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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz-Positionssensor zum Detektieren wenigstens einer Sitzposition eines Fahrzeugsitzes relativ zu einem Fahrzeugboden. Die Erfindung betrifft außerdem einen Fahrzeugsitz, der mit einem derartigen Fahrzeugsitz-Positionssensor 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 zugehörige 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 Fahrzeugsitz-Positionssensor der eingangs genannten Art zum Einsatz kommen, der im Folgenden verkürzt auch als Sitzpositionssensor oder Positionssensor 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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Moderne Sitzpositionssensoren können mit wenigstens einem Hall-Sensor arbeiten, der Veränderungen eines magnetischen Feldes detektieren kann. Der Hall-Sensor kann dabei mit einem externen Permanentmagneten zusammenwirken, der relativ zum Hall-Sensor verstellbar ist. Alternativ können auch magnetisch vorgespannte Hall-Sensoren zum Einsatz kommen. 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 Positionssensors derart, dass innerhalb des Positionssensors 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 Positionssensors ausreichen, um die gewünschte Detektion zu erzielen. Kleinere Bauweise, insbesondere der Permanentmagneten, ist von besonderem Interesse, da leistungsstarke Permanentmagnete extrem teuer sind.
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Ein Positionssensor der eingangs genannten Art kann nun im Bereich der miteinander zusammenwirkenden Schienen verwendet werden. Dies gilt in besonderer Weise auch für Positionssensoren, die mit einem Hall-Sensor ausgestattet sind, 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 elektronische 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 mit einem Hall-Sensor ausgestatteten 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 eindeutig 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 Position 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 müssen.
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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 Fahrzeugsitz-Positionssensor der eingangs genannten Art bzw. für einen damit ausgestatteten Fahrzeugsitz bzw. für ein Verfahren zur Fahrzeugsitz-Positionserkennung 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 und andererseits mit einer Auslöseeinheit, die bezüglich der Sensoreinheit ein separates Bauteil ist. Die Sensoreinheit umfasst dabei ein Sensorgehäuse, zumindest einen Hall-Sensor, zumindest einen Permanentmagneten und wenigstens ein Betätigungselement, das relativ zum Sensorgehäuse verstellbar angeordnet ist. Die Auslöseeinheit dient zur Betätigung des Positionssensors und kann hierzu mit dem Betätigungselement der Sensoreinheit zusammenwirken. Bei den miteinander zusammenwirkenden Schienen, also bei einem Paar von Sitzschiene einerseits und damit zusammenwirkender Bodenschiene andererseits ist bei ordnungsgemäß montiertem Positionssensor die Sensoreinheit an der einen Schiene befestigt, während die Auslöseeinheit dann an der anderen Schiene befestigt ist. Bevorzugt wird die Sensoreinheit an der Sitzschiene festgelegt, während die Auslöseeinheit an der zugehörigen Bodenschiene befestigt wird. Grundsätzlich ist jedoch auch eine umgekehrte Montage möglich, bei welcher also die Sensoreinheit an der Bodenschiene und die Auslöseeinheit an der zugehörigen Sitzschiene befestigt ist. Zur Überwachung einer Sitzposition eines in seiner Sitzlängsrichtung verstellbaren Fahrzeugsitzes sind die miteinander zusammenwirkenden Schienen, welche diese Sitzlängsverstellung ermöglichen, prädestiniert für die Anbringung der beiden Komponenten des Positionssensors. Dabei ist klar, dass es für die Funktion des Positionssensors keine Rolle spielt, ob die Sensoreinheit nun tatsächlich an der jeweiligen Sitzschiene befestigt ist oder an einer beliebigen anderen Komponente des Fahrzeugsitzes, die relativ zur Sitzschiene ortsfest ist und sich bevorzugt in der Nähe des Fahrzeugbodens befindet. Ebenso spielt es keine Rolle, ob die Auslöseeinheit tatsächlich an der zugehörigen Bodenschiene befestigt ist oder an einer anderen, relativ zur Bodenschiene ortsfesten Stelle, beispielsweise unmittelbar am Fahrzeugboden, solange sie mit der Sensoreinheit in gewünschter Weise zusammenwirken kann. Dementsprechend ist die Aussage, dass die Sensoreinheit an der Sitzschiene befestigt ist, gleichbedeutend bzw. äquivalent zu der Aussage, dass die Sensoreinheit bezüglich der Sitzschiene ortsfest angeordnet ist. In entsprechender Weise ist auch die Formulierung, wonach die Auslöseeinheit an der Bodenschiene befestigt ist, gleichbedeutend bzw. äquivalent zu der Formulierung, wonach die Auslöseeinheit relativ zur Bodenschiene ortsfest angeordnet ist.
