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Diese Offenbarung betrifft Fahrzeugsitze und insbesondere einen Fahrzeugsitz mit einem selbsteinstellenden Sitzsteifigkeitssystem.
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Fahrzeuge weisen in der Regel zumindest einen Sitz auf, auf dem ein Insasse sitzen kann, während sich das Fahrzeug im Gebrauch befindet. Fahrzeugsitze können ein Untergestell, das verstellbar auf einem Boden des Fahrzeugs angebracht ist, und eine verstellbar an dem Untergestell angebrachte Rückenlehne aufweisen, aber es wurden auch schon andere Sitzkonstruktionen verwendet, wie beispielsweise eine kontinuierliche Konstruktion aus Sitzuntergestell und Rückenlehne oder Konstruktionen mit mehreren Sitzuntergestellen und mehreren Rückenlehnen, oder das Untergestell oder die Rückenlehne des Sitzes können durch einen Fahrzeugaufbau bereitgestellt werden, oder es kann jede beliebige Kombination der obigen Konstruktionen vorliegen. Unabhängig davon, ob sie als getrennte Bauteile oder als kontinuierliche Einheit vorliegen, weisen das Untergestell und die Rückenlehne üblicherweise einen strukturellen Perimeter-Rahmen mit einem darin angeordneten Aufhängungssystem auf. Das Aufhängungssystem wird zum Stützen eines Insassen und zur Gewährleistung von Sitzkomfort verwendet. Aufhängungssysteme bestehen üblicherweise aus einer Kombination aus Kasten, Spiralfedern oder einem Aufhängungssystem aus einem drahtartigen Netzgeflecht und Schaumstoff. Die Aufhängungssysteme erstrecken sich üblicherweise überspannend zwischen zumindest einem Paar von gegenüberliegenden Bauteilen des Perimeter-Rahmens, damit die Anforderungen an Position des Fahrzeuginsassen und Komfort leichter erfüllt werden können.
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Das Untergestell und die Rückenlehne stellen eine Reaktionsfläche für die Masse des Fahrzeuginsassen bereit und stützen diesen. Die Steifigkeit von Aufhängungssystemen von Untergestell und Rückenlehne ist ein feststehender Wert und hängt von der Kombination aus Feder/Schaumstoff-Steifigkeit des Aufhängungssystems ab. Einige Systeme können dem Fahrzeuginsassen zwar eine Möglichkeit bieten, die Steifigkeit des Sitzes aus Komfortgründen zu verändern, aber wenn der Steifigkeitsgrad einmal gewählt ist, bleibt die Steifigkeit im Gebrauch ein feststehender Wert.
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Sicherheitsgurte werden häufig verwendet, um einen Fahrzeuginsassen im Sitz zu halten. Bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs können Masse und Beschleunigung des Fahrzeuginsassen in dem Sitz zu einer Kompression von Sitz und/oder Rückenlehne führen, so dass der Raum zwischen dem Sicherheitsgurt und dem Sitz größer wird, was wiederum dazu führen kann, dass der Fahrzeuginsasse unter dem Sicherheitsgurt durchrutscht. Der Begriff Beschleunigung wie hierin verwendet beinhaltet auch die Abbremsung. Das Durchrutschen unter einem Sicherheitsgurt infolge von Kompression des Sitzes kann als „Submarining“ bezeichnet wird. Fünf- und Sechspunktgurte tragen durch Schrittgurte zur Verhinderung des Durchrutschens bei, aber die meisten Fahrzeuge sind nicht mit Fünf- und Sechspunktgurten ausgerüstet, weil sie als unbequem empfunden werden und für den alltäglichen Gebrauch unzweckmäßig sind.
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Ein Sitz kann mit einer ausgeprägten Geometrie in bestimmten Stellen oder einem steiferen Untergestell und einer steiferen Rückenlehne ausgestattet werden, um den Fahrzeuginsassen besser zu stützen und den Halt durch den Sicherheitsgurt beim Beschleunigen zu erhöhen. Stärker ausgeprägte Geometrien und höhere Steifigkeiten neigen aber dazu, den Sitzkomfort zu vermindern, weil weichere Sitze den Komfort eher erhöhen.
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Ein Aspekt dieser Offenbarung befasst sich mit einem selbsteinstellenden Sitzsteifigkeitssystem mit einem Spannelement in Zusammenarbeit mit einer Spanneinheit, die mit einem Teil eines Sitzes verbunden ist und diesen überspannt. Die Spanneinheit ist zur automatischen Anpassung der Spannung des Spannelements ausgelegt, wodurch als Reaktion auf ein wahrgenommenes dynamisches Fahrzeugereignis Sitzsteifigkeit bereitgestellt wird. Die Spanneinheit kann eine Trägheitsverriegelungsaufrollspule, ein elektrischer Aufrollmittel, ein pyrotechnischer Aufrollmittel oder eine beliebige Reihe von anderen Vorrichtungen sein, die dem Spannelement Steifigkeit verleihen können.
