DE102016216653A1

DE102016216653A1 - Aktives Fahrzeugsitzsystem sowie Verfahren zum Betreiben eines aktiven Fahrzeugsitzsystems

Info

Publication number: DE102016216653A1
Application number: DE102016216653.0A
Authority: DE
Inventors: Sascha Barton-Zeipert; Elmar Baur; Andreas Rieckmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2018-03-08

Abstract

Aktives Fahrzeugsitzsystem (100), mit wenigstens einer Erfassungseinheit (20) zur Erfassung zumindest einer Störinformation, welche für eine Störung (S) auf eine Bewegung eines Fahrzeuges (1) spezifisch ist, wenigstens einem Fahrzeugsitz (10), wobei eine Fahrzeugsitzbewegung (B) des Fahrzeugsitzes (10) durch wenigstens eine Störungsauswirkung (A) der Störung (S) beeinflussbar ist, einer Verarbeitungseinheit (40) zur Bestimmung eines Fahrbahnprofils anhand der wenigstens einen erfassten Störinformation, wenigstens einem aktiven Element (30) zur Durchführung einer Kompensation (K) für den Fahrzeugsitz (10), sodass die Störungsauswirkung (A) auf die Fahrzeugsitzbewegung (B) anhand des bestimmten Fahrbahnprofils zumindest teilweise kompensierbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aktives Fahrzeugsitzsystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines aktiven Fahrzeugsitzsystems.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Auswirkungen von Störungen auf eine Bewegung des Fahrzeuges und insbesondere auf einen Fahrzeugsitz erfasst werden. Die Störungsauswirkungen werden dabei bspw. durch Fahrbahnunebenheiten verursacht, und bewirken ein Schwingen eines Fahrzeugsitzes. Dies führt insbesondere bei passiven Schwingsitzen dazu, dass ein unerwünschtes Ausfedern des Fahrzeugsitzes erfolgt. Hierdurch wird der Fahrkomfort und ggf. auch die Sicherheit während der Fahrt eingeschränkt.
Bekannt sind außerdem aktive Fahrzeugsitzsysteme. Im Gegensatz zu einem passiven Fahrzeugsitzsystem, bei welchem eine passive Kraftausübung auf den Fahrzeugsitz erfolgt (bspw. durch ein Federelement), wird bei dem aktiven Fahrzeugsitzsystem aktiv eine Kraft durch ein aktives Element auf den Fahrzeugsitz ausgeübt. Ein passives Fahrzeugsitzsystem ermöglicht daher nur passive Kompensationsbewegungen, bspw. durch eine Federung. Das aktive Fahrzeugsitzsystem kann hingegen, bspw. durch einen Motor, direkt auf die Federung oder auf eine Fahrzeugsitzbewegung einwirken. Insbesondere erfolgt die Einwirkung bei bekannten aktiven Fahrzeugsitzsystemen anhand einer Erfassung von Störungsauswirkungen auf den Fahrzeugsitz.
So ist aus der EP 1 987 970 A2 ein aktives Bewegungssystem eines landwirtschaftlichen oder industriellen Nutzfahrzeugs bekannt.
In der EP 1 577 156 A2 ist ein Fahrzeugsitz für ein Nutzfahrzeug offenbart, welcher einen eine Sitzstruktur tragenden Sitzunterbau umfasst, wobei der Sitzunterbau fahrzeugfest gehaltert ist.
Aus der WO 2014/197312 A1 ist außerdem ein aktives Federungssystem bekannt.
Allerdings lassen sich auch bei herkömmlichen aktiven Fahrzeugsitzsystemen die Störungsauswirkungen nur eingeschränkt kompensieren. Hierbei ist oft ein Problem, dass anhand der Erfassung der Störungsauswirkung (bspw. einer Beschleunigung am Fahrzeugsitz) nur eine unzureichende Kompensation möglich ist. Bei der Erfassung der Störungsauswirkung hat oft bereits eine Beeinflussung der Fahrzeugsitzbewegung stattgefunden. Des Weiteren sind die erfassten Informationen über die Störungsauswirkung oft nur für eine eingeschränkte Kompensation ausreichend.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kompensation, insbesondere aktive Kompensation, von Störungsauswirkungen bei einem Fahrzeugsitz zu verbessern.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein aktives Fahrzeugsitzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen aktiven Fahrzeugsitzsystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein aktives Fahrzeugsitzsystem für ein Fahrzeug, mit zumindest:

