DE3804959C2 - Verfahren zum Befüllen von Luftkammern eines Sitzes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Befüllen von Luftkammern eines Sitzes, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugsitzes, wobei mehrere einzelnen Luftkammern zugeordnete steuerbare Ventile pneumatisch mit einem Drucksensor, einem Entlüftungsventil und einem Belüftungsventil verbunden sind, das Belüftungsventil an eine Pumpe angeschlossen ist und ein elektronisches Steuergerät vorgesehen ist.

Zur Anpassung der Form eines Sitzes, insbesondere der Rückenlehne eines Sitzes, an die Form bzw. die orthopädischen Belange eines Sitzenden ist es bekannt, im Sitz mehrere Luftkammern bzw. Luftkissen vorzusehen, die entsprechend mit Luft befüllbar sind.

Insbesondere bei Kraftfahrzeugsitzen kann damit ein bequemes ermüdungsfreies Sitzen und bei entsprechender Verstärkung der seitlichen Partien der Rückenlehne ein besonderer Halt bei Kurvenfahrten ermöglicht werden.

Es ist ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Versorgen mehre pneumatisch betätigter Geräte mit Druckmittel bekannt (DE 35 38 979 A1), wobei jedem dieser Geräte ein elektrisch betätigbares Ventil zugeordnet ist und wobei ein Befüllen der einzelnen Geräte über ein weiteres Ventil mit Hilfe einer Druckpumpe erfolgt. Dabei ist ein Drucksensor an der Verbindungsleitung zwischen den elektrisch betätigbaren Ventilen und dem weiteren Ventil angeschlossen.

Beim Befüllen der einzelnen Luftkammern hat es sich jedoch gezeigt, daß durch die Messung des Drucks mit Hilfe des Drucksensors während des Befüllens ein höherer Druck angezeigt wird, als er nach dem Beenden des Befüllvorganges - also nach dem Schließen des zu jeweils einer Luftkammer führenden Ventils - im statischen Zustand in der Luftkammer herrscht.

Aus der DE 35 41 537 A1 und der EP 0 235 967 A2 sind Verfahren und Anordnungen zum Befüllen von Luftkammern eines Kraftfahrzeugsitzes bekannt, bei denen während eines Füllvorgangs eine dynamische Druckmessung erfolgt. Eine derartige Messung kann nur mit verminderter Genauigkeit durchgeführt werden, so daß keine genaue Dosierung des Luftdrucks der einzelnen Luftkammern möglich ist.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine genauere Dosierung des Luftdrucks der einzelnen Luftkammern zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Belüftung der Luftkammern jeweils eines der den Luftkammern zugeordneten Ventile geöffnet und der Luftdruck, der kleiner als ein Solldruck ist, die Pumpe in Betrieb genommen und das Belüftungsventil geöffnet wird, daß bei Erreichen des Solldrucks das Belüftungsventil geschlossen und die Pumpe ausgeschaltet wird, daß danach der Druck erneut gemessen und mit dem Solldruck verglichen wird und daß die Pumpe erneut eingeschaltet und das Belüftungsventil erneut geöffnet wird bis der Soll­ druck erreicht ist, und daß danach das der Luftkam­ mer zugeordnete Ventil geschlossen wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die ein­ zelnen Luftkammern zunächst schnell auf ihren unge­ fähren Solldruck gefüllt, eine genauere Steuerung des Drucks erfolgt im Anschluß daran. Das erfindungs­ gemäße Verfahren hat ferner den Vorteil, daß eine Messung des Drucks mit hoher Genauigkeit für jede einzelne Luftkammer möglich ist, obwohl nur ein Drucksensor erforderlich ist. Soweit anwendbar, gel­ ten die erfindungsgemäßen Maßnahmen sowohl für das Füllen im Sinne einer Druckerhöhung als auch für eine Druckverminderung der Luftkammern. Ferner ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht ausge­ schlossen, daß mehrere Luftkammern über ein Ventil befüllt bzw. entleert werden können.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß alle Luftkammern des Sitzes nach gespeicherten Sollwerten, die insgesamt jeweils einer gewünschten Kontur entsprechen, gefüllt wer­ den. Damit ist es möglich, den Sitz innerhalb kurzer Zeit auf einen anderen Sitzenden umzustellen.

Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens sieht vor, daß zunächst sämtliche Luftkam­ mern nacheinander solange befüllt werden bis der jeweilige Solldruck während des Befüllens erreicht ist, daß danach nacheinander der Druck der einzelnen Luftkammern bei geschlossenem Belüftungsventil gemes­ sen wird und daß jeweils ein weiterer Füllvorgang mit verringerter Füllgeschwindigkeit nacheinander für die einzelnen Luftkammern erfolgt.