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Eine Steuereinrichtung kann zur Steuerung der Spanneinheit verwendet werden. Die Steuereinrichtung kann ein Signal an die Spanneinheit senden, um die Spannung im Spannelement aufrechtzuerhalten oder um die Spannung in dem Spannelement zu erhöhen. Die Steuereinrichtung kann mit einem Pre-Crash-System des Fahrzeugs in Verbindung stehen und die Steuereinrichtung kann die Spannung des Spannelements als Reaktion auf eine potentielle Kollision des Fahrzeugs mit einem anderen Objekt nach Angabe des Pre-Crash-Systems einstellen. Die Steuereinrichtung kann mit einem Sitzdrucksensor oder Gewichtssensor in Verbindung stehen und die Steuereinrichtung kann die Spannung des Spannelements als Reaktion auf eine Zunahme des Sitzdruckes oder Gewichtes insbesondere im Fall einer raschen Zunahme des Gewichtsdruckes oder Gewichtes einstellen. Die Steuereinrichtung kann auch in der Lage sein, die Fahrzeugbeschleunigung zu überwachen. Die Steuereinrichtung kann die Fahrzeugbeschleunigung durch Kommunikation mit einem Fahrzeug-Kommunikationssystem überwachen. Das wahrgenommene dynamische Fahrzeugereignis kann ein auslösender Beschleunigungswert sein und die Steuereinrichtung kann die Spannung des Spannelements als Reaktion auf einen auslösenden Beschleunigungswert einstellen.
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Der Sitz kann gegenüberliegende erste und zweite Rahmenelemente aufweisen und das Spannelement kann den Sitz zwischen den ersten und zweiten Rahmenelementen überspannen. Das Spannelement kann mit dem ersten Rahmenelement verbunden sein und die Spanneinheit kann mit dem zweiten Rahmenelement verbunden sein. Das Spannelement kann quer bezüglich des Fahrzeugs ausgerichtet sein, es kann sich in Längsrichtung bezüglich des Fahrzeugs erstrecken, oder es kann in jeder angemessenen Richtung dazwischen verlaufen. Der Sitz kann ein Sitzaufhängungssystem aufweisen, das aus Federn und Auflagen besteht, und das Spannelement kann in dem Aufhängungssystem angeordnet sein oder über die Oberseite des Aufhängungssystems verlaufen.
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Das System kann auch ein aufblasbares Element aufweisen, das mit dem Spannelement verbunden ist. Das aufblasbare Element kann als Reaktion auf ein wahrgenommenes dynamisches Fahrzeugereignis in Kombination mit der Aufrechterhaltung oder Erhöhung der Spannung durch das Spannelement verwendet werden.
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Nach einem anderen Aspekt dieser Offenbarung wird ein Anti-Submarining-System für einen Fahrzeugsitz offenbart. Das Anti-Submarining-System weist ein Spannelement, das einen Teil eines Fahrzeugsitzes zwischen gegenüberliegenden Rahmenelementen überspannt, und eine Steuereinrichtung zur Spannung des Spannelements für erhöhte Steifigkeit des Sitzabschnitts als Reaktion auf ein wahrgenommenes dynamisches Fahrzeugereignis auf.
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Mit diesem System kann das wahrgenommene dynamische Fahrzeugereignis eine Beschleunigung des Fahrzeugs über eine Zielbeschleunigung hinaus oder eine potentielle Kollision des Fahrzeugs mit einem anderen Objekt sein. Eine Spanneinheit kann eine Trägheitsverriegelungsaufrollspule, ein elektrisches Aufrollmittel oder ein pyrotechnisches Aufrollmittel sein. Ein aufblasbares Element kann mit dem Spannelement verbunden sein und das aufblasbare Element kann auch als Reaktion auf die Spannung des Spannelements einsetzbar sein.
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Die obigen Aspekte dieser Offenbarung und andere Aspekte werden unten mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen ausführlicher erläutert.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Sitzrahmens mit Spannelementen, die sich im Wesentlichen in einer Fahrzeugquerrichtung erstrecken, wenn der Sitz in dem Fahrzeug eingebaut ist.
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines Sitzrahmens mit Spannelementen, die sich in einer Fahrzeugquerrichtung erstrecken und in einem spitzen Winkel dazu zurückkehren.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Sitzrahmens mit Spannelementen, die sich im Wesentlichen in einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken.
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4 ist eine Teilansicht eines Sitzes mit einer Spanneinheit, die auf der Innenseite von gegenüberliegenden Rahmenelementen angeordnet ist, und mit einem Spannelement, das durch ein Rahmenelement geführt ist.
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5 ist eine Teilansicht eines Sitzes mit einer Spanneinheit, die auf der Innenseite von gegenüberliegenden Rahmenelementen angeordnet ist, und mit einem Spannelement, das durch einen an einem Rahmenelement befestigten Haltebügel geführt ist.
