DE102021201763A1

DE102021201763A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verstellen von einer Fahrzeugsitzausrichtung

Info

Publication number: DE102021201763A1
Application number: DE102021201763.0A
Authority: DE
Inventors: Istvan Hegedues-Bite; Hubert Bichelmeier; Mohamad Alayan; Florian Nicola
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2022-08-25

Abstract

Eine Vorrichtung (100) zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes (200) zu einer Fahrzeugkarosserie (2), mit einer Verbindungseinrichtung (10) zum beweglichen Verbinden von dem Fahrzeugsitz (200) mit der Fahrzeugkarosserie (2), und einer Verstelleinrichtung (30), welche mit der Verbindungseinrichtung (10) wirkverbunden ist, um eine Bewegung der Verbindungseinrichtung (10) herbeizuführen, wobei die Verstelleinrichtung (30) mindestens eine an der Verbindungseinrichtung (10) angeordnete und relativ zu der Verbindungseinrichtung (10) ausrichtbare Verstelleinheit (32) aufweist, mit welcher der Fahrzeugsitz (200) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (2) über eine mit der ausrichtbaren Verstelleinheit (32) herbeiführbaren Bewegung der Verbindungseinrichtung (10) in Abhängigkeit von einer Ausrichtung der Verstelleinheit (32) ausrichtbar ist. Zudem ein Verfahren zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes (200) zu einer Fahrzeugkarosserie (2) und eine Steuereinrichtung (110) zum Durchführen des Verfahrens.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes zu einer Fahrzeugkarosserie. Die Erfindung bezieht sich zudem auf ein System mit einem Fahrzeugsitz und einer derartigen Vorrichtung sowie auf ein Fahrzeug mit einem solchen System.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes zu einer Fahrzeugkarosserie. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Steuereinrichtung zum Ausführen eines derartigen Verfahrens.
Es ist bekannt, dass eine Sitzneigung zu einem Kurvenmittelpunkt bei einer Kurvenfahrt mit einem Fahrzeug den Fahrkomfort für einen Passagier beeinflussen kann. Zudem ist es bekannt, dass bei dem Passagier eines Fahrzeugs ein sensorischer Wahrnehmungskonflikt entstehen kann, welcher beispielsweise aufgrund der Nutzung eines mobilen Endgeräts durch den Passagier während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs entstehen kann. Ferner ist es bekannt, dass die Sitzneigung einen derart entstandenen sensorischen Wahrnehmungskonflikt beeinflussen kann.
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt eine Vorrichtung zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes zu einer Fahrzeugkarosserie. Bei dem Fahrzeugsitz kann es sich um einen Fahrzeugsitz eines Fahrers eines Fahrzeugs oder um einen Fahrzeugsitz eines Passagiers des Fahrzeugs handeln. Bei dem Verstellen von der relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie kann es sich um ein aktives Verstellen zum Ändern der relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie und somit auch des Fahrers oder des Passagiers zu der Fahrzeugkarosserie handeln.
Die Vorrichtung weist eine Verbindungseinrichtung zum beweglichen Verbinden von dem Fahrzeugsitz mit der Fahrzeugkarosserie auf. Der Fahrzeugsitz kann somit mit der Fahrzeugkarosserie beweglich verbunden sein. Eine Bewegung der Verbindungseinrichtung kann zu einer relativen Bewegung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie und somit zu einer relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie führen. Während der Fahrzeugsitz und die Fahrzeugkarosserie jeweils fest mit der Verbindungseinrichtung verbunden sein können, kann die Verbindungseinrichtung selbst beweglich sein.
Die Verbindungseinrichtung kann ein Kugelgelenk zum mindestens zweiachsigen Verschwenken des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen. Das Kugelgelenk kann mindestens zwei Schwenkachsen aufweisen, welche sich schneiden können. Die beiden Schwenkachsen können aufeinander senkrecht stehen. Die relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie kann eine Querausrichtung beziehungsweise eine laterale Ausrichtung durch ein Verschwenken um eine Fahrzeuglängsachse aufweisen. Die relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie kann auch eine Längsausrichtung beziehungsweise eine longitudinale Ausrichtung durch ein Verschwenken um eine Fahrzeugquerachse aufweisen. Das mindestens zweiachsige Verschwenken des Fahrzeugsitzes kann daher ein Wanken und Nicken des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen.
Die Vorrichtung weist eine Verstelleinrichtung auf, welche mit der Verbindungseinrichtung beziehungsweise mit dem Kugelgelenk wirkverbunden ist, um eine Bewegung der Verbindungseinrichtung beziehungsweise des Kugelgelenks herbeizuführen. Bei der Bewegung kann es sich um eine Schwenkbewegung handeln. Die Verstelleinrichtung kann ein mechanisches Wirkprinzip zum Herbeiführen der Bewegung der Verbindungseinrichtung beziehungsweise des Kugelgelenks aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Verstelleinrichtung ein elektrisches Wirkprinzip zum Herbeiführen der Bewegung der Verbindungseinrichtung beziehungsweise des Kugelgelenks aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Verstelleinrichtung ein magnetisches Wirkprinzip zum Herbeiführen der Bewegung der Verbindungseinrichtung beziehungsweise des Kugelgelenks aufweisen.
