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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz für ein Fahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit mindestens einem derartigen Fahrzeugsitz ausgestattetes Fahrzeug.
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Ein Fahrzeugsitz umfasst üblicherweise eine Sitzeinheit, die ein Sitzkissen und eine Rückenlehne aufweist. Ferner umfasst ein derartiger Fahrzeugsitz eine Halteeinrichtung zum Verbinden der Sitzeinheit mit einer Tragstruktur des Fahrzeugs, üblicherweise mit einem Fahrzeugboden des Fahrzeugs.
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Während der Fahrt eines Fahrzeugs kann jeder Fahrzeuginsasse, der nicht mit dem Führen des Fahrzeugs beschäftigt ist, einer anderen Beschäftigung nachgehen wie z. B. Lesen, Fernsehen, Arbeiten oder Schlafen. In einem Fahrzeug kann beim Fahren bei einigen Personen während derartiger Beschäftigungen die sogenannte Reisekrankheit oder Kinetose ausgelöst werden, was darauf zurückgeführt wird, dass die Sinnesorgane der jeweiligen Person widersprüchliche Informationen zur räumlichen Lage und Bewegung des Körpers liefern. Den von der Reisekrankheit betroffenen Personen ist es daher nicht oder nur für sehr kurze Zeit möglich, während der Fahrt einer solchen Beschäftigung nachzugehen. Beim sogenannten autonomen Fahren stellt sich dieses Problem zusätzlich auch für den Fahrzeugführer, der während des autonomen Fahrbetriebs grundsätzlich ebenfalls einer anderen Beschäftigung nachgehen kann. Es besteht daher der Bedarf, für ein Fahrzeug eine Möglichkeit zu schaffen, während der Fahrt die Gefahr des Auftretens der Reisekrankheit zu reduzieren, sodass Fahrzeuginsassen solchen anderen Beschäftigungen leichter nachgehen können.
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Aus der
DE 10 2011 106 637 A1 ist ein Fahrzeugsitz bekannt, bei dem die Halteeinrichtungen als Aktuatoren ausgestaltet sind, um eine Neigungsverstellung der Sitzeinheit gegenüber der Tragstruktur um eine Nickachse und um eine Wankachse zu ermöglichen, wobei die Aktuatoren von einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit eines Fahrbahnsensors angesteuert werden. Ziel ist dabei ein Ausgleich von Nick- und Wankbewegungen des Fahrzeugs zu schaffen, derart, dass die Sitzeinheit quasi von diesen Bewegungen entkoppelt ist. Weitere aktive Fahrzeugsitze, die einen solchen Lageausgleich ermöglichen, sind aus der
DE 10 2019 111 188 A1 , aus der
DE 197 20 012 A1 und aus der
DE 10 2007 056 700 A1 bekannt.
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Aus der
DE 102 58 020 B3 ist ein aktiver Fahrzeugsitz bekannt, bei dem entweder Nickbewegungen oder Wankbewegungen des Fahrzeugs am Fahrzeugsitz ausgeglichen werden können. Hierzu kommen Beschleunigungssensoren zum Einsatz.
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Aus der
US 6 637 816 B2 ist ein Fahrzeugsitz bekannt, der um die Nickachse nach hinten aktiv gekippt wird, wenn das Fahrzeug eine starke Abbremsung durchführt, um so die negativen Beschleunigungskräfte, die an der auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person angreifen, zu reduzieren.
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Aus der
DE 10 2005 008 895 A1 ist ein passiv verstellbarer Fahrzeugsitz bekannt, bei dem eine Schlafposition einstellbar ist.
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Ein gattungsgemäßer Fahrzeugsitz ist aus der
DE 10 2010 046 205 A1 bekannt. Dort kann eine Steuereinrichtung die Stelleinrichtungen zum Kompensieren von Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs an der Sitzeinheit ansteuern, derart, dass die an der Sitzeinheit wirkenden Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen reduziert sind. Weitere ähnliche Fahrzeugsitze sind aus der
US 2013/0 006 478 A1 und aus der
DE 10 2019 115 028 A1 bekannt.