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6 ist eine Teilansicht eines Sitzes mit einer Spanneinheit, die auf der Außenseite von gegenüberliegenden Rahmenelementen angeordnet ist.
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7 ist eine Teilansicht eines Sitzes mit einem aufblasen Element, das mit einem Spannelement verbunden ist.
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8 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes mit einem Spannelement, das außerhalb eines Sitzuntergestells angeordnet ist.
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9 ist eine diagrammatische Ansicht eines selbsteinstellenden Sitzsteifigkeitssystems.
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Die gezeigten Ausführungsformen werden mit Bezug auf die Zeichnungen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert werden können. Die Abbildungen sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Bauteile zu zeigen. Die bestimmten strukturellen und funktionalen offenbarten Einzelheiten sind nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage für die Unterrichtung eines Fachmanns, wie er die offenbarten Konzepte in die Praxis umsetzen kann.
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1 zeigt einen Fahrzeugsitz 10 ohne Füllmaterial oder Polsterung. Im gefüllten und gepolsterten Zustand weist der Sitz 10 ein Untergestell 12 und eine Rückenlehne 14 auf, die einen (nicht gezeigten) Fahrzeuginsassen beim Fahren in einem Fahrzeug stützen kann. Der Sitz 10 weist auch einen Rahmen 16 auf, der strukturelle Unterstützung für die Bauteile des Sitzes 10 bietet. Der Rahmen 16 kann Seitenrahmenelemente 18, 20, ein vorderes Rahmenelement 22 und ein hinteres Rahmenelement 24 aufweisen, die zur Einrahmung des Untergestells 12 zusammenwirken. Die Seitenrahmenelemente 18, 20 können gegenüberliegende erste und zweite Rahmenelemente 18, 20 bereitstellen. Die vorderen und hinteren Rahmenelemente 22, 24 können auch gegenüberliegende erste und zweite Rahmenelemente 22, 24 bereitstellen.
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Der Sitz 10 ist mit einem federartigen Sitzaufhängungssystem 26 gezeigt, aber es können auch andere Aufhängungsmechanismen verwendet werden. Eine Kissen- oder Schaumstoffauflage kann auf das Sitzaufhängungssystem 26 gelegt oder darin integriert werden, bevor der Sitz 10 gepolstert wird. Das Sitzaufhängungssystem 26 ist ausgelegt, einem Fahrzeuginsassen in dem Sitz ein komfortables Gefühl zu vermitteln.
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Ein Spannelement 30 ist gezeigt, das den Sitz 10 zwischen ersten und zweiten Rahmenelementen 18, 20 überspannt. Das Spannelement 30 kann mit dem ersten Rahmenelement 18 verbunden sein. Das Spannelement 30 kann so ausgerichtet sein, dass es sich im Wesentlichen quer bezüglich eines Fahrzeugs erstreckt, wenn der Sitz 10 in dem Fahrzeug eingebaut ist. Der Begriff „im Wesentlichen quer“ wie hierin verwendet bedeutet, dass sich die Spannelemente 30 nicht in perfekten 90-Grad-Winkeln zur Längsachse des Fahrzeugs erstrecken müssen, sondern dass die Spannelemente 30 vielmehr mehr eine Fahrzeugquerausdehnung als eine Fahrzeuglängsausdehnung aufweisen.
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Das gezeigte mittlere Spannelement 30 ist mit dem Sitzaufhängungssystem 26 verflochten, aber die Spannelemente 30 können über, wie mit dem vorderen Spannelement 30 gezeigt, oder unter dem Sitzaufhängungssystem 26, wie mit dem hinteren Spannelement 30 gezeigt, angeordnet werden oder sogar als Ersatz für das Sitzaufhängungssystem 26 insgesamt verwendet werden. Das Spannelement 30 kann aus einem ähnlichen Material wie das Sicherheitsgurtgewebe gefertigt sein, aber es ist nicht auf dieses Material oder diese Form beschränkt.
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Eine Spanneinheit 32 kann mit dem zweiten Rahmenelement 20 verbunden sein und in Zusammenarbeit mit dem Spannelement 30 einen Teil des Sitzes 10 überspannen. Die Spanneinheit 32 kann mit dem Spannelement 30 zusammenwirken, um die Spannung des Spannelements 30 automatisch einzustellen und als Reaktion auf ein wahrgenommenes dynamisches Fahrzeugereignis für Sitzsteifigkeit zu sorgen. Die Spanneinheit 32 kann eine dünn gepackte Aufrollspulenanordnung mit Trägheitsverriegelung sein, die auf bestimmte Fahrzeugpulsziele abgestimmt ist, um das Spannelement 30 bei den korrekten Fahrzeugeingaben auszulösen. Die Spanneinheit 32 kann ebenfalls eine Trägheitsverriegelung mit einem Solenoid, einer motorisierten Wicklung, einem pyrotechnischen System oder einer beliebigen Reihe von Vorrichtungen sein, die zur Aufrechterhaltung des Spannelements 30 in einer anfänglichen Steifigkeit oder sogar zur Erhöhung der Steifigkeit zum Einsatzzeitpunkt verwendet werden können.
