DE102021134012A1

DE102021134012A1 - vehicle component control device

Info

Publication number: DE102021134012A1
Application number: DE102021134012.8A
Authority: DE
Inventors: Piotr Ceglarek; Tomasz Stasinski; Robert Grzeslo
Original assignee: Faurecia Automotive GmbH
Current assignee: Faurecia Autositze GmbH
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2023-06-22
Also published as: WO2023117886A1

Abstract

Eine Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung weist eine Leiterplatte mit einer darauf angeordneten elektrischen oder elektronischen Steuerung auf und eine Mehrzahl auf der Leiterplatte angeordnete, fluidleitende Bauteile, z.B. Leitungen und/oder Ventile. Die Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung weist ferner wenigstens eine, diese Bauteile mit Fluid versorgende piezoelektrische Pumpe auf, welche auf der Leiterplatte angeordnet und elektrisch hiermit verbunden ist.A vehicle component control device has a circuit board with an electrical or electronic controller arranged thereon and a plurality of fluid-conducting components, e.g. lines and/or valves, arranged on the circuit board. The vehicle component control device also has at least one piezoelectric pump which supplies these components with fluid and which is arranged on the circuit board and is electrically connected thereto.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkomponentensteuerungsvorrichtung und eine Fahrzeugkomponente mit einer solchen Fahrzeugkomponentensteuerungsvorrichtung.The invention relates to a vehicle component control device and a vehicle component with such a vehicle component control device.

Fahrzeugkomponenten lassen sich manuell, elektrisch oder pneumatisch einstellen. Pneumatische Systeme werden bevorzugt in Kraftfahrzeugsitzen eingesetzt, um beispielsweise das Befüllen oder Entleeren von fluidbefüllbaren Blasen zu verwirklichen. Solche Blasen werden in der Regel eingesetzt, um beispielsweise in Kraftfahrzeugsitzen Massagefunktionen oder Sitzverstellfunktionen zu übernehmen.Vehicle components can be adjusted manually, electrically or pneumatically. Pneumatic systems are preferably used in motor vehicle seats, for example to fill or empty bladders that can be filled with fluid. Bladders of this type are generally used, for example in order to take on massage functions or seat adjustment functions in motor vehicle seats.

Hierzu wird in der Regel ein System mit einem Druck beaufschlagt und über einen Fluid führenden Abschnitt, zum Beispiel ein Common Rail System, eine Mehrzahl von solchen Blasen befüllt oder entleert. Der Druck in dem Fluid führenden Abschnitt wird mit Hilfe einer Pumpe oder mehrerer Pumpen erzeugt. Solche Pumpen haben, wegen der Forderung der Betriebssicherheit und Langlebigkeit, eine gewisse Größe und erzeugen oft störende Betriebsgeräusche. Dazu müssen die Pumpen aber aufwändig gekapselt werden, um Störgeräusche zu vermeiden.For this purpose, a system is generally pressurized and a plurality of such bladders are filled or emptied via a fluid-carrying section, for example a common rail system. The pressure in the fluid-carrying section is generated using a pump or multiple pumps. Such pumps have a certain size because of the requirement of operational reliability and longevity and often generate annoying operating noises. To do this, however, the pumps have to be encapsulated in a complex manner in order to avoid disturbing noises.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugkomponentensteuerungsvorrichtung zu schaffen, die die oben beschrieben Nachteile nicht aufweist, also kompakt und geräuscharm aufgebaut ist.The invention is based on the object of creating a vehicle component control device which does not have the disadvantages described above, ie is of compact and low-noise construction.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Fahrzeugkomponentensteuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Fahrzeugkomponente mit den Merkmalen des Anspruchs 4 und ein Fahrzeugkomfortsystem mit den Merkmalen von Anspruch 6.The object is achieved by a vehicle component control device having the features of claim 1, by a vehicle component having the features of claim 4 and a vehicle comfort system having the features of claim 6.

