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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Sitzes oder wenigstens einer verstellbaren Sitzkomponente des Sitzes in einem Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie betrifft auch ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
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Verstellbare Sitze, die beispielsweise mittels Elektromotoren verstellbar sind, findet man heutzutage vornehmlich in Kraftfahrzeugen der Mittel- und Oberklasse vor. Die Verstellbarkeit soll zur Erhöhung des Sitzkomforts beitragen.
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In der
DE 10 2008 057 861 B4 wird ein Verfahren vorgestellt, bei dem ein verstellbarer Sitz verstellt und der bei der Verstellung auftretende Strom gemessen wird. Aus dem gemessenen Strom wird die Gewichtskraft einer auf dem Sitz befindlichen Person ermittelt. Die ermittelte Gewichtskraft dient unter anderem zur Anpassung der Gurtstraffkraft eines Sicherheitsgurtes und der Zündkraft eines Airbags im Falle eines Unfalls. Eine individuelle Anpassung kann somit auch erfolgen, ohne dass das Gewicht des Insassen mittels teurer Sensoren gemessen werden muss.
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Ein Verfahren mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 5 sind aus der
DE 196 24 587 A1 bekannt geworden.
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Konkret wird in diesem Dokument vorgeschlagen, die auf einen Kraftfahrzeugsitz einwirkenden Kräfte, insbesondere in Form von Beschleunigungskräften, mittels eines Beschleunigungssensors zu erfassen. Der Beschleunigungssensor sendet seine Messsignale an eine Auswerteeinheit, welche wiederum Verstelleinrichtungen für Komponenten des Kraftfahrzeugsitzes ansteuert. Auf diese Weise soll es ermöglicht werden, in Abhängigkeit eines bestimmten Bewegungszustandes oder einer bestimmten Fahrsituation des Kraftfahrzeugs, eine dynamische Sitzanpassung für einen Fahrzeuginsassen durchzuführen und diesen dadurch zu entlasten.
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Als Ursachen für Beschleunigungskräfte werden das Abbremsen des Kraftfahrzeugs, aber auch bei einem rückwärtigen Crash auftretende Beschleunigungskräfte genannt. Insbesondere wird eine Neigungsverstellung einer Rückenlehne nach vorne bei einer in Fahrtrichtung wirkenden Beschleunigungskraft vorgeschlagen.
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Es sind jedoch Fahrsituationen denkbar, in denen dieses Verfahren nicht hilfreich ist. So ändert sich beim Befahren von unebenen Fahrstrecken mit auftretenden Fahrbahnneigungen, insbesondere mit stärkeren Steigungen und/oder Gefällen, auch die Neigung eines Fahrzeugsitzes bzw. die Neigung seiner Sitzkomponenten in Bezug auf die Schwerkraft. Dadurch hat man eine auf einem Sitz befindliche Person das Gefühl, nicht mehr die zuvor eingestellte und als angenehm empfundene Sitzeinstellung vorzufinden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem der gefühlte Sitzkomfort eines Fahrzeuginsassen verbessert werden kann. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein geeignetes Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
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Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 5 gelöst.
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Vorteilhafte Ausbildungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweils abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Sitzes oder wenigstens einer verstellbaren Sitzkomponente des Sitzes in einem Kraftfahrzeug. Dabei wird der Sitz oder die wenigstens eine Sitzkomponente in Abhängigkeit einer bestimmten Fahrsituation oder eines bestimmten Bewegungszustandes des Kraftfahrzeugs selbsttätig verstellt. Die selbsttätige Verstellung erfolgt vorzugsweise elektromechanisch mit geeigneten Elektromotoren. Andere Verstellmechanismen, wie bspw. eine hydraulische oder pneumatische Verstellung sind jedoch denkbar.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass der Sitz oder die wenigstens eine Sitzkomponente in Abhängigkeit einer Neigung des Kraftfahrzeugs verstellt wird.
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Als Neigung im Sinne der Erfindung soll dabei eine Neigung des Kraftfahrzeugs um seine Querachse (Y-Achse) und/oder um seine Längsachse (X-Achse) verstanden werden.
