DE102016224885A1

DE102016224885A1 - Fahrzeugsitz und Verfahren zur individuellen Anpassung seiner Sitz- und/oder Lehnflächenkontur an einen Sitzbenutzer

Info

Publication number: DE102016224885A1
Application number: DE102016224885.5A
Authority: DE
Inventors: Renato Martic; Sascha Baranowski
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-14

Abstract

Es wird ein Fahrzeugsitz vorgeschlagen, mit dem eine schnelle individuelle Anpassung einer Sitz- und/oder Lehnflächenkontur eines Fahrzeugsitzes möglich ist, wobei gleichzeitig Geräuschemissionen und Herstellungskosten reduziert sind sowie Bauraum im Fahrzeuginneren eingespart wird. Dazu weist der Fahrzeugsitz (1) eine Sitz- und eine Lehnfläche (2, 3) auf, umfassendmehrere in der Sitz- und/oder Lehnfläche (2, 3) nebeneinander angeordnete und selektiv pneumatisch betätigbare Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) zur individuellen Anpassung einer Sitz- und/oder Lehnflächenkontur an einen Sitzbenutzer undmindestens einen im Fahrzeugsitz (1) angeordneten Druckluftspeicher (5) zur Versorgung der Volumenstellelemente mit Druckluft, wobei die Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) dazu ausgebildet sind, pneumatisch betätigt zu werden, indem Druckluft aus dem mindestens einen Druckluftspeicher (5) dem jeweiligen Volumenstellelement (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) unter einer Volumenänderung des Volumenstellelements (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) zugeführt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit mehreren in dessen Sitz- und/oder Lehnfläche nebeneinander angeordneten, selektiv pneumatisch betätigbaren Volumenstellelementen zur individuellen Anpassung einer Sitz- und/oder Lehnflächenkontur an einen Sitzbenutzer.
Technischer Hintergrund
Zur Anpassung von Fahrzeugsitzen an die Sitzkontur von Passagieren können diese mit Verstellelementen versehen sein, die mit Druckluft betrieben werden. Abhängig von einer in die Verstellelemente eingebrachte Druckluftmenge kann dadurch die Kontur der Sitzfläche und der Rückenlehne angepasst werden.
So ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 35 05 088 C1 ein Kraftwagensitz mit in der Polsterung eingelassenen aufblasbaren Kissen zur individuellen Abstützung des Rückens eines Sitzbenutzers und mit in den randseitigen Sitzbereichen eingebetteten Kissen zur veränderbaren Seitenabstützung, insbesondere bei Eintritt einer Querbeschleunigung, bekannt. Der veränderbare Druck wird mittels einer im Kraftwagen extra vorgesehenen Druckreguliereinrichtung eingestellt und ausgewählten Kissen zugeleitet. Hierzu wird von einer Pumpe erzeugte Druckluft in eine zur Druckreguliereinrichtung führende Leitung eingespeist, in die ferner ein Vorratsbehälter zur Druckspeicherung eingefügt ist.
DE 10 2013 220 551 A1 betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Adaption der Körperabstützung einer in einem Fahrzeugsitz sitzenden Person, wobei eine pneumatische Aktorik zur Steuerung der Befüllung eines oder mehrerer Luftkissen im Fahrzeugsitz die Körperabstützung über eine Anpassung des Fahrzeugsitzes adaptiert. Es wird weiterhin vorgeschlagen, ein Adaptionsereignis, welches eine Adaption der Körperabstützung erfordert, bei der Fahrt des Fahrzeugs zu präzidieren, sodass die Aktorik die Adaption der Körperabstützung bereits vor dem Eintritt des Adaptionsereignisses startet. Dadurch wird zum einen sichergestellt, dass die notwendige Körperabstützung bei Eintritt des Ereignisses auch tatsächlich vorliegt. Zudem können zum Befüllen der Kissen aufgrund der vorzeitigen Adaption der Körperabstützung Druckversorgungen, insbesondere in der Form einer Pumpe, mit geringerer Leistung eingesetzt werden, wodurch Bauraum gespart wird und Geräuschemissionen sowie Kosten reduziert werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung anzugeben, die eine schnelle individuelle Anpassung einer Sitz- und/oder Lehnflächenkontur eines Fahrzeugsitzes an einen Sitzbenutzer oder an seine augenblickliche Sitzposition ermöglicht, bei einer gleichzeitigen Reduktion von Geräuschemissionen und Herstellungskosten sowie einer Einsparung des Bauraums im Fahrzeuginneren.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch einen Fahrzeugsitz mit mehreren pneumatisch betätigbaren Volumenstellelementen zur individuellen Anpassung einer Sitz- und/oder Lehnflächenkontur an einen Sitzbenutzer gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Betriebsverfahren und ein Fahrzeug gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Fahrzeugsitz mit einer Sitz- und einer Lehnfläche vorgesehen, der mehrere in der Sitz- und/oder Lehnfläche nebeneinander angeordnete und selektiv pneumatisch betätigbare Volumenstellelemente zur individuellen Anpassung einer Sitz- und/oder Lehnflächenkontur an einen Sitzbenutzer aufweist. Typischerweise dient die Lehnfläche der Abstützung des Rückens des Sitzbenutzers, wenn der Sitzbenutzer auf der Sitzfläche sitzt. Der Fahrzeugsitz umfasst ferner mindestens einen im Fahrzeugsitz angeordneten Druckluftspeicher zur Versorgung der Volumenstellelemente mit Druckluft, wobei die Volumenstellelemente dazu ausgebildet sind, pneumatisch betätigt zu werden, indem Druckluft aus dem mindestens einen Druckluftspeicher dem jeweiligen Volumenstellelement unter einer Volumenänderung des Volumenstellelements selektiv zugeführt wird, um eine Volumenänderung des Volumenstellelements zu bewirken.
