DE10249092B4

DE10249092B4 - Fahrzeugsitz, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10249092B4
Application number: DE10249092A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr. Gerding; Thomas Bethge
Original assignee: Faurecia Autositze GmbH and Co KG
Current assignee: Faurecia Autositze GmbH
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: US20070096668A1; US20040075404A1; US7746011B2; DE10249092A1

Abstract

Fahrzeugsitz, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer zentralen Steuereinrichtung (2),
Stromversorgungsleitungen (3b, 4b), die von der zentralen Steuereinrichtung (2) ausgehen, Motoren (10),
peripheren Motorsteuereinrichtungen (9), die jeweils einem Motor (10) zugeordnet, mit der zentralen Steuereinrichtung (2) verbunden und an gemeinsame Stromversorgungsleitungen (3b, 4b) angeschlossen sind, und geschlossenen Regelkreisen aus jeweils einem Motor (10) und der dem Motor (10) zugeordneten peripheren Motorsteuereinrichtung (9),
wobei die zentrale Steuereinrichtung (2) und die peripheren Motorsteuereinrichtungen (9) als Master-Slave-Steuersystem ausgebildet sind, und
wobei durch die zentrale Steuereinrichtung (2) eine Verbindung zwischen den Versorgungsleitungen (3a, 4a; 3b, 4b) geschlossen oder unterbrochen wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Derartige Fahrzeugsitze werden zur Bereitstellung eines hohen Sitzkomforts eingesetzt, wobei durch die Motoren neben der Einstellung von Position und Neigung der Sitzteile weitere Komfort-Funktionen wie Lüftung, Formgebung der Polster und Pneumatikdämpfung der Polsterelemente einstellbar sind.
Herkömmlicherweise werden die in Fahrzeugsitzen vorgesehenen Motoren von der Zentralsteuereinrichtung über eine im allgemeinen sternförmige Verbindung gesteuert. Hierfür sind erhebliche Kabellängen erforderlich. Eine Änderung der Funktionsausstattung des Fahrzeugsitzes erfordert hierbei eine Neu-Programmierung der zentralen Steuereinrichtung oder gegebenenfalls den Austausch der zentralen Steuereinrichtung durch ein anderes Modell.

Die EP 0 230 203 A2 zeigt einen Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art, bei dem jedem Motor jeweils eine periphere Motorsteuereinrichtung zugeordnet ist, die wiederum mit einer zentralen Motorsteuereinrichtung verbunden ist. Die Verstellbefehle für alle Sitzverstell-Motoren werden von der zentralen Mo torsteuereinrichtung ausgegeben, in der auch die Memory-Funktionen zur Ermittlung von Einstellendwerten ablaufen. Die EP 0 834 418 A1 zeigt einen Fahrzeugsitz, bei dem die Verstellbefehle gemultiplext an die peripheren Motorsteuereinrichtungen ausgegeben werden. Von der zentralen Motorsteuereinrichtung werden weiterhin Steuerbefehle zur Drehrichtungsumkehr und Memory-Funktionen verwaltet.

Nachteilhaft an derartigen Systemen ist jedoch insbesondere, dass sie unflexibel gegenüber nachträglichen Änderungen sind. Weiterhin erfordern die Datenerfassungen durch die im Sitz vorgesehenen Sensoren und die Einstellungen der Motoren über die zentrale Steuereinrichtung die Aufnahme und Übertragung großer Datenmengen, wodurch auch das dynamische Ansprechverhalten begrenzt sein kann.

Die DE 100 08 455 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Durchführung von Steuerungs- oder Regelungsfunktionen und ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung bei einem Fahrzeug. Hierbei sind ein zentrales Steuergerät und mehrere dezentrale Steuermodule aus jeweils einer Elektronikeinheit und einer Folienerweiterung vorgesehen, die jeweils einen Aktuator steuern. Indem das zentrale Steuergerät aufwendige Steuersoftware in Form komplexer Algorithmen und ein Gateway beinhaltet und zur Verfügung stellt, können die Elektronikeinheiten eine sehr einfache Struktur bzw. Elektronik beinhalten. Sie dienen dazu, die ihnen gesendeten Informationen in Stell- bzw. Schaltsignale umzuwandeln und gegebenenfalls eingelesene Signalzustände oder Sensorsignale umzuwandeln und als Informationen an das Zentralsteuergerät zurück zu senden. Die eigentlichen Steuer- bzw. Regelungsprozesse werden somit im Mastersteuergerät abgearbeitet, wobei einfache Algo rithmen gegebenenfalls auch im dezentralen Steuermodul durchgeführt werden können.