– wenigstens einer Erfassungseinheit, insbesondere des Fahrzeuges, zur (insbesondere vorausschauenden) Erfassung zumindest einer Störinformation, welche für eine Störung auf eine Bewegung des Fahrzeuges spezifisch ist,
– wenigstens einem, insbesondere aktiven, Fahrzeugsitz des Fahrzeuges (hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass eine Fahrzeugsitzbewegung des Fahrzeugsitzes durch wenigstens eine Störungsauswirkung der Störung beeinflussbar ist),
– wenigstens einer (z. B. elektronischen) Verarbeitungseinheit, insbesondere des Fahrzeuges, zur Bestimmung eines Fahrbahnprofils anhand der wenigstens einen erfassten Störinformation,
– wenigstens einem aktiven Element, insbesondere des Fahrzeuges und/oder des Fahrzeugsitzes, zur Durchführung einer, insbesondere aktiven, Kompensation für den Fahrzeugsitz, sodass insbesondere die Störungsauswirkung auf die Fahrzeugsitzbewegung anhand des bestimmten Fahrbahnprofils zumindest teilweise, insbesondere aktiv, kompensierbar ist.

Dies hat den Vorteil, dass schon vor dem Auftreten der Störungsauswirkung die Störung, welche die Störungsauswirkung verursacht, anhand der Störinformation vorausschauend erkannt werden kann, und darauf basierend die Kompensation erfolgen kann. Dies ermöglicht eine frühzeitige und vorausschauende Kompensation, welche optimal an die Störung angepasst werden kann. So ist bspw. auch eine Vorhersage der Störungsauswirkung anhand der Störinformation möglich. Insbesondere kann dabei die Kompensation dadurch erfolgen, dass eine Kompensationsvorlage berechnet wird, welche Informationen zur Erzeugung einer Kraftausübung durch das aktive Element umfasst. Die Informationen werden bspw. derart in Abhängigkeit von dem Fahrbahnprofil bestimmt, dass die Störungsauswirkung für die erfasste Störung / Störinformation vorhergesagt und/oder die Störungsauswirkung möglichst optimal durch die Kraftausübung kompensiert werden kann. Insbesondere kann hierzu auch eine modellbasierte Berechnung und/oder ein Fahrzeugprofil (z. B. mit Informationen über den Fahrzeugsitz und die Fahrzeugsitzdynamik) zur Berechnung herangezogen werden.
Insbesondere wird nicht (oder nicht nur) die Störungsauswirkung erfasst, um die Kompensation durchzuführen, sondern es wird (anhand der Störinformation) direkt die Störung erfasst, welche zu der Störungsauswirkung am Fahrzeugsitz führt. Mit anderen Worten erfolgt die Kompensation nicht erst anhand der Erfassung der Auswirkung der Störung am Fahrzeugsitz (also der Störungsauswirkung), sondern bereits anhand der Ursache für die Störungsauswirkung (also anhand der Störung bzw. Störinformation).
Die Störung ist bspw. eine Fahrbahnunebenheit oder dergleichen und die Auswirkung der Störung ist bspw. eine Beschleunigung am Fahrzeugsitz. Die Erfassung der Störung kann bspw. anhand von Bildinformationen als Störinformation erfolgen, wobei die Bildinformationen z. B. Informationen über die Fahrbahn liefern, über welche das Fahrzeug voraussichtlich fahren wird. Anhand dieser Bildinformationen kann dann die Störung, z. B. eine Unebenheit oder ein Schlagloch oder dergleichen, identifiziert werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Sensorik des Fahrzeuges, insbesondere eine Sensorik am Fahrwerk, ausgewertet werden, um die Störinformation zu bestimmen.
Insbesondere sind auch die am Fahrwerk wirkenden Kräfte abhängig von der Störung, und unterscheiden sich von der Störungsauswirkung am Fahrzeugsitz. Insbesondere kommt dieser Unterschied dadurch zustande, dass zunächst eine Übertragung der Kraftauswirkung vom Fahrwerk an den Fahrzeugsitz erfolgen muss. Da insbesondere der Fahrzeugsitz auf der trägen Masse einer Karosserie des Fahrzeuges verbaut ist, ist zwischen der Einleitung der Störung über die Räder des Fahrzeuges bis zu den Auswirkungen der Störung in der Karosserie und somit im Fahrzeugsitz eine gewisse Zeitdifferenz vorhanden. Vorzugsweise kann diese zur Kompensation genutzt werden, indem die Einleitung der Störung über die Vorderräder des Fahrzeuges als Störinformation erfasst (gemessen) wird. Dies hat den Vorteil, dass innerhalb der Zeitdifferenz eine Parametrisierung der Kompensation (bspw. durch Bestimmung einer Kompensationsvorlage) berechnet werden kann, um so die Störungsauswirkung optimal zu kompensieren.
Es ist dabei denkbar, dass zur Kompensation durch die Erfassungseinheit ausschließlich die Störinformation erfasst wird.
Alternativ ist es denkbar, dass auch weitere Informationen zur Durchführung der Kompensation herangezogen werden. Bspw. kann es im Rahmen einer geregelten Kompensation (unter Nutzung eines Regelkreises) vorgesehen sein, dass zusätzlich zur Störinformation (bzw. zur Störung) auch die Störungsauswirkung erfasst wird, um so die Kompensation weiter zu verbessern.
Des Weiteren ist es denkbar, dass die Störinformation mit wenigstens einer Information über die Störung erfasst wird, vorzugsweise zeitlich bevor die Störung und/oder die Störauswirkung die Bewegung