Die Verstelleinrichtung weist mindestens eine an der Verbindungseinrichtung angeordnete und relativ zu der Verbindungseinrichtung ausrichtbare Verstelleinheit auf. Die ausrichtbare Verstelleinheit kann an dem Kugelgelenk angeordnet sein. Die ausrichtbare Verstelleinheit kann ferner zwischen einer Gelenkpfanne und einem Gelenkkopf des Kugelgelenks angeordnet sein, wobei die ausrichtbare Verstelleinheit die Gelenkpfanne mit dem Gelenkkopf verbinden kann. Die ausrichtbare Verstelleinheit kann an dem Gelenkkopf befestigt sein und mit der Gelenkpfanne wirkverbunden sein, um die Gelenkpfanne relativ zu dem Gelenkkopf zu bewegen. Die ausrichtbare Verstelleinheit kann auch an der Gelenkpfanne befestigt sein und mit dem Gelenkkopf wirkverbunden sein, um den Gelenkkopf relativ zu der Gelenkpfanne zu bewegen. Die ausrichtbare Verstelleinheit kann an der Gelenkpfanne oder an dem Gelenkkopf beispielsweise verschweißt, verklebt oder verschraubt sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Verstelleinrichtung eine Vielzahl, das heißt mindestens zwei an der Verbindungseinrichtung angeordnete und relativ zu der Verbindungseinrichtung ausrichtbare Verstelleinheiten aufweisen. Das Vorsehen von einer Vielzahl an Verstelleinheiten kann vorteilhaft sein, um den Verschleiß der einzelnen Verstelleinheiten aufgrund einer geringeren Belastung im Betrieb der Vorrichtung zu verringern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Kugelgelenk einen innenliegenden Kugelkopf aufweisen, welcher von zwei Kugelhalbschalen, welche die Gelenkpfanne bilden können, gekapselt beziehungsweise eingefasst sein kann. An den beiden Kugelhalbschalen kann die mindestens eine ausrichtbare Verstelleinheit angeordnet sein, wobei die mindestens eine ausrichtbare Verstelleinheit beispielsweise an einem Übergangsbereich beziehungsweise einem Verbindungsbereich zwischen den beiden Kugelhalbschalen angeordnet sein kann. Eine der beiden Kugelhalbschalen kann eine Ausnehmung aufweisen, durch welche der Kugelkopf mit dem Fahrzeugsitz oder mit der Fahrzeugkarosserie fest verbunden sein kann. Die Ausnehmung kann ferner einen Anschlag zum Begrenzen des Verschwenkens von dem Fahrzeugsitz ausbilden, wobei ein Verbindungsglied zwischen dem Kugelkopf und dem Fahrzeugsitz bei dem Verschwenken an dem Anschlag anschlagen kann. Gemäß weiterer Ausführungsformen können die beiden Kugelhalbschalen miteinander verklebt, verschweißt oder verschraubt sein.
Der Fahrzeugsitz ist mit der Verstelleinrichtung beziehungsweise mit der mindestens einen an der Verbindungseinrichtung angeordneten und relativ zu der Verbindungseinrichtung ausrichtbaren Verstelleinheit relativ zu der Fahrzeugkarosserie ausrichtbar. Der Fahrzeugsitz ist somit relativ zu der Fahrzeugkarosserie über eine mit der ausrichtbaren Verstelleinheit herbeiführbaren Bewegung der Verbindungseinrichtung in Abhängigkeit von einer Ausrichtung der Verstelleinheit ausrichtbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Verstelleinrichtung eine einzige an der Verbindungseinrichtung angeordnete und relativ zu der Verbindungseinrichtung ausrichtbare Verstelleinheit aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die ausrichtbare Verstelleinheit drehbar ein. Der Fahrzeugsitz kann relativ zu der Fahrzeugkarosserie über eine mit der ausrichtbaren Verstelleinheit herbeiführbaren Bewegung der Verbindungseinrichtung in Abhängigkeit von einer Drehstellung der Verstelleinheit ausrichtbar sein. Beispielsweise kann es sich bei der ausrichtbaren Verstelleinheit um eine drehbare Walze handeln, welche zwischen dem Gelenkkopf und der Gelenkpfanne des Kugelgelenks angeordnet sein kann, um eine Relativbewegung zwischen dem Gelenkkopf und der Gelenkpfanne herbeizuführen. Die Relativbewegung kann durch ein Abrollen des Gelenkkopfes oder der Gelenkpfanne auf der drehbaren Walze erzeugt werden.