Eine Volumenänderung eines in der Sitz- oder Lehnfläche angeordneten Volumenstellelements führt wiederum zu einer Konturänderung der Sitz- oder Lehnfläche, sodass durch eine geeignete selektive pneumatische Betätigung der Volumenstellelemente eine gewünschte Änderung der Sitz- und/oder Lehnflächenkontur bewirkt werden kann.
Durch das Vorsehen eines Druckluftspeichers zur Versorgung der Volumenstellelemente mit Druckluft direkt im Fahrzeugsitz werden zum einen kurze Verbindungswege zwischen dem Druckluftspeicher und den Volumenstellelementen ermöglicht, wodurch eine im Prinzip beliebig schnelle Betätigung der Volumenstellelemente durch das Zuführen der Luft aus dem Druckluftspeicher möglich ist. Als weiterer Vorteil wird kein zusätzlicher Bauraum im Fahrzeug für den Druckluftspeicher benötigt. Zudem wird durch das Vorsehen eines Druckluftspeichers im Fahrzeugsitz auch die Verwendung einer Pumpe zur Versorgung der Volumenstellelemente mit Druckluft überflüssig, sodass mit einem Pumpenbetrieb verbundene Geräuschemissionen eliminiert werden können.
Das Vorsehen mehrerer in der Sitz- und Lehnfläche des Fahrzeugsitzes verteilter selektiv pneumatisch betätigbarer Volumenstellelemente ermöglicht eine vollvariable Sitz- und Lehnflächenkontur für jeweilige Anforderungen. Der Begriff „selektiv“ kann dabei neben einer unabhängigen Auswahlmöglichkeit der betätigten Volumenstellelemente auch das Ausmaß der Betätigung, insbesondere das Ausmaß der jeweiligen Volumenänderung bedeuten. Dementsprechend sind mögliche Anwendungen sehr breit gefächert und können von einer individuellen Lordosenanpassung, über eine Vergrößerung des Seitenhalts des Sitzbenutzers im Fahrzeugsitz bis hin zu einer Massagefunktion reichen.
Insbesondere kann der mindestens eine Druckluftspeicher ein integraler Bestandteil des Fahrzeugsitzes sein. Dabei kann der Fahrzeugsitz ferner mindestens einen Kompressor oder mindestens einen Kompressoranschluss für einen Kompressor zur Erzeugung eines vorbestimmten, insbesondere einstellbaren Überdrucks im mindestens einen Druckluftspeicher aufweisen. Die vorzeitige kontinuierliche Überdruckerzeugung in einem Druckbehälter durch einen Kompressor ist im Vergleich zu einem Pumpenbetrieb eher geräuscharm.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Fahrzeugsitz oder ein Teil davon hohl innerhalb einer Fahrzeugsitzwandung ausgebildet sein und die Fahrzeugsitzwandung zumindest abschnittsweise eine Druckluftspeicherwandung des mindestens einen Druckluftspeichers bilden. Da der Fahrzeugsitz bei dieser Ausführungsform zugleich als Druckluftspeicher dient, können der Materialverbrauch bei der Fahrzeugherstellung und das Gewicht des Fahrzeugs deutlich reduziert werden. Zudem kann durch eine optimale Ausnutzung eines Fahrzeugsitzinneren ein ausreichendes Volumen des mindestens einen Druckspeichers für eine optimale und schnelle Betätigung von Volumenstellelementen bereitgestellt werden.
Dabei kann das Material der Fahrzeugsitzwandung einen verstärkten Kunststoff, insbesondere einen glasfaserverstärkten Kunststoff, einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff und/oder einen Drahtrahmen insbesondere aus Metall umfassen. Auch entsprechend verstärkte Keramikwerkstoffe kommen in Betracht.