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Die Aufrollspulenanordnung kann gestatten, dass die Spannung des Spannelements 30 im Gebrauch des Fahrzeugs außerhalb des wahrgenommenen dynamischen Fahrzeugereignisses kommt und geht und während des wahrgenommenen dynamischen Fahrzeugereignisses die Anfangsspannung beibehalten wird oder die Spannung des Spannelements 30 erhöht wird. Die Aufrollspule kann eine (nicht gezeigte) Feder aufweisen, die einen geringeren eingestellten Spannungsgrad des Spannelements 30 im normalen Fahrzeuggebrauch ermöglichen kann, und die Spanneinheit 32 kann dann zur Aufrechterhaltung oder Erhöhung des Spannungsgrads während eines wahrgenommenen dynamischen Fahrzeugereignisses eine weitere Ausdehnung des Spannelements 30 anhalten oder das Spannelement 30 in die Spule zurückziehen. Die Aufrollspule kann eine Trägheitsverriegelung aufweisen, die die Spule arretieren kann, wenn die Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit der Spule höher als ein eingestellter Betrag ist. Mit anderen Worten, wenn das Spannelement 30 zu schnell von der Spanneinheit 32 gezogen wird, arretiert die Trägheitsverriegelung und verhindert eine Bewegung des Spannelements 30 mit dem Sitzaufhängungssystem 26.
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Wenn sich das Fahrzeug im normalen Gebrauch befindet, erfährt der Fahrzeuginsasse eine Reihe von Beschleunigungen in Längs-, Quer- und vertikaler Fahrzeugrichtung, während er sich in dem Fahrzeugsitz 10 befindet, und das Sitzaufhängungssystem 26 sorgt für Abfederung der Beschleunigungen des Körpers des Fahrzeuginsassen. Das Sitzaufhängungssystem 26 stützt und polstert den Fahrzeuginsassen. Das Spannelement 30 und die Spanneinheit 32 wirken zusammen, damit das Sitzaufhängungssystem 26 den Fahrzeuginsassen stützen kann und sich unter dem Fahrzeuginsassen zusammendrücken und zurückspringen kann, um für eine gepolsterte Fahrt ohne bemerkenswerte Störung zu sorgen. Das Spannelement 30 und die Spanneinheit 32 können sogar ausgelegt sein, das Sitzaufhängungssystem 26 oder einen Teil des Sitzaufhängungssystems 26 im normalen Fahrzeuggebrauch bereitzustellen.
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Eine Kompression des Sitzaufhängungssystems 26 durch die Masse des Fahrzeuginsassen gegen den Sitz 10 bei einer Fahrzeugbeschleunigung kann einen vergrößerten Spalt zwischen dem Sitz 10 und einem (nicht gezeigten) Sicherheitsgurt ermöglichen. Wie oben erwähnt umfasst der Begriff Beschleunigung auch eine Abbremsung. Ein vergrößerter Spalt zwischen dem Sitz 10 und dem Sicherheitsgurt kann die Fähigkeit des Sicherheitsgurtes, den Fahrzeuginsassen in dem Sitz 10 zu halten, verändern. Eine schnelle Beschleunigung kann den Spalt zwischen dem Sitz 10 und dem Sicherheitsgurt noch weiter vergrößern.
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Wenn das Spannelement 30 und die Spanneinheit 32 ein wahrgenommenes dynamisches Fahrzeugereignis erfahren, wie beispielsweise eine schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs, wirken das Spannelement 30 und die Spanneinheit 32 zusammen, um eine eingestellte Spannung aufrechtzuerhalten, so dass das Sitzaufhängungssystem 26 keine weitere Kompression durch den Fahrzeuginsassen gegen den Sitz 10 erfährt. Das Spannelement 30 und die Spanneinheit 32 wirken zusammen, um die Spannung des Sitzes 10 aufrechtzuerhalten oder zu erhöhen und den Spalt zwischen dem Sitz 10 und dem Sicherheitsgurt im Wesentlichen konstant zu halten oder den Spalt sogar zu schließen, so dass der Fahrzeuginsasse von dem Sicherheitsgurt besser in dem Sitz 10 gehalten wird. Die Aufrechterhaltung des Spalts zwischen dem Sitz 10 und dem Sicherheitsgurt trägt dazu bei, dass ein Fahrzeuginsasse nicht mehr unter dem Sicherheitsgurt durchrutscht.
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Die Spannelemente 30 können auch in dem Sitz 10 angeordnet sein, so dass sie eine Rampe oder eine Aufwärtsstufe in einer Längsvorwärtsrichtung bereitstellen. Die weiter vorne liegenden Spanneinheiten 32 können an den Seitenrahmenelementen 18, 20 an vertikalen Stellen befestigt werden, die höher sind als die weiter hinten liegenden Spanneinheiten 32. Diese Konfiguration macht es möglich, dass die Spannelemente 30 den Sitz überqueren und einen Rampeneffekt bereitstellen, der ein Submarining-Ereignis weiter unterbinden kann.