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Durch die Verwendung von zwei separaten Einheiten, nämlich der Sensoreinheit und der Auslöseeinheit ist es besonders einfach möglich, jegliche Herstellungstoleranzen der miteinander zusammenwirkenden Schienen für den Positionssensor zu eliminieren. Denn die Sensoreinheit und die Auslöseeinheit lassen sich an den zugehörigen Schienen besonders einfach so montieren, dass das gewünschte Zusammenwirken zuverlässig stattfinden kann, und zwar unabhängig von der im Einzelfall vorliegenden Toleranzsituation.
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Der Permanentmagnet ist bezüglich des Hall-Sensors separat angeordnet und relativ dazu verstellbar bzw. mobil. Es handelt sich also nicht um einen magnetisch vorgespannten Hall-Sensor, bei dem der Permanentmagnet relativ zum Hall-Sensor stationär bzw. immobil angeordnet ist. Vorzugsweise ist beim erfindungsgemäßen Positionssensor der Hall-Sensor am Sensorgehäuse angeordnet, während der Permanentmagnet am Betätigungselement angeordnet ist. Auf diese Weise ist der Hall-Sensor relativ zum Sensorgehäuse stationär angeordnet, was die Elektrifizierung des Hall-Sensors erleichtert. Alternativ ist es grundsätzlich ebenso möglich, den Hall-Sensor am Betätigungselement anzuordnen und den Permanentmagneten ortsfest am Sensorgehäuse anzubringen. Jedenfalls wird hierbei ein Hall-Sensor mit externem Permanentmagneten verwendet. Im Vergleich zu einem Hall-Sensor mit integriertem Permanentmagneten ergibt sich dadurch ein signifikanter Kostenvorteil. Des Weiteren ergibt sich eine extrem zuverlässige Funktionsweise.
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Im montierten Zustand des Positionssensors kommt es bei einer Sitzlängsverstellung, bei welcher der Fahrzeugsitz in die jeweilige zu detektierende Sitzposition verstellt wird, zu einem Zusammenwirken von Auslöseeinheit und Sensoreinheit. Dabei betätigt die Auslöseeinheit das Betätigungselement derart, dass dieses dadurch relativ zum Sensorgehäuse verstellt wird. Dies kann bevorzugt durch körperlichen Kontakt herbeigeführt werden, beispielsweise indem die Auslöseeinheit das Betätigungselement aufgrund der Relativbewegung zwischen den beiden zusammenwirkenden Schienen das Betätigungselement verdrängt bzw. wegdrückt. Die so erzeugte Relativbewegung zwischen Betätigungselement und Sensorgehäuse geht zwangsläufig mit einer Relativbewegung zwischen Hall-Sensor und Permanentmagnet einher, wodurch im Hall-Sensor ein Schaltsignal generiert werden kann. Dieses Schaltsignal lässt sich mit Hilfe einer entsprechenden Auswerteeinrichtung abfragen, auswerten und beispielsweise in einer Airbagsteuerung dazu nutzen, den jeweiligen Airbag an die geänderte Fahrzeugsitzposition anzupassen.
