einerseits mit einer Sensoreinheit, die den jeweiligen Hall-Sensor und den jeweiligen Permanentmagneten enthält und die für eine Befestigung an einer der Sitzschienen vorbereitet ist, und andererseits mit einer Auslöseeinheit, die unmagnetisch ist und die zur Befestigung an der zugehörigen Bodenschiene vorbereitet ist. Die Sensoreinheit besitzt ferner einen Detektionsbereich, der das Vorhandensein bzw. das Fehlen der Bodenschiene detektieren kann. Im montierten Zustand ist dieser Detektionsbereich, solange sich der Fahrzeugsitz außerhalb der zu detektierenden Sitzposition befindet, proximal zur jeweiligen Bodenschiene angeordnet, so dass der Positionssensor sicher das Vorhandensein der Bodenschiene detektieren kann. Erreicht jedoch der Fahrzeugsitz die zu detektierende Sitzposition, befindet sich also innerhalb der zu detektierenden Sitzposition, bewirkt die Auslöseeinheit ein Abheben bzw. eine Distanzierung des Detektionsbereichs von der zugehörigen Bodenschiene, indem sich die Auslöseeinheit zwischen die Bodenschiene und den Detektionsbereich drängt. Hierdurch nimmt der Detektionsbereich relativ zur zugehörigen Bodenschiene eine distale Position ein, in der er so weit von der Bodenschiene entfernt ist, dass der Positionssensor sicher das Fehlen der Bodenschiene detektiert. Dementsprechend ist die Sensoreinheit so ausgestaltet, dass sie insgesamt oder dass zumindest ihr Detektionsbereich im eingebauten Zustand relativ zur zugehörigen Schiene beweglich bzw. verstellbar angeordnet ist, damit zumindest der Detektionsbereich zwischen der proximalen Position und der distalen Position verstellbar ist, also durch die Auslöseeinheit verdrängbar ist. Beispielsweise kann die Auslöseeinheit den Detektionsbereich um ca. 3 mm von der Bodenschiene wegdrängen, was bei einem kleinen Positionssensor bereits ausreichen kann, um die Bodenschiene aus der Detektionsreichweite des Detektionsbereichs herauszubewegen. Mit anderen Worten, durch die Verwendung der bezüglich der Sensoreinheit separaten Auslöseeinheit kann die Sensoreinheit außerhalb der zu detektierenden Sitzposition sicher das Vorhandensein der Bodenschiene detektieren, während sie innerhalb der zu detektierenden Sitzposition mit Hilfe der Auslöseeinheit zwangsläufig so weit von der jeweiligen Bodenschiene beabstandet wird, dass mit hoher Zuverlässigkeit, quasi sicher das Fehlen der Bodenschiene detektiert werden kann.
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Die erfindungsgemäße Bauweise ist dadurch völlig unabhängig von Herstellungstoleranzen der miteinander zusammenwirkenden Schienen. Die Montage vereinfacht sich außerdem extrem, da bei der Montage der Positionseinheit lediglich darauf geachtet werden muss, dass der Detektionsbereich nahe genug an der Bodenschiene angeordnet ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform lässt sich die Sensoreinheit auch so an der Sitzschiene anbringen, dass der Detektionsbereich die Bodenschiene kontaktiert, was die Montage nochmals erheblich vereinfacht. Die Auslöseeinheit besitzt herstellungsbedingt eine Dimension quer zur Längsrichtung der Schienen, also eine Dicke oder Höhe, die zwangsläufig beim Überfahren bzw. beim Erreichen der zu detektierenden Sitzposition den Detektionsbereich stets so weit von der Bodenschiene entfernt, dass diese sich außerhalb der Detektionsreichweite befindet. Auch dies ist völlig unabhängig von Herstellungstoleranzen der Schienen. Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Bauweise unabhängig von Alterungserscheinungen und Setzverhalten der miteinander zusammenwirkenden Schienen. Schließlich kann durch einen besonders geringen Abstand zwischen dem Detektionsbereich und der Bodenschiene, insbesondere durch eine unmittelbare Kontaktierung zwischen Detektionsbereich und Bodenschiene die Gefahr reduziert werden, dass ferromagnetische Körper, wie zum Beispiel Münzen, am Detektionsbereich anhaften können.