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Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine Möglichkeit zur Reduzierung der Gefahr der Reisekrankheit während der Fahrt in einem Fahrzeug aufzuzeigen.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Halteeinrichtung eines Fahrzeugsitzes so auszugestalten, dass damit Querbeschleunigungen und Längsbeschleunigungen, die während der Fahrt am Fahrzeug auftreten, im Bereich der Sitzeinheit entgegengewirkt wird, um diese so zumindest teilweise zu kompensieren. Hierdurch können die an der Sitzeinheit wirkenden Längskräfte und Querkräfte reduziert werden. Im Idealfall kann die Kompensation quasi vollständig sein, sodass die Sitzeinheit im Wesentlichen kräftefrei gehalten werden kann. Durch diese Kompensationsmaßnahmen der Halteeinrichtung werden auch die an einem im Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeuginsassen wirkenden Kräfte bzw. Beschleunigungen entsprechend reduziert bzw. kompensiert. In der Folge lassen sich auch die widersprüchlichen Informationen der Sinnesorgane zur räumlichen Lage und Bewegung des Körpers des jeweiligen Fahrzeuginsassen entsprechend reduzieren. Mit anderen Worten, die für die Entstehung der Reisekrankheit verantwortlichen Reize werden durch die Kompensationsmaßnahmen der Halteeinrichtung reduziert und im Idealfall eliminiert. Für die Fahrzeuginsassen bedeutet dies, dass sie den vorstehend genannten anderen Beschäftigungen nachgehen können, ohne dass die Symptome der Reisekrankheit auftreten, oder diesen Beschäftigungen länger nachgehen können, bevor die Symptome der Reisekrankheit auftreten.
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Im Einzelnen wird die Halteeinrichtung hierzu mit genau vier aktiven Stelleinrichtungen zum Verstellen einer Neigung der Sitzeinheit gegenüber der Tragstruktur, insbesondere gegenüber dem Fahrzeugboden, um eine Wankachse und um eine Nickachse ausgestattet. Die Wankachse verläuft dabei parallel zu einer Längsachse des Sitzkissens, während die Nickachse parallel zu einer Querachse des Sitzkissens verläuft. Des Weiteren weist die Halteeinrichtung eine mit den Stelleinrichtungen gekoppelte Steuereinrichtung zum Ansteuern der Stelleinrichtungen auf. Ferner ist die Steuereinrichtung zum Einstellen eines Kompensationsmodus ausgestaltet und/oder programmiert. In diesem Kompensationsmodus steuert die Steuereinrichtung die Stelleinrichtungen zum Kompensieren von Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs an der Sitzeinheit an.
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Für die nachfolgende Erläuterung des Funktionsprinzips wird davon ausgegangen, dass der jeweilige Fahrzeugsitz im Fahrzeug eine Standardsitzposition einnimmt, bei welcher der Fahrzeugsitz so im Fahrzeug montiert ist, dass eine im Fahrzeugsitz sitzende Person vorwärts im Fahrzeug sitzt, das heißt, die Personenvorderseite ist der Fahrzeugfront zugewandt, während die Personenrückseite dem Fahrzeugheck zugewandt ist. In der Folge verläuft die Längsachse des Sitzkissens parallel zu der Fahrzeuglängsrichtung, während die Querachse des Sitzkissens parallel zur Fahrzeugquerrichtung verläuft. Es ist klar, dass insbesondere bei autonomen Fahrzeugen, also bei Fahrzeugen, die einen autonomen Fahrbetrieb ermöglichen, grundsätzlich beliebige Anordnungen des Fahrzeugsitzes im Fahrzeug möglich sind. Beispielsweise können die Fahrzeugsitze auch so im Fahrzeug angeordnet sein, dass die darin sitzenden Personen quasi rückwärts oder auch seitlich sitzen. Insbesondere können die Fahrzeugsitze auch diesbezüglich verstellbar im Fahrzeug angeordnet sein. Die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf die vorstehend beschriebene Standardsitzposition beschränkt, sondern lässt sich bei jeder beliebigen Sitzposition realisieren. Die nachfolgende Erläuterung des Funktionsprinzips erfolgt anhand der vorstehend beschriebenen Standardsitzposition, lässt sich jedoch analog auf jede andere Sitzposition übertragen.