Im Rahmen der Erfindung kann die relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie mit einer einzigen selbst ausrichtbaren Verstelleinheit räumlich beziehungsweise dreidimensional ausgerichtet werden. Somit kann ein Fahrzeuginsasse, der sich auf dem Fahrzeugsitz befindet, während einer Fahrt mindestens eines von einem Wanken und einem Nicken relativ zu der Fahrzeugkarosserie und zur wahrgenommenen Umgebung erfahren, um dessen Fahrkomfort zu erhöhen. Die selbst ausrichtbare Verstelleinheit kann die relative Ausrichtung des Fahrzeuginsassen zur Fahrzeugkarosserie unabhängig von einer relativen Ausrichtung der Fahrzeugkarosserie zu einer Fahrbahn durch ein mehrachsiges Verschwenken des Fahrzeugsitzes verändern. Daher können mit der Erfindung auch kombinierte Fahrsituationen, beispielsweise ein Bremsen oder Beschleunigen während einer Kurvenfahrt, kompensiert beziehungsweise derartigen Situationen entgegengewirkt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindungseinrichtung ein Kugelgelenk mit einer Gelenkpfanne und einem Gelenkkopf zum mindestens zweiachsigen Verschwenken des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen. Die Verstelleinrichtung kann mit dem Kugelgelenk wirkverbunden sein, um eine Schwenkbewegung des Kugelgelenks herbeizuführen. Das Kugelgelenk kann mindestens zwei Schwenkachsen aufweisen, welche sich schneiden können. Die beiden Schwenkachsen können aufeinander senkrecht stehen. Die relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie kann eine Querausrichtung beziehungsweise eine laterale Ausrichtung durch ein Verschwenken um eine Fahrzeuglängsachse aufweisen. Die relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie kann auch eine Längsausrichtung beziehungsweise eine longitudinale Ausrichtung durch ein Verschwenken um eine Fahrzeugquerachse aufweisen. Das mindestens zweiachsige Verschwenken des Fahrzeugsitzes kann daher ein Wanken und Nicken des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindungseinrichtung ein einziges Kugelgelenk zum mindestens zweiachsigen Verschwenken des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen. Bereits mit dem einzigen Kugelgelenk kann die relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie durch ein mindestens zweiachsiges Verschwenken räumlich verändert werden. Mit dem einzigen Kugelgelenk kann die Verbindungseinrichtung in kompakter und platzsparender Weise zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Fahrzeugsitz angeordnet werden.
Das Kugelgelenk kann eine Gelenkpfanne und einen Gelenkkopf aufweisen. Der Gelenkkopf kann als eine Vollkugel, eine Halbkugel oder als ein Kugelsegment ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Verstelleinrichtung beziehungsweise die ausrichtbare Verstelleinheit die Gelenkpfanne des Kugelgelenks und den Gelenkkopf des Kugelgelenks derart miteinander verbinden, dass zwischen der Gelenkpfanne und dem Gelenkkopf eine Wirkverbindung ausgebildet ist, mit welcher die Schwenkbewegung des Kugelgelenks herbeiführbar ist. Die Wirkverbindung kann einen formschlüssigen Eingriff der ausrichtbaren Verstelleinheit mit der Gelenkpfanne des Kugelgelenks oder dem Gelenkkopf des Kugelgelenks zum Erzeugen von der Schwenkbewegung des Kugelgelenks aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Wirkverbindung eine kraftschlüssige oder eine reibschlüssige Verbindung der ausrichtbaren Verstelleinheit mit der Gelenkpfanne des Kugelgelenks oder dem Gelenkkopf des Kugelgelenks zum Erzeugen von der Schwenkbewegung des Kugelgelenks aufweisen. Das Material des Kugelgelenks kann an die Wirkverbindung entsprechend angepasst sein. So kann eine Oberfläche des Kugelgelenks einen hohen Reibkoeffizienten aufweisen, um einen Schlupf beim Bewegen des Kugelgelenks zu vermeiden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Gelenkpfanne relativ zu dem Gelenkkopf mittels der Wirkverbindung verstellbar beziehungsweise schwenkbar sein, wobei der Gelenkkopf fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden sein kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Gelenkkopf relativ zu der Gelenkpfanne mittels der Wirkverbindung verstellbar beziehungsweise schwenkbar sein, wobei die Gelenkpfanne fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden sein kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Gelenkpfanne des Kugelgelenks den Gelenkkopf des Kugelgelenks über einen Großkreis des Gelenkkopfs hinaus umgreifen. Bei dem Großkreis kann es sich geometrisch um einen größtmöglichen Kreis auf einer Kugeloberfläche des Gelenkkopfes handeln. Gemäß dieser Ausführungsform kann das Kugelgelenk als ein Nussgelenk ausgebildet sein. Die Gelenkpfanne kann den Gelenkkopf bereichsweise kapseln. Die mindestens eine ausrichtbaren Verstelleinheit kann in oder an der Gelenkpfanne oder in oder an dem Gelenkkopf angeordnet sein. Der Verbindungseinrichtung kann gemäß dieser Ausführungsform in einer kompakten und gekapselten Anordnung hergestellt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die mindestens eine ausrichtbare Verstelleinheit die Gelenkpfanne des Kugelgelenks und den Gelenkkopf des Kugelgelenks derart miteinander verbinden, dass zwischen der Gelenkpfanne und dem Gelenkkopf eine einstellbare Wirkverbindung ausgebildet ist, mit welcher eine einstellbare Schwenkbewegung des Kugelgelenks herbeiführbar ist.