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Durch die Erfindung wird die Grundvoraussetzung dafür geschaffen, dass ein Sitz oder wenigstens eine seiner Sitzkomponenten bei einer Fahrt mit auftretender Fahrbahnneigung, insbesondere bei Steigung oder Gefälle, derart selbstständig verstellt werden kann, dass der gefühlte Sitzkomfort für einen auf diesem Sitz befindlichen Insassen erhöht wird.
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Es ist denkbar, dass ein Sitz nur als Ganzes verstellbar ist. In der Regel, insbesondere in höheren Preissegmenten, wird ein verstellbarer Sitz jedoch einzeln verstellbare Sitzkomponenten aufweisen. Einstellbare Sitzkomponenten können beispielsweise ein Sitzteil, eine Sitzlehne und/oder Seitenwangen der Sitzlehne oder des Sitzteils sein. Als Sitzkomponente im Sinne der Erfindung ist auch eine Kopfstütze zu betrachten.
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Eine erste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens schlägt vor, dass wenigstens eine Sitzlehne des Kraftfahrzeugsitzes in Abhängigkeit der Neigung verstellt wird. Dies erfolgt derart, dass die Sitzlehne bei einer Fahrt mit einer positiven Neigung (Steigung) nach vorne (also in eine gewöhnliche Fahrtrichtung) und bei einer Fahrt mit einer negativen Neigung (Gefälle) nach hinten (also entgegen der Fahrtrichtung) verstellt wird.
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Auf diese Weise lässt sich der gefühlte Sitzkomfort eines auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen spürbar verbessern. Denn an einer Steigung hat man das Gefühl, zu flach zu liegen und sich aufrichten zu wollen. Am Gefälle wirkt die Rückenlehne gewöhnlich steiler und man muss sich aktiv gegen die wirkende Schwerkraft aufrecht halten. Dann wirkt die Sitzlehne bewegungseinschränkend. Diesem unangenehmen Gefühl kann wirksam entgegengewirkt werden, indem die Sitzlehne entsprechend der Neigung des Kraftfahrzeugs automatisch steiler oder flacher gestellt wird.
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Gemäß einer anderen Ausbildung des Erfindungsgedankens erfolgt die selbsttätige Verstellung des Sitzes oder der wenigstens einen Sitzkomponente erst dann, wenn ein bestimmter Neigungsgrenzwert überschritten wird und nach der Überschreitung ein bestimmtes Zeitintervall vergangen ist.
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Auf diese Weise kann eine bestimmte "Dämpfung" der selbsttätigen Verstellung erzielt werden. Bei kleineren, kurz andauernden oder ständig wechselnden Neigungen des Kraftfahrzeugs kommt es somit nicht zu einer "Übersteuerung" und ständigen Verstellung des Sitzes, was unter Umständen auch wieder nachteilig vom Sitzbenutzer empfunden wird.
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Vorzugsweise sind der besagte Neigungsgrenzwert und auch das besagte Zeitintervall individuell einstellbar, wobei einem Bediener jederzeit die Möglichkeit gegeben wird, die Einstellungen auf erprobte und bewährte Standardwerte zurückzusetzen.
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Unabhängig davon kann es von einem Sitzbenutzer jedoch auch gewünscht und daher zweckmäßig sein, die Geschwindigkeit einer Sitzverstellung an die Geschwindigkeit einer Neigungsänderung des Kraftfahrzeugs anzupassen. Dies erscheint beispielsweise dann sinnvoll, wenn bei sich schnell ändernder oder wechselnder Neigung des Kraftfahrzeugs vom Sitzbenutzer doch eine ständige und schnelle Verstellung des Sitzes gewünscht ist. Allerdings setzt diese Weiterbildung entsprechend ansteuerbare Verstelleinrichtungen, bspw. elektrische Servomotoren voraus.
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Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein solches Kraftfahrzeug weist wenigstens einen verstellbaren Sitz oder wenigstens eine verstellbare Sitzkomponente auf. Dafür ist wenigstens eine Verstelleinrichtung vorhanden und wenigstens ein Sensor, welcher signaltechnisch mit wenigstens einer Auswerte- und Steuereinrichtung zur Ansteuerung der wenigstens einen Verstelleinrichtung verbunden ist. Eine Ansteuerung der wenigstens einen Verstelleinrichtung kann derart erfolgen, dass in Abhängigkeit von Daten des Sensors eine selbsttätige Verstellung des verstellbaren Sitzes oder wenigstens der verstellbaren Sitzkomponente möglich ist.