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Bei einer positiven Längsbeschleunigung des Fahrzeugs nimmt dessen Geschwindigkeit zu und die im Fahrzeugsitz sitzende Person wird von vorn nach hinten in den Fahrzeugsitz gedrückt. Um dieser nach hinten wirkenden Längskraft entgegenwirken zu können, steuert die Steuereinrichtung die Stelleinrichtungen so an, dass die Sitzeinheit um die Nickachse nach vorne kippt. Die Schwerkraft bewirkt nun, dass die im Fahrzeugsitz sitzende Person von der Schwerkraft nach vorn gezogen wird, was der positiven Längsbeschleunigung entgegenwirkt. Bei einer negativen Längsbeschleunigung reduziert sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die negative Längsbeschleunigung entspricht insbesondere einem Bremsvorgang. Die negative Längsbeschleunigung drückt die Person im Fahrzeugsitz nach vorn. Um dies zu kompensieren, steuert die Steuereinrichtung die Stelleinrichtungen so an, dass die Sitzeinheit um die Nickachse nach hinten kippt. Somit kann auch hier die Schwerkraft der negativen Längsbeschleunigung entgegenwirken. Bei einer Linkskurve des Fahrzeugs führt die Fliehkraft zu einer Querbeschleunigung, die die Person im Fahrzeugsitz nach rechts drückt. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung die Stelleinrichtungen so ansteuern, dass die Sitzeinheit um die Wankachse nach links kippt, sodass die Schwerkraft auf die Sitzeinheit und somit auf die darin sitzende Person nach links wirkt und somit der nach rechts wirkenden Querbeschleunigung entgegenwirkt. Entsprechendes gilt für eine Rechtskurve des Fahrzeugs, durch die die Person im Fahrzeugsitz nach links gedrückt wird. Die Steuereinrichtung steuert die Stelleinrichtungen dann so an, dass die Sitzeinheit um die Wankachse nach rechts kippt, sodass die Schwerkraft eine nach rechts und somit der Querbeschleunigung entgegenwirkende Kraft erzeugt.
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Die Steuereinrichtung kann dabei so konfiguriert sein, dass sie die Kompensation der Längs- und Querbeschleunigungen an der Sitzeinheit im Bereich des Körperschwerpunkts der im Fahrzeugsitz sitzenden Person oder im Bereich einer Kopfstütze bewirkt, um den Kompensationseffekt für die im Fahrzeugsitz sitzende Person zu verbessern.
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Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung so konfiguriert, dass sie im Kompensationsmodus die Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs an der Sitzeinheit so weit kompensieren, dass die Sitzeinheit im Wesentlichen von den Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs entkoppelt ist. Eine wesentliche Entkoppelung liegt dann vor, wenn die an der Sitzeinheit wirkenden Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen um mindestens 75 % oder vorzugsweise um mindestens 80 % oder vorzugsweise um mindestens 85 % oder vorzugsweise um mindestens 90 % gegenüber den am Fahrzeug wirkenden Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen reduziert sind. Mit anderen Worten, die Steuereinrichtung ist so konfiguriert, dass sie die Kompensation der störenden Beschleunigungen nicht nur teilweise, sondern möglichst vollständig, also wesentlich durchführt, um weitgehend den Idealfall der kräftefreien Sitzeinheit zu realisieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Steuereinrichtung außerdem zum Einstellen eines Normalmodus ausgestaltet sein, in dem die Steuereinrichtung die Stelleinrichtungen nicht ansteuert oder zum starren Verbinden der Sitzeinheit mit der Tragstruktur, insbesondere mit dem Fahrzeugboden, ansteuert. Somit kann beispielsweise über eine manuelle Betätigung zwischen dem Normalmodus und dem Kompensationsmodus umgeschaltet werden, was es dem jeweiligen Fahrzeuginsassen ermöglicht, entweder den Normalmodus oder den Kompensationsmodus auszuwählen. Im Normalmodus stellt sich dann das übliche, gewohnte Fahrgefühl ein. Die im Fahrzeugsitz sitzende Person partizipiert mit den am Fahrzeug wirkenden Kräften. Dies ist insbesondere bei einem autonomen Fahrzeug für den Fahrzeugführer erwünscht, wenn dieser die Steuerung des Fahrzeugs übernehmen möchte.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Fahrzeugsitz wenigstens einen mit der Steuereinrichtung gekoppelten Beschleunigungssensor zum Ermitteln der aktuellen Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs aufweisen. Insbesondere kann der jeweilige Beschleunigungssensor in die Steuereinrichtung integriert sein. Mithilfe des jeweiligen Beschleunigungssensors lassen sich die am Fahrzeug bzw. am Fahrzeugsitz angreifenden Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen ermitteln und der Steuereinrichtung in Form von Beschleunigungssignalen zuführen. Die Steuereinrichtung kann diese Beschleunigungssignale direkt auswerten und kann im Kompensationsmodus die Stelleinrichtungen in Abhängigkeit der Beschleunigungssignale ansteuern. Alternativ ist grundsätzlich auch denkbar, dass die Steuereinrichtung auf geeignete Weise mit einer anderen Steuereinheit des Fahrzeugs gekoppelt ist, die am Fahrzeug ohnehin vorhanden ist, um die Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen zu ermitteln. Beispielsweise können Sicherheitsmodule zur elektronischen Stabilisierung des Fahrzeugs diese Beschleunigungen überwachen und entsprechende Beschleunigungssignale erzeugen und bereitstellen.
