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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Qualitätsprüfung eines Fahrzeugsitzes mit einem kapazitiven Sensor zur Erzeugung eines elektrischen Feldes bzw. einer Kapazität und einem mit dem kapazitiven Sensor wirkverbundenen Steuergerät zur Erfassung von Messdaten.
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Bei der Qualitätsermittlung eines Fahrzeugsitzes werden während des Herstellungsprozesses viele direkte Qualitätsgrößen erfasst und ausgewertet. Diese Daten werden bei den Komponentenzulieferern, in der Eingangskontrolle im Sitzwerk oder an einem Bandendtester am Ende des Sitzwerks ermittelt. Am Ende des Herstellungsprozesses des Fahrzeugsitzes sind viele der verbauten Komponenten jedoch nicht mehr zugänglich, da diese innerhalb des Sitzes integriert sind. Der Hersteller des Fahrzeugsitzes steht dabei vor dem Problem, eine zuverlässige Aussage über die Qualität dieser Komponenten zu treffen. Änderungen der Komponenten, wie beispielsweise die Änderungen einer Sitzheizung, nicht abgestimmte Materialänderungen bzw. Materialzusammensetzungen durch den Lieferanten, abweichende Toleranzen oder zu hoher Wassergehalt im Sitzschaum, können nicht erkannt werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Qualitätsprüfung eines Fahrzeugsitzes bereitzustellen, die bzw. das an einem Bandendtester bzw. nach dem Herstellungsprozess eine Bewertung der Qualität des Zusammenbaus und der Komponenten des Fahrzeugsitzes ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß der Patentansprüche 1 und 7 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Fahrzeugsitzes mit einem Steuergerät und einem kapazitiven Sensor zur Erzeugung eines elektrischen Feldes bzw. einer Kapazität vorgeschlagen. Das Steuergerät ist mit dem kapazitiven Sensor wirkverbunden und zur Erfassung von Messdaten des elektrischen Feldes bzw. der Kapazität ausgebildet. Außerdem umfasst der kapazitive Sensor eine Elektrode zum Erzeugen des elektrischen Feldes. Die Elektrode ist in dem Fahrzeugsitz integrierbar. Darüber hinaus sind Vergleichsdaten in dem Steuergerät hinterlegt, die einen Soll-Wert für die erfassten Messdaten bestimmen. Ferner ist das Steuergerät zum Vergleichen der Messdaten mit den Vergleichsdaten und zur Ausgabe eines Vergleichsergebnisses ausgebildet. Es umfasst hierfür ein eingebettetes System mit beispielsweise einem Mikroprozessor und einem umprogrammierbaren Flash-Speicher.
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Vorteilhaft daran ist, dass der Fahrzeugsitz mit seinen Komponenten einen kapazitiven Wert aufweist, der an einem Bandendtester über das Steuergerät ermittelt und ausgelesen werden kann. Dabei ist das Steuergerät entweder in den Fahrzeugsitz oder in den Bandendtester integriert. Die Elektrode ist in dem Fahrzeugsitz integriert und das elektrische Feld bzw. die Kapazität wird gegen eine unendlich weit entfernte Gegenelektrode erzeugt. Auf diese Weise verhalten sich die Komponenten des Fahrzeugsitzes wie ein Dielektrikum zwischen den Platten eines Kondensators, der von dem kapazitiven Sensor mittels der Elektrode ausgebildet ist. Diese Messdaten können mit den im Steuergerät hinterlegten Vergleichsdaten verglichen werden und durch die Ausgabe des Vergleichsergebnisses eine Aussage über die Qualität dieser Komponenten des Fahrzeugsitzes getroffen werden. Auf diese Weise können Konfigurationsänderungen der Komponenten, wie beispielsweise die Änderungen einer Sitzheizung nicht abgestimmte Materialänderungen