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Bemerkenswert ist außerdem, dass es für Sitzpositionen, die außerhalb der zu detektierenden Sitzposition liegen, für den hier vorgestellten Positionssensor nicht erforderlich ist, in jedem Fall eine Detektion der Sitzschiene ausschließen zu können. Da mit Hilfe der Auslöseeinheit sichergestellt ist, dass sich der Detektionsbereich innerhalb der zu detektierenden Sitzposition zwangsläufig hinreichend weit von der Bodenschiene entfernt, so dass diese nicht mehr detektiert werden kann, ist gleichzeitig sichergestellt, dass auch die Sitzschiene nicht mehr detektiert werden kann. Denn bei üblichem Aufbau befindet sich die Bodenschiene, insbesondere als Außenschiene, zwischen dem Detektionsbereich und der Sitzschiene, die dann eine Innenschiene bildet. Durch Entfernen des Detektionsbereichs von der Bodenschiene wird diese zwangsläufig gleichzeitig auch von der Sitzschiene entfernt.
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Die unmagnetische Auslöseeinheit besteht dabei aus einem unmagnetischen, also aus einem magnetisch nicht anziehbaren sowie aus einem nichtmagnetisierbaren Material, wie zum Beispiel Kunststoff. Im Unterschied dazu besteht zumindest die jeweilige Bodenschiene aus einem ferromagnetischen Material, wie z.B. einer Eisenlegierung.
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Die Sensoreinheit kann dabei grundsätzlich eine Sensorschaltung aufweisen, zum Beispiel auf einer entsprechenden Platine, die mit dem Hall-Sensor gekoppelt bzw. verschaltet ist und die abhängig von den Signalen des Hall-Sensors entsprechende Sensorsignale generiert, die mit dem Vorhandensein bzw. mit dem Fehlen der Bodenschiene korrelieren und von einer entsprechenden externen Auswerteeinheit, wie zum Beispiel in einem Airbagsteuergerät, lesbar bzw. auswertbar sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Auslöseeinheit wenigstens eine Rampenkontur aufweisen, die beim Erreichen der zu detektierenden Sitzposition mit dem Detektionsbereich zum Entfernen des Detektionsbereichs von der jeweiligen Bodenschiene zusammenwirkt. Zusätzlich oder alternativ kann die Sensoreinheit wenigstens eine Rampenkontur aufweisen, die beim Erreichen der zu detektierenden Sitzposition mit der Auslöseeinheit zum Entfernen des Detektionsbereichs von der jeweiligen Bodenschiene zusammenwirkt. Mit Hilfe der jeweiligen Rampenkontur lässt sich das mechanische Zusammenwirken der Auslöseeinheit mit der Sensoreinheit vereinfachen, was den Verschleiß reduziert und die Zuverlässigkeit der Funktionsweise erhöht.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann die Sensoreinheit ein fest an der jeweiligen Sitzschiene befestigbares Sensorgehäuse und einen darin verstellbar angeordneten Sensorblock aufweisen, der den Hall-Sensor, den Permanentmagneten und den Detektionsbereich aufweist. Somit umfasst die Sensoreinheit für sich genommen wieder zumindest zwei Komponenten, von denen die eine im montierten Zustand immobil ist, nämlich das an der jeweiligen Sitzschiene befestigte Sensorgehäuse, während die andere im montierten Zustand mobil ist, nämlich der Sensorblock, der relativ zum Sensorgehäuse beweglich angeordnet ist. Durch den beweglichen Sensorblock lassen sich der gesamte Sensorblock und somit auch der Detektionsbereich besonders einfach relativ zur Bodenschiene bewegen und somit besonders einfach bei Erreichen der zu detektierenden Sitzposition durch die Auslöseeinheit verdrängen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann im Sensorgehäuse wenigstens ein Federelement angeordnet sein, das den Sensorblock bei an der Sitzschiene montiertem Sensorgehäuse in Richtung Bodenschiene antreibt. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Sensorblock und somit der Detektionsbereich immer möglichst nahe an der zugehörigen Bodenschiene angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass der Sensorblock zumindest mit dem Detektionsbereich die jeweilige Bodenschiene kontaktiert. Somit spannt das jeweilige Federelement den Sensorblock gegen die Bodenschiene vor, so dass der Detektionsbereich an der Bodenschiene bzw. an der Auslöseeinheit vorgespannt anliegt.