Die DE 101 60 010 A1 zeigt einen Fahrzeugsitz mit einer zentralen Informationsverarbeitungseinheit und mehreren Arbeitteilen, die jeweils ein aktives Element zur Ausführen einer Grundfunktion, einer örtlichen Steuereinheit zum Steuern des aktiven Elementes auf Grund von Befehlanweisungen und Einrichtungen zum Empfangen der Befehlsanweisungen und zum Gewinnen von Betriebszustandsinformationen aufweist. Die Informationsverarbeitungseinheit und die örtlichen Steuereinheiten sind parallel an Stromversorgungsleitungen angeschlossen.

Die DE 39 09 905 A1 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung wenigstens einer Endstellung einer Verstelleinrichtung, vorzugsweise eines Stellgliedes einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei die Verstelleinrichtung in eine Endstellung gesteuert wird und bei Erreichen dieser Endstellung die Position der Verstelleinrichtung als die Endstellung repräsentierend speichert, wenn die Steuergröße der Verstelleinrichtungen einen jeweils vorbestimmten Wert erreicht oder eine vorbestimmte Zeitdauer lang gehalten hat. Die DE 195 14 954 C2 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum elektromotorischen Steuern eines Fahrzeugfensters mit einer Anlernroutine zur erstmaligen Ermittlung der Einstellwerte.

Die DE 100 53 598 A1 zeigt eine Steuerung für einen mehrzylindrigen Kolbenmotor mit interner Verbrennung, bei der jedem Zylinder des Kolbenmotors eine elektrisch betätigbare, zylinderspezifische Einrichtung, z.B. eine Zündeinrichtung, Vorglüheinrichtung oder Einspritzeinrichtung zugeordnet ist, wobei die Steuerung ein Motorsteuergerät zur Betätigung dieser Einrichtun gen aufweist. Hierbei ist für jeden Zylinder eine außerhalb des Motorsteuergerätes angeordnete Steuereinheit vorgesehen, die mindestens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil zur Betätigung der Einrichtung aufweist und mit dieser gekoppelt ist, wobei das Motorsteuergerät mit den Steuereinheiten gekoppelt ist.

Die DE 197 10 082 A1 zeigt ein Antriebssystem für Nutzfahrzeuge, bei dem mehrere Bedienelemente und ein Terminal mit einem Prozessrechner verbunden sind, der mehrere autarke, unabhängig voneinander arbeitende Software-Funktions-Module aufweist. An den Prozessrechner sind über einen Can-Bus mehrere Geräte-Kontroller für verschiedene Geräte bzw. Einrichtungen angeschlossen. Die Vorgabe von Stellsignalen für die Geräte erfolgt über die Funktions-Module und Bedienelemente, die mit elektrischen Schaltern oder Wegaufnehmern bestückt sind, die wiederum die jeweilige Lage der Bedienelemente als elektrische Stellsignale erfassen und an die Funktionsmodule weiterleiten. Die Funktionsmodule beinhalten jeweils die für die Bearbeitung notwendigen Routinen, Parameter und Kennfelder.

Die DE 199 33 688 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur elektronischen Steuerung einer Antriebskomponente eines Schienenfahrzeuges mit einer Steuereinrichtung, die mehrere über einen CAN-Bus verbundene Komponenten aufweist. Die DE 198 32 531 A1 beschreibt eine Steuerung für eine Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern in einem Fahrzeug, mit über einen Datenbus verbundenen lokalen Rechnern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem Stand der Technik Verbesserungen zu schaffen und insbesondere ein flexibel veränderbares System zu schaffen, das eine schnelle und genaue Einstellung ermöglicht. Dies soll vorteilhafterweise mit relativ geringem Aufwand und geringen Kosten erreichbar sein.