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Zweckmäßig erfolgt die Montage von Sensoreinheit und Auslöseeinheit an der Sitz- bzw. Bodenschiene derart, dass das Betätigungselement außerhalb der zu detektierenden Sitzposition relativ zum Sensorgehäuse eine erste Endstellung einnimmt, während es innerhalb der zu detektierenden Sitzposition durch die Auslöseeinheit relativ zum Sensorgehäuse zumindest vorübergehend in eine zweite Endstellung verstellt ist, die von der ersten Endstellung verschieden ist. Durch die beiden verschiedenen Endstellungen wird eine Relativbewegung zwischen Hall-Sensor und Permanentmagnet erzwungen, die vom Hall-Sensor detektierbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann sich der Permanentmagnet in der ersten Endstellung innerhalb einer Detektionsreichweite des Hall-Sensors befinden, während er sich in der zweiten Endstellung außerhalb der Detektionsreichweite befindet. Grundsätzlich ist ebenso eine umgekehrte Bauform denkbar, bei der sich der Permanentmagnet in der zweiten Endstellung innerhalb der Detektionsreichweite befindet, während er sich in der ersten Endstellung außerhalb der Detektionsreichweite befindet. Je nach Philosophie und Ausfallsicherheitskonzept kann somit der Hall-Sensor ausgehend von einem Ausgangszustand, bei dem sich der Permanentmagnet außerhalb der Detektionsreichweite befindet, entweder das Vorliegen der zu detektierenden Sitzposition oder das Nicht-Vorliegen der zu detektierenden Sitzposition aktiv erfassen.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Betätigungselement beim Übergang von der einen Endstellung in die andere Endstellung eine Zwischenstellung relativ zum Sensorgehäuse einnimmt, wobei sich der Permanentmagnet in der Zwischenstellung innerhalb einer Detektionsreichweite des Hall-Sensors befindet, während er sich in der ersten Endstellung und in der zweiten Endstellung außerhalb der Detektionsreichweite befindet. In diesem Fall bewirkt die Verstellung des Betätigungselements durch das Zusammenwirken mit der Auslöseeinheit ein Überfahren des Hall-Sensors durch den Permanentmagneten. Hierdurch kann vom Hall-Sensor eine Art Schaltimpuls generiert werden, was von einer entsprechenden Auswerteeinrichtung genutzt werden kann, um zu erkennen, dass der Fahrzeugsitz die zu detektierende Sitzposition erreicht oder verlässt. Bevorzugt ist jedoch die zuvor beschriebene Variante, bei der sich der Permanentmagnet entweder in der ersten Endstellung oder in der zweiten Endstellung in der Detektionsreichweite des Hall-Sensors befindet, da sich dadurch z.B. auch ohne Sitzverstellung erkennen lässt, ob sich der Fahrzeugsitz aktuell innerhalb oder außerhalb der zu detektierenden Sitzposition befindet.
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Vorteilhaft kann die Auslöseeinheit zumindest eine Rampenkontur aufweisen, die beim Erreichen der zu detektierenden Sitzposition mit dem Betätigungselement zum Verstellen des Betätigungselements zusammenwirkt. Zusätzlich oder alternativ kann auch das Betätigungselement zumindest eine Rampenkontur aufweisen, die beim Erreichen der zu detektierenden Sitzposition mit der Auslöseeinheit zum Verstellen des Betätigungselements zusammenwirkt. Derartige Rampenkonturen vereinfachen das mechanische Zusammenwirken zwischen Auslöseeinheit und Betätigungselement, um das Betätigungselement mit möglichst geringen Kräften und somit mit möglichst geringem Verschleiß verstellen zu können.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann im Sensorgehäuse zumindest ein Federelement angeordnet sein, das das Betätigungselement, insbesondere bei an der Sitz- oder Bodenschiene montiertem Sensorgehäuse, in Richtung der ersten Endstellung antreibt. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Betätigungselement seine erste Endstellung selbsttätig einnimmt, sobald es nicht mit der Auslöseeinheit zusammenwirkt, sobald sich also die Sensoreinheit außerhalb des zu detektierenden Sitzbereichs befindet.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Betätigungselement relativ zum Sensorgehäuse um eine Schwenkachse schwenkbar am Sensorgehäuse gelagert sein. Eine derartige Ausführungsform zeichnet sich durch eine besonders hohe Funktionszuverlässigkeit aus. Alternativ ist es jedoch ebenso möglich, das Betätigungselement im Sensorgehäuse linear hubverstellbar anzuordnen. Eine derartige Bauform lässt sich besonders kompakt und preiswert realisieren.