Die mindestens eine ausrichtbare Verstelleinheit kann ausgebildet sein, eine Relativbewegung zwischen der Gelenkpfanne und dem Gelenkkopf herbeizuführen. Bei der mindestens einen ausrichtbaren Verstelleinheit kann es sich um mindestens eine elektromechanische Verstelleinheit handeln. Die mindestens eine ausrichtbare Verstelleinheit kann ein elektrisches Antriebsmittel aufweisen, welches die Relativbewegung zwischen der Gelenkpfanne und dem Gelenkkopf herbeiführen kann. Bei dem elektrischen Antriebsmittel kann es sich um einen Elektromotor handeln, welcher die Relativbewegung zwischen der Gelenkpfanne und dem Gelenkkopf über eine mechanische Wirkverbindung zwischen der Gelenkpfanne und dem Gelenkkopf herbeiführen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die mindestens eine ausrichtbare Verstelleinheit mindestens eine rotationsymmetrische Verstelleinheit aufweisen. Die Gelenkpfanne kann mit dem Gelenkkopf über die mindestens eine rotationssymmetrische Verstelleinheit mit mindestens einer von einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Gelenkpfanne und dem Gelenkkopf und einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Gelenkpfanne und dem Gelenkkopf verbunden sein. Bei der rotationsymmetrischen Verstelleinheit kann es sich um mindestens einen Wälzkörper beziehungsweise Rollkörper handeln, mit welchem der Gelenkkopf oder die Gelenkpfanne in Berührung mit dem sich drehenden Wälzkörper beziehungsweise Rollkörper verschwenkt werden kann. Der Wälzkörper beziehungsweise Rollkörper kann mindestens eine Kugel, mindestens eine Rolle, mindestens eine Nadel, mindestens einen Kegel oder mindestens einen anderen bekannten Rotationskörper aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Wirkverbindung eine Verzahnung zwischen der Gelenkpfanne des Kugelgelenks und den Gelenkkopf des Kugelgelenks zum Erzeugen von der Schwenkbewegung des Kugelgelenks aufweisen. Die Wirkverbindung kann daher auch ein ausrichtbares Zahnrad und konzentrische beziehungsweise kreisförmige Zähne aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Gelenkpfanne des Kugelgelenks mindestens eine Kugelhalbschale aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Gelenkkopf des Kugelgelenks mindestens eine Kugelhalbschale aufweisen. Die beiden Kugelhalbschalen können ineinander liegend angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindungseinrichtung eine Drehkupplung zum Verdrehen des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen. Die Drehkupplung kann das Kugelgelenk mit dem Fahrzeugsitz drehbar verbinden. Die Drehkupplung kann alternativ oder zusätzlich das Kugelgelenk mit der Fahrzeugkarosserie drehbar verbinden. Die Drehkupplung kann an der Gelenkpfanne oder dem Gelenkkopf des Kugelgelenks angeordnet sein und mit dem Fahrzeugsitz oder der Fahrzeugkarosserie drehbar verbunden sein. Mit der Drehkupplung kann zusätzlich zu einem Wanken und Nicken des Fahrzeugsitzes beziehungsweise des Fahrzeuginsassen ein Gieren des Fahrzeugsitzes beziehungsweise des Fahrzeuginsassen herbeigeführt werden. Somit kann der Fahrzeugsitz beziehungsweise der Fahrzeuginsasse, welcher sich auf dem Fahrzeugsitz befindet, relativ zur Fahrzeugkarosserie mit der Verbindungseinrichtung dreiachsig ausgerichtet werden. Der Fahrzeugsitz beziehungsweise der Fahrzeuginsasse kann somit ferner um eine beliebige Raumachse gedreht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindungseinrichtung mindestens einen Anschlag zum Begrenzen von der herbeiführbaren Schwenkbewegung des Kugelgelenks aufweisen. Der mindestens eine Anschlag kann an dem Kugelgelenk angeordnet oder an der Fahrzeugkarosserie anordbar sein. Der Anschlag kann beispielsweise an dem Gelenkkopf angeordnet sein, um eine Relativbewegung der Gelenkpfanne zum Gelenkkopf zu begrenzen. Der Anschlag kann auch an der Gelenkpfanne angeordnet sein, um eine Relativbewegung des Gelenkkopfes relativ zur Gelenkpfanne zu begrenzen. Somit kann ein maximales Verschwenken des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie definiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von im Betrieb der Vorrichtung auf einem Fahrzeug auftretenden Schwingungen des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie auf. Die Dämpfungseinrichtung kann mindestens eine Feder zur Schwingungsdämpfung des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Dämpfungseinrichtung mindestens einen Dämpfer zu diesem Zweck aufweisen. Die Dämpfungseinrichtung kann daher mindestens ein FederDämpfer-System aufweisen. Bei der Feder kann es sich beispielsweise um eine Stahlfeder oder eine Luftfeder handeln. Ferner kann auch eine ölhydraulische, luftgedämpfte oder elektromagnetische Dämpfungseinrichtung vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Sicherungseinrichtung zum mechanischen Sichern von einer Ausrichtung des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen. Die Sicherungseinrichtung kann mindestens ein Sicherungselement zum mechanischen Sichern von der Ausrichtung des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen. Bei dem Sicherungselement kann es sich beispielsweise um eine Sicherungsplatte handeln, welche mit der Verbindungseinrichtung beziehungsweise dem Kugelgelenk in Berührung oder in Eingriff gebracht werden kann. Das Sicherungselement kann durch eine Rückstellkraft einer Feder mit dem Kugelgelenk in Berührung oder in Eingriff gebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Sicherungselement durch einen elektrischen Antrieb, beispielsweise einen elektrischen Linearantrieb, aktiv mit dem Sicherungselement in Eingriff gebracht werden. Auch ist es denkbar, eine Magnetkupplung zum mechanischen Sichern von der Ausrichtung des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie zu verwenden. Ferner kann eine raue Oberfläche des Kugelgelenks bei einer Berührung durch das Sicherungselement ein Arretieren des Kugelgelenks begünstigen.
