DE102019204275A1

DE102019204275A1 - Verfahren zum Betrieb einer elektromotorischen Massageeinrichtung eines Sitzes

Info

Publication number: DE102019204275A1
Application number: DE102019204275.9A
Authority: DE
Inventors: Markus ROSENTHAL
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2019-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (52) zum Betrieb einer elektromotorischen Massageeinrichtung (6) eines Sitzes (4), insbesondere eines Kraftfahrzeugs (2), die einen Massageantrieb (20) mit einem Elektromotor (30) umfasst. Der Elektromotor (30) wird bestromt, und ein Drehmoment des Elektromotors (30) wird erfasst und hieraus ein erster Referenzwert (66) ermittelt. Anhand des ersten Referenzwerts (66) wird eine Belegung zumindest eines Abschnitts (22) des Sitzes (4) ermittelt. Das Drehmoment des Elektromotors (30) wird anhand einer Drehzahl und/oder eines Tastgrads bestimmt. Die Erfindung betrifft ferner eine elektromotorische Massageeinrichtung (6) eines Sitzes (4) und einen Sitz (4) eines Kraftfahrzeugs (2).

Description

Die Erfindung betrifft sowohl ein Verfahren zum Betrieb einer elektromotorischen Massageeinrichtung eines Sitzes, die einen Massageantrieb mit einem Elektromotor umfasst, als auch eine elektromotorische Massageeinrichtung eines Sitzes. Der Sitz ist jeweils bevorzugt ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung einen Sitz eines Kraftfahrzeugs.
Kraftfahrzeuge umfassen eine Anzahl an Nebenaggregaten, die nicht direkt dem Vortrieb des Kraftfahrzeugs dienen. Meist wird mittels dieser Nebenaggregate ein Komfort des Benutzers des Kraftfahrzeugs erhöht. Ein derartiges Nebenaggregat ist eine elektromotorische Massageeinrichtung, die ein Bestandteil eines Fahrzeugsitzes ist. Hierbei wird bei Aktivierung ein bestimmter Bereich des Fahrzeugsitzes periodisch verstellt, wie eine Rückenlehne oder ein Teil einer Rückenlehne. Aufgrund dessen wird eine Durchblutung eines Benutzers des Fahrzeugsitzes angeregt, weswegen eine Benutzung des Kraftfahrzeugs angenehmer ist. Auch können mittels des Kraftfahrzeugs auf diese Weise Fahrten mit einer vergleichsweise großen zeitlichen Dauer ausgeführt werden, ohne dass der Benutzer ermüdet.
Kraftfahrzeugsitze weisen zudem üblicherweise eine Sitzbelegungserkennung auf. In Abhängigkeit der Sitzbelegungserkennung erfolgt beispielsweise eine Überwachung des korrekten Anlegens eines Gurtes und gegebenenfalls die Ausgabe eines Warntons. Zudem werden, um Kosten zu sparen, üblicherweise in einem Crash-Fall lediglich dann die Airbags aktiviert, sofern der Sitz belegt ist. Zur Erkennung, ob der Sitz belegt ist, wird üblicherweise ein Gewichtssensor verwendet, oder eine Deformation des Sitzes aufgrund der Belegung durch eine Person wird erfasst. In einer Alternative hierzu wird eine kapazitive Sensorelektrode herangezogen, mittels derer im Bereich des Sitzes ein elektromagnetisches Feld erstellt und überwacht wird. Im Betrieb wird dabei eine Änderung einer Dielektrizitätskonstante aufgrund einer Veränderung der Kapazität erfasst. Die Änderung der Dielektrizitätskonstanten rührt hierbei von der Anwesenheit einer Person im Bereich des Sitzes her. Sofern somit eine Änderung der Kapazität erfasst wird, ist auch eine Belegung des Sitzes erkannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb einer elektromotorischen Massageeinrichtung eines Sitzes sowie eine besonders geeignete elektromotorische Massageeinrichtung eines Sitzes als auch einen besonders geeigneten Sitz eines Kraftfahrzeugs anzugeben, wobei insbesondere Herstellungskosten verringert und vorzugsweise eine Lebensdauer und/oder ein Komfort erhöht und geeigneterweise ein akustischer Eindruck verbessert ist.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich der elektromotorischen Massageeinrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 6 und hinsichtlich des Sitzes durch die Merkmale des Anspruchs 9 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Das Verfahren dient dem Betrieb einer elektromotorischen Massageeinrichtung. Die elektromotorische Massageeinrichtung ist ein Bestandteil eines Sitzes, und bestimmungsgemäß wird mittels der elektromotorischen Massageeinrichtung eine Massagefunktion ausgeführt. Hierbei wird beispielsweise ein Bestandteil des Sitzes, wie die Sitzfläche oder eine Lehne, bewegt, insbesondere periodisch. Der Sitz und somit die elektromotorische Massageeinrichtung sind bevorzugt ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, und der Sitz ist beispielsweise ein Fahrersitz oder ein Beifahrersitz.
Die elektromotorische Massageeinrichtung weist einen Massageantrieb mit einem Elektromotor auf. Mittels des Elektromotors ist insbesondere ein weiterer Bestandteil des Massageantriebs angetrieben, mittels dessen eine Massagefunktion durchgeführt wird. Beispielsweise wird mittels des weiteren Bestandteils, beispielsweise ein Vibrationselement, eine Unwucht oder ein Stempel, ein Bestandteil des Sitzes ausgebeult, insbesondere periodisch. Der weitere Bestandteil ist hierfür geeignet, zweckmäßigerweise vorgesehen und eingerichtet. Der Elektromotor ist beispielsweise ein bürstenbehafteter Kommutatormotor. Besonders bevorzugt jedoch ist der Elektromotor bürstenlos ausgestaltet und insbesondere ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Beispielsweise ist der Elektromotor ein Asynchronmotor, bevorzugt jedoch ein Synchronmotor. Der Elektromotor ist insbesondere dreiphasig, wobei die einzelnen Phasen beispielsweise in einer Dreiecks- oder Sternschaltung miteinander verschaltet sind.
Das Verfahren sieht vor, dass in einem Arbeitsschritt der Elektromotor bestromt wird. Hierfür wird beispielsweise eine bestimmte elektrische Spannung an den Elektromotor angelegt. Insbesondere ist die elektrische Spannung vorgegeben. Alternativ hierzu wird beispielsweise ein elektrischer Stromfluss zu dem Elektromotor eingestellt. Insbesondere erfolgt die Bereitstellung der elektrischen Spannung / des elektrischen Stroms mittels eines Umrichters, der beispielsweise eine Brückenschaltung, wie eine B6-Schaltung aufweist.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird das Drehmoment des Elektromotors erfasst. Mit anderen Worten wird das Drehmoment des Elektromotors bestimmt, welches sich aufgrund der Bestromung ergibt. Anhand des Drehmoments wird ein erster Referenzwert ermittelt. Der erste Referenzwert weist als mögliche Wertemenge beispielsweise lediglich zwei Werte auf. Insbesondere wird hierbei der eine Wert für den ersten Referenzwert herangezogen, wenn das Drehmoment oberhalb einer bestimmten Schwelle liegt und ansonsten der andere Wert. Alternativ hierzu ist der Wertbereich des ersten Referenzwerts vergrößert und/oder insbesondere diskret. Alternativ hierzu ist der Wertbereich des ersten Referenzwerts kontinuierlich. Zumindest besteht ein funktioneller Zusammenhang zwischen dem ersten Referenzwert und dem Drehmoment, wobei beispielsweise eine ein-eindeutige Zuordnung erfolgt. Beispielsweise wird als erster Referenzwert das erfasste Drehmoment herangezogen.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird anhand des ersten Referenzwerts eine Belegung zumindest eines Abschnitts des Sitzes ermittelt. Insbesondere entspricht der Abschnitt vollständig oder zumindest zum Teil dem Bestandteil des Sitzes, welcher bei Bestromung des Elektromotors bewegt wird. Mit anderen Worten wird aus dem ersten Referenzwert auf die Belegung des Abschnitts geschlossen. Die Belegung ist insbesondere eine Belastung des Abschnitts aufgrund der Anwesenheit einer Person. Mit anderen Worten wird ermittelt, ob die Person auf dem Abschnitt sitzt oder an diesen angelehnt ist, also ob die Person, insbesondere ein Fahrer des Kraftfahrzeugs, in mechanischem Kontakt mit dem Abschnitt ist. Somit wird anhand des Drehmoments des Elektromotors bzw. anhand des hieraus abgeleiteten ersten Referenzwerts die Belegung des Abschnitts des Sitzes ermittelt. Sofern zur Verbringung des Abschnitts ein vergleichsweise hohes Drehmoment erforderlich ist und somit vorherrscht, ist eine Belegung des Abschnitts wahrscheinlich. Sofern der Abschnitt nicht belegt ist, ist lediglich ein vergleichsweise geringes Drehmoment erforderlich. Folglich ist es daher ermöglicht mittels des Drehmoments und daher auch mittels des ersten Referenzwerts die Belegung des Abschnitts zu bestimmen. Infolgedessen sind keine weiteren Sensoren oder dergleichen erforderlich, weswegen Herstellungskosten verringert sind. Beispielsweise wird die Belegung binär ermittelt, also ermittelt, ob eine Belegung vorhanden oder nicht vorhanden ist. Alternativ hierzu wird die Belegung qualitativ ermittelt, also insbesondere, mit wie viel Druck/Gewicht der Abschnitt belastet ist.