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann die Auslöseeinheit als Schienenendkappe ausgestaltet sein, die an einem Längsendbereich der jeweiligen Bodenoder Sitzschiene angeordnet ist. Mit Hilfe einer derartigen Schienenendkappe lassen sich scharfkantige Bereiche der jeweiligen Boden- oder Sitzschiene abdecken, die sich dort insbesondere axial stirnseitig befinden. Durch die Integration der Auslöseeinheit in eine derartige Schienenendkappe wird die Anzahl der zu verbauenden Bauteile reduziert. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass beim Montieren der Schienenendkappe die darin integrierte Auslöseeinheit automatisch die dafür vorgesehene richtige Position relativ zur Boden- oder Sitzschiene einnimmt. Die Auslöseeinheit bildet innerhalb der Schienenendkappe einen integralen Abschnitt, der die Funktion der Auslöseeinheit erfüllt.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann die erste Endstellung durch einen am Sensorgehäuse ausgebildeten Anschlag definiert sein, an dem das Betätigungselement in der ersten Endstellung zur Anlage kommt. In diesem Fall benötigt das Betätigungselement außerhalb des zu detektierenden Sitzbereichs keine Gegenkontur zur Positionierung des Betätigungselements. Auf diese Weise ist es insbesondere auch möglich, die Sensoreinheit an der jeweiligen Sitz- oder Bodenschiene so anzuordnen, dass das Betätigungselement keinen Kontakt zur zugehörigen Boden- oder Sitzschiene besitzt. Beispielsweise kann das Betätigungselement bezüglich einer durch die zusammenwirkenden Schienen definierten Längsrichtung seitlich versetzt neben der Sitzschiene und neben der Bodenschiene angeordnet sein. Hierdurch eröffnen sich zusätzliche Montagemöglichkeiten für den Sitzpositionssensor. Insbesondere lässt sich so der Positionssensor weitgehen an der Innenseite der Schienenanordnung positionieren, also in den Raum zwischen zwei Schienenanordnungen, die üblicherweise zum Einsatz kommen, um einen Fahrzeugsitz längsverstellbar am Fahrzeugboden zu lagern.
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Alternativ ist dagegen auch eine Ausführungsform denkbar, bei welcher die erste Endstellung durch die jeweilige Boden- oder Sitzschiene definiert ist, an der das Betätigungselement in der ersten Endstellung zur Anlage kommt. Das bedeutet, dass das Betätigungselement außerhalb der zu detektierenden Sitzposition unmittelbar mit der jeweiligen Boden- oder Sitzschiene zusammenwirkt und erst innerhalb der zu detektierenden Sitzposition durch die Auslöseeinheit davon entfernt wird.
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Ein erfindungsgemäßer Fahrzeugsitz ist relativ zu einem Fahrzeugboden mittels wenigstens einer Schienenanordnung, jeweils bestehend aus einer sitzfesten Sitzschiene und einer damit zusammenwirkenden bodenfesten Bodenschiene, längsverstellbar. Bevorzugt kommen je Fahrzeugsitz zwei derartige Schienenanordnungen zum Einsatz, die quer zur Sitzlängsrichtung voneinander beabstandet und zueinander parallel angeordnet sind. 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 kann es sich bei der zu detektierenden Sitzposition auch um einen an den vorderen Sitzpositionsendbereich nach hinten anschließenden Sitzpositionsbereich handeln. Zur Anpassung der Airbagsteuerung kann auch die Kenntnis ausreichen, dass sich der Sitz nicht im vorderen Sitzpositionsendbereich befindet.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Detektieren einer Sitzposition eines Fahrzeugsitzes relativ zu einem Fahrzeugboden charakterisiert sich dadurch, dass das Betätigungselement der Sensoreinheit außerhalb der zu detektierenden Sitzposition seine erste Endstellung einnimmt, so dass der Sensor eindeutig einen ersten Zustand identifizieren kann. Beim Erreichen der zu detektierenden Sitzposition überfährt die Sensoreinheit die an der Boden- oder Sitzschiene befestigte Auslöseeinheit, wodurch die Auslöseeinheit innerhalb der zu detektierenden Sitzposition das Betätigungselement zumindest vorübergehend in die zweite Endstellung überführt, so dass der Sensor eindeutig einen vom ersten Zustand verschiedenen zweiten Zustand identifizieren kann.
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Vorzugsweise ist die Auslöseeinheit so ausgestaltet, dass das Betätigungselement im Wesentlichen über die gesamte axiale Erstreckung der Auslöseeinheit seine zweite Endstellung einnimmt, abgesehen von gegebenenfalls vorhandenen Rampenkonturen an den stirnseitigen Enden der Auslöseeinheit. Grundsätzlich ist jedoch denkbar, dass die Auslöseeinheit zur Betätigung des Betätigungselements eine Art Schaltkulisse besitzt, die beim Überfahren des Betätigungselements dieses nicht permanent wie zuvor beschrieben, sondern nur vorübergehend in die zweite Endstellung überführt, beispielsweise um eine Art Schaltimpuls am Hall-Sensor zu erzeugen.