Eine erfindungsgemäße Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung weist eine Leiterplatte mit einer darauf angeordneten elektrischen oder elektronischen Steuerung auf und eine Mehrzahl auf der Leiterplatte angeordneten, fluidleitenden Bauteilen. Diese Bauteile sind beispielsweise Leitungen und/oder Ventile. Diese Anordnung von pneumatischen Bauteilen und elektrischer und/oder elektronischer Steuerung ermöglicht eine kompakte Bauweise, so dass die Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung sich vielseitig einsetzen lässt. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung wenigstens eine, diese Bauteile mit Fluid versorgende piezoelektrische Pumpe auf, welche auf der Leiterplatte angeordnet und elektrisch hiermit verbunden ist. Eine piezoelektrische Pumpe verfügt über wenig bewegliche Teile und kann sehr kompakt gebaut werden. Dadurch, dass im Betrieb wenig Reibungskräfte auftreten, ist die Geräuschentwicklung gering, so dass eine derartige Pumpe sehr leise betrieben werden kann. Somit kann die gesamte Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung auf einer Leiterplatte angeordnet und so in der unmittelbaren Nähe der Anwendung eingesetzt werden. Durch die Geräuscharmut der piezoelektrischen Pumpe werden durch den Betrieb der Vorrichtung die Fahrzeuginsassen nicht gestört, auch wenn die Steuervorrichtung innerhalb des Fahrgastraums angeordnet ist.A vehicle component control device according to the invention has a printed circuit board with an electrical or electronic controller arranged thereon and a plurality of fluid-conducting components arranged on the printed circuit board. These components are, for example, lines and/or valves. This arrangement of pneumatic components and electrical and/or electronic control enables a compact design, so that the vehicle component control device can be used in a variety of ways. Furthermore, the vehicle component control device according to the invention has at least one piezoelectric pump that supplies these components with fluid, which is arranged on the printed circuit board and is electrically connected thereto. A piezoelectric pump has few moving parts and can be built very compactly. Due to the fact that little frictional forces occur during operation, the noise development is low, so that such a pump can be operated very quietly. Thus, the entire vehicle component control device can be placed on one circuit board and thus used in the immediate vicinity of the application. Due to the low noise of the piezoelectric pump, the vehicle occupants are not disturbed by the operation of the device, even if the control device is arranged inside the passenger compartment.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der piezoelektrischen Pumpe um eine Scheibenpumpe, eine Membranpumpe oder um eine Ultraschallpumpe. Dieses sind die gebräuchlichsten Ausführungsformen von piezoelektrischen Pumpen.In a preferred embodiment, the piezoelectric pump is a disk pump, a diaphragm pump, or an ultrasonic pump. These are the most common types of piezoelectric pumps.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung so eingerichtet, dass sie eine oder eine Mehrzahl der piezoelektrische(n) Pumpe(n) monodirektional oder bidirektional betreibt/betreiben. Die einfachste Ausführung besteht darin, eine piezoelektrische Pumpe monodirektional zu betreiben, d.h. mit einer Pumpe wird Fluid in das System gepumpt.In a particularly preferred embodiment, the controller is configured to operate one or a plurality of the piezoelectric pump(s) mono-directionally or bi-directionally. The simplest version is to operate a piezoelectric pump monodirectionally, i.e. fluid is pumped into the system with one pump.