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Die Erfindung schlägt vor, dass die aktiven Stelleinrichtungen der Halteeinrichtung eine linke Stelleinrichtung, eine rechte Stelleinrichtung, eine vordere Stelleinrichtung und eine hintere Stelleinrichtung bilden. Insgesamt sind somit genau vier aktive Stelleinrichtungen vorgesehen. Die linke Stelleinrichtung dient zum Abstützen eines linken Endes der Sitzeinheit an der Tragstruktur, insbesondere am Fahrzeugboden. Die rechte Stelleinrichtung dient zum Abstützen eines rechten Endes der Sitzeinheit an der Tragstruktur, insbesondere am Fahrzeugboden. Die vordere Sitzeinheit dient zum Abstützen eines vorderen Endes der Sitzeinheit an der Tragstruktur, insbesondere am Fahrzeugboden. Die hintere Stelleinrichtung dient zum Abstützen eines hinteren Endes der Sitzeinheit an der Tragstruktur, insbesondere am Fahrzeugboden. Mithilfe dieser vier Sitzeinheiten lassen sich die Kippbewegungen der Sitzeinheit um die Wankachse und um die Nickachse besonders einfach realisieren. Insbesondere reichen dann unidirektional arbeitende Stelleinrichtungen aus. Bei bidirektional arbeitenden Stelleinrichtungen können bereits zwei aktive Stelleinrichtungen ausreichen, um die gewünschten Bewegungen um die Wankachse und um die Nickachse zu realisieren. Die eine bidirektionale Stelleinrichtung kann dann am linken oder am rechten Ende der Sitzeinheit angeordnet sein, während die andere bidirektionale Stelleinrichtung dann am vorderen oder am hinteren Ende der Sitzeinheit angeordnet sein kann.
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Die Stelleinrichtungen können insbesondere als aktive Dämpfer oder als Aktuatoren ausgestaltet sein, mit denen ein vertikaler Abstand zwischen der Tragstruktur, insbesondere dem Fahrzeugboden, und der Sitzeinheit veränderbar bzw. einstellbar ist. Die aktiven Dämpfer bzw. Aktuatoren können insbesondere unidirektionale Stelleinrichtungen oder bidirektionale Stelleinrichtungen bilden. Solche aktive Dämpfer unterscheiden sich von herkömmlichen Dämpfern oder von semiaktiven Dämpfern dadurch, dass damit tatsächlich ein Hub zumindest in einer Richtung gegen eine Kraft durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann bei einem Fahrzeug, dessen Räder mittels aktiver Dämpfer an der Karosserie abgestützt sind, die Bodenfreiheit, also der Abstand zwischen Fahrzeugboden und Untergrund vergrößert werden.