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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 miteinander zusammenwirkender Schienen,
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2 ein Querschnitt der Schienen im Bereich eines Fahrzeugsitz-Positionssensors,
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3 eine Seitenansicht der Schienen im Bereich des Fahrzeugsitz-Positionssensors in einem ersten Zustand,
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4 eine Seitenansicht wie in 3, jedoch in einem zweiten Zustand,
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5 eine Seitenansicht der Schienen im Bereich des Fahrzeugsitz-Positionssensors in einem ersten Zustand bei einer anderen Ausführungsform,
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6 eine Seitenansicht wie in 5, jedoch in einem zweiten Zustand. Entsprechend 1 kann ein nur teilweise dargestellter Fahrzeugsitz 1 über wenigstens eine Schienenanordnung 2 an einem Fahrzeugboden 3 eines im Übrigen nicht dargestellten Fahrzeugs, bei dem es sich vorzugsweise um einen Personenkraftwagen handelt, in einer Sitzlängsrichtung 4 verstellbar angeordnet sein. Üblich ist dabei die Verwendung von zwei deratigen Schienenanordnungen 2 je Fahrzeugsitz 1. Die jeweilige Schienenanordnung 2 umfasst dabei eine fest am übrigen Fahrzeugsitz 1 angeordnete Sitzschiene 5 sowie eine damit zusammenwirkende Bodenschiene 6, die im eingebauten Zustand fest mit dem Fahrzeugboden 3 verbunden ist. Die Schienenanordnung 2 gehört üblicherweise zum Bauumfang des Fahrzeugsitzes 1, so dass zur Montage des Fahrzeugsitzes 1 am Fahrzeug lediglich die jeweilige Bodenschiene 6 am Fahrzeugboden 3 befestigt werden muss.
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Der Fahrzeugsitz 1 ist zumindest mit einem Fahrzeugsitz-Positionssensor 7 ausgestattet, der bevorzugt an einer solchen Schienenanordnung 2 angebracht ist. Der Fahrzeugsitz-Positionssensor 7 kann nachfolgend auch verkürzt als Positionssensor 7 bezeichnet werden und dient zum Detektieren wenigstens einer Sitzposition des Fahrzeugsitzes 1 relativ zum Fahrzeugboden 3. Entsprechend den 1 bis 6 ist der Positionssensor 7 im Wesentlichen zweigliedrig, so dass er zwei separate Komponenten, nämlich eine Sensoreinheit 8 und eine Auslöseeinheit 9 umfasst. In den gezeigten Beispielen ist die Sensoreinheit 8 an der Sitzschiene 5 befestigt, während die Auslöseeinheit 9 an der Bodenschiene 6 befestigt ist. Diese Ausführungsform ist bevorzugt. Grundsätzlich ist jedoch auch eine umgekehrte Montage denkbar, bei der die Sensoreinheit 8 an der Bodenschiene 6 und die Auslöseeinheit 9 an der Sitzschiene 5 befestigt ist.
