DE102017007932A1

DE102017007932A1 - Vorrichtung zur induktiven Energieversorgung für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE102017007932A1
Application number: DE102017007932.3A
Authority: DE
Inventors: Georgios Papadopoulos; Georgios Kastanis; Thomas Foelster
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur induktiven Energieversorgung für einen Fahrzeugsitz, umfassend ein primäres Induktionselement (13) und ein sekundäres Induktionselement (15), die zur Energieübertragung in eine Wirkverbindung bringbar sind. Bei einer Vorrichtung, welche bei einer flexiblen Umordnung der Fahrzeugsitze durch den Fahrzeugnutzer eine kostengünstige und einfache Montierbarkeit erlaubt, sind das am Boden (7) des Fahrzeuges (1) positionierte primäre Induktionselement als Sender (13) und das am Fahrzeugsitz (3, 5) angeordnete sekundäre Induktionselement als Empfänger (15) ausgebildet, welche zu einer Resonanz-induktiven Energieübertragung vertikal beabstandet zueinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur induktiven Energieversorgung für einen Fahrzeugsitz, umfassend ein primäres Induktionselement und ein sekundäres Induktionselement, die zur Energieübertragung in eine Wirkverbindung bringbar sind.
Im Fondbereich von Fahrzeug-VAN's sind die Sitze bzw. Sitzbänke in ihrer Anordnung variabel und flexibel veränderbar. Ein und derselbe Sitz kann vorn oder hinten links oder auch rechts in das Fahrzeug eingebaut werden, je nachdem wie der Fahrzeugnutzer es wünscht. Um in den Sitzen vorhandene Komfortfunktionen mit Daten und Energie zu versorgen, ist aus der DE 102 31 713 A1 eine Vorrichtung zur Daten- und/oder Energieübertragung zwischen einem Sitz und einem Chassis bekannt, bei der die Energieübertragung kontaktinduktiv erfolgt. Dabei ist lediglich wenigstens ein Leiter chassisseitig angeordnet, der als Primärwicklung dient. Sekundärseitig ist ein Übertrager angeordnet. Für Daten- und Energieübertragung sind jeweils getrennte Leiter bzw. Übertrager vorgesehen. In dem die Energie übertragenden Leiter ist ein Generator eingeschaltet, der die elektrische Energie für den Sitz, welcher sekundärseitig angeordnet ist, bereitstellt. Eine solche Energieversorgung benötigt eine große Anzahl an Bauteilen und erfordert eine aufwändige Montage.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur induktiven Energieversorgung für einen Fahrzeugsitz anzugeben, welche bei einer flexiblen Umordnung der Fahrzeugsitze durch den Fahrzeugnutzer eine kostengünstige und einfache Montierbarkeit erlaubt.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit einer Vorrichtung dadurch gelöst, dass das am Boden des Fahrzeuges positionierte primäre Induktionselement als Sender und das am Fahrzeugsitz angeordnete sekundäre Induktionselement als Empfänger ausgebildet sind, welche zu einer Resonanz-induktiven Energieübertragung vertikal beabstandet zueinander angeordnet sind. Durch das verwendete resonanzinduktive Prinzip wird eine Energieübertragung immer dann stattfinden, wenn Sender und Empfänger sich aneinander annähern. Es ist eine einfache Montage und Justierung an der Sitzschiene bzw. dem Sitz möglich.
Vorteilhafterweise sind Energiesender und -Empfänger jeweils als Flachringspule mit mehreren Windungen ausgebildet. Durch die Verwendung mehrerer Windungen wird die Effektivität der Energieübertragung verbessert.
In einer Ausgestaltung ist der Empfänger an einer Unterseite des Fahrzeugsitzes parallel zum Fahrzeugboden fest positioniert. Durch diese feste Anordnung des Empfängers wird nur der relative Abstand des Empfängers zum Sender beim Verschieben und Einbau des Sitzes verändert.