Hierdurch wird ein schnelles Erreichen einer ge­ wünschten Kontur ermöglicht, wobei Feinkorrekturen im Anschluß daran erfolgen.

Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die verringerte Füllgeschwindigkeit durch ein dem Belüftungsventil parallelgeschaltetes weiteres Belüftungsventil mit reduziertem Durchfluß erzielt wird oder daß zur Verminderung der Füllge­ schwindigkeit die Pumpe mit geringerer Drehzahl betrieben wird.

Um bei einem Fahrerwechsel in einem Kraftfahrzeug die Zeit zur Anpassung des Sitzes weiter zu verkür­ zen, ist gemäß einer anderen Weiterbildung vorgese­ hen, daß bei einem Übergang von einer ersten Kontur auf eine zweite Kontur zunächst der Druck derjenigen Luftkammer bzw. Luftkammern auf den der zweiten Kon­ tur entsprechenden Wert gebracht wird, bei welcher bzw. welchen dieser am meisten vom Druck der ersten Kontur abweicht.

Für den Fall eines Lecks in einer Luftkammer kann gemäß einer anderen Weiterbildung vorgesehen sein, daß die Befüllung einer Luftkammer abgebrochen wird, wenn nach einer vorgegebenen Sicherheitszeit der Solldruck nicht erreicht ist. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn nach Ablauf der Sicherheitszeit ein Signal zur Kennzeichnung der betroffenen Luftkam­ mer gespeichert wird.

Zur Sicherung des seitlichen Halts des Fahrers kann ferner vorgesehen sein, daß seitlich in der Rücken­ lehne angeordnete Luftkammern mit einem Druck be­ füllt werden, der mindestens so hoch wie der höchste Druck in einer dazwischenliegenden Luftkammer ist.

Durch die in weiteren Unteransprüchen auf geführten Maßnahmen sind vorteilhafte Anordnungen des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens möglich.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens und

Fig. 2 ein Flußdiagramm als Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren.

In der Rückenlehne 7 eines Kraftfahrzeugsitzes sind sieben Luftkammern vorgesehen, wobei die Luftkammern 5a und 5b dem Fahrer einen seitlichen Halt geben sol­ len, während die Luftkammern 1, 2, 3, 4 und 6 eine an den Rücken des Fahrers angepaßte Kontur ergeben. Seitlich am Sitz ist ein Bedienteil 8 angeordnet, mit dem die erforderlichen Einstellungen vorgenommen werden können.

Zum Befüllen und Entlüften sowie zur Überwachung ist ein Steuergerät 9 vorgesehen, das beispielsweise unter dem Sitz angeordnet sein kann. Das Steuergerät 9 enthält sieben Magnetventile, die auf einer Magnet­ ventilleiste 10 angeordnet sind, welche auf dem Markt erhältlich ist. Fünf der sieben Magnetventile sind mit Luftkammern verbunden. Dabei ist das Magnet­ ventil 11 der Luftkammer 1, das Magnetventil 12 der Luftkammer 2 und das Magnetventil 13 der Luftkammer 3 zugeordnet. Die seitlichen Luftkammern 5a und 5b sind gemeinsam einem Magnetventil 15 zugeordnet. Auch die Luftkammern 4 und 6 werden gemeinsam über ein Ventil 14 gefüllt bzw. entlüftet.

An eine gemeinsame Luftleitung 17 ist ferner ein Ventil 18 angeschlossen, das zum Entlüften dient. Schließlich ist zum Befüllen die Luftleitung 17 über ein weiteres Magnetventil 19 - im folgenden Füllven­ til genannt - mit einer Flügelzellenpumpe 2Ø verbun­ den. Außerdem ist an die Luftleitung 17 ein Drucksen­ sor 18 angeschlossen. Die Magnetventile 11 bis 19 sowie die Flügelzellenpumpe 2Ø sind von einem Mikro­ computer 22 steuerbar, welchem das Ausgangssignal des Drucksensors 21 zuführbar ist. Außerdem werden vom Bedienteil 8 dem Mikrocomputer Steuersignale zugeführt. Einzelheiten des Mikrocomputers 22 sind in der Figur nicht dargestellt, da für Zwecke dieser Erfindung geeignete Mikrocomputer einschließlich ihrer Schnittstellen, Analog/Digital-Wandler und zugehöriger Leistungsstufen hinreichend bekannt sind.