Zweckmäßigerweise weist die elektromotorische Massageeinrichtung mehrere derartige Massageantriebe auf, die unterschiedlichen Abschnitten des Sitzes zugeordnet sind. Somit ist es ermöglicht, die Position des Benutzers auf dem Sitz mittels der Massageantriebe zu bestimmen. Insbesondere wird anhand der Belegung eine Sitzposition des Benutzers auf dem Sitz bestimmt. In Abhängigkeit der ermittelten (Sitz-)Position des Benutzers wird beispielsweise eine mögliche Verstellbewegung des Sitzes begrenzt, insbesondere eine elektromotorische Verstellung des Sitzes, z.B. eine elektromotorische Verstellung der Lehne des Sitzes, also deren Neigungswinkel bezüglich der Sitzfläche, oder einer transversalen Verbringung des Sitzes. Alternativ oder in Kombination hierzu wird anhand der ermittelten Sitzposition eine weitere Einstellung des Kraftfahrzeugs vorgenommen, sofern die elektromotorische Massageeinrichtung ein Bestandteil des Kraftfahrzeugs ist. Beispielsweise wird eine Einstellung einer etwaige Klimaanlage, eines Audio-Systems oder eines Gurtes / Gurtantriebs beeinflusst. Folglich ist ein Komfort weiter erhöht.
Das Drehmoment des Elektromotors wird beispielsweise anhand der Drehzahl des Elektromotors bestimmt. Insbesondere wird die Drehzahl als ein das Drehmoment charakterisierender Wert herangezogen, und folglich wird der erste Referenzwert anhand der Drehzahl ermittelt. Mit anderen Worten wird der erste Referenzwert aus der Drehzahl ermittelt. Beispielsweise wird die Drehzahl des Elektromotors erfasst und hieraus das Drehmoment abgeleitet. Zum Beispiel wird hierfür ein Motormodell herangezogen. Alternativ hierzu wird als Drehmoment bereits die Drehzahl direkt verwendet, was eine Berechnung vereinfacht. Aufgrund der Bestimmung der Drehzahl ist lediglich ein vergleichsweise kostengünstiger Sensor erforderlich, der beispielsweise vorhanden ist, insbesondere sofern der Elektromotor geregelt wird. Infolgedessen sind Herstellungskosten reduziert. Zum Beispiel wird hierbei als Sensor ein Hall-Sensor herangezogen. In einer weiteren Alternative wird die Drehzahl zweckmäßigerweise anhand eines Rippels, insbesondere einer zeitlichen Abfolge von Rippeln, in einer Stromaufnahme des Elektromotors bestimmt. Geeigneterweise wird zur Bestimmung der Abfolge von Rippeln zunächst ein Stromverlauf des Elektromotors erfasst. In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung wird die Drehzahl insbesondere anhand einer Stromaufnahme des Elektromotors bestimmt. Zum Beispiel wird anhand der Stromaufnahme die Drehzahl berechnet, oder die Stromaufnahme wird direkt als Drehzahl herangezogen, sodass das Drehmoment anhand der Stromaufnahme bestimmt wird.
Alternativ oder in Kombination hierzu wird das Drehmoment des Elektromotors anhand eines Tastgrad bestimmt. Der Tastgrad („Duty Cycle“) ist hierbei der Tastgrad der Bestromung des Elektromotors. Zum Beispiel wird der Elektromotor auf eine bestimmte Soll-Drehzahl geregelt, wofür eine Stromaufnahme des Elektromotors über den Tastgrad entsprechend eingestellt wird. Mit anderen Worten wird insbesondere als Führungsgröße die Drehzahl des Elektromotors herangezogen, und als Stellgröße der Tastgrad. Hierfür weist der Elektromotor zweckmäßigerweise einen entsprechenden Regler auf. Zweckmäßigerweise wird somit der Tastgrad anhand der Regelung des Elektromotors auf die Soll-Drehzahl mittels eines Reglers eingestellt, und anhand des sich auf diese Weise ergebenden Tastgrad wird das Drehmoment bestimmt.
Geeigneterweise wird der Elektromotor mittels Pulsweitenmodulation (PWM) oder einer sonstigen Modulationsart betrieben, und der bei der Modulationsart herangezogene Tastgrad wird zur Bestimmung des Drehmoments herangezogen. Beispielsweise wird anhand des Tastgrads das Drehmoment abgeleitet. Zweckmäßigerweise wird hierfür ein Motormodell herangezogen. Alternativ hierzu wird als Drehmoment bereits der Tastgrad direkt verwendet, was eine Berechnung vereinfacht.
Insbesondere ist hierbei eine an dem Elektromotor anliegende elektrische Spannung konstant. Entsprechend des Tastgrads wird zweckmäßigerweise die elektrische Spannung an den Elektromotor angelegt und folglich dieser bestromt. Mit anderen Worten erfolgt ein binäres Anlegen der elektrischen Spannung entsprechend des Tastgrads an dem Elektromotor, sodass dieser entsprechend des Tastgrads bestromt wird. Vorzugsweise ist die Soll-Drehzahl beispielsweise konstant, oder diese variiert, geeigneterweise in Abhängigkeit einer aktuellen Stellung des Elektromotors. Vorzugsweise erfolgt die Bestromung des Elektromotors mittels eines Schalters, insbesondere eines Halbleiterschalters, sodass ein Tastgrad vergleichsweise einfach eingestellt werden kann. Geeigneterweise ist der Elektromotor bürstenlos ausgestaltet, und die Bestromung erfolgt mittels einer Brückenschaltung, insbesondere eine B6-Schaltung. Auf diese Weise ist eine Einstellung des Tastgrads vereinfacht. Mit anderen Worten erfolgt insbesondere eine Beaufschlagung der einzelnen Schalter der Brückenschaltung entsprechend des Tastgrads.
Vorzugsweise wird zur Ermittlung der Belegungen der erste Referenzwert mit einem zweiten Referenzwert verglichen. Bei dem Vergleich wird beispielsweise überprüft, ob der erste Referenzwert größer als der zweite Referenzwert oder umgekehrt ist. Sofern der erste Referenzwert größer bzw. kleiner als der zweite Referenzwert ist, ist insbesondere die Belegung erkannt. Der zweite Referenzwert ist beispielsweise anhand eines theoretischen Models vorgegeben und/oder anhand des verwendenden Elektromotors vorgegeben und/oder ermittelt. Besonders bevorzugt jedoch wird der zweite Referenzwert aus einem Drehmoment des Elektromotors ermittelt, das sich ergibt, wenn der Abschnitt nicht belegt ist. Mit anderen Worten wird zunächst sichergestellt, dass der Abschnitt nicht belegt ist und der Elektromotor im Anschluss bestromt. Das resultierende Drehmoment des Elektromotors wird erfasst und hieraus der zweite Referenzwert ermittelt. Zweckmäßigerweise wird hierbei das Drehmoment ebenfalls anhand der Drehzahl und/oder des Tastgrads bestimmt.
Beispielsweise wird der zweite Referenzwert in der gleichen Weise ermittelt, wie der erste Referenzwert. Mit anderen Worten wird die gleiche Rechenvorschrift zur Ermittlung des zweiten Referenzwerts herangezogen wie zur Ermittlung des ersten Referenzwerts. Zum Beispiel wird das Drehmoment als zweiter Referenzwert herangezogen. Vorzugsweise wird zusätzlich ein Toleranzwert oder dergleichen verwendet, sodass der zweite Referenzwert in der gleichen Weise wie der erste Referenzwert ermittelt wird und zu diesem Ergebnis der Toleranzwert addiert wird. Dieses Ergebnis wird als zweiter Referenzwert verwendet.