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Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Sensorblock im Sensorgehäuse hubverstellbar angeordnet bzw. gelagert sein. Hierdurch wird eine besonders einfach realisierbare Ausführungsform geschaffen.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann der Sensorblock an einem Sensorblockträger befestigt sein, der am Sensorgehäuse um eine vom Detektionsbereich beabstandete Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Hierdurch wird für den Sensorblock eine besonders einfache Kinematik innerhalb des Sensorgehäuses erreicht, die zuverlässig arbeitet. Ferner ist eine derartige Ausführungsform weniger schmutzanfällig.
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Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung, bei welcher die Drehlagerung des Sensorblockträgers am Sensorgehäuse mittels einer Welle und eines Lagerauges erfolgt. Beispielsweise kann der Sensorblockträger eine Welle aufweisen, die das am Sensorgehäuse ausgebildete Lagerauge koaxial durchsetzt und darin um die Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Hierdurch lässt sich die Sensoreinheit besonders einfach und preiswert realisieren.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann die Sensoreinheit einen Sensorblock, der den Hall-Sensor, den Permanentmagneten und den Detektionsbereich aufweist, und eine Federhalterung aufweisen, die an der Sitzschiene befestigbar ist und die im montierten Zustand den Sensorblock in Richtung Bodenschiene antreibt. Hierdurch baut die Sensoreinheit extrem preiswert. Insbesondere kann die Federhalterung einen Federbügel aus Kunststoff oder Metall aufweisen, der besonders einfach einerseits an der jeweiligen Sitzschiene und andererseits am Sensorblock befestigt werden kann.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Auslöseeinheit als Schienenendkappe ausgestaltet sein, die stirnseitig auf die jeweilige Bodenschiene aufsteckbar ist. Eine derartige Schienenendkappe wird verwendet, um eine Verletzungsgefahr an einer relativ scharfkantigen Stirnseite der jeweiligen Bodenschiene zu reduzieren. Üblicherweise kann eine derartige Schienenendkappe dabei aus Kunststoff hergestellt sein. Durch die Integration der Auslöseeinheit in eine derartige Schienenendkappe vereinfacht sich die Montage der Auslöseeinheit, denn durch die Montage der Schienenendkappe an der Bodenschiene wird zwangsläufig auch die Auslöseeinheit an der richtigen Stelle montiert.
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Obwohl vorzugsweise davon ausgegangen wird, dass die Sensoreinheit an einer der Sitzschienen befestigt wird, während die Auslöseeinheit an der zugehörigen Bodenschiene befestigt wird, ist klar, dass der erfindungsgemäße Gedanke auch die kinematische Umkehr erfasst, bei welcher die Sensoreinheit an einer der Bodenschienen befestigt ist, während die Auslöseeinheit an der zugehörigen Sitzschiene befestigt ist. Dementsprechend können gemäß einer alternativen Lösung die Bodenschiene und die Sitzschiene vertauscht sein, so dass dann die Sensoreinheit an der Bodenschiene befestigbar ist, während die Auslöseeinheit an der Sitzschiene befestigbar ist. Alle übrigen vorstehend geschilderten Relationen bezüglich der Sitzschiene und der Bodenschiene kehren sich dann entsprechend analog um. Allgemein kann somit festgehalten werden, dass die Sensoreinheit an einer der Sitzschienen oder der Bodenschienen befestigbar ist, während die Auslöseeinheit an der damit zusammenwirkenden Bodenschiene bzw. Sitzschiene befestigbar ist.