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Erfindungsgemäß ist der wenigstens eine Sensor ein Neigungssensor.
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Durch eine derartige Ausbildung des Kraftfahrzeugs ist das erfindungsgemäße Verfahren zuverlässig und kostengünstig durchführbar. Denn insbesondere bei hochwertig ausgestatteten Kraftfahrzeugen sind zumeist Neigungssensoren und verstellbare Sitze beziehungsweise Sitzkomponenten bereits vorhanden. Die Verstellung solcher Sitze beziehungsweise Sitzkomponenten erfolgt dabei in der Regel mittels elektrischer Motoren. Sämtliche genannten Komponenten sind seit langem praxiserprobt und zuverlässig. Allerdings beschränkt sich die Verstelleinrichtung im Sinne der Erfindung nicht auf eine elektrische Verstellung, sondern kann auch andersartig, bspw. hydraulisch, pneumatisch oder in Kombination dieser Ausbildungen realisiert sein.
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Es können Situationen auftreten, in denen die beschriebene, selbsttätige Verstellung eines Sitzes beziehungsweise einer Sitzkomponente nicht gewünscht ist oder andere Verstellparameter bevorzugt werden.
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Daher ist es zweckmäßig, wenn die selbsttätige Verstellung manuell ein-, ausschalt- und/oder einstellbar ist. Dies kann beispielsweise über ein Eingabemenü eines fahrzeugeigenen Bordsystems erfolgen.
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Eine Einstellbarkeit der selbsttätigen Verstellung kann beispielsweise dahingehend möglich sein, einen bestimmten Neigungsgrenzwert und ein bestimmtes Zeitintervall einzugeben, nach deren Überschreitung eine selbsttätige Verstellung aktiviert wird. Die Einstellbarkeit kann alternativ oder zusätzlich aber auch dahingehend ausgebildet sein, eine Verstellgeschwindigkeit für die selbsttätige Verstellung festzulegen beziehungsweise zu verändern.
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Um ein Höchstmaß an Bedienkomfort für einen Fahrzeuginsassen bereitzustellen, ist die selbsttätige Verstellung zweckmäßigerweise über Bedienschalter ein-, ausschalt- und/oder einstellbar.
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Derartige Bedienschalter können beispielsweise im Bereich solcher Bedienschalter angeordnet sein, über die normalerweise eine manuelle Einstellung des Sitzes oder deren Sitzkomponenten möglich ist.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird anhand der Figuren in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.
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Es zeigen, jeweils schematisch
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1 ein zur Durchführung des Verfahrens hergerichtetes Kraftfahrzeug,
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2 eine Verstellung einer Sitzlehne eines Kraftfahrzeugs bei Fahrt mit einer Steigung,
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3 die Verstellung einer Sitzlehne eines Sitzes bei Fahrt des Kraftfahrzeugs in einem Gefälle und
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4 ein Diagramm, wobei Grenzwerte ersichtlich sind, bei denen eine Sitzverstellung erfolgt.
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Zunächst wird auf die 1 Bezug genommen.
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In dieser Figur ist ein Kraftfahrzeug K zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Kraftfahrzeug K fährt auf einer Fahrbahn B in einer gewöhnlichen Fahrtrichtung F. Das Kraftfahrzeug K verfügt zumindest auf der Fahrerseite, auf der eine Person P sitzt, über einen verstellbaren Sitz 1.
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Konkret besteht der Sitz 1 aus einem Sitzteil 2, einer Sitzlehne 3 und einer Kopfstütze 4. Sowohl das Sitzteil 2, die Sitzlehne 3 als auch die Kopfstütze 4 sind über Verstelleinrichtungen 12, 5 bzw. 6 verstellbar.