Bei einer spezifischen Ausgestaltung des Fahrzeugsitzes kann mindestens eines der Volumenstellelemente oder jedes Volumenstellelement der Lehn- und/oder Sitzfläche eine aufblasbare Luftkammer darstellen, die insbesondere mit einem nachgiebigen Füllmaterial gefüllt ist. Als Grundmaterial der aufblasbaren Luftkammer, insbesondere sitz- oder lehnflächenseitig, kann ein elastischer Stoff verwendet werden. Es ist jedoch auch eine Ledervariante möglich, beispielsweise in Verbindung mit elastischen Profilbändern, die der Luftkammer eine notwendige Elastizität verleihen können. Als nachgiebiges Füllmaterial kann beispielsweise Schnittschaum oder Watte eingesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Fahrzeugsitzes kann mindestens eines der Volumenstellelemente oder jedes Volumenstellelement mit dem mindestens einen Druckluftspeicher direkt durch mindestens eine im Fahrzeugsitz, insbesondere im Sitzinneren, angeordnete Luftleitung verbunden sein, in der ein Betätigungsventil zur selektiven pneumatischen Betätigung des jeweiligen Volumenstellelements vorgesehen ist. Insbesondere im Sitzinneren angeordnete Luftleitungen können sehr kurz sein, beispielsweise wenn eine Luftleitung ein Volumenstellelement mit einem im Sitzinneren direkt dahinter liegenden Druckluftspeicher verbindet und nur gerade so lang ist, wie es die Anbringung eines Betätigungsventils in der Luftleitung erfordert. Wie eingangs erwähnt, ermöglichen kurze Verbindungswege zwischen den Volumenstellelementen und einem Druckluftspeicher eine besonders schnelle Betätigung der Volumenstellelemente.
Bei einer spezifischen Ausgestaltung des Fahrzeugsitzes kann die gegenseitige Anordnung der Volumenstellelemente in der Lehnfläche eine, zwei, drei oder mehr von sich in horizontaler Richtung erstreckenden, übereinanderliegenden Reihen aus jeweils mehreren Volumenstellelementen umfassen. Das Vorsehen mehrerer in horizontaler Richtung aneinandergereihten Volumenstellelemente ermöglicht eine Anpassung der Lehnflächenkontur an eine Rückenbreite und/oder an eine gegenwärtige Sitzposition des Sitzbenutzers, indem abhängig von der Rückenbreite und/oder Sitzposition nur einige dieser Volumenstellelemente aufgeblasen werden. Beispielsweise kann so eine rückenbreiten- und sitzpositionskonforme seitliche Abstützung des Sitzbenutzers gewährleistet werden, was zu dessen Positionssicherung im Falle einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs beiträgt. Bei mehreren übereinanderliegenden horizontalen Reihen wird zudem eine höhenabhängige Anpassung der Rücken- und/oder Seitenabstützung und insbesondere auch eine zusätzliche Anpassung einer Kopfabstützung des Sitzbenutzers möglich.
Der Fahrzeugsitz kann ferner einen Airbag aufweisen und/oder mindestens eines der Volumenstellelemente des Fahrzeugsitzes kann als ein Airbag ausgebildet sein, wobei der mindestens eine Druckluftspeicher auch zur Versorgung eines solchen Airbags mit Druckluft zu dessen pneumatischer Betätigung bei einem Unfall dient. Die Möglichkeit, den Airbag durch den räumlich nah angeordneten Druckluftspeicher im Fahrzeugsitz rasch aufzublasen, kommt hier wegen der Anforderung einer raschen Betätigung besonders stark zum Tragen. Zudem ist auch hier im Falle mehrerer Airbags oder als Airbags ausgebildeter Volumenstellelemente eine individuelle Anpassung an die Körpergröße und/oder gegenwärtige Sitzposition des Sitzbenutzers durch selektive pneumatische Betätigung der Airbags möglich.
Des Weiteren kann der Fahrzeugsitz als Sicherheitsgurtanbindung eine variable Schiene für Gurtschlösser haben, die mit der vorstehend und nachfolgend beschriebenen Lehn- und/oder Sitzflächenkonturanpassung räumlich korreliert. Der Sicherheitsgurt kann dabei beispielsweise auch im Fahrzeughimmel stationiert sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur individuellen Anpassung einer Sitz- und/oder Lehnflächenkontur des obigen Fahrzeugsitzes an einen Sitzbenutzer vorgesehen, mit folgenden Schritten:

- Erhalten von Sitzbelegungsdaten für den Fahrzeugsitz von einer Sitzbelegungserkennungseinheit und/oder Erhalten von Sitzformdaten für den Fahrzeugsitz von einer Sitzformvorgabeeinheit und
- selektives pneumatisches Betätigen der in der Sitz- und/oder Lehnfläche des Fahrzeugsitzes nebeneinander angeordneten Volumenstellelemente abhängig von den erhaltenen Sitzbelegungsdaten und/oder Sitzformdaten derart, dass eine Sitz- und/oder Lehnflächenkontur des Fahrzeugsitzes an einen Sitzbenutzer oder an eine vorgegebene Sitzform individuell angepasst wird.