– des Fahrzeuges und/oder
– irgendeines Fahrzeugteils und/oder
– des Fahrzeugsitzes

Vorzugsweise ist der Fahrzeugsitz derart auf einem Gestell im Fahrzeug angebracht, dass sich der Fahrzeugsitz in vertikaler Richtung (d. h. in Richtung der Fahrzeughochachse) um einen vorgegebenen Federweg bewegen kann. Bevorzugt wird dabei die Last des Sitzes und/oder eines Passagiers auf dem Sitz von einem Federelement, insbesondere einer Luftfeder, getragen. Insbesondere das aktive Element kann dabei Kräfte am Fahrzeugsitz erzeugen, vorzugsweise dämpfende Kräfte oder Kräfte, welche aktiv gegen das Federelement arbeiten. So kann bspw. der Fahrzeugsitz durch das aktive Element aktiv eingezogen werden, bspw. wenn anhand der Störinformation ermittelt wird, dass das Fahrzeug über eine Störung, wie eine Bodenwelle, fährt. Somit wird vermieden, dass der Fahrzeugsitz stark ausfedert, wie dies ansonsten bei einem passiven Fahrzeugsitz der Fall wäre. Es lässt sich dadurch der Fahrkomfort deutlich steigern.
Insbesondere kann es möglich sein, dass eine Verarbeitungseinheit vorgesehen ist, um die Kompensation zumindest teilweise durchzuführen, insbesondere um anhand der Störinformation und/oder anhand des Fahrbahnprofils eine Kompensationsvorgabe zu berechnen. Bevorzugt führt die Verarbeitungseinheit hierzu eine aktive Regelung durch. Besonders bevorzugt führen/führt die Erfassungseinheit und/oder die Verarbeitungseinheit eine vorausschauende Störungserkennung durch, wodurch sich die Kompensationsvorgabe optimal bestimmen lässt. Bspw. kann die Verarbeitungseinheit eine zeitlich voreilende Störungskompensation berechnen und/oder durchführen, insbesondere durch Ansteuerung des aktiven Elements. Die Verarbeitungseinheit umfasst bspw. einen oder mehrere Elektronikkomponenten, insbesondere des Fahrzeuges, welche vorzugsweise elektrisch und/oder über Funk miteinander verbunden sind, z. B. auf einer Platine.
Bevorzugt ist es möglich, dass die Bestimmung des Fahrbahnprofils durch eine modellbasierte Berechnung erfolgt. Insbesondere ist es denkbar, dass als ein Eingangsparameter für die Berechnung die Störinformation und ggf. noch weitere Informationen genutzt werden. Weitere Informationen können bspw. durch die Fahrzeugsensorik erfasste Messwerte oder dergleichen sein. Insbesondere ist die weitere Information eine Information über den Betrieb des Fahrzeuges, wie bspw. eine Stellung der Räder und/oder ein Lenken des Fahrzeuges in eine bestimmte Richtung und/oder eine Beschleunigung und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Hierdurch kann bspw. zuverlässig und vorausschauend anhand des Fahrbahnprofils ermittelt werden, welche Störungen der Fahrbahn das Fahrzeug z. B. beim Überfahren beeinflussen werden, und somit eine Störauswirkung auf den Fahrzeugsitz hervorrufen werden.