In einer erweiterten Ausführung kann die Pumpe benutzt werden, sowohl Fluid in das System zu pumpen als auch das Fluid aus dem System zu pumpen, also bidirektional. Ein limitierender Faktor der piezoelektrischen Pumpen ist zum einen das relativ geringe Pumpvolumen, was die Kapazität der einzelnen Pumpe begrenzt, zum anderen ist es der Verdichtungsfaktor einer Pumpe, die den Ausgangsdruck begrenzt. Diesen limitierenden Faktoren kann durch eine Mehrzahl von Pumpen begegnet werden. Mit parallel geschalteten Pumpen lässt sich das Pumpvolumen erhöhen. In Reihe geschaltet lässt sich in Stufen ein höherer Ausgangsdruck erzeugen.In an expanded embodiment, the pump can be used both to pump fluid into the system and to pump fluid out of the system, ie bidirectionally. A limiting factor of piezoelectric pumps is the relatively small pump volume, which limits the capacity of the individual pump, and the compression factor of a pump, which limits the outlet pressure. These limiting factors can be countered by a variety of pumps. The pump volume can be increased with pumps connected in parallel. When connected in series, a higher outlet pressure can be generated in stages.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch eine Fahrzeugkomponente gelöst, die wenigstens einen Fluidaktuator aufweist sowie eine mit dem wenigstens einen Fluidaktuator in Fluidverbindung stehende und den wenigstens einen Fluidaktuator ansteuernde erfindungsgemäße Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung wie sie oben beschrieben wird. Eine solche Fahrzeugkomponente kann auch mit einer pneumatischen Steuervorrichtung betrieben werden, ohne dass der Betrieb die Fahrzeuginsassen stört.The object according to the invention is also achieved by a vehicle component which has at least one fluid actuator and a vehicle component control device according to the invention which is in fluid communication with the at least one fluid actuator and actuates the at least one fluid actuator, as described above. Such a vehicle component can also be operated with a pneumatic control device without the operation disturbing the vehicle occupants.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluidaktuator eine fluidbefüllbare Blase. Eine Blase ist die einfachste Form eines Fluidaktuators und lässt sich in vielen Anwendungsbereichen im Kraftfahrzeug einsetzen.In a preferred embodiment, the fluid actuator is a fluid-fillable bladder. A bladder is the simplest form of fluid actuator and can be used in many automotive applications.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die oder jede piezoelektrische Pumpe direkt oder indirekt mit einem oder einer Mehrzahl Fluidaktuator(en) verbunden. Je nach Größe und Komplexität der zu steuernden Fahrzeugkomponente, kann eine piezoelektrische Pumpe direkt mit dem Fluidaktuator verbunden sein, wobei durchaus das System aus einer Mehrzahl solcher Anordnungen bestehen kann. Andererseits ist es auch möglich, mit einer oder mehreren Pumpen ein Drucksystem, wie beispielsweise Common Rail, zu bedienen, von dem aus eine Mehrzahl von Fluidaktuatoren bedient wird.In a further preferred embodiment the or each piezoelectric pump is connected directly or indirectly to one or a plurality of fluid actuators. Depending on the size and complexity of the vehicle component to be controlled, a piezoelectric pump can be connected directly to the fluid actuator, and the system can consist of a number of such arrangements. On the other hand, it is also possible to use one or more pumps to operate a pressure system, such as common rail, from which a plurality of fluid actuators are operated.

Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Fahrzeugkomfortsystem gelöst, das eine der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Fahrzeugkomponenten aufweist. Dieses System lässt sich kompakt und kostengünstig herstellen, da eine kostengünstige Fahrzeugkomponente eingesetzt werden kann, bei der die störenden Geräusche durch die Verwendung einer piezoelektrischen Pumpe vermieden werden. Bevorzugt handelt es sich bei dem Fahrzeugkomfortsystem um ein Fahrzeugsitzkomfortsystem. Dank der Geräuscharmut wird der Sitzinsasse selbst nicht durch den Betrieb der Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung gestört.Furthermore, the object according to the invention is achieved by a vehicle comfort system which has one of the vehicle components according to the invention described above. This system can be made compact and inexpensive because it can use an inexpensive vehicle component that avoids the annoying noise by using a piezoelectric pump. The vehicle comfort system is preferably a vehicle seat comfort system. Thanks to the low noise level, the seat occupant himself is not disturbed by the operation of the vehicle component control device.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels nachfolgend näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Dabei zeigt die 1 eine schräge Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung.The 1 an oblique plan view of an embodiment of a vehicle component control device according to the invention.