Geeigneterweise erfolgt die Ermittlung des zweiten Referenzwerts und somit die Sicherstellung, dass der Abschnitt nicht belegt ist, wenn das Kraftfahrzeug verschlossen ist und beispielsweise von außerhalb abgeschlossen wurde. Alternativ hierzu wird beispielsweise direkt nach einem Entriegeln des Kraftfahrzeugs von Außen der zweite Referenzwert ermittelt. In einer weiteren Alternative wird der zweite Referenzwert beispielsweise nach Fertigung der elektromotorischen Massageeinrichtung und beispielsweise nach Fertigung des Kraftfahrzeugs ermittelt, insbesondere auf einem Prüfstand. Der zweite Referenzwert wird beispielsweise in einem Speicher der elektromotorischen Massageeinrichtung hinterlegt. Alternativ hierzu wird der zweite Referenzwert neu ermittelt, beispielsweise zyklisch. Auf diese Weise wird beispielsweise ein Verschleiß oder dergleichen berücksichtigt. Beispielsweise wird der erste Referenzwert anhand einer Änderung des Drehmoments des Elektromotors ermittelt. Mit anderen Worten wird zunächst die Änderung des Drehmoments ermittelt und anhand derer der erste Referenzwert bestimmt. Insbesondere wird auf diese Weise bestimmt, wann sich das Drehmoment des Elektromotors ändert. Hierbei wird insbesondere der Drehmomentverlauf oder eine hierzu korrespondierende Größe ermittelt. Wenn sich das Drehmoment ändert, ist beispielsweise der erste Referenzwert bestimmt. Dieser korrespondiert geeigneterweise zu einer bestimmten Winkelstellung des Elektromotors. Insbesondere sofern mittels des Elektromotors ein Stempel oder dergleichen angetrieben wird, ändert sich das Drehmoment, wenn der Stempel gegen einen Bezug des Sitzes verfahren wird und diesen beispielsweise nach außen ausbeult. Daher tritt eine Erhöhung des Drehmoments aufgrund des mechanischen Widerstandes auf, der zumindest mittels des Bezugs und beispielsweise aufgrund der Belegung vorhanden ist. Mit anderen Worten wird in diesem Fall der Stempel gegen den Benutzer verfahren. Dieser Punkt wird beispielsweise als erster Referenzwert herangezogen oder zumindest die Winkelstellung des Elektromotors. Somit wird bestimmt, ab welcher Winkelstellung des Elektromotors das Drehmoment zur Verbringung des Bezugs des Sitzes oder zumindest einer Oberfläche des Sitzes aufgebracht werden muss. Sofern der Abschnitt belegt ist, ist dieser Punkt in Richtung des Elektromotors versetzt, zumindest wenn der Sitz zumindest teilweise nachgiebig ausgestaltet ist. Folglich wird aufgrund der Winkelstellung des Elektromotors, bei dem der Anstieg des Drehmoments erfolgt, auf die Position der Oberfläche des Abschnitts geschlossen und somit darauf, ob dieser belegt ist.
Zweckmäßigerweise wird die Bestromung des Elektromotors anhand des ersten Referenzwerts angepasst. Vorzugsweise wird die Bestromung des Elektromotors angepasst, wenn keine Belegung des Abschnitts ermittelt ist. Insbesondere wird die Bestromung des Elektromotors beendet, was einen Energiebedarf verringert. Auch ist auf diese Weise eine Erwärmung des Elektromotors ausgeschlossen, sodass eine Lebensdauer erhöht ist. Alternativ hierzu wird die Drehzahl, mittels derer der Elektromotor betrieben ist, und oder der Tastgrad angepasst. Besonders bevorzugt wird hierbei der Elektromotor bei einer Drehzahl betrieben, bei der das Aussenden von akustischen Wellen verringert ist. Somit ist ein Komfort erhöht und ein akustischer Eindruck verbessert. Geeigneterweise wird die Bestromung des Elektromotors verstärkt, wenn eine Belegung vorherrscht, die jedoch vergleichsweise gering ist. Falls die Belegung vorhanden und vergleichsweise stark ist, wird beispielsweise die Bestromung/Drehzahl verringert, um eine Überlastung des Elektromotors zu verringern. Insbesondere wird ein Bewegungsmuster des Elektromotors angepasst, insbesondere sofern die Belegung qualitativ bestimmt / ermittelt wird. Somit ist ein Komfort weiter erhöht.
Beispielsweise wird der Referenzwert mittels einer Kalibrierfahrt ermittelt. Hierfür wird beispielsweise nach einer Aktivierung der elektromotorischen Massageeinrichtung der erste Referenzwert ermittelt und somit die Belegung. Der erste Referenzwert und die auf diese Weise ermittelte Belegung werden beispielsweise während des Betriebs der elektromotorischen Massageeinrichtung nicht nochmals ermittelt und sind somit während des gesamten Betriebs konstant. Beispielsweise wird der erste Referenzwert und somit die Belegung ermittelt, wenn eine Benutzereingabe vorliegt. Geeigneterweise korrespondiert die Benutzereingabe zu einer Aktivierung der elektromotorischen Massageeinrichtung. Besonders bevorzugt wird der erste Referenzwert zyklisch erneut ermittelt, beispielsweise alle 5 Sekunden, alle 10 Sekunden, jede Minute, alle 5 Minuten oder alle 10 Minuten. Somit wird die Belegung des Abschnitts ebenfalls zyklisch neu ermittelt, und es ist somit insbesondere möglich, die Bestromung des Elektromotors und/oder weiterer etwaiger Funktionen des etwaigen Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der aktuellen Belegung zu beeinflussen.
Die elektromotorische Massageeinrichtung ist ein Bestandteil eines Sitzes und beispielsweise ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere ist die elektromotorische Massageeinrichtung ein Bestandteil eines Fahrersitzes oder eines Beifahrersitzes. Die elektromotorische Massageeinrichtung weist einen Massageantrieb mit einem Elektromotor sowie eine Steuereinrichtung auf. Die elektromotorische Massageeinrichtung dient dem Bereitstellen einer Massagefunktion. Zweckmäßigerweise ist der Massageantrieb vorgesehen und eingerichtet, einen Abschnitt des Sitzes, beispielweise eine Lehne, eine Sitzfläche oder zumindest einen Teil hiervon, zu verstellen, insbesondere periodisch. Beispielsweise wird der Abschnitt ausgebeult.
Die elektromotorische Massageeinrichtung ist gemäß einem Verfahren betrieben, bei dem der Elektromotor bestromt wird, und bei dem ein Drehmoment des Elektromotors erfasst sowie hieraus ein erster Referenzwert ermittelt wird. Anhand des ersten Referenzwerts wird eine Belegung zumindest des Abschnitts des Sitzes ermittelt. Bei dem Verfahren wird das Drehmoment des Elektromotors anhand einer Drehzahl bestimmt. Alternativ oder in Kombination hierzu wird das Drehmoment des Elektromotors anhand eines Tastgrads, insbesondere einer Bestromung, des Elektromotors bestimmt. Beispielsweise wird die elektromotorische Massageeinrichtung verwendet, um das Verfahren durchzuführen. Zweckmäßigerweise wird bei Betrieb des Elektromotors der Abschnitt oder zumindest ein Bereich des Abschnitts mittels des Elektromotors bewegt. Insbesondere ist die Steuereinrichtung geeignet, vorzugsweise vorgesehen und eingerichtet, das Verfahren durchzuführen. Die Steuereinrichtung ist beispielsweise eine zentrale Steuereinrichtung (Steuergerät) der elektromotorischen Massageeinrichtung oder ein Bestandteil des Massageantriebs und geeigneterweise an dem Elektromotor befestigt. Zum Beispiel dient die Steuereinrichtung zusätzlich der Einstellung der Bestromung des Elektromotors. Vorzugsweise umfasst die elektromotorische Massageeinrichtung zusätzlich ein zentrales Steuergerät, mittels dessen beispielsweise eine Kommunikation mit weiteren Bestandteilen, beispielsweise einer Eingabevorrichtung und/oder einem Bussystem erfolgt, insbesondere sofern die Massageeinrichtung ein Bestandteil des Kraftfahrzeugs ist.
Der Massageantrieb weist beispielsweise eine mittels des Elektromotors angetriebene Unwucht auf. Aufgrund dieser Unwucht wird geeigneterweise der Massageantrieb in eine Bewegung versetzt, wobei diese Bewegung periodisch ist. Hierbei ist der Massageantrieb im Montagezustand zweckmäßigerweise mit einem weiteren Bestandteil des Sitzes gekoppelt, beispielsweise einer etwaigen Lehne oder Sitzfläche, so dass mittels der Unwucht der jeweilige Bestandteil bewegt, insbesondere ausgebeult, wird.
Zweckmäßigerweise weist der Massageantrieb einen in eine vorgegebene Richtung beweglichen und federbelasteten Stempel auf. Hierbei ist der Stempel insbesondere mittels der Feder in die vorgegebene Richtung belastet. Die vorgegebene Richtung ist zweckmäßigerweise auf den Abschnitt zu gerichtet. Geeigneterweise ist die vorgegebene Richtung in Richtung eines Bezugs des Sitzes gerichtet und insbesondere senkrecht zu diesem. Die Feder ist beispielsweise eine Schraubenfeder oder ein pneumatisches Federelement. Vorzugsweise ist die Feder eine Druckfeder. Die Position des Stempels in der vorgegebenen Richtung ist mittels eines Seils begrenzt. Beispielsweise ist das Seil an dem Stempel angebunden. Zumindest wird mittels des Seils die Bewegung des Stempels in der vorgegebenen Richtung begrenzt. Hierbei ist beispielsweise auch eine weitere Begrenzung der Position des Stempels in der vorgegebenen Bewegung möglich, beispielsweise aufgrund der Belegung des Abschnitts. Zumindest wird mittels des Seils eine theoretisch maximale Position des Stempels in der vorgegebenen Richtung vorzugsweise begrenzt.