bzw. Materialzusammensetzungen durch den Lieferanten, das Hinzufügen bzw. Entfernen von Sonderausstattungen, abweichende Toleranzen oder zu hoher Wassergehalt im Sitzschaum, erkannt werden. Ferner ist günstig, dass zusätzlich die indirekten Werte bzw. Nebenwerte der Komponenten des Fahrzeugsitzes berücksichtigt werden. Da Komponenten, die zwischen der Elektrode des Sensors und der unendlich weit entfernten Gegenelektrode angeordnet sind, mit einem Dielektrikum vergleichbar sind und somit Einfluss auf das Messergebnis haben, können diese indirekten Werte bzw. Nebenwerte über eine Änderung der gemessenen des elektrischen Feldes bzw. der Kapazität ermittelt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Fahrzeugsitzes ist vorgesehen, dass die Elektrode eine in einer Sitzfläche des Fahrzeugsitzes anordenbare Sitzheizung ist. Ferner ist in einer alternativen Ausführung die Elektrode eine in einer Sitzlehne oder Armlehne des Fahrzeugsitzes angeordnete Sitzheizung. Dabei ist günstig, dass die entsprechende Sitzheizung eine geeignete Komponente ist, die als Kondensatorplatte bzw. Elektrode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes bzw. einer Kapazität genutzt werden kann und einen Anschluss für ein Steuergerät aufweist, der am Ende des Herstellungsprozesses zugänglich ist. Die Messdaten können beispielsweise über den entsprechenden kapazitiven Wert ermittelt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Steuergerät für einzelne Komponenten des Fahrzeugsitzes Vergleichsdaten hinterlegt sind. Die Vergleichsdaten umfassen einen kapazitiven Soll-Wert für die jeweilige Komponente des Fahrzeugsitzes in einem qualitativ akzeptablen Zustand. Dadurch kann bei einer bekannten Fahrzeugsitzkonfiguration ein kapazitiver Soll-Wert für den gesamten Fahrzeugsitz gebildet werden, anhand dessen ein Soll-Ist-Vergleich des zu prüfenden Fahrzeugsitzes durchgeführt und ein Vergleichsergebnis ermittelt werden kann.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Fahrzeugsitzes derart ausgebildet, dass die einzelnen Komponenten des Fahrzeugsitzes die Sitzheizung, ein Bezug, eine Zwischenlage, Schäume und ein Sitzgestell sind.
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Ferner ist eine Ausführung günstig, bei der die Vorrichtung eine Datenbank mit aktualisierten Vergleichsdaten umfasst, die mit dem Steuergerät koppelbar ist. Dabei ist günstig, dass Mess- bzw. Vergleichsdaten nach dem „Big Data“-Prinzip gesammelt und aktualisiert werden können. Folglich befinden sich die aktualisierten Vergleichsdaten für sämtliche Konfigurationen eines Fahrzeugsitzes auf dem neuesten Stand. Bei beispielsweise monatlicher Auswertung können dadurch Qualitätsabweichungen erkannt werden.
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Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zur Qualitätsprüfung eines Fahrzeugsitzes mit einer Vorrichtung gemäß den vorstehenden Merkmalen vorgeschlagen, das die folgenden Schritte umfasst:
- a. Erzeugen eines elektrischen Feldes bzw. einer Kapazität mittels der in einem Fahrzeugsitz angeordneten Elektrode des kapazitiven Sensors,
- b. Erfassen der Messdaten des elektrischen Feldes bzw. der Kapazität mittels des Steuergeräts,
- c. Vergleichen der Messdaten mit den in dem Steuergerät hinterlegten Vergleichsdaten mittels des Steuergeräts,
- d. Ausgabe des Vergleichsergebnisses durch das Steuergerät und
- e. Validierung des Vergleichsergebnisses mittels eines Toleranzbereichs, der eine zulässige Abweichung von den Vergleichsdaten bestimmt.