Optional kann es vorgesehen sein, dass das aktive Element als ein Linearmotor oder eine Hydraulik oder dergleichen ausgeführt ist, um aktiv die Kompensation, insbesondere durch eine Kraftausübung, insbesondere an einem Federelement, für den Fahrzeugsitz durchzuführen, sodass die Fahrzeugsitzbewegung, insbesondere aktiv, beeinflussbar ist. Bspw. ist dabei eine Verarbeitungseinheit elektrisch und/oder elektronisch mit dem aktiven Element verbunden, um so das aktive Element in Abhängigkeit von einer Kompensationsvorgabe und/oder der Störinformation anzusteuern. Insbesondere ist die wenigstens eine Erfassungseinheit elektrisch und/oder elektronisch mit der Verarbeitungseinheit verbunden. Dies hat den Vorteil, dass in einfacher und kostengünstiger Weise die Kompensation automatisch durchgeführt werden kann.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Fahrzeugsitz mit wenigstens einem, vorzugsweise einstellbaren, Federelement in, insbesondere paralleler und/oder serieller, Wirkverbindung steht, durch welches eine auf den Fahrzeugsitz durch die Störungsauswirkung ausgeübte Kraft und/oder eine statische Last aufnehmbar ist, und durch welches die Fahrzeugsitzbewegung als eine schwingende Bewegung des Fahrzeugsitzes in Richtung einer Fahrzeughochachse bewirkbar ist. Insbesondere ist das Federelement als eine Luftfeder ausgeführt und/oder an einem Gestell für den Fahrzeugsitz angeordnet. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass anstelle einer Feder ein anderes Dämpfungs- und/oder Kompensationselement als Federelement zum Einsatz kommt, welches dazu ausgeführt ist, eine Kraft aufzunehmen und/oder eine Schwingung zu erzeugen. Auch ist es möglich, dass das Federelement eine Feder oder ein Federsystem oder dergleichen aufweist, um eine Energie aufzunehmen und/oder zu speichern.
Ferner ist es denkbar, dass die Erfassungseinheit, vorzugsweise zumindest eine erste Erfassungseinheit, als eine Sensorik bei einem Fahrwerk des Fahrzeuges ausgeführt ist, insbesondere im Bereich einer Vorderachse und/oder wenigstens einem Vorderrad des Fahrzeuges, sodass vorzugsweise die Erfassung der Störinformation durch die Sensorik zeitlich vor dem Beeinflussen der Fahrzeugsitzbewegung durch die Störauswirkung, insbesondere das Auftreten der Störungsauswirkung auf die Fahrzeugsitzbewegung, erfolgt, insbesondere sodass zwischen der Erfassung der Störinformation durch die Erfassungseinheit am Fahrwerk und der Störungsauswirkung auf die Fahrzeugsitzbewegung eine zeitliche Differenz besteht. Insbesondere erfolgt während dieser zeitlichen Differenz eine Berechnung des Fahrbahnprofils und/oder eine Bestimmung einer Kompensationsvorgabe, insbesondere durch eine Verarbeitungseinheit. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders genaue und zuverlässige Kompensationsgröße berechnet werden kann.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Sensorik zumindest einen der nachfolgenden Sensoren umfasst:

– wenigstens einen Höhenstandssensor,
– wenigstens einen Beschleunigungssensor,

Weiter ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Erfassungseinheit, insbesondere zumindest eine zweite Erfassungseinheit, als wenigstens eine optische Erfassungseinheit, insbesondere Kameraeinheit, ausgeführt ist, sodass wenigstens eine Bildinformation, insbesondere eines Fahrzeugaußenbereiches, insbesondere einer Fahrbahn, bevorzugt von Störungen der Fahrbahn, insbesondere Fahrbahnunebenheiten, als Störinformation durch die optische Erfassungseinheit erfassbar ist. Die wenigstens eine optische Erfassungseinheit ist dabei insbesondere derart am Fahrzeug angeordnet und/oder ausgerichtet, dass ein in Fahrzeugrichtung vor und/oder hinter dem Fahrzeug liegender Außenbereich erfasst wird. Bevorzugt wird durch die wenigstens eine optische Erfassungseinheit ein derartiger Außenbereich erfasst, welcher voraussichtlich von dem Fahrzeug überfahren bzw. befahren wird. Insbesondere wird daher das Fahrbahnprofil als das vom Fahrzeug überfahrende Fahrbahnprofil berechnet, um insbesondere die Kompensation durch einen Regler, wie der Verarbeitungseinheit, umzusetzen. Hierdurch ist eine optimale Entkopplung des aktiven Fahrzeugsitzes möglich.
Es ist denkbar, dass der Fahrzeugsitz als ein Fahrersitz oder Beifahrersitz oder für eine zweite Sitzreihe des Fahrzeuges ausgeführt ist, und vorzugsweise in der zweiten Sitzreihe des Fahrzeuges angeordnet und/oder befestigt ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Fahrzeugsitz als ein Schwingsitz, insbesondere für die zweite Sitzreihe eines Fahrzeuges, ausgeführt ist. Somit kann der Sitzkomfort für die hinteren Fahrzeuginsassen deutlich gesteigert werden. Das Fahrzeug ist bspw. ein Personenkraftfahrzeug und/oder ein Elektrofahrzeug und/oder ein Lastkraftfahrzeug.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines aktiven Fahrzeugsitzsystems.
Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass zumindest einer der nachfolgenden Schritte durchgeführt wird, wobei vorzugsweise die Schritte nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, wobei bevorzugt einzelne Schritte auch wiederholt durchgeführt werden können:

– Erfassen zumindest einer Störinformation, welche für eine Störung auf eine Bewegung eines Fahrzeuges spezifisch ist, und insbesondere unter Fusion von Informationen aus mehreren Quellen erfasst wird,
– Auswerten der erfassten Störinformation, insbesondere durch eine Verarbeitungseinheit, vorzugsweise sodass ein Fahrbahnprofil bestimmt wird,
– Auswerten des (bestimmten) Fahrbahnprofils, sodass insbesondere modellbasiert eine Kompensationsvorgabe für eine Störungsauswirkung der Störung auf einen Fahrzeugsitz des Fahrzeuges, insbesondere auf eine Fahrzeugsitzbewegung des Fahrzeugsitzes, bestimmt wird,
– Durchführen einer zumindest teilweisen Kompensation der Störungsauswirkung auf den Fahrzeugsitz anhand der bestimmten Kompensationsvorgabe, insbesondere durch ein aktives Element.

Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes aktives Fahrzeugsitzsystem beschrieben wurden. Zudem kann das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sein, ein erfindungsgemäßes aktives Fahrzeugsitzsystem zu betreiben.
Bevorzugt kann die Störinformation auch eine Information über eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Helligkeitsverteilung oder dergleichen umfassen, und/oder bspw. auch zwei- oder dreidimensional als Bildinformation erfasst werden (z. B. bei Nutzung einer Kameraeinheit als Erfassungseinheit).
Es kann von Vorteil sein, wenn im Rahmen der Erfindung die Störinformation für eine Fahrbahnunebenheit einer Fahrbahn für das Fahrzeug spezifisch ist, und das Fahrbahnprofil wenigstens eine Information über die Fahrbahnunebenheit umfasst. Insbesondere kann anhand der Störinformation und/oder anhand des Fahrbahnprofils wenigstens eine Störung, insbesondere die Fahrbahnunebenheit, identifiziert und/oder lokalisiert und/oder bewertet werden. Somit kann eine optimale Kompensationsgröße berechnet werden, welche bspw. zeitlich und in Bezug auf die Intensität an die Störung und/oder das Fahrbahnprofil angepasst ist. Die Kompensationsgröße ist bspw. eine Kompensationsvorgabe, welche vorzugsweise Informationen über eine Kraftausübung zur Kompensation umfasst. Die Kraftausübung zur Kompensation erfolgt dabei bspw. durch das aktive Element, welches insbesondere benachbart zum Federelement angeordnet ist, und vorzugsweise in Wirkverbindung mit dem Federelement gebracht werden kann.
Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kompensation zumindest teilweise durch ein aktives Element durchgeführt wird, wobei das aktive Element die Kompensation bei dem Fahrzeugsitz vorzugsweise dadurch bewirkt, dass es eine Fahrzeugsitzbewegung aktiv beeinflusst, und vorzugsweise direkt oder indirekt eine Kraft auf ein Federelement und/oder (unmittelbar) auf den Fahrzeugsitz ausübt, bevorzugt sodass durch das aktive Element eine durch das Federelement (und/oder unmittelbar) an den Fahrzeugsitz übertragbare Bewegung beeinflusst wird. Insbesondere kann durch das aktive Element eine Zugkraft auf den Fahrzeugsitz ausgeübt werden, um so die Kraftausübung zur Kompensation zu bewirken und/oder ein Schwingen des Fahrzeugsitzes zu verringern. Die Bestimmung der Intensität und/oder der Richtung der Kraft(ausübung) kann dabei bspw. anhand einer Kompensationsvorgabe erfolgen.
Das Fahrbahnprofil umfasst bspw. Informationen über wenigstens eine Störung der Fahrbahn und/oder über eine Geometrie der Fahrbahn und/oder über eine räumliche Erstreckung der Fahrbahn und/oder über eine räumliche Information über die jeweilige Störung und/oder über ein Ausmaß der jeweiligen Störung.
Optional kann es vorgesehen sein, dass ein Federelement eine Fahrzeugsitzbewegung mit einem Nachschwingen des Fahrzeugsitzes beeinflusst, wobei die Kompensation als eine Schwingungsberuhigung für den Fahrzeugsitz durchgeführt wird, insbesondere durch ein aktives Gegenstellen durch ein aktives Element, sodass eine zumindest teilweise oder vollständige Reduzierung (insbesondere der Federwege) im (Nach)-Schwingen bei der Fahrzeugsitzbewegung erfolgt. Insbesondere kann die Schwingungsberuhigung derart erfolgen, dass nur noch kleine bis keine Federwege im (Nach)-Schwingen erfolgen, sodass auch hierdurch eine deutliche Komfortsteigerung möglich ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen aktiven Fahrzeugsitzsystem,
2 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
In 1 ist schematisch ein Fahrzeug 1 mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzsystem 100 gezeigt. Deutlich ist dabei zu erkennen, dass das Fahrzeug 1 eine Fahrbahn überfährt, welche sich in einem Fahrzeugaußenbereich 8 des Fahrzeuges 1 befindet. Die Fahrbahn kann dabei ein oder mehrere Störungen S, bspw. Fahrbahnunebenheiten oder Bodenwellen oder dergleichen, aufweisen.