Dabei kann das jeweilige Volumenstellelement pneumatisch betätigt werden, indem Druckluft aus dem mindestens einen im Fahrzeugsitz angeordneten Druckluftspeicher dem Volumenstellelement zugeführt wird, um eine Volumenänderung des betreffenden Volumenstellelements zu bewirken.
Sensoren zur Bereitstellung von Sitzbelegungsdaten für einen Fahrzeugsitz sind im Stand der Technik bekannt. Insbesondere können solche Sensoren in den Volumenstellelementen der Sitz- und/oder Lehnfläche integriert sein. Eine Ansteuerung oder Aktivierung der Konturanpassung kann beispielsweise mittels eines Touchpads oder Tasters am Armaturenbrett oder am Fahrzeugsitz oder aber über eine Kopplung mit dem Fahrerlebnisschalter erfolgen. Diese Eingabemöglichkeiten eignen sich auch für das zusätzliche oder alternative Vorgeben einer gewünschten Sitzform durch einen Fahrzeugbenutzer.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, vorgesehen, umfassend:

- den obigen Fahrzeugsitz,
- eine Sitzbelegungserkennungseinheit, die dazu ausgebildet ist, Sitzbelegung des Fahrzeugsitzes zu erfassen und in Form von Sitzbelegungsdaten bereitzustellen, und/oder eine Sitzformvorgabeeinheit, die dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Sitzform für den Fahrzeugsitz abhängig von einer Benutzereingabe auszuwählen und in Form von Sitzformdaten bereitzustellen, und
- eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, die Sitzbelegungsdaten von der Sitzbelegungserkennungseinheit und/oder die Sitzformdaten von der Sitzformvorgabeeinheit zu erhalten und mindestens eines der in der Sitz- und/oder Lehnfläche des Fahrzeugsitzes angeordneten Volumenstellelemente derart anzusteuern, dass das Verfahren insbesondere vollautomatisch ausgeführt wird.

Die weiter oben und nachfolgend in Bezug auf den Fahrzeugsitz angegebenen weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten auch in Bezug auf das Verfahren und das Fahrzeug, und umgekehrt.
Der obige Fahrzeugsitz ist nicht auf einen einzigen Druckluftspeicher im Inneren des Fahrzeugsitzes beschränkt. Vielmehr können darin auch mehrere getrennte Druckluftspeicher vorgesehen sein, welche insbesondere auch mit individuellen Kompressoren ausgestattet sein können und bei Bedarf unterschiedliche Überdrücke haben können. Dadurch können beispielsweise Volumenstellelemente unterschiedlicher Größe oder Belastung mit entsprechend unterschiedlichen Luftdrücken versorgt werden.
Figurenliste
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der in beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Die Zeichnungen sind rein schematisch, sie sind insbesondere nicht als maßstabsgetreu zu lesen. Gleiche oder entsprechende Elemente tragen in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen. Es zeigen:

1 einen Fahrzeugsitz zur individuellen Anpassung einer Lehnflächenkontur durch in der Lehnfläche verteilte pneumatische Volumenstellelemente, zu deren Versorgung mit Druckluft der Fahrzeugsitz zugleich einen Druckluftspeicher darstellt;
2 eine Anordnung von selektiv pneumatisch betätigbaren Volumenstellelementen in einer Sitz- und Lehnfläche eines Fahrzeugsitzes zur individuellen Anpassung einer Sitz- und Lehnflächenkontur;
3a bis 3c verschiedene Betätigungszustände von Volumenstellelementen aus 2 zur Anpassung an verschiedene Sitzpositionen eines Sitzbenutzers; und
4 einen Schaltplan einer Druckversorgung verschiedenartiger pneumatischer Volumenstellelemente in einer Lehnfläche eines Fahrzeugsitzes mit einem oder mehreren integrierten Druckluftspeichern.

Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt schematisch eine seitliche Schnittansicht eines Fahrzeugsitzes 1 mit einer Sitzfläche 2 und einer Lehnfläche 3. In der Lehnfläche 3 sind mehrere selektiv pneumatisch betätigbare Volumenstellelemente, hier beispielhaft in Form von Luftkammern 11a/11b bis 16a/16b, 17 bis 20, A und B, nebeneinander angeordnet. Davon sind im seitlichen Querschnitt gemäß 1 nur die Luftkammern 17 bis 20 und B zu sehen, während weitere Luftkammern A und 11a/11b bis 16a/16b in 2 und 3 gezeigt sind. Insbesondere können die im oberen Lehnflächenabschnitt angeordneten Luftkammern 19 und 20 zur Anpassung einer rückseitigen und/oder seitlichen Kopfabstützung des Sitzbenutzers dienen. Entsprechend können die im unteren Lehnflächenabschnitt angeordneten Luftkammern 17 und 18 beispielsweise zur Anpassung einer rückseitigen und/oder seitlichen Beckenabstützung des Sitzbenutzers beitragen.