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Die Sensoreinheit 8 umfasst ein Sensorgehäuse 10, das an der Sitzschiene 5 befestigt ist, und ein Betätigungselement 11, das am oder im Sensorgehäuse 10 relativ zum Sensorgehäuse 10 verstellbar angeordnet ist. Des Weiteren umfasst die Sensoreinheit 8 zumindest einen in den 2 bis 6 erkennbaren Hall-Sensor 12 und wenigstens einen relativ zum Hall-Sensor 12 verstellbar angeordneten Permanentmagneten 13. In der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist der Hall-Sensor 12 am Sensorgehäuse 10 befestigt, während der Permanentmagnet 13 am Betätigungselement 11 befestigt ist. Auch hier ist grundsätzlich eine umgekehrte Anordnung denkbar. Die Auslöseeinheit 9 ist nun im Bereich einer zu detektierenden Sitzposition an der Bodenschiene 6 angeordnet. Die Sensoreinheit 8 ist an der Sitzschiene 5 so angeordnet, dass sie bei Erreichen der zu detektierenden Sitzposition mit der Auslöseeinheit 9 zusammenwirken kann, um die zu detektierende Sitzposition identifizieren zu können. Zum Detektieren der vorbestimmten Sitzposition wirkt die Auslöseeinheit 9 mit dem Betätigungselement 11 der Sensoreinheit 8 zusammen. Befindet sich das Betätigungselement 11 gemäß den 1 bis 3 und 5 außerhalb der zu detektierenden Sitzposition, so dass es nicht mit der Auslöseeinheit 9 zusammenwirkt, nimmt es automatisch bzw. selbsttätig eine erste Endstellung ein. Befindet sich dagegen das Betätigungselement 11 gemäß den 4 und 6 innerhalb der zu detektierenden Sitzposition, so dass es mit der Auslöseeinheit 9 zusammenwirkt, wird es durch die Auslöseeinheit 9 relativ zum Sensorgehäuse 8 in eine zweite Endstellung verstellt, die sich von der ersten Endstellung unterscheidet. Die Betätigung der Sensoreinheit 8 durch die Auslöseeinheit 9 bewirkt somit eine Relativverstellung des Betätigungselements 11 von der ersten Endstellung in die zweite Endstellung, wenn der Fahrzeugsitz 1 in die zu detektierende Sitzposition einfährt, und von der zweiten Endstellung in die erste Endstellung, wenn der Fahrzeugsitz 1 aus der zu detektierenden Sitzposition wieder herausfährt.
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Bei der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist das Betätigungselement 11 am Sensorgehäuse 10 um eine Schwenkachse 17 schwenkverstellbar gelagert, wodurch sich eine besonders hohe Funktionszuverlässigkeit ergibt. Im Unterschied dazu zeigen die 5 und 6 eine Ausführungsform, bei welcher das Betätigungselement 11 im Sensorgehäuse 10 linear hubverstellbar angeordnet ist. Hierdurch baut der Positionssensor 7 vergleichsweise kompakt.
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Bei der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist der Permanentmagnet 13 am Betätigungselement 11 so angeordnet, dass er sich in der ersten Endstellung gemäß den 1 bis 3 innerhalb einer Detektionsreichweite des Hall-Sensors 12 befindet, während er sich in der zweiten Endstellung gemäß 4 außerhalb der Detektionsreichweite befindet. Wie sich insbesondere den 2 und 3 entnehmen lässt, liegen sich der Permanentmagnet 13 und der Hall-Sensor 12 nur in der ersten Endstellung quer zur Längsrichtung 4 gegenüber, ohne sich zu berühren.
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Im Unterschied dazu ist in den 5 und 6 eine Ausführungsform wiedergegeben, bei welcher der Permanentmagnet 13 so am Betätigungselement 11 angeordnet ist, dass er sich in der ersten Endstellung gemäß 5 außerhalb der Detektionsreichweite des Hall-Sensors 12 befindet, während er sich in der zweiten Endstellung gemäß 6 innerhalb der Detektionsreichweite befindet. Hierbei liegen sich Hall-Sensor 12 und Permanentmagnet 13 in der Hubrichtung des Betätigungselements 11 immer gegenüber, jedoch bei verschiedenen Abständen.
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Um den Übergang von der einen Endstellung in die andere Endstellung zu vereinfachen, kann die Auslöseeinheit 9 zumindest an einem ihrer axialen Enden eine Rampenkontur 14 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann auch das Betätigungselement 11 mit einer Rampenkontur 15 ausgestattet sein. Bei der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist die Rampenkontur 15 des Betätigungselements 11 durch einen im Wesentlichen kreisbogenförmig abgerundeten Kontakt- oder Betätigungsbereich des Betätigungselements 11 gebildet. Bei der in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsform ist die Rampenkontur 15 des Betätigungselements 11 dagegen durch eine geneigt zur Längsrichtung 4 verlaufende ebene Fläche gebildet. Auch die Rampenkonturen 14 der Auslöseeinheit 9 sind bei beiden Ausführungsformen als ebene Flächen konfiguriert, die zur Längsrichtung 4 geneigt verlaufen.
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Gemäß den 2 bis 4 kann im Sensorgehäuse 10 zumindest ein Federelement 16 angeordnet sein, mit dessen Hilfe das Betätigungselement 11 in die erste Endstellung angetrieben ist. Im Beispiel handelt es sich beim Federelement 16 um eine Schraubendruckfeder. Bei der in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsform wird auf ein derartiges Federelement 16 verzichtet. In diesem Fall ist das Betätigungselement 11 ausschließlich durch die Schwerkraft in Richtung der ersten Endstellung angetrieben. Bevorzugt kommt jedoch auch hier ein solches Federelement 16 zum Einsatz.
