DE4226113C2 - Antriebseinheit mit einer elektrischen Schalteinheit zur elektrischen Verstellung von mehreren Stellvorrichtungen eines insassenbezogenen Ausrüstungsgegenstandes eines Fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Es ist bereits eine gattungsgemäße Antriebseinheit für eine Sitzverstellung bekannt (DE 29 01 208 C2) welche in vorteil­ hafter Weise zur Steuerung von mehreren Stellvorrichtungen nur einen Elektromotor benötigt. Als nachteilig wird jedoch erach­ tet, daß zum einen hierzu ein aufwendiges Verteilergetriebe mit zusätzlichen mechanischen Stellelementen verwendet wird, und zum anderen jeweils immer nur eine Abtriebswelle angetrieben werden kann. Während hierbei das auf der Abtriebswelle frei drehbar angeordnete und angetriebene Zahnrad über als Klauen­ verbindung ausgebildete Kupplungsmittel mit einem drehfest auf der Abtriebswelle angeordneten Zahnrad wirkverbunden werden kann, ist des weiteren bei Getrieben generell bekannt (GB 22 19 637 A; US 2.866.529; DE-AS 10 20 873), Antriebs- und Abtriebs­ welle auch über eine schaltbare elektromagnetische Kupplung wirkungsmäßig zu verbinden, wobei ferner diverse Ausbildungen der Kupplung selbst vielfach bekannt sind (bspw. EP 0 018 574 A2; DE 17 50 345 A1; EP 0 313 680 A1).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Antriebsein­ heit einfacher, kompakter und universeller zu gestalten, unter gleichzeitiger Erzielung einer Platz-, Kosten- und Gewichts­ einsparung.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Antriebseinheit erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspru­ ches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind hierbei durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Neben den erwähnten Einsparungen ergeben sich insbesondere noch die Vorteile eines modularen Aufbaus des Gesamtsystems, so daß durch Mehr- oder Minderbestückung der Antriebseinheit beliebige Variationen abgedeckt werden können, einschließlich der be­ kannten, dem Komfort dienenden Memory-Funktion (Abspeichern und Wiederauffinden einer bestimmten Stellung des Ausrüstungsge­ genstandes) mit nur einem zentralen Inkrementalgeber am An­ triebsmotor (anstelle von Einzelpotentiometern mit aufwendiger Untersetzung an den einzelnen Stellvorrichtungen und erforder­ licher Analog/Digitalwandlung).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bezogen auf eine Sitz­ verstellung, ist in der Zeichnung dargestellt und wird im fol­ genden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den mechanischen Aufbau der Antriebseinheit und

Fig. 2 einen Schaltplan der Antriebseinheit mit zugehö­ riger Schalteinheit.

Die in Fig. 1 dargestellte Antriebseinheit 1 weist einen Gleichstrom-Elektromotor 2 auf, welcher beidseitig mit An­ triebswellen 2.1 und 2.2 versehen ist. Auf der rechten An­ triebswelle 2.1 ist drehfest mit dieser verbunden ein An­ triebselement 3.1 angeordnet, welches scheibenförmig ausgebil­ det ist. Beabstandet von der Antriebswelle 2.1 erstreckt sich in axialer Richtung eine Abtriebswelle 4.1, welche zum Antrieb einer Stellvorrichtung dient und zur Verbindung mit dieser mit einem Anschluß für eine biegsame Welle versehen sein kann. Zwischen der An- und Abtriebswelle ist eine elektromagnetische Kupplung 5 angeordnet; deren Erregerspule 5.1 ist konzentrisch zur Abtriebswelle 4.1 angeordnet und stationär in der An­ triebseinheit befestigt, während der Rotor 5.2 ebenfalls kon­ zentrisch zur Abtriebswelle 4.1 angeordnet ist, jedoch mit dieser drehfest verbunden ist. Mit geringem Luftspaltabstand vom Rotor ist mit dem Antriebselement 3.1 der Anker 5.3 der Kupplung drehschlüssig verbunden, derart, daß bei einer Akti­ vierung der Kupplung (Erregung der Erregerspule 5.1) der Anker 5.3 reibschlüssig mit dem Rotor 5.2 zur Antriebsübertragung kuppelbar ist. Die Abmessungen der einige Nm Drehmoment über­ tragenden Kupplung betragen nur etwa: Durchmesser 40 mm, Breite 20 mm.

Beispielhaft kann die Antriebswelle auch mehrere Abtriebswellen 4.2, 4.3, 4.4 antreiben, wie dies anhand der linken Antriebs­ welle 2.2 dargestellt ist. So ist das Antriebselement 3.2 als drehfest auf der Antriebswelle 2.2 angeordnetes erstes Zahnrad 3.2.1 (großer Zähnezahl) und als ein frei drehbar auf der Ab­ triebswelle 4.2 angeordnetes Zahnrad 3.2.2 (kleinerer Zähne­ zahl) ausgebildet, mit welchem Zahnrad der Anker 5.3 der Kupp­ lung 5 drehschlüssig verbunden ist. Durch diese Ausbildung wird der Abtriebswelle 4.2 eine höhere Drehzahl vermittelt, als über das Antriebselement 3.3 bestehend aus den Zahnrädern 3.3.1 und 3.3.2, wobei das Zahnrad 3.3.2 den Anker 5.3 trägt.