1 zeigt eine kompakt aufgebaute Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung 1, bei der alle Komponenten auf einer Leiterplatte 7 angeordnet sind. Hier sind sowohl die elektrischen 4 und elektronischen Steuerungen 5 als auch die fluidleitenden Bauteile 2, 3, 6, 8 auf einer Leiterplatte 7 angeordnet. U-förmig ist in dieser Ausführungsform die Leitung 6 zu den Ventilen 2 geführt, die die fluiden Auslässe 8 zu den Fluid-aktuatoren (nicht gezeigt) steuern. Weiterhin ist auf der Leiterplatte 7 eine piezoelektrische Pumpe 3 angeordnet, so dass das pneumatische System keine von außen kommende Fluidzuleitung benötigt, sondern beispielsweise Luft aus der Umgebung als Fluid ansaugen kann. Sowohl die Ventile 2 als auch die piezoelektrische Pumpe 3 sind elektrisch mit der Leiterplatte 7 verbunden und können so von der elektrischen 4 und elektronischen Steuerung 5 entsprechend den Anforderungen angesprochen werden. Eine solche Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung 1 kann aufgrund der Anordnung von Komponenten auf einer Leiterplatte 7 kompakt und bauraumsparend ausgebildet werden. Dabei benötigt die Steuervorrichtung 4, 5 lediglich einen elektrischen Anschluss, der in Fahrzeugen fast überall vorhanden ist. Dank der piezoelektrischen Pumpe ist die Fahrzeugkomponentensteuervorrichtung auch geräuscharm und muss nicht, wie bei bekannten pneumatischen Fahrzeugkomponentensteuervorrichtungen, zusätzlich gedämmt werden. 1 shows a vehicle component control device 1 of compact design, in which all components are arranged on a printed circuit board 7 . Here, both the electrical 4 and electronic controls 5 and the fluid-conducting components 2 , 3 , 6 , 8 are arranged on a printed circuit board 7 . In this embodiment, the line 6 is routed in a U-shape to the valves 2, which control the fluid outlets 8 to the fluid actuators (not shown). Furthermore, a piezoelectric pump 3 is arranged on the printed circuit board 7, so that the pneumatic system does not require a fluid supply line coming from the outside, but instead can suck in air from the environment as fluid, for example. Both the valves 2 and the piezoelectric pump 3 are electrically connected to the printed circuit board 7 and can thus be addressed by the electrical 4 and electronic control 5 according to the requirements. Such a vehicle component control device 1 can be made compact and space-saving due to the arrangement of components on a printed circuit board 7 . The control device 4, 5 only requires an electrical connection, which is available almost everywhere in vehicles. Thanks to the piezoelectric pump, the vehicle component control device is also quiet and does not have to be additionally insulated, as is the case with known pneumatic vehicle component control devices.

Claims

Vehicle component control device (1), having a printed circuit board (7) with an electric or electronic controller (4, 5) arranged thereon and with a plurality of fluid-conducting components (2, 6), e.g. lines (6) and arranged on the printed circuit board (7). /or valves (2), and with at least one, these components (2, 6) supplied with fluid piezoelectric pump (3), which is arranged on the printed circuit board (7) and electrically connected thereto.

Vehicle component control device (1) after claim 1 , characterized in that the piezoelectric pump(s) (3) is a disk pump, a diaphragm pump or an ultrasonic pump.

Vehicle component control device (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the controller (4, 5) is set up in such a way that it operates one or a plurality of the piezoelectric pump(s) (3) monodirectionally or bidirectionally.

Vehicle component having at least one fluid actuator, preferably a fluid-fillable bladder, and a vehicle component control device (1) according to one of the preceding claims which is fluidly connected to the at least one fluid actuator and controls the at least one fluid actuator.

vehicle component claim 4 , characterized in that the or each piezoelectric pump (3) is connected directly or indirectly to one or a plurality of fluid actuators.

Vehicle comfort system, preferably vehicle seat comfort system, comprising a vehicle component claim 5 .