Im Betrieb der Vorrichtung kann das Sicherungselement beabstandet zu der Verbindungseinrichtung beziehungsweise zu dem Kugelgelenk angeordnet sein, wobei das Sicherungselement entgegen einer Rückstellkraft einer Feder zu der Verbindungseinrichtung beziehungsweise dem Kugelgelenk beabstandet angeordnet sein kann. Die beabstandete Anordnung des Sicherungselements kann durch einen bestromten Aktuator herbeigeführt werden, welcher das Sicherungselement aus einer Ruhestellung, in welcher das Sicherungselement die Verbindungseinrichtung beziehungsweise das Kugelgelenk berührt oder mit diesem in Eingriff steht, bewegen kann. Bei nicht mehr vorhandener Bestromung, welche in einem Notfall auftreten kann, kann das Sicherungselement durch die Rückstellkraft wieder mit der Verbindungseinrichtung beziehungsweise dem Kugelgelenk in Berührung oder in Eingriff gebracht werden. So kann eine aktuelle Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie im Notfall mit der Sicherungseinrichtung mechanisch festgestellt werden. Eine unkontrollierte Schwenkbewegung des Fahrzeuginsassen, welcher sich auf dem Fahrzeugsitz befindet, kann so im Notfall vermieden werden.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein System mit einem Fahrzeugsitz und einer mit dem Fahrzeugsitz verbundenen Vorrichtung zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem vorhergehenden Aspekt. Bei dem System kann es sich daher um einen in seiner relativen Ausrichtung zur Fahrzeugkarosserie verstellbaren Fahrzeugsitz handeln. Bei dem Fahrzeugsitz kann es sich um einen Fahrzeugsitz eines grundsätzlich beliebigen Fahrzeugs für einen Fahrer oder für einen Passagier handeln.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt ein Fahrzeug mit mindestens einem System nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei das mindestens eine System mit der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs verbunden ist. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein autonom betreibbares Fahrzeug handeln.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes zu einer Fahrzeugkarosserie, wobei der Fahrzeugsitz mit der Fahrzeugkarosserie über eine Verbindungseinrichtung beweglich verbunden ist. Das Verfahren kann mit der Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Aspekte durchgeführt werden. Das Verfahren kann auch mit dem System gemäß einem der vorhergehenden Aspekte durchgeführt werden. Das Verfahren kann so auch auf dem Fahrzeug gemäß dem vorhergehenden Aspekt durchgeführt werden.
Das Verfahren kann gemäß einer weiteren Ausführungsform als einen Schritt ein Einlesen von einer relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen. Die relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie kann mit einer Sensorik zum Erfassen der relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie erfasst werden. Das Verfahren kann daher als einen weiteren Schritt ein Erfassen von der relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie mit der Sensorik aufweisen, wobei im Schritt des Einlesens die mit der Sensorik erfasste relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie eingelesen wird. Die Sensorik kann mindestens einen Sensor zum Erfassen von einer relativen Position des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen. Die Sensorik kann alternativ oder zusätzlich zu dem Sensor zum Erfassen einer relativen Position einen Sensor zum direkten Erfassen der relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen. Alternativ zur sensorischen Erfassung der relativen Position oder Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie kann die relative Position oder Ausrichtung des Fahrzeugsitzes auch steuerungs- oder regelungstechnisch abgeleitet werden.
Das Verfahren weist als einen Schritt ein Ausgeben von einem Steuersignal zum relativen Ausrichten von einer Verstelleinheit zu der Verbindungseinrichtung auf, wobei die Verstelleinheit mit der Verbindungseinrichtung wirkverbunden ist, um eine Bewegung der Verbindungseinrichtung herbeizuführen.
Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Ausgeben von einem Steuersignal zum Betätigen von der ausgerichteten Verstelleinheit zum Ausrichten von dem Fahrzeugsitz relativ zu der Fahrzeugkarosserie über eine mit der ausgerichteten Verstelleinheit herbeiführbaren Bewegung der Verbindungseinrichtung in Abhängigkeit von einer Ausrichtung der Verstelleinheit auf. In einem weiteren Schritt des Verfahrens kann die ausgerichtete Verstelleinheit mit dem Steuersignal angesteuert werden, um die Verbindungseinrichtung derart zu bewegen, dass der Fahrzeugsitz relativ zu der Fahrzeugkarosserie verschwenkt wird. Bei der Verbindungseinrichtung kann es sich um jede zu den vorhergehenden Aspekten beschriebene Verbindungseinrichtung handeln, welche ein Kugelgelenk zum mindestens zweiachsigen Verschwenken des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie aufweisen kann.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann zumindest einer der Schritte des Ausgebens von einem Steuersignal in Abhängigkeit von der eingelesenen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie durchgeführt werden.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt eine Steuereinrichtung, welche eingerichtet ist, das Verfahren gemäß dem vorhergehenden Aspekt auszuführen. Die Steuereinrichtung weist eine Schnittstelle zum Einlesen von einer relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie auf. Die Steuereinrichtung weist zudem eine Schnittstelle zum Ausgeben von einem Steuersignal in Abhängigkeit von der eingelesenen relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes zu der Fahrzeugkarosserie zum Ausrichten des Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugkarosserie auf. Die Vorrichtung, das System und das Fahrzeug gemäß den vorhergehenden Aspekten können die Steuereinrichtung aufweisen.
Zu einem Aspekt der Erfindung beschriebene Ausführungsformen können auch als entsprechende Ausführungsformen eines anderen Aspekts der Erfindung verstanden werden. Zu einem Aspekt der Erfindung beschriebene Ausführungsformen können auch mit zu einem anderen Aspekt der Erfindung beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems und einer Vorrichtung zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes zu einer Fahrzeugkarosserie gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes zu einer Fahrzeugkarosserie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

In 1 ist ein System 300 mit einem Fahrzeugsitz 200 und einer mit dem Fahrzeugsitz 200 verbundenen Vorrichtung 100 zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes 200 zu einer Fahrzeugkarosserie 2 schematisch gezeigt.
Die Vorrichtung 100 weist eine Verbindungseinrichtung 10 zum beweglichen Verbinden von dem Fahrzeugsitz 200 mit der Fahrzeugkarosserie 2 auf. Die Verbindungseinrichtung 10 weist ein in 1 schematisch gezeigtes Kugelgelenk 20 zum mindestens zweiachsigen Verschwenken des Fahrzeugsitzes 200 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 2 auf. Das in 1 schematisch gezeigte Kugelgelenk 20 weist eine Gelenkpfanne 22 und einen Gelenkkopf 24 auf. In der gezeigten Ausführungsform ist der Fahrzeugsitz 200 mit dem Gelenkkopf 24 fest verbunden. Der Fahrzeugsitz 200 ist in einer Ausführungsform über eine Drehkupplung 40 mit dem Kugelgelenk 20 beziehungsweise mit dem Gelenkkopf 24 verbunden. Der Fahrzeugsitz 200 wird mit der Drehkupplung 40 relativ zum Kugelgelenk 20 beziehungsweise zum Gelenkkopf 24 in eine feste Verbindung mit dem Kugelgelenk 20 beziehungsweise dem Gelenkkopf 24 gedreht.
Die Vorrichtung 100 weist eine Verstelleinrichtung 30 auf, welche an dem Kugelgelenk 20 angeordnet und mit diesem wirkverbunden ist, um eine Schwenkbewegung des Kugelgelenks 20 um mindestens zwei Schwenkachsen herbeizuführen. Die Verstelleinrichtung 30 weist mindestens eine ausrichtbare Verstelleinheit 32 auf. In der gezeigten Ausführungsform ist die mindestens eine ausrichtbare Verstelleinheit 32 an der Gelenkpfanne 22 des Kugelgelenks 20 fest angeordnet und mit dem Gelenkkopf 24 des Kugelgelenks 20 über eine Wirkverbindung 31 verbunden. Die Wirkverbindung 31 ist derart ausgebildet, dass der Gelenkkopf 24 zur Gelenkpfanne 22 um mindestens zwei aufeinander senkrecht stehende Schwenkachsen verschwenkbar ist. Bei der Wirkverbindung 31 handelt es sich in einem Ausführungsbeispiel um eine reibschlüssige Verbindung. Bei der ausrichtbaren Verstelleinheit 32 handelt es sich in einer Ausführungsform um eine drehbar angetriebene Rolle.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Gelenkpfanne 22 mit der Fahrzeugkarosserie 2 verbunden. Gemäß einer Ausführungsform ist die Gelenkpfanne 22 mit der Fahrzeugkarosserie 2 fest verbunden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Kugelgelenk 20 beziehungsweise die Gelenkpfanne 22 über eine Dämpfungseinrichtung 50 mit der Fahrzeugkarosserie 2 verbunden, um die Vorrichtung 100 in einem Betrieb derselben auf einem in den Figuren nicht gezeigten Fahrzeug auftretenden Schwingungen des Fahrzeugsitzes 200 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 2 zu dämpfen.