In einer Ausführungsform ist mindestens ein Sender nahe der Sitzschiene in einer parallel zu dieser verlaufenden Führungsschiene geführt. Damit können die Sender durch die separate Führung in ihrer Position an eine gewünschte Sitzposition angepasst werden.
In einer Variante ist der mindestens eine Sender in Abhängigkeit von der Position eines Sitzschlittens, der in der Sitzschiene verschiebbar angeordnet ist, geführt ist, indem dieser über eine Querverbindung mit dem Sitzschlitten verbunden ist. Durch die beabstandete Anordnung des Senders zum Sitzschlitten wird eine Beschädigung des Senders bei der Einführung des Sitzschlittens in die Sitzschiene zuverlässig unterbunden.
In einer weiteren Ausführungsform weisen der Sender und der Empfänger zur resonanten Energieübertragung jeweils einen Oszillator und einen LC-Resonanzkreis auf. Diese Bauelemente sind in Halbleitertechnik einfach auszuführen und somit in ihrer Ausdehnung sehr klein. Dies führt dazu, dass nur sehr wenig Bauraum benötigt wird.
In einer Weiterbildung sind mehrere Sender hintereinander, parallel zur Sitzschiene in der Führungsschiene angeordnet. Dies hat zur Folge, dass die Sender zur Sitzschiene nicht verschoben werden, sondern nur der sich im Sitz befindliche Empfänger beim Einbau des Sitzes über einen der Sender positioniert werden muss.
Vorteilhafterweise ist der Empfänger mit einem Komfortsystem des Sitzes zu dessen Energieversorgung verbunden. Durch dieses kabellose Verfahren kann jedes im Fahrzeugsitz verbaute Komfortsystem, wie Sitzheizung oder Gurtstraffer oder Sitzbelegungserkennung, zuverlässig mit Energie versorgt werden.
In einer Ausgestaltung versorgt der Empfänger einen im Sitz angeordneten Akkumulator mit Energie, der bei Unterbrechung der Energieversorgung durch den Sender die Komfortsysteme des Sitzes mit Energie beliefert. Somit wird sichergestellt, dass auch bei einem unvorhergesehenen Defekt die Versorgung des Komfortsystems mit Energie jederzeit sichergestellt ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldungen sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines Schnittes durch eine Frontalansicht eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Anordnung eines Senders der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 ein Ausführungsbeispiel für eine einer Unterseite eines Fahrzeugsitzes,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel zur Anordnung der Sender der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In 1 ist eine Prinzipdarstellung eines Schnittes durch eine Frontalansicht eines als VAN ausgebildeten Fahrzeuges 1 dargestellt. Das Fahrzeug 1 weist zwei Vordersitze 3, 5 auf, die auf einem Boden 7 des Fahrzeugchassis angeordnet sind, welches die Fahrzeugräder 9, 11 trägt. Ein Sender 13 und ein Empfänger 15 der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind zur Energieübertragung zu den Fahrzeugsitzen 3, 5 vertikal beabstandet zueinander beim verbauten Fahrzeugsitz in Übereinstimmung gebracht, so dass von dem Sender 13 kontaktlos Energie zum Empfänger 15 übertragen werden kann.
In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Anordnung der Sender 13 auf dem Fahrzeugboden 7 gezeigt. Dabei ist auf dem Fahrzeugboden 7 ein Sitzschienensystem 17 angeordnet, wobei immer zwei parallel nebeneinanderliegende Sitzschienen 19, 21 für einen der Sitze 3, 5 vorgesehen sind. In der Sitzschiene 17, 19 ist ein Sitzschlitten 213 angeordnet, wobei mit jedem Sitzschlitten 23 über eine Querverbindung 25 ein Sender 13 verbunden ist. Der Sender 13 selbst wird in einer parallel zur Sitzschiene ausgebildeten Führungsschiene 27 geführt.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Unterseite 29 des Fahrzeugsitzes 3, 5. Der Empfänger 15 ist dabei fest positioniert und wird beim Einführen des Sitzes 3, 5 über dem Sitzschlitten 23 so eingestellt, dass er in eine induktive Wirkverbindung mit einem Sender 13 gebracht wird. Gleichzeitig ist in dem Fahrzeugsitz 3, 5 ein Akkumulator 31 vorgesehen, welcher mit dem Empfänger 15 verbunden ist und in welchem die vom Empfänger 15 gewonnene Energie gespeichert wird. Der Akkumulator 31 ist im Fahrzeugsitz 3, 5 mit nicht weiter dargestellten Komfortfunktionen verbunden, wie beispielsweise einer Sitzheizung oder einer Sitzbelegungserkennung, und versorgt diese mit Energie.