Das Bedienteil 8 enthält ein Daumenrad 25, einen Drehknopf 26 und einen Wippschalter 27. Mit dem Daumenrad 25 kann eines von mehreren gespeicherten Konturen gewählt werden. Vorzugsweise sind die ver­ schiedenen Konturen derart geordnet, daß mit aufstei­ genden sichtbaren Ziffern auf dem Daumenrad die am stärksten gefüllte Luftkammer von unten nach oben aufsteigt. Mit dem Drehknopf 26 kann die Druckstärke bei ansonsten gleichbleibender Kontur gewählt wer­ den. Schließlich ist es mit dem Wippschalter 27 mög­ lich, den seitlichen Luftkammern 5a und 5b entweder den maximal möglichen Druck oder den Druck, der jeweils am stärksten gefüllten der mittleren Luftkam­ mern vorzugeben.

Das Flußdiagramm gemäß Fig. 2 stellt lediglich einen Teil des gesamten für den Mikrocomputer 22 (Fig. 1) vorgesehenen Programms dar. Es wird lediglich der Füllvorgang einer Luftkammer gezeigt. Andere Pro­ grammteile dienen zur Überwachung des Drucks in den Luftkammern, zur Übernahme von Daten aus einem Spei­ cher - beispielsweise die die jeweils eingestellte Kontur betreffenden Daten - und zur Berechnung der Reihenfolge der Füllung der Luftkammern.

Nach dem Start des Programms bei 30 wird zunächst bei 31 festgestellt, ob bereits für die entsprechen­ de Luftkammer ein Fehlerbit gesetzt wurde. Dieses ist der Fall, wenn bei einem vorangegangenen Füllvor­ gang der gleichen Luftkammer ein Leck festgestellt wurde. Ist dementsprechend ein Fehlerbit gesetzt, wird bei 32 in das Hauptprogramm zurückgekehrt, ohne daß die Luftkammer gefüllt bzw. ein Versuch, die Luftkammer zu füllen, unternommen wird.

Ist kein Fehlerbit gesetzt, so wird nach der Verzwei­ gung 31 das der jeweiligen Luftkammer zugeordnete Magnetventil geöffnet und bei 33 aus einer abgespei­ cherten Tabelle der Solldruck für das Volumen N für die jeweils mit dem Daumenrad 25 (Fig. 1) eingestell­ te Kontur gelesen. Bei 34 wird der aus der Tabelle gelesene Solldruck mit einem Faktor multipliziert, welcher der Stellung des Drehknopfes 26 entspricht. Anschließend wird im Programmteil 35 der Druck gemes­ sen. Entspricht der gemessene Druck nicht dem Soll­ wert, verzweigt sich das Programm bei 36 in Richtung auf den Programmteil 37, der bewirkt, daß die Pumpe 20 eingeschaltet und das Füllventil 19 geöffnet wird.

Mit dem Einschalten der Pumpe beginnt ein Zeitzähler für die Sicherheitszeit zu laufen. Solange diese Sicherheitszeit noch nicht abgelaufen ist, folgt auf die Verzweigung 38 eine erneute Druckmessung bei 35. Stellt sich der Solldruck innerhalb der Sicherheits­ zeit nicht ein, so wird nach der Verzweigung 38 bei 39 ein Fehlerbit für die betreffende Luftkammer gesetzt. Im Programmteil 40 wird eine Ersatztabelle aktiviert, die an die Stelle der bei 33 benutzten Tabelle tritt und bewirkt, daß sich die Kontur in der Umgebung der undichten Luftkammer an diese an­ paßt. Anschließend werden bei 41 die Pumpe ausge­ schaltet und alle Ventile geschlossen, worauf bei 42 eine Rückkehr ins Hauptprogramm erfolgt.

Wird jedoch während der Sicherheitszeit der Soll­ druck erreicht, so verzweigt sich das Programm bei 36 in Richtung auf den Programmteil 43, welcher ein Ausschalten der Pumpe und ein Schließen des Füllven­ tils 19 bewirkt. Danach wird bei 44 gewartet, bis der Druck in der Luftleitung 17 dem Druck der jewei­ ligen Luftkammer entspricht. Daraufhin wird bei 45 der Druck gemessen.