Insbesondere wirkt hierbei das Seil entgegen der Kraftrichtung der Feder. Somit wird mittels des Seils entgegen der Federkraft der Stempel verbracht und in dieser Position mittels des Seils gehalten. Das Seil ist beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt. Insbesondere ist das Seil biegeschlaff. Alternativ hierzu ist das Seil starr und beispielsweise nach Art einer Zahnstange gefertigt. Das Seil ist in Wirkverbindung mit dem Elektromotor. Beispielsweise ist das Seil zumindest teilweise auf einer Seilrolle aufgewickelt, die mittels des Elektromotors angetrieben ist. Somit wird bei der Bestromung des Elektromotors mittels des Seils die Position des Stempels in der vorgegebenen Richtung eingestellt. Zum Beispiel wird hierbei der Elektromotor auf eine bestimmte Soll-Drehzahl geregelt.
Beispielsweise korrespondiert der erste Referenzwert zur Ausdehnung der Feder. Die Ausdehnung der Feder korrespondiert insbesondere zur Ausdehnung des Seils. Beispielsweise korrespondiert der erste Referenzwert zur Ausdehnung der Feder, wenn das Seil von einem schlaffen in einen gespannten Zustand übergeht. Dieser Wechsel des Zustands des Seils wird insbesondere anhand einer Zunahme des Drehmoments ermittelt. Dabei ändert sich beispielsweise die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors um mehr als einen bestimmten Schwellwert, und/oder ein Tastgrad der Bestromung des Elektromotors wird aufgrund einer Regelung des Elektromotors auf die bestimmte Soll-Drehzahl um mehr als einen weiteren Schwellwert erhöht. Sofern der Stempel beispielsweise an dem Abschnitt anliegt, ist dessen Position somit mittels des Abschnitts bestimmt. In diesem Fall ist das Seil beispielsweise zwischen dem Stempel und der etwaigen Seilrolle nicht gespannt.
Zur Bestimmung der Belegung wird geeigneterweise zunächst das Seil im Wesentlichen vollständig freigegeben und die Position des Stempels somit mittels des Abschnitts bestimmt. Mit anderen Worten liegt der Stempel geeigneterweise an dem Abschnitt an, und das Seil ist schlaff. Der Elektromotor wird im Anschluss angetrieben und das Seil zumindest teilweise auf die Seilrolle aufgerollt. Wenn das Seil gespannt ist, ist es erforderlich mittels des Elektromotors ein größeres Drehmoment auf die Seilrolle und somit eine größere Kraft aufzuwenden, die entgegen der Federkraft wirkt, um den Stempel von dem Abschnitt zu beabstanden. Die Ausdehnung der Feder bzw. des Seils bei diesem Anstieg des Drehmoments wird zweckmäßigerweise als erster Referenzwert herangezogen. Insbesondere wird hierbei der erste Wert mit dem zweiten Referenzwert verglichen, der insbesondere ermittelt wird, wenn der Abschnitt nicht belegt ist. Sofern die Ausdehnung der Feder kleiner als die Ausdehnung der Feder im unbelegtem Zustand ist, also insbesondere sofern der erste Referenzwert kleiner als der zweite Referenzwert ist, ist insbesondere die Belegung ermittelt. In einer alternativen Ausgestaltung, der zweckmäßigerweise in Kombination verwendet wird, wird der erste Referenzwert bei einem Abrollen des Seils ermittelt. Hierbei steigt die Drehzahl an, beispielsweise kurzfristig bis der etwaige Regler greift, und/oder der Tastgrad sinkt ab, wenn der Stempel an dem Abschnitt anliegt und somit mittels des Abschnitts die weitere Bewegung des Stempels verhindert wird.
Beide Male wird insbesondere der Zeitpunkt bzw. die Position des Elektromotors als jeweiliger Referenzwert herangezogen, an denen eine Änderung der Drehzahl um mehr als einen bestimmten Schwellwert und/oder eine Änderung des Tastgrads um einen weiteren bestimmten Schwellwert erfolgt.
Der Sitz ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und weist eine elektromotorische Massageeinrichtung auf. Der Sitz ist somit ein Fahrzeugsitz und zweckmäßigerweise ein Fahrersitz, also der Sitz, der von einem Führer des Kraftfahrzeugs eingenommen wird. Der (Fahrzeug-)Sitz umfasst insbesondere eine Sitzfläche und geeigneterweise eine Lehne. Die Sitzfläche und/oder die Lehne weisen zweckmäßigerweise ein Formteil aus Kaltschaum auf, welcher mittels eines Überzugs versehen ist, beispielsweise einem Stoff oder Leder. Die elektromotorische Massageeinrichtung weist einen Massageantrieb mit einem Elektromotor auf. Der Massageantrieb ist zweckmäßigerweise in einer Aussparung innerhalb des Formteils aus Kaltschaum angeordnet, und bei Betrieb wird geeigneterweise der Überzug, also insbesondere der Stoff oder das Leder, ausgebeult, insbesondere periodisch. Die elektromotorische Massageeinrichtung umfasst ferner eine Steuereinrichtung und ist gemäß einem Verfahren betrieben, bei dem der Elektromotor bestromt wird, und ein Drehmoment des Elektromotors erfasst und hieraus ein erster Referenzwert ermittelt wird. Anhand des ersten Referenzwerts wird eine Belegung zumindest eines Abschnitts des Sitzes ermittelt. Bei dem Verfahren wird das Drehmoment des Elektromotors anhand einer Drehzahl bestimmt. Alternativ oder in Kombination hierzu wird das Drehmoment des Elektromotors anhand eines Tastgrads, insbesondere einer Bestromung, des Elektromotors bestimmt.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Betrieb der elektromotorischen Massageeinrichtung erläuterten Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf die elektromotorische Massageeinrichtung/Verwendung und/oder den Sitz zu übertragen und umgekehrt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug mit einem eine elektromotorische Massageeinrichtung umfassenden Sitz,
2 perspektivisch den Sitz mit der elektromotorischen Massageeinrichtung,
3 perspektivisch die elektromotorischen Massageeinrichtung mit mehreren Massageantrieben,
4 schematisch einen der Massageantriebe,
5 schematisch eine weitere Ausführungsform des Massageantriebs, und
6 ein Verfahren zum Betrieb der elektromotorischen Massageeinrichtung.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 mit einem (Fahrzeug-)Sitz 4 gezeigt. Der Fahrzeugsitz 4 umfasst eine elektromotorische Massageeinrichtung 6, die mit einem BUS-System 8 signaltechnisch verbunden ist. Das BUS-System 8 basiert auf dem CAN-Standard, und ein Bordcomputer 10 sowie ein weiterer BUS-Teilnehmer 12 sind jeweils ein Bestandteil des BUS-Systems 8. Mittels des Bordcomputers 10 werden Anforderungen an die elektromotorische Massageeinrichtung 6 sowie den weiteren BUS-Teilnehmer 12 übertragen. Auch findet ein Austausch von Betriebsdaten über das BUS-System 8 statt.
In 2 ist der als Fahrersitz ausgestaltete Sitz 4 perspektivisch, jedoch ohne einen Sitzbezug, dargestellt. Der (Fahrer-)Sitz 4 umfasst eine Rückenlehne 14, welche ein Formteil 16 aus einem Kaltschaum umfasst, in das eine der Stabilisierung dienende Haltestruktur 18 aus einem Metall eingebettet ist. Das Formteil 16 weist eine Anzahl an Ausnehmungen auf, wobei innerhalb jeder jeweils ein Massageantrieb 20 der elektromotorischen Massageeinrichtung 6 angeordnet ist. Die Massageantriebe 20 sind zueinander beabstandet, und jedem der Massageantriebe 20 ist ein Abschnitt 22 zugeordnet. Die Abschnitte 22 korrespondieren zu den Bereichen des Sitzes 4, die bei Betrieb des jeweils zugeordneten Massageantriebs 20 ausgebeult oder zumindest bewegt werden. Der Sitz 4 weist ferner eine Sitzfläche 24 auf, der ebenfalls nicht näher dargestellte Massageantriebe zugeordnet sind.
In 3 ist die elektromotorischen Massageeinrichtung 6 gezeigt, die ein Steuergerät 26 sowie die insgesamt acht Massageantriebe 20 aufweist. De Massageantriebe 20 sind jeweils mittels elektrischen Leitungen 28 mit dem Steuergerät 26 elektrisch und signaltechnisch gekoppelt.
In 4 ist eine erste Ausführungsform eines der Massageantriebe 20 dargestellt, wobei alle Massageantriebe 20 beispielsweise zueinander baugleich sind. Der Massageantrieb 20 weist einen Elektromotor 30 mit einem Gehäuse 32 aus einem metallischen Blech auf. Der Elektromotor 30 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). An einer Welle 34 des Elektromotors 30 ist eine Unwucht 36 angebunden, die somit mittels des Elektromotors 32 angetrieben ist. Bei einer Rotationsbewegung des Elektromotors 32 und somit einer Rotationsbewegung der Unwucht 36 wird der Massageantrieb 20 in eine rhythmische Bewegung versetzt, sodass der zugeordnete Abschnitt 22 vibriert. Alternativ oder in Kombination hierzu wird ein Sitzbezug 38 des Sitzes 4 mittels der Unwucht 36 periodisch ausgebeult. Der Massageantrieb 20 umfasst eine Steuereinrichtung 40, mittels derer eine Bestromung des Elektromotors 32 erfolgt.