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Insbesondere sind die Verstelleinrichtungen 12, 5 und 6 elektromechanisch mit geeigneten Elektromotoren ausgebildet. Über die Verstelleinrichtung 12 ist eine Längsverschiebung LV des Sitzteils 2, über die Verstelleinrichtung 5 eine Neigungsverstellung NVL der Sitzlehne 3 und mittels der Verstelleinrichtung 6 eine Neigungsverstellung NVK der Kopfstütze 4 möglich.
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Die Neigungsverstellungen NVL, NVK erfolgen um eine Querachse (Y-Achse) des Kraftfahrzeugs K. Mit X ist eine Längs- und mit Z eine Hochachse des Kraftfahrzeugs beziffert.
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Abweichend vom Ausführungsbeispiel ist es denkbar, dass der Sitz 1 weitere verstellbare Komponenten aufweist. Dies können beispielsweise verstellbare Sitzwangen sein. Es ist auch denkbar, dass vorhandene Sitzkomponenten des Sitzes 1 alternativ oder ergänzend mit anderen Verstellbewegungen bewegbar sind, bspw. um die X-Achse oder sogar um die Z-Achse.
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Die Verstelleinrichtungen 5 und 6 sind über Steuerleitungen mit einer Auswerte- und Steuereinrichtung 8 verbunden. Diese ist wiederum signaltechnisch mit einem Neigungssensor 7 verbunden.
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Der Neigungssensor 7 erfasst eine augenblickliche Neigung des Kraftfahrzeugs K während der Fahrt auf der Fahrbahn B.
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Bei positiver Neigung (Steigung) α1 wird ein entsprechendes Signal an die Auswerte- und Steuereinrichtung 8 übermittelt. Entsprechendes gilt für eine negative Neigung (Gefälle) α2 des Kraftfahrzeugs K.
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In Abhängigkeit der augenblicklichen Neigung des Kraftfahrzeugs K, konkret in Abhängigkeit der vom Neigungssensor 7 an die Auswerte- und Steuereinrichtung 8 gelieferten Daten, erfolgt eine Ansteuerung der Verstelleinrichtung 5 mittels Steuersignale S1 und S2 sowie eine Ansteuerung der Verstelleinrichtung 6 mittels Steuersignale S3 und S4.
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Die Steuersignale S1, S2 führen zur Neigungsverstellung NVL der Sitzlehne 3 und die Steuersignale S3, S4 zur Neigungsverstellung NVK der Kopfstütze 4.
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Die angedeuteten Neigungsverstellungen NVL und NVK erfolgen also selbsttätig in Abhängigkeit der vom Neigungssensor 7 gelieferten Daten.
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Dennoch ist durch die Person P über einen Bedienschalter 10 jederzeit ein Ein-/Ausschalten der beschriebenen, selbsttätigen Sitzverstellung möglich.
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Unabhängig davon kann mittels eines Verstellschalters 9, der figurativ einem Sitz nachempfunden ist, jederzeit auch eine manuelle Verstellung des Sitzes 1 vorgenommen werden.
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In der 2 ist dargestellt, wie eine selbsttätige Sitzverstellung der Sitzlehne 3 erfolgt, wenn das Kraftfahrzeug K auf einer Fahrbahn B mit einer Steigung (positive Neigung α1) fährt. So ist ersichtlich, dass in einer solchen Fahrsituation die Sitzlehne 3 eine Neigungsverstellung NVL1 nach vorne, also in Fahrtrichtung F erfährt (vergleiche Position 3'). Die Person P (in den 2 und 3 nicht mehr dargestellt) hat so während der Steigung das Gefühl, besser von der Sitzlehne 3 abgestützt zu werden. Das Komfortgefühl wird daher erhöht.
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In der 3 ist dargestellt, wie die Verstellung des Sitzes 1 erfolgt, wenn das Kraftfahrzeug K einer Fahrbahn B mit einem Gefälle (negative Neigung α2) fährt. In diesem Fall erfolgt eine Neigungsverstellung NVL2 nach hinten, also entgegen der Fahrtrichtung F (vergleiche auch Position 3'‘ der Sitzlehne).
