DE4034538A1 - Verfahren und vorrichtung zum ueberwachen einer lumbalstuetze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Überwachung einer Lumbalstütze zur Verwendung in einem Autositz, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Lumbalstütze zur Einstellung der Horizontalpositionen der Lumbalstützplatte im Hinblick auf einen gewünschten Abstützdruck gegen den Lumbalbereich einer auf dem Sitz sitzenden Person zum Lindern von Ermüdungserscheinungen der Person.

Eine motorbetätigte Lumbalstütze wird unter Steuerung durch einen Motor darin betätigt, wodurch ein Andruck der Stützplatte gegen den Lumbalbereich einer Person auf dem Sitz eingestellt wird. Die Einstellung wird durch Betätigen von Schaltern vorgenommen.

Bei langen Autofahrten mit einer solchen Lumbalstütze wird der Fahrgast beim Sitzen auf dem Sitz müde, wobei die Ermüdung dazu führt, daß sich der Fahrgast bei einer voreingestellten Lumbal­ stützkraft unwohl fühlt.

Bei bisherigen motorbetätigten Lumbalstützen ist die Lumbalstütz­ kraft fest und bewirkt einen einzigen Grad an Druck auf den Lumbalbereich des Fahrgastes. Dies ist jedoch nicht die Antwort darauf, daß der Ermüdung des Fahrgastes entgegengewirkt werden soll.

Im Hinblick auf die obigen Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Über­ wachen einer Lumbalstütze anzugeben, die es erlaubt, einer Er­ müdung eines Fahrgastes auf einem Sitz vorzubeugen, einschließlich der Stütze selbst.

Die Erfindung schafft eine Wahlmöglichkeit zwischen einer manuellen und einer automatischen Überwachung der Lumbalstütze. Insbesondere bei der automatischen Überwachung wird eine alter­ nierende Serie rechteckiger Impulse an jedes von zwei Relais gegeben, so daß ein mit dem Relais verbundener Motor im Hinblick auf eine normale und eine umgekehrte Drehung in alternativer Weise angetrieben wird, wodurch bewirkt wird, daß eine Lumbal­ stützplatte der Lumbalstütze wiederholt nach vorne bzw. nach hinten hin- und herbewegt wird. Daraus resultiert ein Massage­ effekt im Hinblick auf den Lumbalbereich des Fahrgastes auf dem Sitz und mindert so dessen Ermüdung während einer langen Fahrt mit dem Automobil.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung können die rechteckigen Impulse im Hinblick auf die Pulserzeugungsperiode und die Puls­ breite eingestellt werden, und zwar durch Vorsehen entsprechender variabler Widerstände und Kondensatoren in einer geeigneten elektrischen Schaltung. Die Andruckperiode der Lumbalstützplatte kann stufenlos eingestellt werden, in dem eine gewünschte Impuls­ periode gesetzt wird Der Andruck der Platte kann eingestellt werden, indem ein Impuls-Tastverhältnis gesetzt wird, d. h. die Impulsbreite. Diese beiden Einstellungen können unabhängig von­ einander vorgenommen werden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbei­ spiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Schaltung zum Überwachen der Lumbalstütze nach der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Beziehungen zwischen der Schaltung und einem Sitz; und

Fig. 3 u. 4 eine Zeitdarstellung der Impulse zum Erzeugen alternierender Signale an einen Motor.

Gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt ein Ausführungsbeispiel der Überwachungsvorrichtung 10 der Lumbalstütze: Einen Motor 12, einen Wahlschalter 14, einen Handschalter 16, einen Impuls­ generator 18 und eine Ausgangsschaltung 20 für alternierende Impulse. Der Motor ist vorzugsweise ein Gleichstrom-Getriebemotor.

Gemäß Fig. 2 ist eine Lumbalstützplatte 22 in einer Rückenlehne 26 eines Fahrersitzes 24 angeordnet, wobei der entsprechende Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) zusammen damit vorgesehen ist, und zwar derart, daß gegen den Lumbalbereich eines Fahrgastes auf dem Sitz Druck ausgeübt wird, wenn die Platte nach vorne bewegt wird. Diese Elemente sind aus jeder Anordnung bekannt, die eine Hin- und Herbewegung der Platte 22 relativ zu der Rückenlehne 26 erlaubt.

Gemäß Fig. 1 umfaßt der Wahlschalter 14 einen Hauptkontakt 14a, um entweder einen ersten oder einen zweiten Kontaktpunkt 14b bzw. 14c zu kontaktieren (es handelt sich um einen Wippschalter).

Der Kontakt 14a ist mit einer Energieversorgungsquelle 24 ver­ bunden, damit selektiv Strom in einen der beiden Kontaktpunkte 14b und 14c fließen kann.