Der Fahrzeugsitz 1 ist in diesem Beispiel als Ganzes innen hohl ausgebildet und weist dementsprechend eine äußere Fahrzeugsitzwandung 4 auf. Die Fahrzeugsitzwandung 4 bildet zugleich eine Druckluftspeicherwandung eines Druckluftspeichers 5, sodass der gesamte innere Hohlraum des Fahrzeugsitzes 1 als Druckluftspeicher 5 dient. Die Fahrzeugsitzwandung 4 kann aus einem geeignet verstärkten Kunststoff gefertigt sein, beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff. Alternativ oder zusätzlich kann eine Fahrzeugsitzwandung 4 aus Kunststoff oder Keramik durch einen Drahtrahmen aus Metall oder Kunststoff verstärkt sein.
Die im Druckluftspeicher 5 gespeicherte Druckluft wird zur selektiven pneumatischen Betätigung der Luftkammern genutzt. Hierzu können die einzelnen Luftkammern 11a/11b bis 16a/16b, 17 bis 20, A und B unabhängig voneinander aufgeblasen werden, indem Druckluft aus dem Druckluftspeicher 5 der jeweiligen Luftkammer durch Luftleitungen 6 zugeführt wird. Die Luftleitungen 6 können beispielsweise Schlauchverbindungen jeweils mit einem Betätigungsventil (nicht gezeigt) darstellen. In 1 sind rein beispielhaft je zwei Luftleitungen 6 pro Luftkammer gezeigt, wobei eine davon insbesondere auch zum Ablassen der Luft aus der Luftkammer verwendet werden kann. Das Aufblasen einer Luftkammer sowie das Luftablassen daraus kann beispielsweise durch das Ansteuern der Betätigungsventile dosiert werden, um eine gewünschte Volumenänderung der Luftkammer zu bewirken und so eine Anpassung einer Kontur der Lehnfläche 2 an einen Sitzbenutzer zu erreichen.
Der Fahrzeugsitz 1 weist ferner einen Kompressoranschluss 7 für einen Kompressor 8 auf, der zur Erzeugung eines vorbestimmten, insbesondere einstellbaren Überdrucks im Druckluftspeicher 5 dient. Der Kompressor 8 ist in diesem Beispiel mit dem Kompressoranschluss 7 durch einen flexiblen Schlauch oder eine starre Rohrleitung 9 verbunden. Der Kompressor 8 kann aber alternativ auch im Fahrzeugsitz 1 integriert sein. Zur Druckerzeugung kann der Kompressor 8 insbesondere die Umgebungsluft im Fahrzeuginneren oder außerhalb des Fahrzeugs nutzen.
Aufgrund der in 1 erkennbar kurzen Verbindungwege durch Luftleitungen 6 zwischen jeder Luftkammer und dem direkt dahinterliegenden Druckbehälter 5 ist eine rasche Betätigung jeder Luftkammer möglich. Durch die Zwischenspeicherung der Druckluft im Druckbehälter 5 wird der Einsatz einer Pumpe mit damit verbunden Geräuschemissionen für die pneumatische Betätigung der Luftkammern entbehrlich. Die vorzeitige kontinuierliche Überdruckerzeugung im Druckbehälter 5 durch den Kompressor 8 ist vergleichsweise geräuscharm.
2 zeigt schematisch eine mögliche Anordnung von selektiv pneumatisch betätigbaren Volumenstellelementen in Form von Luftkammern 11a/11b bis 16a/16b, A und B in einer Lehnfläche 3 eines Fahrzeugsitzes, insbesondere des Fahrzeugsitzes 1 gemäß 1. Rein beispielhaft sind die Luftkammern 11a/11b bis 16a/16b, A und B hier rechteckig ausgebildet und in geraden horizontalen Reihen angeordnet. Die dargestellte geometrische Anordnung ist besonders einfach und effektiv, wenn die gesamte Lehnfläche 3 mit den Luftkammern abgedeckt werden soll, sie ist jedoch für das Grundprinzip der Konturanpassung keinesfalls zwingend. Insbesondere kann eine sich horizontal erstreckende Reihe von mehreren Volumenstellelementen auch eine Zickzack- oder andere unregelmäßige Form haben.
In 2 sind in der Lehnfläche 3 einige Paare von direkt übereinander angeordneten Luftkammern 11a/11b, 12a/12b, ... bis 16a/16b vorgesehen, die zwei horizontale übereinanderliegende Luftkammerreihen 10a und 10b bilden. Durch unabhängige Betätigung der beiden Reihen 10a und 10b kann eine höhenabhängige Anpassung der Lehnflächenkontur durchgeführt werden, wodurch beispielsweise eine wirbelsäulenformspezifische Rückenabstützung, beispielsweise Anpassung an eine individuelle Lordose, möglich ist.