Die Steuereinrichtung 40 weist eine nicht näher dargestellte Brückenschaltung in Form einer B6-Schaltung auf, mittels derer bei Betrieb eine Bestromung des Elektromotors 30 erfolgt. Die Brückenschaltung umfasst eine Anzahl an Schaltern, wie Halbleiterschaltern, die pulsweitenmoduliert (PWM) angesteuert sind. Somit ist ein Tastgrad bei der Bestromung des Elektromotors 30 realisiert. Mittels der Steuereinrichtung 40 wird bei entsprechendem Betrieb der Elektromotor 30 auf eine bestimmte Soll-Drehzahl geregelt, wofür die Ansteuerung der Halbleiterschalter entsprechend angepasst wird.
In Abhängigkeit des mittels des Elektromotors aufgebrachten Drehmoments ergibt sich somit ein bestimmter Tastgrad für die Bestromung des Elektromotors 30. Der Tastgrad entspricht insbesondere dem Verhältnis zwischen der Zeit der Stromführung während einer bestimmten Periode zu der Zeitdauer der Periode. Die Periode selbst ist anhand einer Taktfrequenz der Ansteuerung der Halbleiterschalter vorgegeben, und bevorzugt konstant.
In einer weiteren Alternative wird mittels der Steuereinrichtung 40 bei Betrieb des Elektromotors 30 lediglich eine bestimmte elektrische Spannung an diesen angelegt. Zweckmäßigerweise ist die elektrische Spannung konstant. Eine Stromaufnahme des Elektromotors ergibt sich insbesondere aufgrund einer auf den Elektromotor 30 wirkenden Belastung, und die Stromaufnahme ist zum Beispiel nicht konstant. Insbesondere variiert hierbei auch die Drehzahl des Elektromotors 30 in Abhängigkeit der auf den Elektromotor 30 wirkenden Belastung und somit in Abhängigkeit des Drehmoments des Elektromotors 30.
Die Steuereinrichtung 40 ist elektrisch mit der elektrischen Leitung 28 kontaktiert, und bei Betrieb werden zwischen dem Steuergerät 26 und der Steuereinrichtung 40 mittels der elektrischen Leitung 28 Daten ausgetauscht, wobei mittels einer weiteren Ader der elektrischen Leitung 28 ein elektrischer Stromfluss zu der Steuereinrichtung 40 bereitgestellt wird. Über die Leitung 28 wird hierbei die Soll-Drehzahl bereitgestellt.
In 5 ist eine weitere Ausgestaltungsform des Massageantriebs 20 schematisch vereinfacht gezeigt. Der Elektromotor 30, die Steuereinrichtung 40 und deren Verbindung mit der elektrischen Leitung 28 sind nicht abgeändert. An der Welle 34 ist eine Seilrolle 42 drehfest angebunden, auf der ein Seil 44 zumindest teilweise aufgerollt ist. Das Seil 44 ist ferner an einem Stempel 46 befestigt, welcher in eine bestimmte Richtung 48 mittels einer nicht näher dargestellten Führung beweglich ist. Senkrecht zur bestimmten Richtung 48 ist eine Stempelplatte 50 des Stempels 46 angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu dem Sitzbezug 38 angeordnet ist. Der Stempel 46 ist mittels einer Druckfeder 52 in Form einer Schraubenfeder belastet, sodass die Stempelplatte 50 mittels der Feder 52 von dem Elektromotor 30 gegen den Sitzbezug 38 in die vorgegebene Richtung 48 gedrückt wird. Hierfür ist die Feder 52 an einem ortsfesten Bauteil des Sitzes 4 abgestützt.
Die Position des Stempels 46 ist mittels des Seils 44 begrenzt, und mittels des Elektromotors 30 kann der Stempel 46 entgegen der mittels der Feder 42 aufgebrachten Kraft in der vorgegebenen Richtung 48 bewegt werden. Mittels Abrollen des Seils 44 von der Seilrolle 42 wird der Stempel 46, und im Speziellen die Stempelplatte 50, gegen den Sitzbezug 38 mittels der Feder 52 verbracht. Bei einem vergleichsweise schnellen Abrollen des Seils 44 wird somit der Sitzbezug 38 ausgebeult.
In 6 ist ein Verfahren 54 zum Betrieb der elektromotorischen Massageeinrichtung 6 des Sitzes 4 gezeigt. Das Verfahren 54 wird entweder mittels jeder der Steuereinrichtungen 40 der Massageantriebe 20 oder mittels des Steuergeräts 26 ausgeführt. Sofern das Steuergerät 26 verwendet wird, wird das Verfahren 54 für jeden der Massageantriebe 20 einzeln durchgeführt, beispielsweise zeitlich nacheinander oder gleichzeitig. Das Verfahren 54 sieht vor, dass ein erster Arbeitsschritt 56 ausgeführt wird, wenn das Kraftfahrzeug 2 von außen entriegelt wird. Somit ist im ersten Arbeitsschritt 56 der Sitz 4 nicht belegt und folglich auch keiner der Abschnitte 22. In dem ersten Arbeitsschritt 56 wird der Elektromotor 30 jedes der Massageantriebe 20 bestromt und folglich die Unwucht 36 bzw. der Stempel 46 bewegt. Hierfür wird mittels der Steuereinrichtung 40 an dem Elektromotor 30 eine elektrische Spannung angelegt. Alternativ wird mittels der Steuereinrichtung 40 der jeweilige Elektromotor 30 auf die gewünschte Soll-Drehzahl geregelt.
In einem sich anschließenden zweiten Arbeitsschritt 58 wird das Drehmoment des Elektromotors 30 bestimmt. Hierfür wird bei der einen Ausgestaltungsform der Erfindung die Drehzahl des Elektromotors 30 bestimmt, die sich aufgrund des Anlegens der elektrischen Spannung ergibt. Sofern der Massageantrieb 20 gemäß 4 ausgestaltet ist, ergibt sich hierbei insbesondere eine durchschnittliche Drehzahl, die über mehrere Umdrehungen der Unwucht 36 gemittelt ist. Der durchschnittliche Wert der Drehzahl wird zweckmäßigerweise als ein zweiter Referenzwert 60 herangezogen. Alternativ wird der Wert der Drehzahl in einer bestimmten Stellung des Elektromotors 30 als der zweite Referenzwert 60 herangezogen. Die Drehzahl wird beidemal entweder mittels eines geeigneten Hall-Sensors und/oder anhand eines zeitlichen Verlaufs von Rippeln in einer Stromaufnahme des Elektromotors 30 bestimmt.
Falls der Elektromotor 30 jedoch auf eine bestimmte Soll-Drehzahl geregelt wird, wofür ein Tastgrad herangezogen wird, wird der Tastgrad der Bestromung des Elektromotors 30 als der zweite Referenzwert 60 herangezogen. Hierbei wird zweckmäßigerweise ebenfalls ein Durchschnitt gebildet, oder der Tastgrad bei einer bestimmten Stellung des Elektromotors 30 wird als der zweite Referenzwert 60 verwendet.
Sofern der Massageantrieb 20 gemäß 5 ausgeführt ist, wird das Seil 44 mittels der Seilrolle 42 vollständig freigegeben. Infolgedessen bewegt sich die Stempelplatte 50 aufgrund der Feder 52 in die bestimmte Richtung 48 bis diese an dem Sitzbezug 38 anliegt und durch den Sitzbezug 38 zurückgehalten wird. Im Anschluss hieran wird die Seilrolle 42 in die umgekehrte Richtung bewegt und das Seil 44 aufgerollt. Solange dieses durchhängt, ist das mittels des Elektromotors 30 aufgebrachte Drehmoment vergleichsweise gering. Infolgedessen ist die Drehzahl des Elektromotors 30, sofern nicht auf diese geregelt wird, vergleichsweise hoch. Falls eine Regelung auf die Soll-Drehzahl erfolgt, ist der Tastgrad vergleichsweise gering.
Sobald das Seil 44 gestrafft ist und den Stempel 46 entgegen der Kraft der Feder 52 in die bestimmte Richtung 48 bewegt, steigt das Drehmoment an. Mit anderen Worten ändert sich das Drehmoment. Die Änderung des Drehmoments wird hierbei aufgrund einer Änderung der Drehzahl bzw. des Tastgrads erfasst, wobei die Änderung jeweils insbesondere vergleichsweise schlagartig erfolgt. Die an diesem Zeitpunkt vorliegende Stellung des Elektromotors 30 wird als der zweite Referenzwert 60 herangezogen. Somit korrespondiert der zweite Referenzwert 60 zur Ausdehnung der Feder 52, sofern der dem jeweiligen Massageantrieb zugeordnete Abschnitt 22 nicht belegt ist.