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Ein erfindungsgemäßer Fahrzeugsitz ist relativ zu einem Fahrzeugboden mittels sitzfesten Sitzschienen und damit zusammenwirkender bodenfester ferromagnetischer Bodenschienen längsverstellbar. Insbesondere befindet sich ein derartiger Fahrzeugsitz somit in einem Fahrzeug, so dass die vorliegende Erfindung letztlich auch ein Fahrzeug betrifft, das mit wenigstens einem Fahrzeugsitz dieser Art ausgestattet ist. Der erfindungsgemäße Fahrzeugsitz charakterisiert sich durch wenigstens einen Positionssensor der vorstehend beschriebenen Art, mit dessen Hilfe eine vorbestimmte Sitzposition detektiert werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei der zu detektierenden Sitzposition um einen vorderen Sitzpositionsendbereich. Bei inverser Anordnung des Positionssensors handelt es sich bei der zu detektierenden Sitzposition um einen an den vorderen Sitzpositionsendbereich nach hinten anschließenden Sitzpositionsbereich. Zur Anpassung der Airbagsteuerung kann auch die Kenntnis ausreichen, dass sich der Sitz nicht im vorderen Sitzpositionsendbereich befindet.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Fahrzeugsitzes kann der Detektionsbereich der Sensoreinheit außerhalb der zu detektierenden Sitzposition die jeweilige Bodenschiene kontaktieren. Insbesondere kann die Sensoreinheit mit ihrem Detektionsbereich außerhalb der zu detektierenden Sitzposition entlang der Bodenschiene abgleiten. Um hier möglichst wenig Reibung zu erzeugen, kann der Detektionsbereich aus einem besonders reibungsarmen Kunststoff hergestellt sein. Ebenso ist es möglich, am Detektionsbereich und/oder an der Bodenschiene einen speziellen, reibungsarmen Gleitbelag bzw. eine Gleitbeschichtung anzubringen.
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Ein erfindungsgemäßen Verfahren zum Detektieren einer Sitzposition eines Fahrzeugsitzes relativ zu einem Fahrzeugboden charakterisiert sich dadurch, dass der Detektionsbereich der Sensoreinheit außerhalb der zu detektierenden Sitzposition so nah an der Bodenschiene angeordnet ist, dass der Sensor das Vorhandensein der Bodenschiene detektiert. Beim Erreichen der zu detektierenden Sitzposition überfährt die Sensoreinheit die an der Bodenschiene befestigte Auslöseeinheit, wodurch die Auslöseeinheit innerhalb der zu detektierenden Sitzposition den Detektionsbereich verdrängt und dadurch so weit von der jeweiligen Bodenschiene entfernt, dass der Sensor das Fehlen der Bodenschiene detektiert.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine isometrische Ansicht eines Fahrzeugsitzes im Bereich eines Fahrzeugsitzpositionssensors außerhalb einer zu detektierenden Sitzposition,
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2 eine isometrische Ansicht in 1, jedoch innerhalb der zu detektierenden Sitzposition,
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3 eine isometrische Ansicht des Fahrzeugsitzpositionssensors der 1 und 2,
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4 eine isometrische Ansicht des Fahrzeugsitzpositionssensors, jedoch in einer anderen Blickrichtung,
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5 eine Seitenansicht des Fahrzeugsitzpositionssensors einer anderen Ausführungsform außerhalb der zu detektierenden Sitzposition,
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6 eine Seitenansicht des Fahrzeugsitzpositionssensors aus 5, jedoch innerhalb der zu detektierenden Sitzposition,
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7 eine isometrische Ansicht einer Bodenschiene und einer Sitzschiene mit einem anderen Fahrzeugsitzpositionssensor außerhalb der zu detektierenden Sitzposition,
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8 eine isometrische Ansicht wie in 7, jedoch beim Übergang zu der zu detektierenden Sitzposition,
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9 eine isometrische Ansicht wie in den 7 und 8, jedoch innerhalb der zu detektierenden Sitzposition,
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10 eine Längsansicht der Schienen und des Fahrzeugsitzpositionssensors der 7 bis 9,
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11 eine stark vereinfachte Längsansicht der miteinander zusammenwirkenden Schienen und des Fahrzeugsitzpositionssensors außerhalb der zu detektierenden Sitzposition,
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12 eine Ansicht wie in 11, jedoch innerhalb der zu detektierenden Sitzposition.