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In den 5 und 6 ist außerdem jeweils eine Schienenendkappe 18 angedeutet, die an einem Endabschnitt der Bodenschiene 6 angebracht sein kann. Entsprechend einer besonders vorteilhaften, hier nicht gezeigten Ausführungsform kann die Funktionalität der Auslöseeinheit 9 in diese Schienenendkappe 18 integriert sein. In diesem Fall ist dann die Auslöseeinheit 9 als derartige Schienenendkappe 18 ausgestaltet.
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Zumindest bei der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist am Sensorgehäuse 10 ein Anschlag 19 ausgebildet, der für das Betätigungselement 11 die erste Endstellung definiert. An diesem Anschlag 19 kommt das Betätigungselement 11 in der ersten Endstellung zur Anlage. Im gezeigten Beispiel ist dieser Anschlag 19 so angeordnet, dass es mit einem den Permanentmagneten 13 aufweisenden Bereich des Betätigungselements 11 zusammenwirkt. Gemäß 2 kann mit Hilfe des Anschlags 19 besonders einfach eine Ausführungsform realisiert werden, bei welcher das Betätigungselement 11 seitlich versetzt zur Sitzschiene 5 und seitlich versetzt zur Bodenschiene 6 mit der Auslöseeinheit 9 zusammenwirkt. Das Betätigungselement 11 hat somit in keiner Relativlage des Fahrzeugsitzes 1 zum Fahrzeugboden 3 einen Kontakt zur Bodenschiene 6. Außerhalb der zu detektierenden Sitzposition, also außerhalb der Auslöseeinheit 9 ist das Betätigungselement 11 mit seinem zur Kontaktierung mit der Auslöseeinheit 9 vorgesehenen Kontakt- oder Betätigungsbereich freistehend angeordnet.
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Im Unterschied dazu zeigen die 5 und 6 eine Ausführungsform, bei welcher das Betätigungselement 11 außerhalb der zu detektierenden Sitzposition, also außerhalb der Auslöseeinheit 9 mit der zugehörigen Bodenschiene 6 zusammenwirkt, also daran zur Anlage kommt. In diesem Fall definiert die Bodenschiene 6 die erste Endstellung des Betätigungselements 11.
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Der hier vorgestellte Positionssensor 7 arbeitet wie folgt:
Befindet sich der Fahrzeugsitz 1 außerhalb der zu detektierenden Sitzposition kann die Auslöseeinheit 9 nicht mit dem Betätigungselement 11 zusammenwirken, so dass dieses gemäß den 1 bis 3 und 5 seine erste Endstellung einnimmt. In dieser ersten Endstellung befindet sich der Permanentmagnet 13 entweder wie bei der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform innerhalb des Detektionsbereichs des Hall-Sensors 12 oder wie bei der in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsform außerhalb des Detektionsbereichs des Hall-Sensors 12. Jedenfalls kann eine hier nicht gezeigte, mit der Sensoreinheit 8 bzw. mit dem Hall-Sensor 12, beispielsweise über eine zumindest in den 3 und 4 dargestellte elektrische Steckverbindung 20, verbundene Auswerteeinrichtung dadurch eindeutig einen ersten Zustand erkennen und diesem die Information zuordnen, dass sich der Fahrzeugsitz 1 außerhalb der zu detektierenden Sitzposition befindet.
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Erreicht dagegen der Fahrzeugsitz 1 im Rahmen einer Sitzlängsverstellung die zu detektierende Sitzposition kommt es zu einem Zusammenwirken zwischen der Auslöseeinheit 9 und dem Betätigungselement 11, wodurch die Auslöseeinheit 9 das Betätigungselement 11 gemäß den 4 und 6 in die zweite Endstellung verstellt. Die zuvor genannte Auswerteeinrichtung kann nun eindeutig einen zweiten Zustand identifizieren, dem sie die Information zuordnet, dass sich der Fahrzeugsitz 1 in der zu detektierenden Sitzposition befindet. Diese Information kann nun dazu genutzt werden, ein entsprechendes Airbag an die geändert Sitzposition anzupassen.