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2 zeigt ein Spannelement 30, das sich zwischen einem ersten und einem zweiten Rahmenelement 18, 20 in einer winkelförmigen Kreuzrichtung erstreckt. Das gezeigte Spannelement 30 erstreckt sich in spitzen Winkeln zu der Fahrzeugquerrichtung. Das Spannelement 30 ist mit dem zweiten Rahmenelement 20 verbunden, erstreckt sich winkelförmig über den Sitz 10 bis zu dem ersten Rahmenelement 18, verläuft dann in einer Schleife zurück über sich selbst und kehrt zu einer Spanneinheit 32 zurück, die mit dem zweiten Rahmenelement 20 verbunden ist. Das Spannelement 30 kann durch einen Stift verlaufen, der in einer von dem ersten Rahmenelement 18 wie gezeigt definierten Öffnung angeordnet ist, oder das Spannelement 30 kann durch einen Haltebügel verlaufen, der sich von dem ersten Rahmenelement 18 erstreckt, oder durch das erste Rahmenelement 18 selbst. Das Spannelement 30 kann sich unter dem Sitzaufhängungssystem 26 in einer Richtung und über dem Sitzaufhängungssystem 26 in der anderen Richtung, in beiden Richtungen über dem, in beiden Richtungen unter dem oder verflochten mit dem Sitzaufhängungssystem 26 in einer der Richtungen oder in beiden oder in jeder beliebigen Kombination der obigen verlaufen.
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3 zeigt ein Spannelement 30, das sich zwischen einem ersten und einem zweiten Rahmenelement 22, 24 erstreckt. In dieser Ausführungsform sind die ersten und zweiten Rahmenelemente 22, 24 die vorderen und hinteren Rahmenelemente 22, 24. Die Spanneinheit 32 kann entweder an dem ersten oder an dem zweiten Rahmenelement 22, 24 befestigt sein, wobei sich das Spannelement 30 davon zu einem anderen Rahmenelement erstreckt. Obwohl die obigen Figuren Spannungselemente 30 zeigen, die sich nur zwischen den ersten und zweiten Rahmenelementen 18, 20 oder 22, 24 erstrecken, können sich Spannelemente 30 gleichzeitig zwischen ersten und zweiten Elementen und dritten und vierten Elementen erstrecken, was zu einer Überlappung der Spannelemente 30 führt. Die Spannelemente 30 können sich auch zwischen zwei benachbarten Rahmenelementen erstrecken und das Spannelement 30 kann auch ein Maschengeflecht von Gurten oder Geweben sein, das sich zwischen zwei oder mehr Rahmenelementen erstreckt.
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Obwohl dies in dieser Figur nicht spezifisch gezeigt ist, können die Spanneinheiten 32 an dem vorderen Rahmenelement 22 an einer vertikalen Stelle befestigt sein, die höher ist als die vertikale Stelle der entsprechenden Spanneinheit 32 für dasselbe Spannelement 30, die an dem hinteren Rahmenelement 24 befestigt ist. Diese Konfiguration ermöglicht einen Rampeneffekt durch die Spannelemente 30, wenn die Spanneinheiten 32 aktiv werden, um die Steifigkeit der Spannelemente 30 aufrechtzuerhalten oder zu erhöhen, wodurch ein Submarining-Ereignis weiter unterbunden werden kann.
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4 zeigt eine Ausführungsform, in welcher die Spanneinheit 32 auf einer Innenseite 36 eines Rahmenelements 38 angeordnet ist. Das Rahmenelement 38 kann ein Seitenrahmenelement 18, 20, ein vorderes Rahmenelement 22, ein hinteres Rahmenelement 24 eines Untergestells 12, wie in 1 gezeigt sein, oder es kann jedes andere Rahmenelement in dem Rahmen 12 des Sitzes 10 sein, einschließlich ein Rahmenelement in der Rückenlehne 14. In dieser Ausführungsform definiert das Rahmenelement 38 ein Durchgangsloch 40 und eine Kerbe 44 zur Orientierung des Spannelements 30, wenn sich dieses von der Spanneinheit 32 aus erstreckt. Ein dem Rahmenelement 38 gegenüberliegendes Rahmenelement 44 definiert auch ein Durchgangsloch 46 und eine Kerbe 48. Das Spannelement 30 erstreckt sich von der Spanneinheit 32 durch das Durchgangsloch 40 und hoch bis zu der und um die Kerbe 42 hinüber zu der Kerbe 48 auf dem gegenüberliegenden Rahmenelement 44 und hinunter durch das Durchgangsloch 46 und ist auf der Innenseite 50 des gegenüberliegenden Rahmenelements 44 verankert.