Der Handschalter 16 umfaßt einen Handkontakt 16a, der mit dem ersten oder dem zweiten Kontaktpunkt 16b bzw. 16c in Kontakt kommen kann, vorzugsweise ein Wippschalter. Der Hauptkontakt 16a ist mit dem ersten Kontaktpunkt 14b des Wahlschalters 14 ver­ bunden, wodurch die Handsteuerseite des letzteren gebildet ist.

Wie gezeigt sind ein erstes und ein zweites Relais RL1, RL2 vorge­ sehen, und zwar in Verbindung mit den Kontaktpunkten 14b bzw. 14c des Handschalters. Die beiden Relais weisen jeweils Relaiskontakte RL1a bzw. RL1b auf, die wiederum mit dem Motor 12 verbunden sind, wodurch eine Drehung des Motors durch Betätigung des Handschalters 14 über diese Relaismechanismen umgekehrt wird. Das Anschließen des Hauptkontaktes 16a an den zweiten Kontaktpunkt 16b erlaubt Stromfluß an den Motor 12 durch das erste Relais RL1, RL1a. Dadurch dreht sich der Motor in einer normalen Richtung und be­ wirkt eine Vorwärtsbewegung der Lumbalstützplatte 22. Wird der Hauptkontakt 16a an den zweiten Kontaktpunkt 16b angeschlossen, bedingt dies eine umgekehrte Drehung des Motors 12 wegen des zweiten Relais RL2, RL2a, was eine Zurückbewegung der Platte 22 bewirkt. Dies ist eine manuelle Einstellung durch das Umschalten des Wahlschalters 14 auf den Kontaktpunkt 14b der manuellen Seite.

Der Pulsgenerator 18, vorzugsweise ein Zeitgeber-IC, ist mit der Energieversorgung 28 verbunden und erzeugt einen Rechteckpuls mit einer gegebenen Periode und Pulsbreite auf einen elektrischen Eingang von der Energieversorgung 28 hin (vgl. Fig. 3), wodurch ein geeigneter Puls an die Ausgangsschaltung 20 für den alter­ nierenden Puls gegeben wird.

Die Ausgangsschaltung 20 für den alternierenden Puls weist einen ersten Ausgangsanschluß 30 und einen zweiten Ausgangsanschluß 32 auf, die jeweils mit dem ersten bzw. dem zweiten Relais RL1, RL2 verbunden sind, und zwar über eine erste Leitung L2 bzw. eine zweite Leitung L3. Die Zusammenschau der Fig. 1 und 2 zeigt, daß mehrere Impulse von dem Generator 18 durch die Ausgangsschal­ tung 20 abwechselnd an die erste und die zweite Leitung L2, L3 gegeben werden, wodurch eine bestimmte Impulsserie abwechselnd an die beiden Relais RL1, RL2 gegeben wird. Das Aussenden dieses alternierenden Pulses erfolgt unabhängig von der Betätigung des Handschalters 16.

Der Eingangsanschluß der Ausgangsschaltung 20 für den alter­ nierenden Puls ist mit dem vorgenannten Kontaktpunkt 14c des Wahlschalters 14 verbunden, der als "Auto-Schaltmittel" dient, um abwechselndes Umschalten der beiden Relais RL1, RL2 automatisch zu erlauben. Somit sperrt ein Einschalten des Kontaktpunktes 14c den obigen Handschalter 16 und schaltet die Ausgangsschaltung 20 ein. In diesem Automatik-Modus gemäß den Fig. 1 und 3 werden die Impulse von dem Generator 18 durch die Leitung L1 geschickt und abwechselnd durch die Ausgangsschaltung 20 an die erste und die zweite Leitung L2, L3 verteilt, wodurch das entsprechende abwechselnde Umschalten der Relais RL1, RL2 mit einer Zeitkon­ stanten ausgeführt wird, die jeweils der Breite eines Impulses entspricht. Ferner wird dadurch eine normale und eine umgekehrte Drehung des Motors 12 abwechselnd mit einer Zeitkonstanten be­ wirkt, die jeweils der Impulsbreite entspricht.

Wie durch den Pfeil in Fig. 2 gezeigt, wird die Lumbalstützplatte 22 durch ein solches alternierendes Antriebssystem ähnlich einer Kolbenbewegung hin- und herbewegt, so daß die Platte 22 vorge­ schoben und zurückgezogen wird, und zwar um einen Betrag, welcher der Pulsbreite entspricht. Dies resultiert in einer wiederholten Andruckbewegung unter einer bestimmten Impulsperiode gegen den Lumbalbereich eines Fahrgastes auf dem Sitz und somit in einer Massage an der Stelle. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen einfachen Anpressen bringt die Lumbalstützkraft einen Massageeffekt mit sich und vermindert Ermüdungserscheinungen bei dem Fahrgast.