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In diesem Fall hat die Person P während des Gefälles nicht das Gefühl, von der Sitzlehne 3 in ihrer Bewegungsfreiheit beschränkt zu werden. Auch hier kann daher das Komfortgefühl durch die Neigungsverstellung der Sitzlehne 3 deutlich verbessert werden. Zusätzlich denkbare Verstellbewegungen der Kopfstütze 4 sind in den 2 und 3 nicht dargestellt worden.
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Damit bei geringen Neigungsänderungen des Kraftfahrzeugs K nicht ständig eine Verstellung des Sitzes 1 erfolgt, ist die Auswerte- und Steuereinrichtung 8 standardmäßig so eingestellt, dass eine Verstellbewegung des Sitzes 1, insbesondere der Sitzlehne 3 nur bei Überschreiten bestimmter Grenzwerte erfolgt. Dies ist anhand von 4 ersichtlich.
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In dieser Figur sind die Neigungen α1, α2 des Kraftfahrzeugs K über der Zeit t aufgetragen. Des Weiteren sind auch die Steuersignale S1 und S2 für die Verstelleinrichtung 5 der Sitzlehne 3 über der Zeit t aufgetragen. Das Steuersignal S1 bewirkt die Neigungsverstellung NVL1, das Steuersignal S2 die Neigungsverstellung NVL2 (vgl. 2 und 3).
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Es ist ersichtlich, dass ein positives Steuersignal S1 (S1 = 1), welches zu einer Neigungsverstellung NVL1 der Sitzlehne 3 nach vorne führt, erst dann ausgegeben wird, sobald ein Grenzwert α1min für eine positive Neigung α1 überschritten und zudem ein mindest erforderliches Zeitintervall Δtmin vergangen ist.
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Das Zeitintervall Δtmin bemisst sich von einem Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t2, wobei der Zeitpunkt t1 den Zeitpunkt einer Überschreitung des Grenzwertes α1min darstellt. Der Zeitpunkt t2 stellt den Zeitpunkt des Ablaufs vom Zeitintervall Δtmin dar. Eine Neigungsverstellung NVL2 nach hinten erfolgt im dargestellten Zeitfenster nicht. Fährt das Kraftfahrzeug K jedoch ausreichend lange wieder auf einer ebenen Fahrbahn B ohne Neigung α1 oder α2, erfolgt eine automatische Neigungsverstellung NVL (vgl. 1) der Sitzlehne 3 zurück auf eine ggf. manuell eingestellte Ausgangsstellung.
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Sowohl das Zeitintervall Δtmin als auch die Grenzwerte α1min und α2min sind über einen Bedienschalter 11 (vgl. 1) einstellbar.
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Unabhängig von den Bedienschaltern 10 und 11 kann die Bedienung aber auch über ein auf einer Anzeigeeinrichtung ersichtliches Bedienmenü eines bordeigenen Systems erfolgen (nicht dargestellt).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sitz
- 2
- Sitzteil
- 3, 3‘, 3‘‘
- Sitzlehne
- 4
- Kopfstütze
- 5
- Verstelleinrichtung
- 6
- Verstelleinrichtung
- 7
- Neigungssensor
- 8
- Auswerte- und Steuereinrichtung
- 9
- Verstellschalter
- 10
- Bedienschalter
- 11
- Bedienschalter
- 12
- Verstelleinrichtung
- B
- Fahrbahn
- F
- Fahrtrichtung
- K
- Kraftfahrzeug
- LV
- Längsverschiebung
- NVL
- Neigungsverstellung Sitzlehne
- NVL1
- Neigungsverstellung nach vorne
- NVL2
- Neigungsverstellung nach hinten
- NVK
- Neigungsverstellung Kopfstütze
- P
- Person
- S1–S4
- Steuersignale
- α1
- positive Neigung (Steigung)
- α1min
- Grenzwert für positive Neigung
- α2
- negative Neigung (Gefälle)
- α2min
- Grenzwert für negative Neigung
- t
- Zeit
- t1
- Zeitpunkt
- t2
- Zeitpunkt
- Δtmin
- Zeitintervall
- X
- Fahrzeug-Längsachse
- Y
- Fahrzeug-Querachse
- Z
- Fahrzeug-Hochachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008057861 B4 [0003]
- DE 19624587 A1 [0004]