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Entsprechend den 1 bis 12 umfasst ein Fahrzeugsitz 1 ein in den 1 und 2 erkennbares Sitzgestell 2. Der Sitz 1 ist zweckmäßig ein Fahrersitz oder ein Beifahrersitz. Der Sitz 1 ist im eingebauten Zustand in einem hier nicht näher bezeichneten Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Personenkraftwagen, angeordnet. Zur Längsverstellung des Fahrzeugsitzes 1 relativ zu einem Boden 3 des Fahrzeugs sind an zwei Seiten des Gestells 2 je eine sitzfeste Sitzschiene 4 und eine damit zusammenwirkende, bodenfeste Bodenschiene 5 vorgesehen. Beim üblichen Aufbau, der bei den hier gezeigten Ausführungsformen der 1 bis 10 realisiert ist, befindet sich die jeweilige Bodenschiene 5 weiter außen als die zugehörige Sitzschiene 4, so dass die Bodenschiene 5 auch als Außenschiene 5 bezeichnet werden kann, während die Sitzschiene 4 auch als Innenschiene 4 bezeichnet werden kann.
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Der jeweilige Fahrzeugsitz 1 ist ferner mit einem Fahrzeugsitzpositionssensor 6 ausgestattet, der im Folgenden auch als Sitzpositionssensor 6 oder Positionssensor 6 oder Sensor 6 bezeichnet wird. Der Sitzpositionssensor 6 dient dabei zum Detektieren einer in den 2, 6, 9, 10 und 12 wiedergegebenen Sitzposition bzw. zum Feststellen, ob sich der Fahrzeugsitz 1 gemäß den 2, 6, 9, 10 und 12 in der zu detektierenden Sitzposition befindet oder gemäß den 1, 5, 7 und 11 außerhalb der zu detektierenden Sitzposition angeordnet ist.
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Gemäß den 1 bis 12 umfasst der Positionssensor 6 eine Sensoreinheit 7 und eine diesbezüglich separate unmagnetische Auslöseeinheit 8. Zumindest die jeweilige Bodenschiene 5 ist aus einem ferromagnetischen Material hergestellt. Üblicherweise ist auch die zugehörige Sitzschiene 4 aus einem ferromagnetischen Material hergestellt. Entsprechend den 11 und 12 weist die Sensoreinheit 7 zumindest einen Hall-Sensor 9 und wenigstens einen Permanentmagneten 10 auf, der hier U-förmig ausgestaltet ist. Die Sensoreinheit 7 besitzt außerdem einen Detektionsbereich 11, auf den der Hall-Sensor 9 und der Permanentmagnet 10 ausgerichtet sind. Ferner ist in den 11 und 12 eine Sensorschaltung 12 angedeutet, die Signale des Hall-Sensors 9 empfängt und verarbeitet und diese beispielsweise über eine hier nicht gezeigte externe Schnittstelle und/oder Signalkabel einem Steuergerät oder einer sonstigen Auswerteeinrichtung zur Verfügung stellen kann.
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Gemäß den 1 bis 12 ist die Sensoreinheit 7 dazu vorgesehen und vorbereitet, an einer solchen Sitzschiene 4 befestigt zu werden. Im Unterschied dazu ist die Auslöseeinheit 8 dazu ausgestaltet und vorgesehen, an der zugehörigen Bodenschiene 5 befestigt zu werden. Bei einer kinematischen Umkehr dieser Anordnung ist dann die Sensoreinheit 7 an der Bodenschiene 5 befestigt, während die Auslöseeinheit 8 dann an der Sitzschiene 4 befestigt ist. Bevorzugt ist jedoch die hier gezeigte Ausführungsform.