Ist der Solldruck noch nicht erreicht, folgt auf eine Verzweigung 46 das Einschalten der Pumpe und das Öffnen des Füllventils 19 bei 47. Der Programm­ teil 48 stellt eine Warteschleife dar, deren Zeit (im Ausführungsbeispiel 200 ms) derart bemessen ist, daß zur Überwindung des Unterschiedes der Druckmes­ sung bei 35 und bei 45 die Pumpe nicht allzu häufig ein- und auszuschalten ist. Es soll jedoch durch die mit dem Programmteil 48 erzielte Laufzeit der Pumpe keine wesentliche Überschreitung des Solldrucks er­ reicht werden. Auch nach dem wiederholten Einschal­ ten der Pumpe, wird geprüft, ob eine Sicherheitszeit abgelaufen ist (Programmteil 49). Ist dieses nicht der Fall, wird die Pumpe wieder ausgeschaltet und das Füllventil 19 bei 35 geschlossen. Die Programm­ schleife 43 bis 49 wiederholt sich solange, bis der bei 45 gemessene Druck den Solldruck erreicht hat, worauf bei 41 die Pumpe ausgeschaltet wird, die Ventile geschlossen werden und bei 42 das Programm beendet ist.

Claims (13)

1. Verfahren zum Befüllen von Luftkammern eines Sitzes, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugsitzes, wobei mehrere einzelnen Luftkammern zugeordnete steuerbare Ventile pneumatisch mit einem Drucksensor, einem Entlüftungsventil und einem Belüftungsventil verbunden sind, das Belüftungsventil an eine Pumpe angeschlossen ist und ein elektronisches Steuergerät vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Belüftung der Luftkammern (1-5b) jeweils eines der den Luftkammern (1-5b) zugeordneten Ventile (11-15) geöffnet und der Luftdruck gemessen wird, daß bei einem gemessenen Luftdruck, der kleiner als ein Solldruck ist, die Pumpe (20) in Betrieb genommen und das Belüftungsventil geöffnet wird, daß bei Erreichen des Solldrucks das Belüftungsventil (19) geschlossen und die Pumpe ausgeschaltet wird, daß danach der Druck erneut gemessen und mit dem Solldruck verglichen wird und daß die Pumpe (20) erneut eingeschaltet und das Belüftungsventil (19) erneut geöffnet wird, bis der Solldruck erreicht ist, und daß danach das der Luftkammer (1-5b) zugeordnete Ventil (11-15) geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst sämtliche Luftkammern (1-5b) nacheinander solange befüllt werden bis der jeweilige Solldruck während des Befüllens erreicht ist, daß danach nacheinander der Druck der einzelnen Luftkammern (1-5b) bei geschlossenem Belüftungsventil (19) gemessen wird und daß jeweils ein weiterer Füllvorgang mit verringerter Füllgeschwindigkeit nacheinander für die einzelnen Luftkammern (1-5b) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst sämtliche Luftkammern (1-5b) nacheinander solange befüllt werden bis der jeweilige Solldruck während des Befüllens erreicht ist, daß danach nacheinander der Druck der einzelnen Luftkammern (1-5b) bei geschlossenem Belüftungsventil (19) gemessen wird und daß jeweils ein weiterer Füllvorgang mit verringerter Füllgeschwindigkeit nacheinander für die einzelnen Luftkammern (1-5b) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verringerte Füllgeschwindigkeit durch ein dem Belüftungsventil parallelgeschaltetes weiteres Belüftungsventil mit reduziertem Durchfluß erzielt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Füllgeschwindigkeit die Pumpe (20) mit geringerer Drehzahl betrieben wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Übergang von einer ersten Kontur auf eine zweite Kontur zunächst der Druck derjenigen Luftkammer bzw. Luftkammern (1-5b) auf den der zweiten Kontur entsprechenden Wert gebracht wird, bei welcher bzw. welchen dieser am meisten vom Druck der ersten Kontur abweicht.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befüllung einer Luftkammer (1-5b) abgebrochen wird, wenn nach einer vorgegebenen Sicherheitszeit der Solldruck nicht erreicht ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ablauf der Sicherheitszeit ein Signal zur Kennzeichnung der betroffenen Luftkammer (1-5b) gespeichert wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich in einer Rückenlehne (7) angeordnete Luftkammern (5a, 5b) mit einem Druck befüllt werden, der mindestens so hoch wie der höchste Druck in einer dazwischenliegenden Luftkammer (1-4) ist.

10. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikrocomputer (22) zur Steuerung der steuerbaren Ventile und der Pumpe (20) vorgesehen ist und daß der Drucksensor (21) und ein Bedienteil (8) mit dem Mikrocomputer (22) verbunden sind.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bedienteil (8) ein Auswahlschalter (25) für mehrere vorgegebene Konturen vorgesehen ist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bedienteil (8) ein Einsteller (26) für mehrere Druckstufen vorgesehen ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bedienteil (8) ein Umschalter (27) für den Druck in seitlichen Luftkammern (5a, 5b) vorgesehen ist.