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5 zeigt zwei Spannelemente 30; ein erstes Spannelement 54 und ein zweites Spannelement 56, aber es kann jede beliebige Anzahl von Spannelementen 30 verwendet werden. Das erste Spannelement 54 ist in einem aktivierten Zustand gezeigt, in dem die Spanneinheit 32 die Spannung auf dem ersten Spannelement 54 aufrechterhält oder erhöht, und das zweite Spannelement 56 ist in einem entspannten Zustand gezeigt, in dem eine Spanneinheit 32 die Spannung auf dem zweiten Spannelement 56 nicht aufrechterhält oder erhöht.
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5 zeigt eine andere Ausführungsform, in der eine Spanneinheit 32 auf einer Innenseite 36 eines Rahmenelements 38 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform erstreckt sich ein Spannelement 30 von der Spanneinheit 32 nach oben und durch einen ersten Führungsbügel 58 über den Sitz bis zu einem gegenüberliegenden Rahmenelement 44 durch einen zweiten Führungsbügel 60 und ist an dem gegenüberliegenden Rahmenelement 44 verankert. Wiederum ist ein erstes Spannelement 54 in einem aktivierten Zustand gezeigt, in dem die Spanneinheit 32 die Spannung auf dem ersten Spannelement 54 aufrechterhält oder erhöht, und ein zweites Spannelement 56 ist in einem entspannten Zustand gezeigt, in dem eine Spanneinheit 32 die Spannung auf dem zweiten Spannelement 56 nicht aufrechterhält oder erhöht.
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6 zeigt eine andere Ausführungsform, in der eine Spanneinheit 32 auf einer Außenseite 62 eines Rahmenelements 38 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform definieren das Rahmenelement 38 und ein gegenüberliegendes Rahmenelement 44 beide eine Kerbe 42, 48 und das Spannelement 30 erstreckt sich von der Spanneinheit 32 zu den Kerben, überspannt die gegenüberliegenden Rahmenelemente 38, 44 zwischen den beiden Kerben 42, 48 und ist an dem gegenüberliegenden Rahmenelement 44 verankert. Wiederum ist ein erstes Spannelement 54 in einem aktivierten Zustand gezeigt, in dem die Spanneinheit 32 die Spannung auf dem ersten Spannelement 54 aufrechterhält oder erhöht, und ein zweites Spannelement 56 ist in einem entspannten Zustand gezeigt, in dem eine Spanneinheit 32 die Spannung auf dem zweiten Spannelement 56 nicht aufrechterhält oder erhöht.
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7 zeigt ein aufblasbares Element 66, das mit einem Spannelement 30 verbunden ist. Das aufblasbare Element 66 kann ein separates Bauteil sein, das an dem Spannelement 30 befestigt ist, oder es kann in das Spannelement 30 integriert sein. Das aufblasbare Element 66 kann als Reaktion auf ein wahrgenommenes dynamisches Fahrzeugereignis eingesetzt werden. Das aufblasbare Element 66 kann mit einer pyrotechnischen Vorrichtung und einem expandierbaren Material, ähnlich wie ein Airbag, aufgeblasen werden oder pneumatisch sein. Das aufblasbare Element 66 kann ausgelegt sein, sich im Gebrauch aufzuweiten und zu entleeren, so dass es wiederverwendbar ist, oder es kann nur zur einmaligen Verwendung ausgelegt sein. Das aufblasbare Element 66 kann auch bei einem zweiten wahrgenommenen dynamischen Fahrzeugereignis eingestellt werden, das intensiver ist als ein erstes wahrgenommenes dynamisches Fahrzeugereignis. Beispielsweise kann die Spanneinheit 32 das Spannelement 30 bei einer Fahrzeugbeschleunigung arretieren, die mit einem Vollbremsereignis vergleichbar ist, während das aufblasbare Element 66 nur bei einer Fahrzeugbeschleunigung zum Einsatz kommen kann, die ein Vollbremsereignis überschreitet, wie beispielsweise beim Aufprallen des Fahrzeugs auf ein anderes Objekt.
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8 zeigt einen Sitz 70 komplett mit einem Rahmen 16 und einem Sitzaufhängungssystem 26 (am besten in 1 zu sehen), mit Schaumstofffüllung und Polsterung 72. In dieser Ausführungsform definiert die Polsterung 72, die das Untergestell 12 bedeckt, eine Reihe von Durchgangslöchern 74 und das Spannelement verläuft durch die Durchgangslöcher 74 und erstreckt sich über das Untergestell 12 auf der Außenseite der Polsterung 72. Das Spannelement 30 ist noch an einem Rahmenelement 38 in dem Untergestell 12 an einem Ende verankert und erstreckt sich bis zu einer Spanneinheit 32, die mit einem gegenüberliegenden Rahmenelement 44 verbunden ist. Die Spanneinheit 32 kann auf dem Sitz 70 angeordnet sein, so dass sie in der Polsterung 72 angeordnet ist und von einem Fahrzeuginsassen wie gezeigt nicht zu sehen ist, oder sie kann in Sichtweite des Fahrzeuginsassen mit dem Sitz 70 verbunden sein. Eine Ersatzteilausrüstung zur Befestigung eines selbsteinstellenden Sitzsteifigkeitssystems an einem existierenden Sitz kann eine solche Konfiguration bereitstellen.