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Gemäß der in den 1, 5, 7 und 11 gezeigten Situation befindet sich der Fahrzeugsitz 1 und somit auch die Sensoreinheit 7 außerhalb der zu detektierenden Sitzposition. In diesem Fall ist der Detektionsbereich 11 so nah an der zugehörigen Bodenschiene 5 angeordnet, dass die Sensoreinheit 7 im Betrieb des Sensors 6 das Vorhandensein der Bodenschiene 5 detektiert. Befindet sich dagegen der Fahrzeugsitz 1 bzw. die Sensoreinheit 7 gemäß den 2, 6, 9, 10 und 12 in der zu detektierenden Sitzposition, ist die Auslöseeinheit 8 zwischen der jeweiligen Bodenschiene 5 und dem Detektionsbereich 11 angeordnet, wodurch der Detektionsbereich 11 von der zugehörigen Bodenschiene 5 beabstandet bzw. entfernt wird, und zwar so weit, dass die Sensoreinheit 7 im Betrieb des Sensors 6 das Fehlen der Bodenschiene 5 detektiert. Ein mit dem Fehlen der Bodenschiene 5 korrelierendes Sensorsignal kann von einer entsprechenden Auswerteeinheit dahingehend ausgewertet werden, dass sich der Fahrzeugsitz 1 nunmehr in der zu detektierenden Sitzposition, vorzugsweise in einem vorderen Sitzpositionsendbereich befindet. In diesem Fall kann beispielsweise ein Steuergerät eine entsprechende Adaption einer Airbagsteuerung eines dem jeweiligen Sitz 1 zugeordneten Airbags bewirken.
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Bei den hier gezeigten bevorzugten Ausführungsformen erfolgt die Montage der Sensoreinheit 7 an der Sitzschiene 4 derart, dass der Detektionsbereich 11 die Bodenschiene 5 berührt. Zweckmäßig kann sogar eine vorgespannte Kontaktierung des Detektionsbereichs 11 mit der Bodenschiene 5 vorgesehen sein.
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Wie sich insbesondere den 3 bis 10 entnehmen lässt, kann die Auslöseeinheit 8 zumindest eine Rampenkontur 13 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Sensoreinheit 7 zumindest eine Rampenkontur 14 aufweisen. Beim Erreichen der zu detektierenden Sitzposition, was beispielsweise in 8 dargestellt ist, wirkt die Rampenkontur 13 der Auslöseeinheit 8 mit dem Detektionsbereich 11 bzw. mit der an der Sensoreinheit 7 ausgebildeten Rampenkontur 14 zusammen. Ebenso wirkt die an der Sensoreinheit 7 ausgebildete Rampenkontur 14 mit der Auslöseeinheit 8 bzw. mit der daran ausgebildeten Rampenkontur 13 zusammen. Die jeweilige Rampenkontur 13, 14 erleichtern dabei das Überfahren der Auslöseeinheit 8 durch die Sensoreinheit 7 und vereinfachen dadurch das Entfernen des Detektionsbereichs 11 von der jeweiligen Bodenschiene 5. Damit sich der Detektionsbereich 11 hierbei ausreichend weit von der jeweiligen Bodenschiene 5 entfernen kann und mit erhöhter Sicherheit eine weitere Detektion der Bodenschiene 5 ausgeschlossen werden kann, besitzt die Auslöseeinheit 8 in der erforderlichen Abstandsrichtung eine entsprechende Materialstärke bzw. Dicke oder Höhe. Beispielsweise kann die Auslöseeinheit 8 in dem Bereich, der sich beim Erreichen der zu detektierenden Sitzposition zwischen die Bodenschiene 5 und den Detektionsbereich 11 drängt, eine Materialstärke von mindestens 3 mm aufweisen.
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Gemäß den 5 und 6 kann die Sensoreinheit 7 im Bereich des Detektionsbereichs 11 eine Kontaktkontur 28 aufweisen, die eine gezielte Kontaktierung der Sensoreinheit 7 mit der Bodenschiene 5 (5) bzw. mit der Auslöseeinheit 8 (6) bewirkt. Sie steht von der übrigen Sensoreinheit 7 bzw. vom Sensorbereich 11 in Richtung Bodenschiene 5 ab und kann besonders reibungsarm ausgestaltet sein.