In einem dritten Arbeitsschritt 62 wird eine Aufforderung zum Starten der Massagefunktion der elektromotorischen Massageeinrichtung 6 über das Bus-System 8 empfangen. Diese wurde beispielsweise mittels des Bordcomputers 10 erstellt, welcher eine entsprechende Benutzereingabe erfasst hat. In diesem Fall sitzt der Fahrer des Kraftfahrzeugs auf dem Sitz 4, sodass zumindest Teile der Abschnitte 22 belegt sind. In einem sich anschließenden vierten Arbeitsschritt 64 wird der Elektromotor 30 bestromt. Ferner wird das resultierende Drehmoment des Elektromotors 30 erfasst, indem die Drehzahl des Elektromotors 30 bzw. der Tastgrad der Bestromung des Elektromotors 30 bestimmt wird. Sofern der Massageantrieb 20 nach der in 4 gezeigten Variante ausgestaltet ist, wird die durchschnittliche Drehzahl/Tastgrad für ein bestimmtes Zeitfenster ermittelt, wobei hierbei beispielsweise mehrere Umdrehungen der Unwucht 36 vorliegen. Die sich auf diese Weise ergebende durchschnittliche Drehzahl/Tastgrad wird als ein erster Referenzwert 66 herangezogen.
Sofern der Massageantrieb 20 gemäß der in 5 dargestellten Variante ausgestaltet ist, wird wiederum das Seil 44 vollständig freigegeben und somit die Stempelplatte 50 mittels der Feder 52 gegen den Sitzbezug 38 gedrückt. Im Anschluss hieran wird wiederum das Seil 44 mittels der Seilrolle 42 aufgewickelt. Wenn das Seil 44 straff gespannt ist, erfolgt ein weiteres Aufrollen auf die Seilrolle 42 entgegen der Kraft der Feder 52, sodass das mittels des Elektromotors 30 aufgebrachte Drehmoment ansteigt und ebenfalls dessen Tastgrad (Duty Cycle), falls dieser auf die Soll-Drehzahl geregelt wird. Falls der Elektromotor 30 nicht auf die Drehzahl geregelt wird, sondern insbesondere lediglich die elektrische Spannung konstant angelegt wird, sinkt hingegen die Drehzahl ab.
Zusammenfassend wird die Änderung des Drehmoments aufgrund einer Änderung der Drehzahl bzw. des Tastgrads erfasst, wobei die Änderung bei Ablösen der Stempelplatte 50 von dem Sitzbezug 38 wiederum vergleichsweise schlagartig erfolgt. Die hierbei vorliegende Winkelstellung des Elektromotors 30, also insbesondere die Anzahl der zurückgelegten Umdrehungen nach vollständiger Freigabe des Seils 44, wird als der erste Referenzwert 66 herangezogen. Somit wird der erste Referenzwert 66 anhand einer Änderung des Drehmoments 30 ermittelt und der erste Referenzwert 33 korrespondiert zur Länge des Seils 44, welches nicht auf der Seilrolle 42 aufgerollt ist, und somit zur Ausdehnung der Feder 52.
In einem sich anschließenden fünften Arbeitsschritt 68 wird der erste Referenzwert 66 mit dem zweiten Referenzwert 60 verglichen. Hierbei wird, sofern der Massageantrieb 20 gemäß 4 ausgestaltet ist, überprüft, ob der erste Referenzwert 66 größer als der zweite Referenzwert 60 ist, also ob der Tastgrad der Bestromung des Elektromotors 30 vergrößert bzw. die Drehzahl des Elektromotors 30 ist. Sofern der Abschnitt 22 belegt ist, also sofern der Benutzer an dem Abschnitt 22 anliegt, ist es erforderlich, dass die Unwucht 36 nicht nur gegen den Sitzbezug sondern auch gegen den Körper des Fahrers bewegt wird, sodass das benötigte Drehmoment zur Rotation der Unwucht 36 erhöht ist. Folglich wird auf eine Belegung geschlossen, falls das Drehmoment und somit der erste Referenzwert 66 erhöht und größer als der zweite Referenzwert 60 ist. Das Schließen auf die Belegung erfolgt insbesondere qualitativ, also ob der Abschnitt 22 belegt ist, oder nicht. Alternativ hierzu erfolgt eine qualitative Bewertung, also wie stark der Fahrer an der Lehne 14 anliegt. Sofern der Massageantrieb 20 gemäß 5 ausgestaltet ist, wird auf die Belegung geschlossen, wenn der erste Referenzwert 66 größer als der zweite Referenzwert 60 ist, also wenn die Seilrolle 42 um einen größeren Betrag rotiert ist, was zu einer verringerten Ausdehnung der Feder 52 in die bestimmte Richtung 48 korrespondiert.
In einem sich anschließenden sechsten Arbeitsschritt 70 wird die Bestromung des Elektromotors 30 anhand des ersten Referenzwerts 66 und anhand der ermittelten Belegung angepasst. Bei der Änderung der Bestromung wird insbesondere ein Tastengrad verändert, und/oder die Soll-Drehzahl verändert. Zum Beispiel wird die Bestromung des Elektromotors 30 beendet, sofern der zugeordnete Abschnitt 22 nicht belegt ist. Alternativ erfolgt eine Bestromung derart, dass sich eine Drehzahl des Elektromotors 30 ergibt, bei der ein Aussenden von akustischen Wellen verringert ist. Sofern der in 5 gezeigte Massageantrieb 20 verwendet wird, wird das Seil 40 bei Betrieb lediglich bis zum ersten Referenzwert 66 freigegeben. Infolgedessen wird der Stempel 46 gegen den Sitzbezug 38 bewegt. Im Anschluss hieran wird das Seil 44 wiederrum erneut aufgerollt und der Stempel 46 von dem Sitzbezug 38 beabstandet. Im Anschluss hieran wird wiederum das Seil 44 bis zum ersten Referenzwert 66 freigegeben. Somit wird der Sitzbezug 38 periodisch nach außen bewegt, wobei eine Belastung des Elektromotors 30 aufgrund eines Leerlaufs verringert ist. Auch ist der zeitliche Abstand zwischen dem Anlegen der Stempelplatte 50 an den Sitzbezug 38 und dem erneuten Beabstanden hiervon verringert.
Beispielsweise werden symmetrisch angeordnete Massageantriebe 20 stets gleich bestromt, was den Komfort erhöht. Die ermittelte Belegung wird mittels der elektrischen Leitungen 28 zu dem Steuergerät 26 übertragen und das Muster, mittels derer die Massageantriebe 20 betrieben werden, werden anhand der jeweils ermittelten Belegung angepasst. Zweckmäßigerweise wird hierbei für jeden der Massageantriebe 20 die gleiche Soll-Drehzahl herangezogen. Auch wird ein Verstellweg der Sitzfläche 24 und der Rückenlehne 40 mittels eines nicht näher dargestellten elektromotorischen Antriebs verändert, sodass beispielsweise ein ungewolltes Verbringen, insbesondere in eine Position, bei der ein sicheres Sitzen nicht mehr ermöglicht ist, unterbunden wird. Auch wird die auf diese Weise ermittelte Belegung des Sitzes 4 mit weiteren Sensoren verglichen, die beispielsweise zum Auslösen eines Airbags herangezogen werden. Sofern eine Diskrepanz vorhanden ist, wird insbesondere eine Fehlermeldung ausgegeben.
Der erste Referenzwert 66 wird zyklisch neu ermittelt, wofür der vierte, fünfte und sechste Arbeitsschritt, 64, 68, 70 jede Minute ausgeführt wird. Die Elektromotoren 30 werden so lange bestromt, bis in einem siebten Arbeitsschritt 72 mittels des Steuergeräts 26 über das Bus-System 8 eine Aufforderung zum Beenden der Massagefunktion empfangen wird. Diese wird an sämtliche Steuereinrichtungen 40 übermittelt und der Betrieb der jeweiligen Elektromotoren 30 beendet.
Zusammenfassend sind die Massageantriebe 20 innerhalb der Formteile 16 verbaut, die insbesondere aus einem Sitzschaum erstellt sind. Die elektrische Stromaufnahme der Elektromotoren 30 der Massageantriebe 20 verändert sich in Abhängigkeit von der Belastung der Sitzfläche 24 / der Rückenlehne 14, also in Abhängigkeit der Belegung des zugeordneten Abschnitts 22. So ist insbesondere die Drehzahl jedes der Elektromotoren 30, sofern an diesen lediglich die elektrische Spannung angelegt wird, bzw. der Tastgrad der Bestromung jedes der Elektromotoren 30, sofern diese jeweils auf die jeweilige Soll-Drehzahl geregelt werden, abhängig von der Belastung der jeweiligen Sitzstruktur. Mittels Auswertung der Drehzahl/des Testgrads wird hierbei insbesondere die Belegung erkannt, also eine Sitzplatzerkennung realisiert. Sofern einer der Abschnitte 22 nicht belegt ist, wird der diesem Abschnitt 22 zugeordnete Massageantrieb 20 geringer bestromt oder gänzlich abgeschaltet. Das Verfahren 54 wird beispielsweise mittels der Steuereinrichtungen 40 oder dem Steuergerät 26 durchgeführt, welches somit als Steuereinrichtung fungiert.