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Des Weiteren kann die Halteeinrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wenigstens eine Federeinrichtung zum vorgespannten Abstützen der Sitzeinheit an der Tragstruktur, insbesondere am Fahrzeugboden, aufweisen. Mithilfe einer derartigen Federeinrichtung lässt sich das Einstellen einer neutralen Ausgangslage der Sitzeinheit gegenüber der Tragstruktur, insbesondere gegenüber dem Fahrzeugboden, vereinfachen. Insbesondere kann mithilfe einer solchen Federeinrichtung eine Stellbewegung der Stelleinrichtungen in Richtung auf die Ausgangslage unterstützt werden. Ferner kann bei der Verwendung von aktiven Dämpfern als Stelleinrichtungen der Druck im jeweiligen Dämpfer reduziert werden, wenn der Kompensationsmodus nicht benötigt wird.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann die Sitzeinheit zum Einstellen einer Schlafposition ausgestaltet sein, die sich dadurch charakterisiert, dass ein vom Sitzkissen zur Rückenlehne gemessener Lehnenneigungswinkel mindestens 135° beträgt. Hierdurch wird der Komfort des Fahrzeugsitzes erheblich verbessert, insbesondere für den Fall, dass die im Fahrzeugsitz sitzende Person schlafen möchte.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weist einen Fahrgastraum auf, der nach unten durch eine Tragstruktur, insbesondere durch einen Fahrzeugboden oder ein Fahrzeugdach oder eine Fahrzeugsäule, begrenzt ist. Ferner weist das erfindungsgemäße Fahrzeug zumindest einen im Fahrgastraum angeordneten Fahrzeugsitz der vorstehend beschriebenen Art auf. Beim Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Straßenfahrzeug, insbesondere um einen Personenkraftwagen. Denkbar ist auch eine Ausgestaltung des Straßenfahrzeugs als Nutzfahrzeug, insbesondere als Lastkraftwagen oder als Omnibus. Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist jedoch nicht zwingendermaßen ein Straßenfahrzeug. Grundsätzlich können auch Schienenfahrzeuge oder Wasserfahrzeuge oder Luftfahrzeuge mit einem derartigen Fahrzeugsitz ausgestattet sein und ein erfindungsgemäßes Fahrzeug bilden.
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Zweckmäßig ist der jeweilige Fahrzeugsitz so im Fahrzeuginnenraum angeordnet, dass die Wankachse parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft und dass die Nickachse parallel zur Fahrzeugquerrichtung verläuft. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Anordnungen für den Fahrzeugsitz im Fahrzeuginnenraum denkbar. Insbesondere können die Orientierungen von Wankachse und Nickachse gegenüber Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung vertauscht sein, sodass der Fahrzeugsitz quasi quer im Fahrzeug angeordnet ist. Auch ist denkbar, dass der jeweilige Fahrzeugsitz um eine vertikale Hochachse verstellbar im Fahrzeug angeordnet ist.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der das Fahrzeug zur Durchführung eines autonomen Fahrbetriebs konfiguriert ist. Hier lassen sich die Vorteile des hier vorgestellten Fahrzeugsitzes auch für den Fahrzeugführer nutzen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine stark vereinfachte Ansicht von hinten auf einen Fahrzeugsitz in einem Fahrzeug,
- 2 eine stark vereinfachte Seitenansicht des Fahrzeugsitzes im Fahrzeug,
- 3 eine Seitenansicht, wie in 2, jedoch bei in eine Schlafposition verstellter Sitzeinheit,
- 4 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung einer Halteeinrichtung des Fahrzeugsitzes.
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Entsprechend den 1 bis 3 umfasst ein Fahrzeug 1, bei dem es sich insbesondere um ein Straßenfahrzeug handelt, einen Fahrgastraum 2, der nach unten durch einen Fahrzeugboden 3 begrenzt ist. Die relative Ortsangabe „unten“ bezieht sich dabei auf die normale Nutzung des Fahrzeugs 1, bei der eine nach unten weisende Richtung parallel zur Schwerkraftrichtung zum Erdmittelpunkt weist.
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Im Fahrgastraum 2 ist zumindest ein Fahrzeugsitz 4 angeordnet. Es ist klar, dass das Fahrzeug 1 auch mit zwei oder mehr solchen Fahrzeugsitzen 4 ausgestattet sein kann. Der Fahrzeugsitz 4 weist eine Sitzeinheit 5 auf, die zumindest ein Sitzkissen 6 und eine Rückenlehne 7 besitzt. An einem von der Sitzeinheit 6 entfernten Ende kann die Rückenlehne 7 eine Kopfstütze 8 aufweisen oder als Kopfstütze ausgestaltet sein. In den gezeigten Beispielen weist die Sitzeinheit 5 außerdem eine Konsole 9 auf, an der das Sitzkissen 6 und die Rückenlehne 7 angebracht sind. Der Fahrzeugsitz 4 ist außerdem mit einer Halteeinrichtung 10 ausgestattet, mit der die Sitzeinheit 5 mit dem Fahrzeugboden 3 verbunden ist. Hierzu kann die Halteeinrichtung 10 insbesondere mit der Konsole 9 zusammenwirken. Der Fahrzeugboden 3 repräsentiert eine Tragstruktur des Fahrzeugs 1, die sich zum Befestigen des Fahrzeugsitzes 4 eignet. Grundsätzlich kann der Fahrzeugsitz 4 auch mit einer beliebigen anderen geeigneten Tragstruktur des Fahrzeugs 1 verbunden sein, wie z.B. ein Fahrzeugdach oder eine Fahrzeugsäule, wie z.B. eine B-Säule. Die mit Bezug auf die 1 bis 4 beschriebenen Beispiele gehen davon aus, dass der Fahrzeugsitz 4 am Fahrzeugboden 3 abgestützt ist, lassen sich aber sinngemäß auf die anderen geeigneten Tragstrukturen, also insbesondere Fahrzeugdach und Fahrzeugsäule oder eine beliebige Kombination daraus, übertragen.