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Bei den in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen umfasst die Sensoreinheit 7 ein fest an der jeweiligen Sitzschiene 4 anbringbares bzw. angebrachtes Sensorgehäuse 15, das in den 3, 5 und 6 leicht transparent dargestellt ist. Ferner umfasst die Sensoreinheit 7 einen Sensorblock 16, der im Sensorgehäuse 15 verstellbar angeordnet ist und der den Hall-Sensor 9, den Permanentmagneten 10 und den Detektionsbereich 11 umfasst. Im Beispiel der 1 bis 4 weist der Sensorblock 16 außerdem die an der Sensoreinheit 7 vorgesehene Rampenkontur 14 auf. Im Beispiel der 5 und 6 ist an diesem Sensorblock 16 die Kontaktkontur 28 ausgebildet. Der Sensorblock 16 ist mit Hilfe eines Federelements 17, das in den 3, 5 und 6 als Schaubenfeder ausgestaltet ist, in Richtung Bodenschiene 5 angetrieben. Hierzu ist das Federelement 17 im Sensorgehäuse 15 angeordnet.
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Bei der in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsform ist der Sensorblock 16 an einem Sensorblockträger 18 befestigt. Der Sensorblockträger 18 ist um eine Schwenkachse 19 relativ zum Sensorgehäuse 15 schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse 19 ist dabei vom Detektionsbereich 11 beabstandet. Hierdurch ist der Sensorblock 16 relativ zum Sensorgehäuse 15 entlang eines Kreisbogens verstellbar. Zum schwenkbaren Lagern des Sensorblockträgers 18 am Sensorgehäuse 15 kann gemäß den 5 und 6 ein Schwenklager 21 vorgesehen sein, das beispielsweise einen Zapfen 22 und wenigstens ein Lagerauge 30 aufweisen kann. In den 5 und 6 ist der Zapfen 22 fest am Sensorblockträger 18 ausgebildet, insbesondere daran integral ausgeformt, während das jeweilige Lagerauge 30 am Sensorgehäuse 15 ausgebildet ist, vorzugsweise integral. Ebenso ist eine umgekehrte Bauweise möglich.
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Bei der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist der Sensorblock 16 dagegen relativ zum Sensorgehäuse 15 entlang einer Geraden, also linear verstellbar, also am Sensorgehäuse 15 hubverstellbar angebracht. Der Sensorblock 16 bewegt sich dabei im Wesentlichen senkrecht zur Bodenschiene 5. Bei horizontalen Schienen 4 und 5 bewegt sich der Sensorblock 16 somit vertikal. Das Sensorgehäuse 15 kann gemäß 3 eine Linearführung 29 enthalten, in welcher der Sensorblock 16 hubverstellbar am Sensorgehäuse 15 gelagert ist.
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Zur Fixierung des Sensorgehäuses 15 an der Sitzschiene 4 ist in den Beispielen der 1 bis 6 zumindest ein stiftartiges Befestigungselement 20 vorgesehen, das in den 5 und 6 jedoch nicht dargestellt ist. Bei dem in den 1 bis 4 gezeigten Beispiel ist das jeweilige Befestigungselement 20 als Raststift ausgestaltet, der an seinem von seinem Kopf entfernten Ende eine Rastkontur besitzt. Am Sensorgehäuse 15 ist eine Hülse 31 ausgeformt, durch die sich das Befestigungselement 20 koaxial hindurcherstreckt. Auch die Hülse 31 ist hier als Rastelement ausgestaltet, das an seinem freien Ende mehrere radial federnde Rasthaken besitzt, die beim Montieren an der Sitzschiene 4 eine an der Sitzschiene 4 ausgebildete Öffnung durchdringen und damit verrasten. Bei durch die Hülse 31 hindurch gestecktem und daran verrastetem Befestigungselement 20 ist die radiale Beweglichkeit der Rasthaken der Hülse 31 blockiert, wodurch die Verrastung der Hülse 31 an der Sitzschiene 4 gesichert ist. Durch das Zusammenspiel von Hülse 31 und Befestigungselement 20 kann letztlich das Sensorgehäuse 15 an der Sitzschiene 4 festgelegt werden. Stiftartige Befestigungselemente 20 sind z.B. Schrauben, Nieten, Raststifte, Kerbstifte und dergleichen.