Mit anderen Worten wird die Intensitätsverteilung, mittels derer Bereiche des Sitzes 4 mittels der Massageantriebe 20 bewegt werden, anhand der erfassten Belegung durch die Änderung der Bestromung der Elektromotoren 30 angepasst. Mittels einer vorab Charakterisierung der einzelnen Massageantriebe 20 im Leerlauf, also mittels Ermittlung des zweiten Referenzwerts 60 ist es mittels Vergleich mit dem ersten Referenzwert 66 möglich, anhand des Drehmoments des jeweiligen Massageantriebs 20 zu bestimmen, ob eine Person auf dem Sitz 4 sitzt. Ferner ist es ermöglicht, zu erkennen, welcher der Massageantriebe 20 aktuell belastet und somit benutzt wird.
Die nicht verwendeten Massageantriebe 20 werden beispielsweise abgeschaltet oder in einem akustisch vorteilhaften Arbeitspunkt betrieben, also insbesondere bei einer niedrigeren Intensität. Beispielsweise werden symmetrisch angeordnete Massageantriebe 20 hierbei gleich bestromt, oder diese weisen zumindest die gleiche Soll-Drehzahl auf, was den Komfort weiter erhöht. Bei einem Abschalten der einzelnen Elektromotoren 30 ist ein Energiebedarf verringert, und eine Systemtemperatur wird positiv beeinflusst. Ferner ist es ermöglicht, eine vergleichsweise detaillierte Sitzplatzbelegungserkennung zu realisieren, insbesondere im Hinblick auf einen modularen Fahrzeuginnenraum. Auch ist es ermöglicht eine etwaige vorhandene Sitzbelegungserkennung zu plausibilisieren. Alternativ entfällt eine weitere Sitzbelegungserkennung, was Kosten spart.
Bei der Verwendung des in 5 dargestellten Massageantriebs 20 wird die Belastung der einzelnen Massageantriebe 20 ermittelt, und die Massage auf Basis dieser Informationen an den Insassen angepasst. Hierbei wird, nachdem eine Person auf dem Sitz 4 platzgenommen hat, eine Kalibrierfahrt vorgenommen und der erste Referenzwert 66 bestimmt. Hierbei werden die Seile 44 freigegeben, bis die Feder 52 ihre theoretische Endposition erreichen könnte, also die Position, die sich einstellen würden, wenn der jeweilige Abschnitt 22 nicht belastet ist, und der Stempel 46 mittels des Sitzbezugs 38 zurückgehalten wird. Die theoretische Endposition korrespondiert geeigneterweise zu dem zweiten Referenzwert 60. Aufgrund der Belastung durch den Benutzer, wenn der Abschnitt 22 belegt ist, ist die Ausdehnung der Federn 52 jedoch begrenzt, und der Stempel 46 kommt an einer abweichenden Position zu stehen. Infolge dessen hängt das Seil 44 durch. Im Nachgang wird das Seil 44 mittels der Seilrolle 42 aufgerollt. Solange das Seil 44 durchhängt, also noch nicht gegen die Federkraft arbeitet, ist das mittels des Elektromotors 30 aufgebrachte Drehmoment vergleichsweise gering. Somit ist dessen Drehzahl vergleichsweise groß oder der Tastgrad ist vergleichsweise gering. Sobald das Seil 44 nicht mehr durchhängt und die Feder 52 komprimiert wird, steigt das Drehmoment daher steigt auch der Tastgrad, falls eine Regelung auf die Soll-Drehzahl erfolgt, oder die Drehzahl sinkt ab, falls nicht auf diese geregelt wird. Diese Position, an der dies eintritt wird von der elektromotorischen Massageeinrichtung 6 gespeichert und insbesondere als erster Referenzwert 66 herangezogen. Hieraus ergibt sich über die Federhärte die Druckverteilung im Sitz 4. Infolgedessen ist es ermöglicht, die Verfahrwege der einzelnen Stempel 46 anzupassen oder ein ganzes Massagemuster zu adaptieren.
Ferner ist es ermöglicht die gemessenen Informationen über die Belegung, also über die Druckverteilung, zu verwenden, um die Massagefunktion anzupassen, also insbesondere ein bestimmtes Muster mittels der Elektromotoren 30 zu realisieren oder einzelne Elektromotoren 30 abzuschalten. Alternativ oder in Kombination hierzu werden die gemessenen Informationen über die Belegung (Druckverteilung) auf der Sitzfläche 24 und / oder an der Lehne 14 genutzt, um unterschiedliche Verstellmöglichkeiten des Sitzes 4 anzupassen, also beispielsweise eine Verstellgeschwindigkeit der Rückenlehne 14 oder der Sitzfläche 24 zu verändern. Alternativ oder in Kombination hierzu werden anhand der Informationen weitere Einstellungen des Kraftfahrzeugs 2 auf den Benutzer angepasst.
Ferner ist es ermöglicht, mittels der elektromotorischen Massageeinrichtung 6 Informationen über den Benutzer zu gewinnen, wie beispielsweise dessen Körpergröße, dessen Proportionen, dessen Haltung, dessen Sitzposition und / oder dessen Gewichts. Beispielsweise werden diese Informationen gespeichert. Ferner ist es ermöglicht, die Massagefunktion an den Benutzer anzupassen, weswegen ein Komfort erhöht ist. Auch ist es ermöglicht etwaige elektrische Sitzverstellungen auf den Benutzer anzupassen, was wiederum den Komfort erhöht. Auch können weitere Einstellungen des Kraftfahrzeugs 2 anhand der ermittelten Daten angepasst werden, was wiederum zu einer Erhöhung des Komforts führt. Beispielsweise wird die Ermittlung des ersten und/oder zweiten Referenzwerts 60, 66 in einer Kalibrierfahrt ermittelt, die beispielsweise automatisch oder in Abhängigkeit einer Benutzereingabe erfolgt.
Bevorzugt wird bei dem in 5 gezeigten Massageantrieb 20, das ein Feder-Seilzug-System ist, wird Regler verwendet, der die aktuelle Soll-Drehzahl des Elektromotors 30 und somit die Ausfahrgeschwindigkeit des Stempels 46 regelt. Der Regler ist insbesondere ein Bestandteil der Steuereinrichtung 40 und dient geeigneterweise der Einstellung eines Brückentreibers, mittels dessen ein drehzahlabhängiger Tastgrad („Duty Cycle“; DC) für eine PWM-Spannung ausgegeben wird, mittels derer die Bestromung des Elektromotors 30 erfolgt. Hierbei werden die Halbleiterschalter der Brückenschaltung entsprechend des Tastgrads angesteuert, also mittels des Brückentreibers. Folglich wird insbesondere mittels des Regler die Soll-Drehzahl gehalten bzw. erreicht, wofür der Tastgrad justiert/eingestellt wird.
Ein signifikanter Einflussfaktor für den Regelkreis ist die Belastung des Elektromotors 30 - und somit dessen Drehmoment - aufgrund der Feder 52, insbesondere aufgrund der von der Feder 52 ausgehenden Zugkraft. Der Ausgleich dieses Einflussfaktors zum Erreichen der Soll-Drehzahl bei Bewegen des Stempels 46 in unterschiedliche Richtungen mittels des Elektromotos 30 erfolgt mittels des Reglers. Bspw. wird zum Erreichen der vorgegebenen Soll-Drehzahl beim Ausfahren des Stempels 46, also bei Abwickeln des Seils 44, ein niedrigerer Tastgrad benötigt, da die Feder 52 die Bewegung begünstigt. Beim Einfahren des Stempels 46, also beim Aufrollen des Seils 44, wird dagegen ein höherer Tastgrad zum Erreichen der Soll-Drehzahl benötigt, da die Feder 52 gegen die Bewegung arbeitet. Dies gilt generell, wenn der Stempel46 stets ungehindert ein- und ausfahren kann.
Wenn die Feder 52 durch eine sitzende Person eingedrückt wird, erfolgt beim Ein- und Ausfahren einen Sprung des Tastgrads an der Position des Verfahrwegs, bis zu welchem die Feder 52 eingedrückt ist. An dieser Position ist ein mittels des Elektromotors 30 aufzubringendes Drehmoment und somit dessen Kraft schlagartig vergrößert bzw. verringert. Die Sprungpunkte, also der erste bzw. zweite Referenzwert 66 ,60 können durch Auswertung des vom Regler berechneten und bereitgestellten Tastgrads identifiziert werden. In einer nicht näher dargestellten Variante wird anstatt der mechanischen Feder 52 eine pneumatische Feder herangezogen. Mit anderen Worten ist der Massageantrieb 20 zumindest teilweise pneumatische ausgestaltet.