Das pulsierende Lumbalstützsystem nach der Erfindung kann direkt in einen bekannten Lumbalstützmechanismus eingebaut werden. Der Aufbau der Lumbalstütze ist vereinfacht.

Gemäß Fig. 1 ist der Pulsgenerator 18 mit einem Zwischenwider­ stand Ra, einem variablen Widerstand Rb zum Einstellen der An­ druckperiode, einem weiteren variablen Widerstand Rc für die Einstellung des Andruckgrades und zwei Kondensatoren Ca, Cb ver­ bunden. In diesem Fall berechnet sich die Pulserzeugungsperiode T entsprechend der folgenden Gleichung

Während die Impulsbreite t_h sich entsprechend der folgenden Gleichung ermitteln läßt

somit wird die Andruckperiode der Lumbalstützplatte 22 mittels der ersten Formel gesetzt. Der Andruckgrad bzw. die Andruckkraft der Platte 22 wird durch Dividieren des Wertes t_H in der zweiten Formel durch den Wert T der ersten Formel ermittelt (entsprechend t_H/T; Pulstastverhältnis).

Fig. 4 ist folgendes zu entnehmen: Wenn der Wert des zweiten Widerstandes Rc steigt, nimmt die erzeugte Impulsbreite zu, was unabhängig von der Einstellung des ersten Widerstandes Rb erfolgt. Somit wird der Motor 12 abwechselnd in einer normalen und einer umgekehrten Richtung gedreht, und zwar um vergrößerte Beträge entsprechend der so vergrößerten Impulsbreite, was eine höhere Andruckkraft durch die Platte 22 bewirkt.

Was den ersten Widerstand Rb angeht, so bewirkt eine Erhöhung seines Wertes eine Erhöhung der Anzahl der Andrückungen.

Es wird deutlich, daß die Andruckkraft und die Anzahl Andrückungen der Lumbalstützplatte 22 unabhängig voneinander und stufenlos eingestellt werden können, und zwar mittels der obigen beiden Einstellmittel Rc, Rb, um dem Fahrgast eine optimale Stützkraft zu offerieren. Dies geschieht im Hinblick auf den Grad seiner Ermüdung. Es stellt eine Linderung der Ermüdung sicher, die von langem Sitzen auf dem Sitz herrührt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (8)

1. Verfahren zum Überwachen einer Lumbalstütze um unter Steuerung eines Motors (12) deren Lumbalstützplatte (22) vorwärts und rückwärts gegen den Lumbalbereich eines Fahrgastes auf einem Sitz zu bewegen, gekenn­ zeichnet durch folgende Schritte:

• - Schaffen einer Wahlmöglichkeit zwischen einer manuellen Überwachung und einer automatischen Überwachung unter Verwendung eines Wahlschalters (14);
• - Einstellen der Position der Lumbalstützplatte (22) über die manuelle Steuerung mittels Um­ schaltens, um einen entsprechenden normalen bzw. umgekehrten Antrieb des Motors (12) zu bewirken; und
• - Bewirken, und zwar über die automatische Über­ wachung, daß der Motor (12) in normaler und umge­ kehrter Drehrichtung abwechselnd wiederholt ange­ trieben wird, und zwar durch Erzeugung mehrerer rechteckiger Impulse, die jeweils eine gegebene Erzeugungsperiode und Pulsbreite haben, und ab­ wechselnd Abgeben der Impulse an jeweils eines von zwei Relais (RL1, RL1a; RL2, RL2a), was wiederum abwechselnd einen normalen und einen umgekehrten Antrieb des Motors (12) auf die ab­ wechselnd ausgesandten Impulse hin bewirkt, um dadurch die Lumbalstützplatte (22) wiederholt abwechselnd vor- und zurückzubewegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die manuelle Überwachung mittels eines Handschalters (16) erfolgt, der zwei Kontaktpunkte (16b, 16c) auf­ weist, welche jeweils mit einem der beiden Relais (RL1, RL1a; RL2, RL2a) verbunden sind, und daß die automatische Überwachung dadurch erfolgt, daß ein Kontaktelement (14a) des Wahlschalters (14) in Kontakt mit einem Kontaktpunkt (14c) gebracht wird, der mit einer Einrichtung (20) zum Abgeben der rechteckigen Impulse abwechselnd an die beiden Relais (RL1, RL1a; RL2, RL2a) verbunden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Impulse von einem Pulsgenerator (18) erzeugt werden, der elektrisch mit einer Energiequelle (28) verbunden ist, und daß die Einrichtung (20) eine Ausgangsschaltung für alternierende Impulse umfaßt, wodurch bei der automatischen Überwachung die Impulse von dem Generator (18) abwechselnd von der Ausgangs­ schaltung (20) für alternierende Impulse an die beiden Relais (RL1, RL1a; RL2, RL2a) abgegeben werden, so daß der Motor (12) wiederholt abwechselnd in normaler und umgekehrter Drehrichtung angetrieben wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Verstell­ möglichkeit der Erzeugungsperiode und der Breite der von dem Pulsgenerator (18) erzeugten Impulse vorgesehen ist, um die Periodizität und die Kraft des Drückens der Lumbalstützplatte (22) gegen den Lumbalbereich eines Fahrgastes einzustellen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Erzeugungsperiode und der Breite der Impulse mittels entsprechender Paare steuerbarer Widerstände (Rb, Rc) und Kondensatoren (Ca, Cb) er­ folgt, welche elektrisch mit dem Pulsgenerator (18) verschaltet sind, wobei ein Widerstand (Ra) zwischen den Paaren variabler Widerstände (Rb, Rc) und Kon­ densatoren (Ca, Cb) vorgesehen ist und wobei die Er­ zeugungsperiode wie folgt definiert ist: mit T = Erzeugungsperiode, Ra und Rb = variable Wider­ stände und Ca = einer der Kondensatoren;
und wobei die Andruckkraft durch ein Pulstastverhältnis definiert ist, welches sich wie folgt berechnet:t_h/Twobei t_H der Pulsbreite entspricht, die sich wie folgt berechnet: mit T = Pulserzeugungsperiode gemäß der ersten Gleichung und Ra, Rb, Rc, Ca und Cb = steuerbare Widerstände bzw. Kondensatoren.