Zu beiden Seiten der Luftkammerreihen 10a und 10b sind in diesem Beispiel je eine in vertikaler Richtung längliche Seitenluftkammer A, B angeordnet, die eine zusätzliche seitliche Abstützung des Sitzbenutzers ermöglicht, die ihn beispielsweise bei einer starken Querbeschleunigung des Fahrzeugs zusätzlich sichern oder im Falle eines Unfalls als Airbag dienen kann.
In 2 weist die Sitzfläche 2 selektiv pneumatisch betätigbare Volumenstellelemente 21 (nicht im Einzelnen dargestellt) auf, die den Luftkammern 11a/11b, 12a/12b, ... bis 16a/16b, A und B der Lehnfläche 3 zumindest in horizontaler Richtung entsprechend angeordnet und insbesondere ebenfalls als ähnliche Luftkammerpaare ausgebildet sein können. Die Sitzfläche 2 weist weiterhin zusätzliche und/oder in den Volumenstellelementen 21 integrierte Sensoren einer Sitzbelegungserkennungseinheit 22 auf. Die Sitzbelegungserkennungseinheit 22 ist dazu ausgebildet, eine individuelle Sitzbelegung der Sitzfläche 2 durch einen Sitzbenutzer zu erfassen und in Form von Sitzbelegungsdaten bereitzustellen.
Basierend auf der oben beschriebenen Ausstattung des Fahrzeugsitzes 1 kann nun eine im Fahrzeug oder im Fahrzeugsitz 1 vorgesehene Steuereinheit (nicht dargestellt) ein Verfahren zur Anpassung der Sitz- und/oder Lehnflächenkontur des Fahrzeugsitzes 1 an eine Körperform und Größe und/oder an eine aktuelle Sitzposition des Sitzbenutzers durchführen. Hierzu erhält die Steuereinheit die Sitzbelegungsdaten von der Sitzbelegungserkennungseinheit 22 und steuert in Abhängigkeit von den Sitzbelegungsdaten die Betätigungsventile der einzelnen Volumenstellelemente 11a/11b, 12a/12b, ... bis 16a/16b, A, B und 21 der Lehnfläche 3 und der Sitzfläche 2 an, um die einzelnen Volumenstellelemente passend und insbesondere unterschiedlich stark mit der Druckluft aus dem Druckluftspeicher 5 zu füllen.
Um dieses Verfahren zu veranschaulichen, zeigt 3 schematisch verschiedene Betätigungszustände von Volumenstellelementen zur Anpassung an verschiedene Sitzpositionen eines Sitzbenutzers am Beispiel der horizontalen Reihe 10a von Volumenstellelementen gemäß 2. Dabei zeigt 3a) zunächst eine Ausgangslage, in der alle Luftkammern 11a, 12a, ... bis 16a gleichmäßig mit Luft gefüllt sind, sodass die Luftkammerreihe 10a eine ebene Kontur aufweist.
3b) zeigt das Ergebnis einer Anpassung der Lehnflächenkontur an einen Sitzbenutzer. Nachdem die Sitzbelegungserkennungseinheit 22 erkannt hat, wo der Sitzbenutzer sitzt, sind die an dessen Seiten anliegenden Luftkammern 11a und 14a mit Druckluft nachgefüllt worden, während aus den dazwischen liegenden Luftkammern 12a und 13a optional etwas Luft abgelassen wurde. Dadurch ist eine an die Körperbreite des Sitzbenutzers angepasste Lehnflächenkontur entstanden, die für den Sitzbenutzer besonders bequem ist und/oder seinen Seitenhalt im Fahrzeugsitz verstärkt.
3c) zeigt das Ergebnis einer erneuten Anpassung der Lehnflächenkontur an eine veränderte Sitzposition des Sitzbenutzers. Nachdem die Sitzbelegungserkennungseinheit 22 erkannt hat, dass sich der Sitzbenutzer im Fahrzeugsitz hier in Richtung der weiter rechts liegenden Luftkammern 15a, 16a umgesetzt hat, ist auch die angepasste Lehnflächenkontur entsprechend um zwei Luftkammern nach rechts verschoben worden.
Wie weiter oben erwähnt, kann die dargelegte Konturanpassung beispielsweise mittels eines Touchpads oder Tasters am Armaturenbrett oder am Fahrzeugsitz oder aber über eine Kopplung mit dem Fahrerlebnisschalter gesteuert, aktiviert oder beeinflusst werden. Insbesondere kann ein Fahrzeugbenutzer dadurch optional zwischen verschiedenen Anpassungsfunktionen wählen und alternativ oder zusätzlich auch eine gewünschte Sitzform vorgeben.
4 zeigt schematisch einen Schaltplan einer möglichen Druckversorgung verschiedenartiger pneumatischer Volumenstellelemente in einer Sitz- und/oder Lehnfläche eines Fahrzeugsitzes, in dem ein oder mehrere Druckluftspeicher integriert sind. Es kann sich insbesondere um den Fahrzeugsitz 1 gemäß den 1 bis 3 handeln.