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Im Beispiel der 1 bis 6 wird auch zum Festlegen der Auslöseeinheit 8 an der Bodenschiene 5 wenigstens ein derartiges stiftartiges Befestigungselement 23 verwendet (in den 5 und 6 nicht dargestellt), was insbesondere eine nahezu werkzeuglose Montage des Positionssensors 6 ermöglicht.
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Die 7 bis 10 zeigen eine andere Ausführungsform des Positionssensors 6, bei der die Sensoreinheit 7 wieder einen Sensorblock 16 aufweist, der wie zuvor den Hall-Sensor 9, den Permanentmagneten 10 und den Detektionsbereich 11 umfasst. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch anstelle eines Sensorgehäuses eine Federhalterung 24 vorgesehen, die an der jeweiligen Sitzschiene 4 befestigt ist und die eine Federkraft erzeugt, die im montierten Zustand den Sensorblock 7 in Richtung Bodenschiene 5 antreibt. Bei der gezeigten Ausführungsform weist die Federhalterung 24 eine Bügelfeder 25 auf, die hier U-förmig gebogen ist, die einenends auf geeignete Weise an der jeweiligen Sitzschiene 4 befestigt ist und die anderenends am Sensorblock 16 befestigt ist. Die Bügelfeder 25 ist im montierten Zustand des Sensors 6 auch außerhalb der zu detektierenden Sitzposition entgegen ihrer Rückstellkraft gespannt, so dass sie den Sensorblock 16 und somit den Detektionsbereich 11 gegen die jeweilige Bodenschiene 5 vorgespannt zur Anlage bringt.
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In 1 ist am linken Ende der Bodenschiene 5 eine Schienenendkappe 26 mit unterbrochenen Linien angedeutet, die auf ein stirnseitiges Ende 27 der Bodenschiene 5 aufgesteckt ist. Entsprechend einer besonders vorteilhaften, hier jedoch nicht gezeigten Ausführungsform kann die Auslöseeinheit 8 integral an einer derartigen Schienenendkappe 26 ausgeformt sein bzw. als Schienenendkappe 26 ausgestaltet sein. Die Schienenendkappe 26 und die Auslöseeinheit 8 können dann beispielsweise durch ein einziges Spritzgussteil aus Kunststoff gebildet sein. Durch das Anbringen der Schienenendkappe 26 wird dann automatisch die Auslöseeinheit 8 an der Bodenschiene 5 richtig montiert.
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Wie sich insbesondere auch den 11 und 12 entnehmen lässt, ist bei den hier gezeigten Ausführungsformen vorgesehen, dass für eine besonders einfache Montage die Sensoreinheit 7 so montiert wird, dass ihr Detektionsbereich 11 mit der zugehörigen Bodenschiene 5 in Kontakt steht, wenn sich der Fahrzeugsitz 1 außerhalb der zu detektierenden Sitzposition befindet, wie z.B. in 11. Beim Längsverstellen des Fahrzeugsitzes 1 kann dann der Detektionsbereich 11 an der Bodenschiene 5 abgleiten. Im Unterscheid dazu wird, wie z.B. in 12, innerhalb der zu detektierenden Sitzposition der Detektionsbereich 11 durch die Auslöseeinheit 8 zwangsläufig hinreichend weit von der Bodenschiene 5 beabstandet, so dass diese nicht mehr detektiert werden kann. Bei der hier gezeigten Konstellation, bei welcher die Sitzschiene 4 innenliegt und demnach eine Innenschiene bildet, während die Bodenschiene 5 außen liegt und demnach eine Außenschiene bildet, ist die Bodenschiene 5 zwangsläufig zwischen der Sitzschiene 4 und dem Detektionsbereich 11 angeordnet. Das mithilfe der Auslöseeinheit 8 bewirkte Entfernen des Detektionsbereichs 11 von der Bodenschiene 5 vergrößert dann automatisch auch den Abstand zwischen Detektionsbereich 11 und Sitzschiene 4, so dass eine unerwünschte fehlerhafte Detektion der Sitzschiene 4 innerhalb der zu detektierenden Sitzposition nahezu ausgeschlossen ist.