6. Vorrichtung zum Überwachen einer Lumbalstütze in einem Sitz, gekennzeichnet durch:

• - eine Lumbalstützplatte (22) innerhalb der Rückenlehne (26) des Sitzes, wobei die Lumbalstützplatte (22) vorwärts und rückwärts relativ zu der Rückenlehne bewegbar ist, wodurch der Lumbalbereich eines Fahr­ gastes einstellbar abgestützt ist;
• - einen Motor (12) zum Vor- und Zurückbewegen der Lumbalstützplatte (22);
• - einen Pulsgenerator (18) zum Erzeugen rechteckiger Impulse mit einer vorbestimmen Impulserzeugungs­ periode und Impulsbreite;
• - eine Ausgangsschaltung (20) für alternierende Pulse, die die Impulse von dem Pulsgenerator (18) empfängt und sie abwechselnd verteilt, indem sie sie über ihre beiden Ausgangsanschlüsse (30, 32) abgibt;
• - einen Wahlschalter (14) für eine Wahlmöglichkeit zwischen einer manuellen Überwachung und einer auto­ matischen Überwachung; und
• - einen Handschalter (16), der mit einem Handkontakt­ punkt (14b) des Wahlschalter (14) verbunden ist, wobei der Handschalter (16) ferner mit Relais (RL1, RL2) verbunden ist zum normalen und umgekehrten Antreiben des Motors (12),
• - wobei dann, wenn der Wahlschalter (14) in Kontakt mit dem Handkontaktpunkt (14a) umgeschaltet wird, der Motor (12) manuell durch Betätigen des Handschalters (16) für die normale bzw. die umgekehrte Drehrichtung überwacht wird, um eine Einstellung der Lumbalstütz­ platte (22) in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung zu ermöglichen, wohingegen dann, wenn der Wahlschalter (14) in Kontakt mit einem Automatik-Kontaktpunkt (14c) geschaltet ist, die Impulse abwechselnd an die Relais (RL1, RL2) fließen können, wodurch der Motor (12) wiederholt in normaler und umgekehrter Richtung angetrieben wird, so daß eine wiederholte Vor- bzw. Zurückbewegung der Lumbalstützplatte (22) mit vorbe­ stimmter Andruckperiodizität und Andruckkraft bewirkt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (Rb) für die Impulserzeugungs­ periode auf einen gewünschten Wert; und eine Ein­ stelleinrichtung (Rc) zum Einstellen der Impulsbreite, so daß die Pulserzeugungsperiode und das Tastverhältnis unabhängig voneinander eingestellt werden können.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (Rb) für die Impulsperiode und die Einstelleinrichtung (Rc) für das Pulstastver­ hältnis jeweils ein Paar: Widerstand und Kondensator (Rb, Ca; Rc, Cb) umfassen, die mit dem Pulsgenerator (18) verbunden sind.