Bei der elektromotorischen Massageeinrichtung 6 werden keine weiteren Sensoren benötigt, da die Auswertung vollständig mittels der jeweiligen Steuereinrichtung 40,26 durchgeführt wird, insbesondere mittels einer Softwareroutine. Auch erfolgt ein Zugewinn zum Erlebnis der Sitzmassage, und ferner können weitere Daten durch Auswertung der Referenzwerte 60, 66 (Sprungpunkte) gewonnen werden, wodurch andere Systeme des Kraftfahrzeugs 2 ergänzt werden können.
Zweckmäßigerweise wird anhand der Referenzwerte 60, 66 eine gleichmäßige Ausgestaltung der Druckkraft des Stempels 46 auf den Sitzbezug 38 realisiert, und die Druckkraft ist somit auf die jeweilige Person abgestimmt. Somit ist ein Erlebnis der Druckpunktmassage verbessert.
Eine Variante ist, durch eine Kalibrierfahrt („Einmessen“) zu einem beliebigen Zeitpunkt vor dem eigentlichen Start der Massagefunktion, also vor dem dritten Arbeitsschritt 60, die die zweiten Referenzwerte 60, also die Tastgrade, jedes Massageantriebs 20 zu erfassen und zu speichern, vorzugsweise als Positionswert, der geeigneterweise abhängig vom Verfahrweg ist. Der zweite Referenzwert 60 (Positionsinformation) dient zweckmäßigerweise dazu, eine Referenzposition für jeden Stempel 46 für das oder die Massageprogramme zu verwenden. Die Intensitätswerte, maximalen Verfahrwege der Stempel 46 und/oder die restlichen applizierbaren Positionen entlang des Verfahrwegs werden auf Basis dieser Information angepasst, insbesondere eine Standby-Position und/oder Endpositionen, in die der jeweiligen Stempel 46 bei Betrieb des jeweiligen Massageantriebs 20 maximal verbracht wird. Diese Endpunkte weichen insbesondere von den maximal mechanisch möglichen Endpunkten ab. Mit anderen Worten erfolgt bei Betrieb des jeweiligen Massageantriebs 20 eine Begrenzung des Verstellwegs des Stempels 46 anhand der jeweiligen Endpunkte.
Mittels des ersten Referenzwerts 60 kann zudem erfasst werden, ob der jeweilige Sitz 4 belegt ist. Daher kann die elektromotorische Massageeinrichtung 6 bisherige Sitzbelegungssysteme ergänzen oder ersetzen. Des Weiteren ist die Erkennung (durch Abfrage des ersten Referenzwerts 66, vorzugsweise auch zusätzlich durch Abfrage des zweiten Referenzwerts 66, der einzelnen Massageantriebe 20) möglich, wie die Person gerade sitzt („Out-of-Position“-Erkennung).
Zum Beispiel erfolgt das Ermitteln des ersten Referenzwerts 66 beim Einsteigen einer Person in das Kraftfahrzeug 2, als wenn diese auf dem Sitz 4 Platz genommen hat. Alternativ hierzu erfolgt dies beim Start der Sitzmassage-Funktion, also in dem Arbeitsschritt 64. Vorzugsweise wird der erste Referenzwert 66 zyklisch ermittelt.
Zum Beispiel erfolgt das Ermitteln der Referenzwerte 60, 66 für jeden der Massageantriebe 20 einzeln, wobei eine entsprechende Ansteuerung zweckmäßigerweise zeitlich nacheinander erfolgt. Alternativ hierzu erfolgt das Ermitteln der Referenzwerte 60,66 zeitgleich für sämtliche Massageantriebe 20.
Geeigneterweise erfolgt anhand der Referenzwerte 60, 66 eine weitere Auswertung, und/oder diese werden als Referenzposition abgespeichert. Die Referenzposition ist insbesondere einem bestimmten Fahrerprofil zugeordnet. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die jeweilige Person auf dem Sitz 4 stets in gleicher Weise sitzt. Die jeweilige Person wird dabei über das Fahrerprofil ausgewählt.
Somit ist ein Erfassen der Referenzwerte 60, 66 lediglich nur einmal erforderlich, oder wenn eine entsprechende Nutzereingabe erfolgt. Das Auswählen des Fahrerprofils erfolgt zum Beispiel manuell oder entsprechend eines weiteren Algorithmus. Hierfür werden zweckmäßigerweise geeignete Sensoren herangezogen.
Die Druckkraft der Massageantriebe 20 zweckmäßigerweise unabhängig von der sitzenden Person gleich kalibriert. Mit anderen Worten wird für jeden der Massageantriebe 20 der gleiche zweite Referenzwert 60 und/oder erste Referenzwert 66 herangezogen. Dadurch wird ein harmonisches und verbessertes Erlebnis der Druckpunktmassage erzielt. Zudem bietet dies einen weiteren Applikationsspielraum. Zusätzlich können bisherige Sitzbelegungssysteme ersetzt werden sowie eine „Out-of-Position“-Erkennung vollzogen werden ohne weitere Sensoren zu benötigen.
Als Erkennung der Belastung des Elektromotors 30, also zur Bestimmung der Referenzwerte 60, 66, kann zusätzlich zum Tastgrad auch eine Drehzahländerung herangezogen werden. Der Übergang von belastet/unbelastet (Sprungpunkte) des Elektromotors 30 oder umgekehrt ist zunächst an einer Änderung der Drehzahl erkennbar, die zweckmäßigerweise mittels eines Hall-Sensors und oder anhand der Rippel in dem Stromverlauf erfasst wird. Die Position des Elektromotors 30 zum Zeitpunkt des Übergangs wird vorzugsweise als der jeweilige Referenzwert 60, 66 herangezogen. In einem weiteren Arbeitsschritt erfolgt zweckmäßigerweise aufgrund der Änderung der Drehzahl eine Anpassung des Tastgrads, geeigneterweise durch den etwaigen Regler.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

2: Kraftfahrzeug
4: Sitz
6: elektromotorische Massageeinrichtung
8: BUS-System
10: Bordcomputer
12: weiterer BUS-Teilnehmer
14: Rückenlehne
16: Formteil
18: Haltestruktur
20: Massageantrieb
22: Abschnitt
24: Sitzfläche
26: Steuergerät
28: elektrische Leitung
30: Elektromotor
32: Gehäuse
34: Welle
36: Unwucht
38: Sitzbezug
40: Steuereinrichtung
42: Seilrolle
44: Seil
46: Stempel
48: bestimmte Richtung
50: Stempelpatte
52: Feder
54: Verfahren
56: erster Arbeitsschritt
58: zweiter Arbeitsschritt
60: zweiter Referenzwert
62: dritter Arbeitsschritt
64: vierter Arbeitsschritt
66: erster Referenzwert
68: fünfter Arbeitsschritt
70: sechster Arbeitsschritt
72: siebter Arbeitsschritt

Claims

Verfahren (52) zum Betrieb einer elektromotorischen Massageeinrichtung (6) eines Sitzes (4), insbesondere eines Kraftfahrzeugs (2), die einen Massageantrieb (20) mit einem Elektromotor (30) umfasst, bei dem - der Elektromotor (30) bestromt wird, - ein Drehmoment des Elektromotors (30) erfasst und hieraus ein erster Referenzwert (66) ermittelt wird, und - anhand des ersten Referenzwerts (66) eine Belegung zumindest eines Abschnitts (22) des Sitzes (4) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Elektromotors (30) anhand einer Drehzahl und/oder eines Tastgrads bestimmt wird.
Verfahren (54) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Belegung der erste Referenzwert (66) mit einem zweiten Referenzwert (60) verglichen wird, wobei der zweite Referenzwert (60) aus einem Drehmoment des Elektromotors (30) ermittelt wird, das sich ergibt, wenn der Abschnitt (22) nicht belegt ist.
Verfahren (54) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Referenzwert (66) anhand einer Änderung des Drehmoments des Elektromotors (30) ermittelt wird.
Verfahren (54) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung des Elektromotors (30) anhand des ersten Referenzwerts (66) angepasst wird.
Verfahren (54) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Referenzwert (66) zyklisch neu ermittelt wird.
Elektromotorische Massageeinrichtung (6) eines Sitzes (4), insbesondere eines Kraftfahrzeugs (2), die einen Massageantrieb (20) mit einem Elektromotor (30) und eine Steuereinrichtung (26, 40) umfasst, und die gemäß einem Verfahren (54) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 betrieben ist.
Elektromotorische Massageeinrichtung (6) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Massageantrieb (20) einen in eine vorgegebene Richtung (48) beweglichen und federbelasteten Stempel (46) aufweist, wobei die Position des Stempels (46) in der vorgegebenen Richtung (48) mittels eines Seils (44) begrenzt ist, das in Wirkverbindung mit dem Elektromotor (30) ist.
Elektromotorische Massageeinrichtung (6) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Referenzwert (66) zur Ausdehnung der Feder (52) korrespondiert.
Sitz (4) eines Kraftfahrzeugs (2), mit einer elektromotorischen Massageeinrichtung (6) nach einem der Ansprüche 6 bis 8.