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Gemäß den 1 bis 4 weist die Halteeinrichtung 10 genau vier aktive Stelleinrichtungen 11 auf, mit deren Hilfe eine Neigung der Sitzeinheit 5 gegenüber dem Fahrzeugboden 3 um eine Wankachse 12 und um eine Nickachse 13 einstellbar ist. Die Wankachse 12 steht in 1 senkrecht auf der Zeichnungsebene und verläuft parallel zu einer in 2 durch einen Doppelpfeil angedeuteten Längsachse 14 des Sitzkissens 6. Die Nickachse 13 steht in 2 senkrecht auf der Zeichnungsebene und verläuft parallel zu einer Querachse 15 des Sitzkissens 6, die in 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Bei einer Standardsitzposition fallen die Längsachse 14 und eine Fahrzeuglängsrichtung 16 zusammen. Ebenso fallen in dieser Standardsitzposition die Querachse 15 und eine Fahrzeugquerrichtung 17 zusammen. Es ist klar, dass im Fahrzeug 1 grundsätzlich auch andere Sitzpositionen für den Fahrzeugsitz 4 realisierbar sind.
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In einem in den 1 bis 3 gezeigten Ausgangszustand ist die Sitzeinheit 5 im Wesentlichen parallel zum Fahrzeugboden 3 ausgerichtet. Zum Neigen der Sitzeinheit 5 gegenüber dem Fahrzeugboden 3 um die Wankachse 12 neigt sich bzw. schwenkt die Sitzeinheit 5 entsprechend einem in 1 angedeuteten Doppelpfeil 18, der ein Wanken der Sitzeinheit 5 gegenüber dem Fahrzeugboden 3 repräsentiert. Beim Neigen der Sitzeinheit 5 gegenüber dem Fahrzeugboden 3 um die Nickachse 13 neigt sich bzw. schwenkt die Sitzeinheit 5 entsprechend einem in 2 angedeuteten Doppelpfeil 19, der ein Nicken der Sitzeinheit 5 gegenüber dem Fahrzeugboden 3 repräsentiert.
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Die Halteeinrichtung 10 ist gemäß 4 außerdem mit einer Steuereinrichtung 20 ausgestattet, die auf geeignete Weise, z. B. über Steuerleitungen 21 mit den Stelleinrichtungen 11 gekoppelt ist. Die Steuereinrichtung 20 dient zum Ansteuern der Stelleinrichtungen 11 und ist so konzipiert, dass sich damit ein Kompensationsmodus einstellen lässt. Hierzu kann die Steuereinrichtung 20 beispielsweise eine CPU 22 aufweisen, die einen entsprechend programmierten Rechner oder dergleichen enthält. Jedenfalls steuert die Steuereinrichtung 20 im Kompensationsmodus die Steuereinrichtungen 11 so an, dass sich dadurch an der Sitzeinheit 5 eine Kompensation bzw. Reduktion von Längsbeschleunigungen und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs 1 einstellt. In 1 ist links vom Fahrzeugsitz 4 ein nach rechts weisender Pfeil 23 eingezeichnet, der eine nach rechts wirkende Querkraft oder Trägheitskraft repräsentiert, die beispielsweise bei einer Linkskurve des Fahrzeugs 1 auftritt. Diese Querkraft 23 lässt sich durch eine entsprechende Ansteuerung der Stelleinrichtungen 11 mehr oder weniger kompensieren, indem die Sitzeinheit 5 um die Wankachse 12 nach links geneigt wird, wodurch an der Sitzeinheit 5 eine Kompensationskraft 24 entsteht, die in 1 rechts vom Fahrzeugsitz 4 durch einen nach links weisenden Pfeil dargestellt ist. Diese Kompensationskraft 24 wirkt der Beschleunigungskraft 23 entgegen und kann diese mehr oder weniger kompensieren. Bei einer Rechtskurve des Fahrzeugs 1 kehren sich die Richtungen der Kräfte 23, 24 und die Neigung der Sitzeinheit 5 um die Wankachse 12 um.