Diese Aufgabe wird durch einen Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.

Erfindungsgemäß werden somit periphere, geschlossene Regelkreise aus jeweils einem Motor und einer peripheren Motorsteuereinrichtung gebildet. In diesem geschlossenen System können eine oder mehrere Funktionen ohne Datenübertragung mit der zentralen Steuereinrichtung durchgeführt werden. Die geschlossenen Regel kreise können somit schnell und sicher, insbesondere auch parallel und unabhängig voneinander arbeiten. Die Motoren können insbesondere Verstellmotoren sein.

Die Funktionen, die von den peripheren Regelkreisen ausgeführt werden können, können insbesondere die Einstellung eines Rechts- oder Linkslaufs, eine Drehzahlerfassung über Hallsensor oder Ripple Counter, eine Drehzahlregelung z. B. mit PWM, eine Positionserfassung über digitale oder analoge Sensoren und/oder eine Positionsregelung sein. Weiterhin kann über Sensoren zur Hinderniserkennung eine Regelung eines entsprechenden Verstellmotors derartig erfolgen, dass der Sitz nicht gegen das Hindernis oder über das Hindernis hinaus verstellt wird.

Auf besonders bevorzugte weise wird in dem geschlossenen Regelkreis eine Memory-Funktion verwirklicht. Insbesondere kann hierbei auch ein langsamer Anlauf und eine Anlernfunktion für die Endstellungen bzw. Anschläge – zum Beispiel auch mit zeitweiser Neueinstellung (Setup) – verwirklicht sein.

Erfindungsgemäß können weiterhin eine Eigendiagnose und ein Missbrauchschutz in einem oder mehreren geschlossenen Regelkreisen vorgesehen sein.

Weiterhin können die Funktionen eines Easy-Entry und/oder Easy-Exit des Fahrzeugsitzes in dem geschlossenen Regelkreis verwirklicht sein. Bei der Easy-Entry-Funktion kann der Sitz zum Einstieg schnell freigegeben oder zurückgestellt werden. Bei der Easy-Exit-Funktion erfolgt eine Freigabe oder Verstellung für einen leichten Ausstieg, falls zum Beispiel der Zündschlüssel abgezogen wird. Hierzu werden ggfs. lediglich zum Beginn der Easy-Entry- bzw. Easy-Exit-Funktion die Steuersignale von der zentralen Steuereinrichtung an die relevanten peripheren Motorsteuereinrichtungen der entsprechenden Regelkreise gegeben.

Die zentrale Steuereinrichtung kann Signale insbesondere über fahrzeuginterne Leitungen, z. B. einen CAN-Bus, sowie über vom Benutzer betätigbare Schalter aufnehmen. Die Verbindung zwischen der zentralen Steuereinrichtung und den peripheren Motorsteuereinrichtungen kann auf vorteilhafte Weise durch einen Bus, z.B. einen seriellen LTN-Bus, erfolgen. Somit dient die zentrale Steuereinrichtung auch als Schnittstelle zwischen einem fahrzeuginternen Datenübertragungssystem, z.B. dem CAN-Bus, und einem sitzinternen Datenbus. Durch Verwendung eines Bussystems im Fahrzeugsitz können erhebliche Kosteneinsparungen gegenüber herkömmlichen sternförmigen Verdrahtungen von der zentralen Steuereinrichtung zu den Motorsteuereinrichtungen erreicht werden. Weiterhin ist eine Unterbrechung der Stromversorgung sämtlicher Regelkreise durch die zentrale Steuereinrichtung möglich.

Die Motorsteuereinrichtungen können insbesondere baugleich ausgebildet sein, wodurch erhebliche Kosteneinsparungen möglich sind. Hierbei kann z.B. ein programmierbarer Festwertspeicher, z.B. ein EPROM oder EEPROM, nach Herstellung der jeweiligen peripheren Motorsteuereinrichtung entsprechend programmiert bzw. geflasht werden. Somit lassen sich die Kosten der erfindungsgemäßen peripheren geschlossenen Regelkreise trotz der zusätzlichen erforderlichen Funktionen, die von den peripheren Motorsteuereinrichtungen durchzuführen sind, gering halten.