Sender 13 und Empfänger 15 sind identisch aufgebaut und bestehen jeweils aus einer Flachringspule mit mehreren Windungen, die als Oszillator dient und einem LC-Resonanzkreis. Aufgrund dieser Ausgestaltung treten Sender und Empfänger beabstandet übereinanderliegend in eine resonanzinduktive Wirkverbindung, wodurch die Energie vom Sender 13 zum Empfänger 15 übertragen wird.
In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Anordnung der Sender 13 im Fahrzeug 1 dargestellt. Dabei sind mehrere Sender 13 hintereinander, parallel zur Sitzschiene 19, 21 angeordnet, ohne dass diese gegeneinander verschieblich sind. Dabei kann der oben beschriebene Sitzschlitten-abhängige Mechanismus entfallen.
Die beschriebene Lösung hat den Vorteil, dass jeder Fahrzeugsitz 3, 5 individuell verschoben und vielseitig umgesetzt werden kann. Bei einer vis-à-vis-Anordnung der Fahrzeugsitze 3, 5 muss der Empfänger 15 durch einen am Fahrzeugsitz 3, 5 angebrachten Mechanismus verschoben werden, um die Sender-Empfänger-Überlagerung zu gewährleisten. Die beschriebene Vorrichtung ist verschleißfrei und erhöht den Komfort und die Akzeptanz durch die Fahrzeugnutzer des Fahrzeuges.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereiches, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10231713 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur induktiven Energieversorgung für einen Fahrzeugsitz, umfassend ein primäres Induktionselement (13) und ein sekundäres Induktionselement (15), die zur Energieübertragung in eine Wirkverbindung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das am Boden (7) des Fahrzeuges (1) positionierte primäre Induktionselement als Sender (13) und das am Fahrzeugsitz (3, 5) angeordnete sekundäre Induktionselement als Empfänger (15) ausgebildet sind, welche zu einer Resonanz-induktiven Energieübertragung vertikal beabstandet zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (13) und der Empfänger (15) jeweils als Flachringspule mit mehreren Windungen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (15) an einer Unterseite (29) des Fahrzeugsitzes (3, 5) parallel zum Fahrzeugboden (7) fest positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sender (13) nahe der Sitzschiene (19, 21) in einer parallel zu dieser verlaufenden Führungsschiene (27) separat geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das der mindestens eine Sender (13) in Abhängigkeit von der Position eines Sitzschlittens (23), der in der Sitzschiene (19, 21) verschiebbar angeordnet ist, geführt ist, indem dieser über eine Querverbindung (25) mit dem Sitzschlitten (23) verbunden ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (13) und der Empfänger (15) zur resonanten Energieübertragung jeweils einen Oszillator und einen LC-Resonanzkreis aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sender (13) hintereinander, parallel zur Sitzschiene (17, 19), in der Führungsschiene (27) angeordnet sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (15) mit einem Komfortsystem des Fahrzeugsitzes (3, 5) zu dessen Energieversorgung verbunden ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (15) einen im Fahrzeugsitz (3, 5) angeordneten Akkumulator (31) mit Energie versorgt, der bei Unterbrechung der Energieversorgung die Komfortsysteme des Sitzes (3, 5) mit Energie versorgt.