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In 2 ist links, also vor dem Fahrzeugsitz 4 ein nach rechts, also nach hinten weisender Pfeil 25 eingezeichnet, der eine am Fahrzeug 1 und somit auch am Fahrzeugsitz 4 wirkende Längskraft oder Trägheitskraft repräsentiert, die auftritt, wenn das Fahrzeug 1 zum Erhöhen der Fahrgeschwindigkeit einer positiven Längsbeschleunigung ausgesetzt ist. Um dieser entgegenzuwirken, steuert die Steuereinrichtung 20 die Stelleinrichtungen 11 so an, dass die Sitzeinheit 5 um die Nickachse 13 nach vorn verschwenkt wird. Hierdurch wird eine nach vorn wirkende Kompensationskraft 26 erzeugt, die in 2 durch einen Pfeil angedeutet ist, der rechts, also hinter dem Fahrzeugsitz 4 eingezeichnet ist und nach links, also nach vorn gerichtet ist. Insofern wirkt diese Kompensationskraft 26 der Beschleunigungskraft 25 entgegen. Bei einer negativen Längsbeschleunigung, also beim Abbremsen des Fahrzeugs 1 sind die Richtungen der Pfeile 25, 26 und die Richtung der Neigung der Sitzeinheit 5 umgekehrt.
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Um eine weitgehende Kompensation der an der Sitzeinheit 5 wirksamen Beschleunigungskräfte 23, 25 realisieren zu können, kann die Steuereinrichtung 20 im Kompensationsmodus die Beschleunigungen des Fahrzeugs 1 an der Sitzeinheit 5 so weit kompensieren, dass die Sitzeinheit 5 im Wesentlichen von den Beschleunigungen des Fahrzeugs 1 entkoppelt ist. Ziel ist dabei eine Reduzierung der an der Sitzeinheit 5 angreifenden Beschleunigungskräfte um mindestens 75 %. Bevorzugt wird eine Reduzierung dieser Kräfte um mindestens 80 % oder vorzugsweise um mindestens 85 % oder nochmals vorzugsweise um mindestens 90 % realisiert.
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Des Weiteren kann die Steuereinrichtung 20 auch zum Einstellen eines Normalmodus ausgestaltet sein. In diesem Normalmodus steuert die Steuereinrichtung 20 die Stelleinrichtungen 11 nicht an oder steuert sie zum starren Verbinden der Sitzeinheit 5 mit dem Fahrzeugboden 3 an. In diesem Normalmodus bewirkt die Halteeinrichtung 10 somit eine starre Verbindung zwischen Sitzeinheit 5 und Fahrzeugboden 3. In der Folge wirken die Beschleunigungskräfte des Fahrzeugs 1 auch an der Sitzeinheit 5 und somit letztlich auch an der im Fahrzeugsitz 4 sitzenden Person.
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Gemäß 4 kann der Fahrzeugsitz 4 bzw. die Halteeinrichtung 10 mit wenigstens einem Beschleunigungssensor 27 ausgestattet sein, der auf geeignete Weise mit der Steuereinrichtung 20 gekoppelt ist. Im Beispiel der 4 ist der Beschleunigungssensor 27 als Bestandteil der Steuereinrichtung 20 ausgestaltet, sodass er direkt mit der CPU 22 kommunizieren kann.