Alternativ hierzu können die peripheren Motorsteuereinrichtungen auch in den Motoren integriert sein.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
1 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Steuersystems eines Fahrzeugsitzes;
2 eine zu 1 alternative Ausführungsform.
Ein Verstellsystem 1 weist eine zentrale Steuereinrichtung 2 auf, die gemäß der Ausführungsform der 1 an Versorgungsleitungen 3a, 4a und einen CAN-Bus 5 angeschlossen ist. Von der zentralen Steuereinrichtung 2 gehen sitzinterne Versorgungsleitungen 3b, 4b in einen nicht gezeigten Fahrzeugsitz. Weiterhin ist die zentrale Steuereinrichtung 2 an einen seriellen LIN-Bus 7 angeschlossen. Von dem Benutzer zu bedienende Schalter 6 für Verstellfunktionen des Fahrzeugsitzes bzw. ein Mehrwegeschalter für verschiedene Verstellungen, z. B. ein 8-Wege-Schalter, sind/ist bei den gezeigten Ausführungsformen in die zentrale Steuereinrichtung 2 integriert. Hierbei können durch eine Erweiterungseinrichtung 8 weitere Schalter 6 vorgesehen werden.
Mehrere, parallel angeordnete geschlossene Regelkreise weisen jeweils eine periphere Motorsteuereinrichtung 9 und einen von der Motorsteuereinrichtung 9 gesteuerten Motor 10 auf. Die Motoren 10 können zum Beispiel Verstellmotoren zur Einstellung einer Position und/oder Lage eines Sitzteils bzw. Polsterbereiches sein; weiterhin können sie zum Beispiel eine Pneumatikdämpfung einstellen, einen Lüfter betreiben usw. Die Motorsteuereinrichtung 9 kann hierbei auch Signale, insbesondere Positionssignale oder Hindernis-Erkennungssignale, von nicht gezeigten Sensoren aufnehmen und zur Regelung des Motors 10 verwenden. Hier bei kann eine Positionsregelung vorgenommen bzw. eine unzulässige Position vermieden werden.
Die Motorsteuereinrichtungen 9 sind an die Versorgungsleitungen 3b, 4b und den LIN-Bus 7 angeschlossen. Sie können insbesondere einen Speicher für Memory-Funktionen aufweisen. Der Bus 7 ist – entsprechend der businternen Adressierung – erweiterbar. Bei der Ausführungsform der 1 kann durch die zentrale Steuereinrichtung 2 eine Verbindung zwischen den Versorgungsleitungen 3a, 4a und 3b, 4b geschlossen oder unterbrochen werden. Hierbei kann in der zentralen Steuereinrichtung 2 zum Beispiel ein Sleep-Modus des geschlossenen Regelsystems 9, 10 eingestellt werden. In der zentralen Steuereinrichtung 2 ist ein Verpolschutz integriert.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Stromversorgung der peripheren geschlossenen Regelsysteme 9, 10 über die Versorgungsleitungen 3, 4, die nicht von der zentralen Steuereinrichtung 2 unterbrochen werden. Die zentrale Steuereinrichtung 2 ist hierbei parallel zu den Motorsteuereinrichtungen 9 an die Versorgungsleitungen 3, 4 angeschlossen. Ein Sleep-Modus der Motoren 10 kann durch entsprechende Steuerbefehle von der zentralen Steuereinrichtung 2 an die Motorsteuereinrichtungen 9 eingestellt werden.