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9 zeigt ein Fahrzeug 80 mit einem selbsteinstellenden Sitzsteifigkeitssystem/Fahrzeugsitz-Anti-Submarining-System 82. Das System 82 kann eine Steuereinrichtung 84 zu Steuerung der Spanneinheit 32 aufweisen. Die Steuereinrichtung 84 kann ein Signal 86 an die Spanneinheit 32 senden, um zumindest eine Anfangsspannung in dem Spannelement 30 aufrechtzuerhalten (siehe 1). Die Steuereinrichtung 84 kann auch ein Signal 86 an die Spanneinheit 32 senden, um die Spannung in dem Spannelement 30 zu erhöhen.
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Das System 82 kann auch ein Fahrzeug-Pre-Crash-System 88 aufweisen oder damit in Verbindung stehen, wie von dem Verbindungspfeil 90 angezeigt wird. Die Steuereinrichtung 84 kann mit dem Fahrzeug-Pre-Crash-System 88 in Verbindung stehen, um ein wahrgenommenes dynamisches Fahrzeugereignis zu erkennen, und in Reaktion auf das wahrgenommene dynamische Fahrzeugereignis kann die Steuereinrichtung 84 ein Signal 86 an die Spanneinheit 32 senden, um die Spannung auf dem Spannelement 30 aufrechtzuerhalten oder zu erhöhen. Das wahrgenommene dynamische Fahrzeugereignis kann eine potentielle Kollision des Fahrzeugs 80 mit einem anderen Objekt sein, das von dem Fahrzeug-Pre-Crash-System 88 bestimmt wurde. Die Steuereinrichtung 84 kann die Spannung des Spannelements 30 als Reaktion auf die Art der potentiellen Kollision des Fahrzeugs 80 mit einem anderen Objekt auch auf unterschiedlichen Stufen einstellen.
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Das System 82 kann ferner einen in dem Sitz 94 angeordneten Sitzdrucksensor 92 umfassen oder damit in Verbindung stehen, wie von dem Verbindungspfeil 96 angezeigt wird. Die Steuereinrichtung 84 kann mit dem Sitzdrucksensor 92 kommunizieren, um das Ausmaß des Druckes zu bestimmen, den ein (nicht gezeigter) Fahrzeuginsasse auf den Sitz aufbringt, wenn er sich in dem Fahrzeug 80 befindet. Bei einem dynamischen Fahrzeugereignis kann sich der Druck eines Fahrzeuginsassen auf den Sitz 94 verändern und die Kompression des Sitzaufhängungssystems 26 (siehe 1) und der Kissen kann den Spalt zwischen dem Sitz 94 und einem (nicht gezeigten) Sicherheitsgurt vergrößern. Die Steuereinrichtung 84 kann mit einer Vergleichstabelle für Sitzdruck/Sitzkompression vorprogrammiert sein und die Spanneinheit 32 zur Aufrechterhaltung einer Mindestsitzkompression steuern. Die Mindestsitzkompression kann auch je nach Fahrzeugdynamik skaliert werden. Mit anderen Worten kann eine geringere Spannung des Spannelements 30 bei niedrigeren Geschwindigkeiten und geringeren Fahrzeugbeschleunigungen eingestellt werden, während eine höhere Spannung des Spannelements 30 bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten und für höhere Fahrzeugbeschleunigungen eingestellt werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist das wahrgenommene dynamische Fahrzeugereignis eine Zunahme des Sitzdruckes und die Steuereinrichtung 84 kann die Spannung des Spannelements 30 als Reaktion auf eine Zunahme des Sitzdruckes einstellen.
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Das System 82 kann ferner ein Fahrzeugkommunikationssystem 98 umfassen oder damit in Verbindung stehen, wie es durch den Verbindungspfeil 99 angezeigt wird. Ein internes Fahrzeugkommunikationssystem 98 kann elektronische Systeme in dem Fahrzeug 80 miteinander verbinden. Das Fahrzeugkommunikationssystem 98 kann bestimmte Protokolle aufweisen, die befolgt werden, wie etwa ein Controller Area Network (CAN) oder ein Local Interconnect Network (LIN). Besondere Anforderungen an die Fahrzeugsteuerung können in dem Fahrzeugkommunikationssystem 98 enthalten sein, wie beispielsweise die Zusicherung der Abgabe von Nachrichten, zugesicherte nicht in Konflikt stehende Meldungen, zugesicherte Abgabezeit, EMF Geräuschdämpfung und Beleuchtung von Redundant Routing.