In 4 erzeugen ein oder mehrere Kompressoren 8 oder 30 einen vorbestimmten, insbesondere jeweils separat einstellbaren Überdruck in einem oder mehreren (nicht dargestellten) Druckluftspeichern. Die Druckluftspeicher sind mit dem jeweiligen Kompressor 8 oder 30 durch einen schematisch angedeuteten Kompressoranschluss 7 oder 31 verbunden. An im Fahrzeugsitz intern vorgesehenen Druckluftschnittstellen 32 bis 36, die beispielsweise Verteilerventile oder mit ansteuerbaren Betätigungsventilen ausgestattete Luftleitungen in Form von Luftschläuchen darstellen können, wird die Druckluft aus dem einen oder den mehreren Druckluftspeichern den verschiedenen selektiv pneumatisch betätigbaren Volumenstellelementen 37, 38 zugeführt.
In 4 sind mehrere, im Einzelnen nicht dargestellte Volumenstellelemente zur Anpassung an eine individuelle Wirbelsäulenkrümmung schematisch zu einer Lordosen-Luftkammereinheit 37 zusammengefasst. Ähnlich sind mehrere, im Einzelnen nicht dargestellte Volumenstellelemente zur Anpassung einer Seitenabstützung schematisch zu einer Sitzbreiten-Verstellungseinheit 38 zusammengefasst.
Insbesondere zur flexiblen Anpassung der Versorgung des jeweiligen Volumenstellelements mit Druckluft an die jeweilige Anforderung kann zwischen einem Volumenstellelement und den Druckluftspeichern mehr als eine Druckluftschnittstelle vorgesehen sein. So kann beispielsweise ein einzelnes Volumenstellelement der Lordosen-Luftkammereinheit 37 durch die verschiedenen Druckluftschnittstellen 32 und 33 wahlweise mit verschiedenen Druckbehältern verbunden werden, in welchen verschiedene Überdrücke eingestellt sein können.
Des Weiteren können etwa die Volumenstellelemente der Sitzbreiten-Verstellungseinheit 38 aufgrund ihrer erhöhten Größe (vgl. Seitenluftkammern A und B in 2) und/oder ihrer erhöhten Sicherheitsrelevanz für den Seitenhalt des Sitzbenutzers bei einer oben erwähnten Airbag-Zusatzfunktion eine schnellere Druckluftversorgung erfordern, als die Volumenstellelemente der Lordosen-Luftkammereinheit 37. Hierzu kann für sie eine entsprechend größere Druckluftschnittstelle 33 und/oder eine Verbindung zu einem Druckluftspeicher mit einem höheren Überdruck vorgesehen sein. Die in 4 nicht weiter spezifizierten Druckluftschnittstellen 34 bis 36 können für weitere Arten von Volumenstellelementen, beispielsweise für Volumenstellelemente in der Sitzlehne oder für Volumenstellelemente zur Kopfabstützung, dienen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugsitz
2: Sitzfläche
3: Lehnfläche
4: Fahrzeugsitzwandung
5: Druckluftspeicher
6: Luftleitung
7, 31: Kompressoranschluss
8, 30: Kompressor(en)
9: flexibler Schlauch oder eine starre Rohrleitung
10a/10b: Reihen von mehreren Volumenstellelementen in der Lehnfläche
11a/11b bis 16a/16b, 17 bis 20: Volumenstellelemente in der Lehnfläche
21: Volumenstellelemente in der Sitzfläche
22: Sitzbelegungserkennungseinheit
32 bis 36: Druckluftschnittstellen
37: Lordosen-Luftkammereinheit
38: Sitzbreiten-Verstellungseinheit
A, B: Volumenstellelemente (Seitenluftkammern) in der Lehnfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3505088 C1 [0003]
DE 102013220551 A1 [0004]

Claims

Fahrzeugsitz (1) mit einer Sitz- und einer Lehnfläche (2, 3), umfassend - mehrere in der Sitz- und/oder Lehnfläche (2, 3) selektiv betätigbare pneumatische Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) zur individuellen Anpassung einer Sitz- und/oder Lehnflächenkontur; und - mindestens einen im Fahrzeugsitz (1) angeordneten Druckluftspeicher (5) zur Versorgung der Volumenstellelemente mit Druckluft, wobei die Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) dazu ausgebildet sind, pneumatisch betätigt zu werden, indem Druckluft aus dem mindestens einen Druckluftspeicher (5) dem jeweiligen Volumenstellelement (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) zugeführt wird, um eine Volumenänderung des Volumenstellelements (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) zu bewirken.
Fahrzeugsitz (1) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Druckluftspeicher (5) ein integraler Bestandteil des Fahrzeugsitzes (1) ist und der Fahrzeugsitz (1) insbesondere mindestens einen Kompressor (8, 30) oder mindestens einen Kompressoranschluss (7, 31) für einen Kompressor (8, 30) zur Erzeugung eines vorbestimmten, insbesondere einstellbaren Überdrucks im mindestens einen Druckluftspeicher (5) aufweist.