Die Vorrichtung 100 weist zudem eine Sicherungseinrichtung 60 auf, welche das Kugelgelenk 20 feststellen kann. Im Betrieb der Vorrichtung 100 ist ein Sicherungselement 62, welches gemäß einer Ausführungsform als Sicherungsplatte ausgebildet ist, entgegen der Rückstellkraft von mindestens einer Feder 63 aus seiner Ruheposition bewegt. Die Bewegung kann mit mindestens einem Aktuator 64 herbeigeführt werden. In der gezeigten Ausführungsform ist der mindestens eine bestromten Aktuator 64 und die mindestens eine Feder 63 an der Gelenkpfanne 22 des Kugelgelenks 20 angeordnet. Das Sicherungselement 62 kann so aus seiner Ruheposition, in welcher es gegen den Gelenkkopf 24 gedrückt ist und so eine Bewegung des Kugelgelenks 20 unterbindet, bewegt beziehungsweise gezogen sein. Wird der mindestens eine Aktuator 64 beispielsweise in einem Notfall nicht mehr bestromt, drückt die mindestens eine Feder 63 das Sicherungselement 62 in der gezeigten Ausführungsform wieder gegen den Gelenkkopf 64 und stellt diesen fest beziehungsweise arretiert diesen zur Gelenkpfanne 22 beziehungsweise zur Fahrzeugkarosserie 2.
Gemäß einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform ist der Gelenkkopf 24 mit der Gelenkpfanne 22 gegenüber der in 1 gezeigten Ausführungsform vertauscht, wobei der Fahrzeugsitz 200 mit der Gelenkpfanne 22 fest verbunden und der Gelenkkopf 24 mit der Fahrzeugkarosserie 2 verbunden ist. Gemäß einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform ist die Verstelleinrichtung 30 am Gelenkkopf 24 angeordnet, wobei die Wirkverbindungen 31 von den beiden Verstelleinheiten 32 mit der Gelenkpfanne 22 verbunden sind.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Schritten zum Durchführen eines Verfahrens zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes 200 zu der Fahrzeugkarosserie 2. In einem ersten Schritt SO wird die relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes 200 zu der Fahrzeugkarosserie 2 eingelesen. Die relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes 200 zu der Karosserie 2 wird mit dem in 1 gezeigten Sensor 120 erfasst. Die erfasste relative Ausrichtung des Fahrzeugsitzes 200 wird über die Schnittstelle 111 von der in 1 gezeigten Steuereinrichtung 110 zum Durchführen des Verfahrens eingelesen.
In einem weiteren Schritt S1 wird von der Steuereinrichtung 110 ein Steuersignal in Abhängigkeit von der eingelesenen relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes 200 zu der Fahrzeugkarosserie 2 über die Schnittstelle 112 ausgegeben. Mit dem ausgegebenen Steuersignal wird die Verstelleinrichtung 30 angesteuert, um eine Schwenkbewegung des Kugelgelenks 20 zum Verschwenken des Fahrzeugsitzes 200 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 2 durchzuführen. Mit dem ausgegebenen Steuersignal wird zudem die ausrichtbare Verstelleinheit 32 relativ zu der Verbindungseinrichtung 10 betätigt und ausgerichtet, um den Fahrzeugsitz 200 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 2 über eine mit der ausgerichteten Verstelleinheit 32 herbeiführbaren Bewegung der Verbindungseinrichtung 10 in Abhängigkeit von einer Ausrichtung der Verstelleinheit auszurichten.