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Dadurch kann beispielsweise im Sitzwerk, an einem Bandendtester oder in einem Fahrzeug der kapazitive Wert der Sitzlehne bzw. der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes gemessen werden. Durch den Vergleich mit den Vergleichsdaten werden Ausreißer wie überhöhte oder zu niedrige kapazitive Werte bestimmt und somit können Änderungen der vorstehend beschriebenen Komponenten erkannt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist vorgesehen, dass in Schritt b) das Erfassen der Messdaten in einem unbelasteten Zustand des Fahrzeugsitzes bzw. der Sitzfläche und der Armlehne durchgeführt wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in Schritt b) das Erfassen der Messdaten in einem belasteten Zustand des Fahrzeugsitzes bzw. der Sitzfläche und der Armlehne durchgeführt wird.
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Auf diese Weise werden die Messdaten für einen belasteten und einen unbelasteten Zustand des Fahrzeugsitzes ermittelt. Daraus ergibt sich eine flexiblere Einsatzmöglichkeit der Qualitätsprüfung des Fahrzeugsitzes, da für sämtliche Anwendungsfälle Daten gesammelt werden bzw. vorliegen. Folglich kann eine Qualitätsprüfung einzeln durchgeführt werden, aber es besteht auch die Möglichkeit, diese im Rahmen anderer Untersuchungen, wie beispielsweise einem Belastungstest, zu integrieren. Somit kann auf weitere Randbedingungen des Sitzwerks bzw. eines Prüfstands, wie beispielsweise dem Platzbedarf oder einem in einem Fahrzeug verbauten bzw. nicht verbauten Fahrzeugsitz reagiert werden.
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Vorzugsweise wird das Verfahren derart ausgeführt, dass eine Belastung des Fahrzeugsitzes bzw. der Sitzfläche und der Armlehne mittels einer Person oder eines Testkörpers durchgeführt wird.
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Ferner ist eine Ausführung günstig, bei der das Steuergerät nach Schritt d) mit der Datenbank kommuniziert. Das Vergleichsergebnis und/oder die Messdaten des Steuergeräts werden an die Datenbank übermittelt, um die in der Datenbank hinterlegten aktualisierten Vergleichsdaten zu aktualisieren. Dadurch werden die erhobenen Messdaten bzw. Vergleichsergebnisse sämtlicher geprüften Fahrzeugsitze in der Datenbank zugänglich für weitere Tests. Die aktualisierten Vergleichsdaten sind folglich immer auf dem neuesten Stand für nachfolgende Qualitätsprüfungen.
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Weiter vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät nach Schritt d) mit der Datenbank kommuniziert und aktualisierte Vergleichsdaten der Datenbank an das Steuergerät übermittelt sowie die Vergleichsdaten durch diese ersetzt werden. Auf diese Weise umfasst das Steuergerät die neuesten Vergleichsdaten für die nachfolgende Qualitätsprüfung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Qualitätsprüfung eines Fahrzeugsitzes wird nach Schritt e) bei einem Vergleichsergebnis, das einen Wert außerhalb des Toleranzbereichs beträgt, mittels des Steuergeräts eine Qualitätswarnung bzw. eine Aufforderung zur Qualitätsuntersuchung ausgegeben. Der entsprechende Fahrzeugsitz kann anschließend gezielt nach qualitätsrelevanten Materialeigenschaften der Komponenten oder Fehlern während des Herstellungsprozesses des Fahrzeugsitzes untersucht werden.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Qualitätsprüfung eines Fahrzeugsitzes.
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In 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Qualitätsprüfung 1 eines Fahrzeugsitzes 2 mit einem kapazitiven Sensor 3 zur Erzeugung eines elektrischen Feldes bzw. einer Kapazität und einem Steuergerät 4 dargestellt.