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In dieser Ausführungsform, die mit den anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, kann die Steuereinrichtung 84 auf das Fahrzeugkommunikationssystem 98 zugreifen und die Fahrzeugdynamik überwachen, wie etwa Beschleunigung oder Gieren, die von dem Fahrzeugkommunikationssystem 98 erhältlich sind. Das wahrgenommene dynamische Fahrzeugereignis kann ein Auslösungswert eines beliebigen einer Reihe von überwachbaren dynamischen Fahrzeugparametern sein, einschließlich aber ohne Einschränkung ein Beschleunigungs- oder Gierwert. Die Steuereinrichtung 84 kann die Spannung des Spannelements 30 als Reaktion auf den auslösenden Beschleunigungswert einstellen.
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Die Steuereinrichtung 84 kann einem Teil des Sitzes 94 als Reaktion auf ein wahrgenommenes dynamisches Fahrzeugereignis erhöhte Steifigkeit verleihen. Die erhöhte Steifigkeit kann den Spalt zwischen dem Sitz 94 und einem Sicherheitsgurt, der aufgrund von Kompression des Sitzes 94 durch das auf den Sitz 94 bei einem Ereignis einwirkende Gewicht des Fahrzeuginsassen größer wird, verkleinern. Das wahrgenommene dynamische Fahrzeugereignis kann eine tatsächliche schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs oder eine potentielle schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs sein.
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Die Steuereinrichtung 84 kann auch mit einem aufblasbaren Element 66 (siehe 7) in Verbindung stehen, das mit dem Spannelement 30 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 84 kann auch den Einsatz des aufblasbaren Elements 66 steuern. Wie oben erwähnt kann das aufblasbare Element 66 zusammen mit der Spannung des Spannelements 30 eingesetzt werden oder es kann eingestellt werden, dass es erst bei einer höheren Stufe der wahrgenommenen Fahrzeugdynamik zum Einsatz kommt.
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Das Spannelement 30 kann in Zusammenarbeit mit der Spanneinheit 32 und möglicherweise in zusätzlicher Zusammenarbeit mit einer Steuereinrichtung 84 des Systems 82 zur Erzielung von Kombinationen der folgenden Ziele ausgelegt sein: Bereitstellung von verstärkter Zurückhaltung eines Fahrzeuginsassen während eines dynamischen Fahrzeugereignisses. Bereitstellung von verstärkter Zurückhaltung des Beckens eines Fahrzeuginsassen. Bereitstellung einer dynamischen einstellbaren Steifigkeit der Sitzuntergestellfüllung und der Rückenlehne zur Verwendung während Fahrzeugleistungsdynamik. Prüfung eines selbstadaptiven anpassenden Sitzpolsters und Rückenlehnenpolsters für Komfort zu jeder Zeit. Bereitstellung eines einstellbaren Komfortniveaus für Sitzuntergestell und Rückenlehne für den Fahrzeuginsassen, ob manuell oder elektronisch, das auf ein bestimmtes Design oder von dem Fahrzeuginsassen abgestimmt werden kann. Bereitstellung einer vor einem Aufprall aktiven Rückhaltevorrichtung. Bereitstellung eines einsetzbaren aufblasbaren Elements 66, das aufgeblasen werden kann, um seine Größe zu erhöhen, zur Erzeugung einer Reaktions- oder Obstruktionsfläche zur weiteren Verbesserung der Zurückhaltung eines Fahrzeuginsassen bei einem dynamischen Fahrzeugereignis. Bereitstellung eines Fahrzeuginsassen-Klassifikationssensors, mit dessen Hilfe die Steuereinrichtung 84 die Spannungen je nach Gewicht des Fahrzeuginsassen weiter anpassen kann. Fahrzeuginsassen-Klassifikation kann auch beim Einsetzen des aufblasbaren Elements 66 verwendet werden. Beispielsweise kann ein leichterer Fahrzeuginsasse kleiner und anfälliger für Durchrutschen unter dem Sicherheitsgurt sein, so dass der Zielwert für einen leichteren Fahrzeuginsassen verringert werden kann und das aufblasbare Element für ein solches Szenario früher eingesetzt werden kann. Bereitstellung eines Ersatzes für die traditionellen Kissenpolster und/oder Sitzaufhängungssysteme 26 durch Verwendung von dynamischen Stützgeometrien und Spannsystemen. Bereitstellung einer reaktiven und energieabsorbierenden Rückhaltefläche für einen Heckaufprall (d.h. „Rückenlehnen-Schutzhandschuh“).
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Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der offenbarten Vorrichtung und des Verfahrens beschreiben sollen. Stattdessen sind die in der Spezifikation verwendeten Wörter beschreibende und nicht einschränkende Wörter und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen möglich sind, ohne vom Geist und Umfang der beanspruchten Offenbarung abzuweichen. Die Merkmale verschiedener umsetzender Ausführungsformen können zur Bildung weiterer Ausführungsformen der offenbarten Konzepte kombiniert werden.