Das erfindungsgemäße Fahrzeugsitzsystem 100 umfasst daher eine oder mehrere Erfassungseinheit(en) 20, welche zur Erfassung einer Störinformation dienen, welche für die Störung S spezifisch ist. Mit anderen Worten kann anhand der Störinformation die Störung S erkannt und/oder bewertet werden, vorzugsweise vorausschauend. Die vorausschauende Erfassung wird dabei insbesondere dadurch ermöglicht, dass die Störung S zeitlich vor der Auswirkung der Störung S (d. h. der Störungsauswirkung A) auf den Fahrzeugsitz 10 erfasst und/oder bewertet werden kann.
Bspw. wird hierzu mindestens eine Sensorik 21 des Fahrzeuges 1 als eine erste Erfassungseinheit 21 genutzt. Die Sensorik 21 umfasst z. B. einen oder mehrere Sensor/en 23, insbesondere einen Höhenstandssensor 23a und/oder einen Beschleunigungssensor 23b, vorzugsweise am Fahrwerk. Bevorzugt ist dabei der wenigstens eine Sensor 23 der Sensorik 21 im Bereich wenigstens eines Vorderrads 2 des Fahrzeuges 1 angeordnet, insbesondere derart, dass eine Kraftausübung durch eine Störung S der Fahrbahn auf das wenigstens eine Vorderrad 2 durch den Sensor 23 erfasst werden kann. Diese Kraftausübung unterscheidet sich von der Kraftausübung der Störungsauswirkung A auf den Fahrzeugsitz 10, sodass anhand der Kraftausübung auf die Vorderräder 2 die Störung S vorausschauend erkannt werden kann, bzw. wenigstens eine Störinformation ermittelt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine zweite Erfassungseinheit 22 genutzt werden, bspw. mindestens eine optische Erfassungseinheit 22, insbesondere eine Kameraeinheit 22. Die optische Erfassungseinheit 22 bzw. Kameraeinheit 22, d. h. bspw. eine nach (in Fahrzeugrichtung) vorne ausgerichtete Kamera 22, kann dabei bspw. im Frontbereich des Fahrzeuges 1 angeordnet sein. Insbesondere ermöglicht so die optische Erfassungseinheit 22 die Aufzeichnung von Bildinformationen der Fahrbahn, welche als Störinformation zur Bestimmung des Fahrbahnprofils genutzt werden können. Insbesondere erfolgt die Bestimmung des Fahrbahnprofils durch eine Kombination der Störinformationen, welche durch die erste Erfassungseinheit 21 erfasst wird, mit der Störinformation, welche durch die zweite Erfassungseinheit 22 erfasst wird.
Anhand 2 wird das erfindungsgemäße Verfahren weiter verdeutlicht. Es ist schematisch ein Fahrzeugsitz 10 zu erkennen, welcher in eine Fahrzeugsitzbewegung B bringbar ist, insbesondere durch wenigstens ein Federelement 11. Um unter bestimmten Bedingungen, welche anhand der Störinformation ermittelt werden, diese Fahrzeugsitzbewegung B zu beeinflussen, ist ein aktives Element 30 vorgesehen. Das aktive Element 30 wird bspw. durch eine Verarbeitungseinheit 40 in Abhängigkeit von dem Fahrbahnprofil angesteuert. Die Bestimmung des Fahrbahnprofils erfolgt bspw. in Abhängigkeit von der Störinformation, welche durch die erste Erfassungseinheit 21 und/oder durch die zweite Erfassungseinheit 22 erfasst wird. Somit ist es möglich, dass eine Störungsauswirkung A der Störung S auf die Fahrzeugsitzbewegung B durch eine Kompensation K, insbesondere durch eine Kraftausübung auf den Fahrzeugsitz 10 und/oder das Federelement 11, zumindest teilweise kompensiert werden kann.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Vorderräder
8: Fahrzeugaußenbereich
10: Fahrzeugsitz
11: Federelement
20: Erfassungseinheit
21: erste Erfassungseinheit, Sensorik
22: zweite Erfassungseinheit, optische Erfassungseinheit, Kameraeinheit
23: Sensor
23a: Höhenstandssensor
23b: Beschleunigungssensor
30: aktives Element, Linearmotor
40: Verarbeitungseinheit
100: Fahrzeugsitzsystem
A: Störungsauswirkung
B: Fahrzeugsitzbewegung
K: Kompensation
S: Störung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1987970 A2 [0004]
EP 1577156 A2 [0005]
WO 2014/197312 A1 [0006]