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In dieser Ausführung wird das Erfassen der Messdaten 5 in einem unbelasteten Zustand des Fahrzeugsitzes 2 und der Sitzfläche 14 durchgeführt. Der kapazitive Sensor 3 umfasst eine Elektrode 6 zum Erzeugen des elektrischen Feldes. Die Elektrode 6 ist in der Sitzfläche 14 des Fahrzeugsitzes 2 integriert und das elektrische Feld bzw. die Kapazität wird gegen eine unendlich weit entfernte Gegenelektrode erzeugt. Ferner ist die Elektrode 6 eine Sitzheizung 11.
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Das Steuergerät 4 ist mit dem kapazitiven Sensor 3 wirkverbunden und erfasst die Messdaten 5 des elektrischen Feldes bzw. der Kapazität. Außerdem sind Vergleichsdaten 8 in dem Steuergerät 4 in einem Datenspeicher hinterlegt. Die Vergleichsdaten 8 bestimmen einen Soll-Wert für die erfassten Messdaten 5 und das Steuergerät 4 verarbeitet bzw. vergleicht die Messdaten 5 mit den Vergleichsdaten 8. Ferner weist das Steuergerät eine Anzeige bzw. eine Kontrollleuchte zur Ausgabe eines Vergleichsergebnisses 10 auf. In dem Steuergerät 4 sind diese Vergleichsdaten 8 für einzelne Komponenten 12 des Fahrzeugsitzes 2, wie die Sitzheizung 11, einen Bezug, eine Zwischenlage, Schäume und ein Sitzgestell hinterlegt.
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Die Vorrichtung 1 umfasst eine Datenbank 13 mit aktualisierten Vergleichsdaten 16, die mit dem Steuergerät 4 gekoppelt ist. Das Steuergerät 4 kommuniziert mit der Datenbank 13. Dabei werden das Vergleichsergebnis 10 und die Messdaten 5 des Steuergeräts 4 an die Datenbank 13 übermittelt, um die in der Datenbank 13 hinterlegten aktualisierten Vergleichsdaten 16 zu aktualisieren. Anschließend kommuniziert das Steuergerät 4 mit der Datenbank 13 und aktualisierte Vergleichsdaten 16 der Datenbank 13 werden an das Steuergerät 13 übermittelt. Die Vergleichsdaten 8 in dem Steuergerät 4 werden durch die aktualisierten Vergleichsdaten 16 ersetzt.
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Zur Qualitätsprüfung wird zunächst ein elektrisches Feld bzw. eine Kapazität mittels der in dem Fahrzeugsitz 2 angeordneten Elektrode 6 des kapazitiven Sensors 3 erzeugt. Die Messdaten 5 des elektrischen Feldes bzw. der Kapazität werden mittels des Steuergeräts 4 in einem unbelasteten Zustand des Fahrzeugsitzes 2 bzw. der Sitzfläche 14 erfasst. Mittels des Steuergeräts 4 werden diese Messdaten 5 anschließend mit den in dem Steuergerät 4 hinterlegten Vergleichsdaten 8 verglichen. Ferner gibt das Steuergerät 4 das Vergleichsergebnis 10 über eine Anzeige bzw. eine Kontrollleuchte aus. Anschließend kommuniziert das Steuergerät 4 mit der Datenbank 13. Das Vergleichsergebnis 10 und/oder die Messdaten 5 des Steuergeräts 4 werden an die Datenbank 13 übermittelt, um die in der Datenbank 13 hinterlegten aktualisierten Vergleichsdaten 16 auf den neuesten Stand zu bringen. Diese aktualisierten Vergleichsdaten 16 werden an das Steuergerät 13 übermittelt und die Vergleichsdaten 8 durch diese ersetzt. Im Anschluss wird das Vergleichsergebnis 10 mittels eines Toleranzbereichs, der eine zulässige Abweichung von den Vergleichsdaten 8 bestimmt, validiert. Außerdem wird bei einem Vergleichsergebnis 10, das einen Wert außerhalb des Toleranzbereichs beträgt, eine Qualitätswarnung bzw. eine Aufforderung zur Qualitätsuntersuchung mittels des Steuergeräts 4 ausgegeben.