Bezugszeichenliste

2: Fahrzeugkarosserie
10: Verbindungseinrichtung
20: Kugelgelenk
22: Gelenkpfanne
24: Gelenkkopf
30: Verstelleinrichtung
31: Wirkverbindung
32: Verstelleinheit
40: Drehkupplung
50: Dämpfungseinrichtung
60: Sicherungseinrichtung
62: Sicherungselement
63: Feder
64: Aktuator
100: Vorrichtung
110: Steuereinrichtung
111: Schnittstelle
112: Schnittstelle
120: Sensor
200: Fahrzeugsitz
300: System
50: Einlesen Ausrichtung
S1: Ausgeben Steuersignal

Claims

Vorrichtung (100) zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes (200) zu einer Fahrzeugkarosserie (2), mit einer Verbindungseinrichtung (10) zum beweglichen Verbinden von dem Fahrzeugsitz (200) mit der Fahrzeugkarosserie (2), und einer Verstelleinrichtung (30), welche mit der Verbindungseinrichtung (10) wirkverbunden ist, um eine Bewegung der Verbindungseinrichtung (10) herbeizuführen, wobei die Verstelleinrichtung (30) mindestens eine an der Verbindungseinrichtung (10) angeordnete und relativ zu der Verbindungseinrichtung (10) ausrichtbare Verstelleinheit (32) aufweist, mit welcher der Fahrzeugsitz (200) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (2) über eine mit der ausrichtbaren Verstelleinheit (32) herbeiführbaren Bewegung der Verbindungseinrichtung (10) in Abhängigkeit von einer Ausrichtung der Verstelleinheit (32) ausrichtbar ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Verbindungseinrichtung (10) ein Kugelgelenk (20) mit einer Gelenkpfanne (22) und einem Gelenkkopf (24) zum mindestens zweiachsigen Verschwenken des Fahrzeugsitzes (200) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (2) aufweist, und wobei die Verstelleinrichtung (30) mit dem Kugelgelenk (20) wirkverbunden ist, um eine Schwenkbewegung des Kugelgelenks (20) herbeizuführen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Gelenkpfanne (22) des Kugelgelenks (20) den Gelenkkopf (24) des Kugelgelenks (20) über einen Großkreis des Gelenkkopfs (24) hinaus umgreift.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die mindestens eine ausrichtbare Verstelleinheit (32) die Gelenkpfanne (22) des Kugelgelenks (20) und den Gelenkkopf (24) des Kugelgelenks (20) derart miteinander verbindet, dass zwischen der Gelenkpfanne (22) und dem Gelenkkopf (24) eine einstellbare Wirkverbindung ausgebildet ist, mit welcher eine einstellbare Schwenkbewegung des Kugelgelenks (20) herbeiführbar ist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die mindestens eine ausrichtbare Verstelleinheit (32) eine rotationsymmetrische Verstelleinheit () aufweist, und wobei die Gelenkpfanne (22) mit dem Gelenkkopf (24) über die mindestens eine rotationssymmetrische Verstelleinheit () mit mindestens einer von einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Gelenkpfanne (22) und dem Gelenkkopf (24) und einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Gelenkpfanne (22) und dem Gelenkkopf (24) verbunden ist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Gelenkpfanne (22) des Kugelgelenks (20) mindestens eine Kugelhalbschale (12, 14) aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungseinrichtung (10) eine Drehkupplung (40) zum Verdrehen des Fahrzeugsitzes (200) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (2) aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungseinrichtung (10) mindestens einen Anschlag (26) zum Begrenzen von der herbeiführbaren Bewegung der Verbindungseinrichtung (10) aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Dämpfungseinrichtung (50) zum Dämpfen von im Betrieb der Vorrichtung (100) auf einem Fahrzeug (400) auftretenden Schwingungen des Fahrzeugsitzes (200) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (2).
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Sicherungseinrichtung (60) zum mechanischen Sichern von einer aktuellen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes (200) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (2).
System (300) mit einem Fahrzeugsitz (200) und einer mit dem Fahrzeugsitz (200) verbundenen Vorrichtung (100) zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes (200) zu einer Fahrzeugkarosserie (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug mit mindestens einem System (300) nach Anspruch 11, das mit der Fahrzeugkarosserie (2) des Fahrzeugs verbunden ist.
Verfahren zum Verstellen von einer relativen Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes (200) zu einer Fahrzeugkarosserie (2), wobei der Fahrzeugsitz (200) mit der Fahrzeugkarosserie (2) über eine Verbindungseinrichtung (10) beweglich verbunden ist, mit den Schritten: Ausgeben (S1) von einem Steuersignal zum relativen Ausrichten von einer Verstelleinheit (32) zu der Verbindungseinrichtung (10), wobei die Verstelleinheit (32) mit der Verbindungseinrichtung (10) wirkverbunden ist, um eine Bewegung der Verbindungseinrichtung (10) herbeizuführen, und Ausgeben (S2) von einem Steuersignal zum Betätigen von der ausgerichteten Verstelleinheit (32) zum Ausrichten von dem Fahrzeugsitz (200) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (2) über eine mit der ausgerichteten Verstelleinheit (32) herbeiführbaren Bewegung der Verbindungseinrichtung (10) in Abhängigkeit von einer Ausrichtung der Verstelleinheit (32).
Verfahren nach Anspruch 13, mit dem weiteren Schritt: Einlesen (S0) von einer relativen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes (200) zu der Fahrzeugkarosserie (2), wobei zumindest einer der Schritte des Ausgebens (S1, S2) von einem Steuersignal in Abhängigkeit von der eingelesenen Ausrichtung des Fahrzeugsitzes (200) zu der Fahrzeugkarosserie (2) durchgeführt wird.
Steuereinrichtung (110), welche eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14 auszuführen, mit einer Schnittstelle (112) zum Ansteuern von der Verstelleinheit (32) zum Durchführen der Schritte des Verfahrens.