Claims

Aktives Fahrzeugsitzsystem (100), mit: – wenigstens einer Erfassungseinheit (20) zur Erfassung zumindest einer Störinformation, welche für eine Störung (S) auf eine Bewegung eines Fahrzeuges (1) spezifisch ist, – wenigstens einem Fahrzeugsitz (10), wobei eine Fahrzeugsitzbewegung (B) des Fahrzeugsitzes (10) durch wenigstens eine Störungsauswirkung (A) der Störung (S) beeinflussbar ist, – einer Verarbeitungseinheit (40) zur Bestimmung eines Fahrbahnprofils anhand der wenigstens einen erfassten Störinformation, – wenigstens einem aktiven Element (30) zur Durchführung einer Kompensation (K) für den Fahrzeugsitz (10), sodass die Störungsauswirkung (A) auf die Fahrzeugsitzbewegung (B) anhand des bestimmten Fahrbahnprofils zumindest teilweise kompensierbar ist.
Aktives Fahrzeugsitzsystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Element (30), insbesondere als ein Linearmotor (30), dazu ausgeführt ist, aktiv die Kompensation (K), insbesondere durch eine Kraftausübung, für den Fahrzeugsitz (10) durchzuführen, sodass die Fahrzeugsitzbewegung (B) beeinflussbar ist.
Aktives Fahrzeugsitzsystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugsitz (10) mit wenigstens einem einstellbaren Federelement (11) in paralleler und/oder serieller Wirkverbindung steht, durch welches eine auf den Fahrzeugsitz (10) durch die Störungsauswirkung (A) ausgeübte Kraft und eine statische Last aufnehmbar ist, und durch welches die Fahrzeugsitzbewegung (B) als eine schwingende Bewegung des Fahrzeugsitzes (10) in Richtung einer Fahrzeughochachse bewirkbar ist.
Aktives Fahrzeugsitzsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (20), vorzugsweise zumindest eine erste Erfassungseinheit (21), als eine Sensorik (21) bei einem Fahrwerk des Fahrzeuges (1) ausgeführt ist, insbesondere im Bereich einer Vorderachse und/oder wenigstens eines Vorderrads (2) des Fahrzeuges (1), sodass insbesondere die Erfassung der Störinformation durch die Sensorik (21) zeitlich vor dem Beeinflussen der Fahrzeugsitzbewegung (B) durch die Störungsauswirkung (A) erfolgt.
Aktives Fahrzeugsitzsystem (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (21) zumindest einen der nachfolgenden Sensoren (23) umfasst: – wenigstens einen Höhenstandssensor (23a), – wenigstens einen Beschleunigungssensor (23b), wobei vorzugsweise durch die Sensorik (21) die Einleitung der Störung (S) über die Vorderräder (2) des Fahrzeuges (1) erfassbar ist.
Aktives Fahrzeugsitzsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (20), insbesondere zumindest eine zweite Erfassungseinheit (22), als eine optische Erfassungseinheit (22), vorzugsweise Kameraeinheit (22) ausgeführt ist, sodass wenigstens eine Bildinformation, insbesondere eines Fahrzeugaußenbereiches (8), insbesondere einer Fahrbahn, bevorzugt von Störungen (S) der Fahrbahn, insbesondere Fahrbahnunebenheiten, als Störinformation durch die optische Erfassungseinheit (22) erfassbar ist.
Verfahren zum Betreiben eines aktiven Fahrzeugsitzsystems (100), gekennzeichnet durch die nachfolgenden Schritte, – Erfassen zumindest einer Störinformation, welche für eine Störung (S) auf eine Bewegung eines Fahrzeuges (1) spezifisch ist, – Auswerten der erfassten Störinformation, sodass ein Fahrbahnprofil bestimmt wird, – Auswerten des Fahrbahnprofils, sodass modellbasiert eine Kompensationsvorgabe für eine Störungsauswirkung (A) der Störung (S) auf einen Fahrzeugsitz (10) bestimmt wird, – Durchführen einer zumindest teilweisen Kompensation (K) der Störungsauswirkung (A) auf den Fahrzeugsitz (10) anhand der bestimmten Kompensationsvorgabe.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Störinformation für eine Fahrbahnunebenheit einer Fahrbahn für das Fahrzeug (1) spezifisch ist, und das Fahrbahnprofil wenigstens eine Information über die Fahrbahnunebenheit umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensation (K) zumindest teilweise durch ein aktives Element (30) durchgeführt wird, wobei das aktive Element (30) die Kompensation (K) bei dem Fahrzeugsitz (10) dadurch bewirkt, dass es eine Fahrzeugsitzbewegung (B) aktiv beeinflusst, und vorzugsweise direkt oder indirekt eine Kraft auf ein Federelement (11) und/oder unmittelbar auf den Fahrzeugsitz (10) ausübt, bevorzugt sodass durch das aktive Element (30) eine durch das Federelement (11) oder unmittelbar an den Fahrzeugsitz (10) übertragbare Bewegung beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (11) eine Fahrzeugsitzbewegung (B) mit einem Nachschwingen des Fahrzeugsitzes (10) beeinflusst, wobei die Kompensation (K) als eine Schwingungsberuhigung für den Fahrzeugsitz (10) durchgeführt wird, insbesondere durch ein aktives Gegenstellen durch ein aktives Element (30), sodass eine teilweise oder vollständige Reduzierung im Schwingen bei der Fahrzeugsitzbewegung (B) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Fahrzeugsitzsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt ist.