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Entsprechend den 1 bis 4 weist die Halteeinrichtung 10 in der erfindungsgemäßen Ausführungsform genau vier aktive Stelleinrichtungen 11 auf. Diese bilden eine linke Stelleinrichtung 28 zum Abstützen eines linken Endes 29 der Sitzeinheit 5 am Fahrzeugboden 3, eine rechte Stelleinrichtung 30 zum Abstützen eines rechten Endes 31 der Sitzeinheit 5 am Fahrzeugboden 3, eine vordere Stelleinrichtung 32 zum Abstützen eines vorderen Endes 33 der Sitzeinheit 5 am Fahrzeugboden 3 und eine hintere Stelleinrichtung 34 zum Abstützen eines hinteren Endes 35 der Sitzeinheit 5 am Fahrzeugboden 3. In 1 sind zur besseren Übersichtlichkeit die vordere Stelleinrichtung 32 und die hintere Stelleinrichtung 34 weggelassen. In den 2 und 3 sind zur besseren Übersichtlichkeit die linke Stelleinrichtung 28 und die rechte Stelleinrichtung 30 weggelassen. Die Stelleinrichtungen 11 können als aktive Dämpfer oder als Aktuatoren ausgestaltet sein. Bei den aktiven Dämpfern wird - wie bei einem herkömmlichen Dämpfer - ein hydraulisches oder pneumatisches Fluid zwischen zwei Kammern hin und her bewegt, um die Länge des aktiven Dämpfers zu verändern. Bei einem aktiven Dämpfer lässt sich insbesondere - wie bei einem semiaktiven Dämpfer - der Fluidaustausch hinsichtlich der Dämpfungswirkung steuern und insbesondere sperren und freigeben. Aktive Dämpfer können darüber hinaus zumindest in eine Richtung aktiv einen Hub gegen eine Kraft ausführen und insoweit insbesondere unidirektionale Stelleinrichtungen 11 bilden. Die Aktuatoren, die insbesondere elektromotorisch arbeiten, lassen sich zum Vergrößern und Reduzieren ihrer Länge ansteuern. Aktuatoren können insbesondere bidirektionale Stelleinrichtungen 11 bilden. Durch die Längenveränderung der linken Stelleinrichtung 28 und der rechten Stelleinrichtung 30 lässt sich ein Kippen bzw. Neigen der Sitzeinheit 5 um die Wankachse 12 realisieren. Durch ein Verstellen der Länge der vorderen Stelleinrichtung 32 und der hinteren Stelleinrichtung 34 lässt sich ein Kippen bzw. Neigen der Sitzeinheit 5 um die Nickachse 13 realisieren.
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Gemäß den 1 bis 3 kann die Halteeinrichtung 10 außerdem mit wenigstens einer Federeinrichtung 36 ausgestattet sein, mit deren Hilfe die Sitzeinheit 5 vorgespannt am Fahrzeugboden 3 abgestützt ist. Insbesondere in Verbindung mit den als aktive Dämpfer ausgestalteten Stelleinrichtungen 11 lässt sich mithilfe der Federeinrichtung 36 eine Neutrallage oder Ausgangslage der Sitzeinheit 5 gegenüber dem Fahrzeugboden 3 einfacher halten, ohne dass die Dämpfer dauerhaft mit einem relativ hohen Druck beaufschlagt werden müssen.
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Gemäß 3 kann die Sitzeinheit 5 zum Einstellen einer in 3 wiedergegebenen Schlafposition ausgestaltet sein. In dieser Schlafposition beträgt ein Lehnenneigungswinkel 37 wenigstens 135°. Der Lehnenneigungswinkel 37 ist dabei vom Sitzkissen 6 bis zur Rückenlehne 7 gemessen bzw. aufgespannt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrgastraum
- 3
- Tragstruktur
- 4
- Fahrzeugsitz
- 5
- Sitzeinheit
- 6
- Sitzkissen
- 7
- Rückenlehne
- 8
- Kopfstütze
- 9
- Konsole
- 10
- Halteeinrichtung
- 11
- Stelleinrichtung
- 12
- Wankachse
- 13
- Nickachse
- 14
- Längsachse
- 15
- Querachse
- 16
- Fahrzeuglängsrichtung
- 17
- Fahrzeugquerrichtung
- 18
- Wankbewegung
- 19
- Nickbewegung
- 20
- Steuereinrichtung
- 21
- Steuerleitung
- 22
- CPU
- 23
- Querkraft, Beschleunigungskraft
- 24
- Kompensationskraft
- 25
- Längskraft, Beschleunigungskraft
- 26
- Kompensationskraft
- 27
- Beschleunigungssensor
- 28
- linke Stelleinrichtung
- 29
- linkes Ende
- 30
- rechte Stelleinrichtung
- 31
- rechtes Ende
- 32
- vordere Stelleinrichtung
- 33
- vorderes Ende
- 34
- hintere Stelleinrichtung
- 35
- hinteres Ende
- 36
- Federeinrichtung
- 37
- Lehnenneigungswinkel