Claims

Fahrzeugsitz, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer zentralen Steuereinrichtung (2), Stromversorgungsleitungen (3b, 4b), die von der zentralen Steuereinrichtung (2) ausgehen, Motoren (10), peripheren Motorsteuereinrichtungen (9), die jeweils einem Motor (10) zugeordnet, mit der zentralen Steuereinrichtung (2) verbunden und an gemeinsame Stromversorgungsleitungen (3b, 4b) angeschlossen sind, und geschlossenen Regelkreisen aus jeweils einem Motor (10) und der dem Motor (10) zugeordneten peripheren Motorsteuereinrichtung (9), wobei die zentrale Steuereinrichtung (2) und die peripheren Motorsteuereinrichtungen (9) als Master-Slave-Steuersystem ausgebildet sind, und wobei durch die zentrale Steuereinrichtung (2) eine Verbindung zwischen den Versorgungsleitungen (3a, 4a; 3b, 4b) geschlossen oder unterbrochen wird.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuereinrichtungen (9) miteinander und mit der zentralen Steuereinrichtung (2) über ein Bussystem (7) verbunden sind.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (7) ein serieller Bus (7), zum Beispiel ein LIN-Bus (7), ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (7) erweiterbar ist zur Aufnahme weiterer Motorsteuereinrichtungen (9).
Fahrzeugsitz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der zentralen Steuereinrichtung (2) zu den peripheren Motorsteuereinrichtungen (9) ausgehenden Versorgungsleitungen (3b, 4b) mit einem Verpolschutz an der zentralen Steuereinrichtung (2) angeschlossen sind.
Fahrzeugsitz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der geschlossenen Regelkreise (9, 10) eine oder mehrere der folgenden Funktionen erfüllt: Drehzahlerfassung, Drehzahlregelung, Drehrichtungserfassung, Drehrichtungseinstellung, Positionserfassung, Positionsregelung, Hinderniserkennung, Verstellwegbegrenzung in Abhängigkeit von der Hinderniserkennung oder den Endanschlägen, Missbrauchsschutz, Selbstdiagnose, Easy-Entry-Funktion zur schnellen Sitz-Freigabe oder -Verstellung, Easy-Exit-Funktion zur schnellen Sitz-Freigabe oder -Verstellung, Heizregelung, Lüftungsregelung, Sitzpneumatik-Einstellung, Sitzhydraulik-Einstellung.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahlregelung über PWM erfolgt.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahlregelung in Abhängigkeit von der Hinderniserkennung erfolgt.
Fahrzeugsitz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein geschlossener Regelkreis (9, 10), vorzugsweise sämtliche geschlossenen Regelkreise (9, 10), mindestens eine Memory-Funktion mit Speicherung von Einstellwerten, vorzugsweise Endwerten eines Verstellbereiches, in einem Speicher der peripheren Motorsteuereinrichtung (9) aufweist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine geschlossene Regelkreis (9, 10) mit mindestens einer Memory-Funktion eine Anlernroutine zur erstmaligen Ermittlung der Einstellwerte aufweist, vorzugsweise mit regelmäßiger Neu-Einstellung.
Fahrzeugsitz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlafmodus der peripheren Motorsteuereinrichtungen (9) und/oder Motoren (10) in der zentralen Steuereinrichtung (2) einstellbar ist.
Fahrzeugsitz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die peripheren Motorsteuereinrichtungen (9) in den Motoren (10) integriert sind.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die peripheren Motorsteuereinrich tungen (9) baugleich mit unterschiedlicher Programmierung sind.
Fahrzeugsitz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benutzerbedienbare Schalter (6), insbesondere für die Sitzverstellung, in oder bei der zentralen Steuereinrichtung (2) vorgesehen sind, und bei Betätigung der Schalter (6) von der zentralen Steuereinrichtung (2) Steuersignale an die peripheren Motorsteuereinrichtungen (9) ausgegeben werden.
Fahrzeugsitz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinrichtung (2) durch Schließen und Unterbrechen der Verbindung zwischen den Versorgungsleitungen (3a, 4a; 3b, 4b) einen Sleep-Modus des geschlossenen Regelkreises (9, 10) einstellt.
Fahrzeug mit mindestens einem Fahrzeugsitz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benutzerbedienbare Schalter (6) im Fahrzeuginnenraum, vorzugsweise an einer beliebigen Stelle im Fahrzeuginnenraum, angeordnet sind.