Fahrzeugsitz (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Fahrzeugsitz (1) oder ein Teil davon hohl innerhalb einer Fahrzeugsitzwandung (4) ausgebildet ist und die Fahrzeugsitzwandung (4) zumindest abschnittsweise eine Druckluftspeicherwandung des mindestens einen Druckluftspeichers (5) bildet.
Fahrzeugsitz (1) nach Anspruch 3, wobei das Material der Fahrzeugsitzwandung (4) einen glasfaserverstärkten Kunststoff, einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff und/oder einen Drahtrahmen insbesondere aus Metall umfasst.
Fahrzeugsitz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines der Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) oder jedes Volumenstellelement (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) der Lehn- und/oder Sitzfläche (2, 3) eine aufblasbare Luftkammer darstellt, die insbesondere mit einem nachgiebigen Füllmaterial gefüllt ist.
Fahrzeugsitz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines der Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) oder jedes Volumenstellelement (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) mit dem mindestens einen Druckluftspeicher (5) direkt durch mindestens eine im Fahrzeugsitz (1), insbesondere im Sitzinneren, angeordnete Luftleitung (6) verbunden ist, in der ein Betätigungsventil zur selektiven pneumatischen Betätigung des jeweiligen Volumenstellelements (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) vorgesehen ist.
Fahrzeugsitz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gegenseitige Anordnung der Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 20, A, B) in der Lehnfläche (3) eine, zwei, drei oder mehr von sich in horizontaler Richtung erstreckenden, übereinanderliegenden Reihen (10a, 10b) aus jeweils mehreren Volumenstellelementen (11a/11b - 16a/16b) umfasst, zur Anpassung der Lehnflächenkontur an eine Rückenbreite und/oder gegenwärtige Sitzposition des Sitzbenutzers und insbesondere zu einer zusätzlichen Anpassung einer Kopfabstützung des Sitzbenutzers.
Fahrzeugsitz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner einen Airbag aufweist und/oder bei dem mindestens eines der Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) als ein Airbag ausgebildet ist, wobei der mindestens eine Druckluftspeicher (5) zur Versorgung des Airbags mit Druckluft zu dessen Betätigung bei einem Unfall dient.
Verfahren zur individuellen Anpassung einer Sitz- und/oder Lehnflächenkontur eines Fahrzeugsitzes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 an einen Sitzbenutzer, wobei die in der Sitz- und/oder Lehnfläche (2, 3) des Fahrzeugsitzes (1) angeordnete Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) selektives pneumatisches betätigt werden, so dass eine Sitz- und/oder Lehnflächenkontur des Fahrzeugsitzes (1) individuell angepasst wird, wobei das jeweilige Volumenstellelement (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) pneumatisch betätigt wird, indem Druckluft aus dem mindestens einen im Fahrzeugsitz (1) angeordneten Druckluftspeicher (5) dem Volumenstellelement (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) zugeführt wird, um eine Volumenänderung des Volumenstellelements (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) zu bewirken.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei Sitzbelegungsdaten für den Fahrzeugsitz (1) von einer Sitzbelegungserkennungseinheit (22) und/oder Erhalten von Sitzformdaten für den Fahrzeugsitz (1) von einer Sitzformvorgabeeinheit erhalten werden, und die in der Sitz- und/oder Lehnfläche (2, 3) des Fahrzeugsitzes (1) angeordnete Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) abhängig von den erhaltenen Sitzbelegungsdaten und/oder Sitzformdaten selektives pneumatisch betätigt werden, so dass eine Sitz- und/oder Lehnflächenkontur des Fahrzeugsitzes (1) an einen Sitzbenutzer oder an eine vorgegebene Sitzform individuell angepasst wird.
Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend: - einen Fahrzeugsitz (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, - eine Sitzbelegungserkennungseinheit (22), die dazu ausgebildet ist, Sitzbelegung des Fahrzeugsitzes (1) zu erfassen und in Form von Sitzbelegungsdaten bereitzustellen, und/oder eine Sitzformvorgabeeinheit, die dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Sitzform für den Fahrzeugsitz (1) abhängig von einer Benutzereingabe auszuwählen und in Form von Sitzformdaten bereitzustellen, und - eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, die Sitzbelegungsdaten von der Sitzbelegungserkennungseinheit (22) und/oder die Sitzformdaten von der Sitzformvorgabeeinheit zu erhalten und mindestens eines der in der Sitz- und/oder Lehnfläche (2, 3) des Fahrzeugsitzes (1) angeordneten Volumenstellelemente (11a/11b - 16a/16b, 17 - 21, A, B) derart anzusteuern, dass das Verfahren gemäß Anspruch 9 insbesondere vollautomatisch ausgeführt wird.