Ferner kann über das Antriebselement 3.4, bestehend aus den Zahnrädern 3.3.1 und 3.4.1, wobei letzteres den Anker 5.3 trägt, auch die Abtriebswelle 4.4 angetrieben werden. Trägt des weiteren auch das Zahnrad 3.3.1 einen Anker 5.3, kann über eine zugehörige Kupplung 5 auch noch eine Abtriebswelle 4.3 ange­ trieben werden. So dient bspw. die Abtriebswelle 4.2 der Sitz­ längsverstellung vor/zurück in zwei Geschwindigkeiten, die Ab­ triebswelle 4.3 der vorderen und die Abtriebswelle 4.4 der hinteren Sitzhöhenverstellung und die Abtriebswelle 4.1 der Sitzkissentiefenverstellung. Ersichtlich kann durch entspre­ chende modulare Erweiterung auch noch die Sitzlehnen- und Kopfstützenverstellung mit einbezogen werden.

Wie aus Fig. 2 - in welche die Antriebseinheit 1 nach Fig. 1 übertragen wurde - ersichtlich ist, wird über von einem Sitz­ verstellschalter kommende Leitungen 6.1 und einen Controller 6.2 der elektrischen Schalteinheit 6 vom Controller 6.2 die Antriebseinheit 1 entsprechend angesteuert. Soll bspw. die Sitzkissentiefe verstellt werden, so wird bei Betätigung des entsprechenden Schaltelementes am Sitzverstellschalter über den Controller 6.2 die Kupplung 5 aktiviert, wodurch diese die An­ triebswelle 2.1 mit der Abtriebswelle 4.1 kuppelt. Sodann wird vom Controller 6.2 der Motor 2 mit entsprechender Drehrichtung gestartet, so daß eine Verstellbewegung solange erfolgt, wie das Schaltelement betätigt wird. Ist die gewünschte Positionierung erreicht, wird durch Abbrechen der Schaltele­ mentbetätigung vom Controller 6.2 die Kupplung 5 deaktiviert und gegebenenfalls auch der Motorlauf gestoppt.

In einfachster Weise kann nun auch noch eine "Memory-Funktion" für die Sitzverstellung in die Antriebs- und Schalteinheit in­ tegriert werden, indem dieser zusätzliche Komfort mit geringem Aufwand durch einen einzigen zentralen Inkrementalgeber 7 am Motor 2 realisiert wird. Hierzu ist in bevorzugter Weise das Antriebselement 3.1 zugleich als Impulsscheibe 7.1 ausgebildet, an deren Umfang der Inkrementalgeber 7 stationär angeordnet ist, welcher wiederum mit dem Controller 6.2 elektrisch ver­ bunden ist. Ähnlich wie bei der bekannten Potentiometeradaption werden hier für jede über die jeweilige Abtriebswelle 4.1 bis 4.4 ausgeführte Verstellfunktion vom Inkrementalgeber 7 einma­ lig die Impulse über den jeweiligen gesamten Verstellbereich (z. B.: VOR-ZURÜCK) in den Controller 6.2 eingelesen. Dies ge­ währleistet, daß bei jeder Verstellfunktion eine automatische Positionierung jederzeit möglich ist, da die Impulszahl bis zur gewünschten Verstellposition bei der Einstellung dieser Posi­ tion ebenfalls erfaßt wurde und somit im Controller vorliegt. Zur Sicherstellung der Wiederkehrgenauigkeit ist bei der auto­ matischen Positionierung die Aktivierungsreihenfolge beim Schalten der jeweiligen Kupplung und des Motors von großer Be­ deutung, so daß vom Controller sichergestellt wird, daß zu einem Aktivieren einer Stellvorrichtung zuerst die Kupplung eingerückt wird und erst dann ein Motoranlauf erfolgt.

Vorteilhaft ist, daß aufgrund der Positionierung durch einen zentralen Inkrementalgeber die Steuerelektronik mit einem Rechner ohne Analog/Digitalwandler ausgerüstet werden kann. Die Ansteuerung der Kupplungen selbst kann über Halbleiterendstufen erfolgen und es können dann gleichzeitig mehrere Kupplungen aktiviert werden, wenn die Schalteinheit feststellt, daß die geforderte Drehrichtung der Abtriebswellen mit der momentanen Drehrichtung der Antriebswellen erreichbar ist.

Claims (7)

1. Antriebseinheit (1) mit einer elektrischen Schalteinheit (6) zur elektrischen Verstellung von mehreren Stellvorrich­ tungen eines insassenbezogenen Ausrüstungsgegenstandes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Sitzes, eines Lenkrades oder eines Spiegels, mit einem Elektromotor (2) mit mindestens einem Antriebselement (3.2; 3.3; 3.4) welches als drehfest auf einer Antriebswelle (2.2) angeordnetes erstes Zahnrad (3.2.1; 3.3.1) und als ein frei drehbar auf mindestens einer Abtriebswelle (4.2; 4.4) angeordnetes zweites Zahnrad (3.2.2; 3.3.2; 3.4.1), welche Zahnräder miteinander kämmen, ausgebildet ist und welches mit der Abtriebswelle (4.2; 4.4) über Kupplungsmittel (5) wirkverbunden werden kann und wobei ferner jeder Abtriebswelle (4.1 bis 4.4) eine Stell­ vorrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsmittel als elektromagnetische Kupplung (5) ausgebildet ist, deren Erregerspule (5.1) stationär in der An­ triebseinheit (1) befestigt, deren Rotor (5.2) drehfest mit der Abtriebswelle (4.1; 4.2; 4.3; 4.4) und deren Anker (5.3) dreh­ schlüssig mit dem Antriebselement (3.1; 3.2; 3.3; 3.4) und bei Aktivierung der Kupplung mittels der Schalteinheit (6) auch reibschlüssig mit dem Rotor (5.2) verbunden ist, wobei der Anker (5.3) von dem zweiten Zahnrad (3.2.2; 3.3.2; 3.4.1) und bei wenigstens einem weiteren Antriebselement (3.1; 3.3.1), welches lediglich als drehfest auf der Antriebswelle (2.1; 2.2) angeordnetes Zahnrad (3.1; 3.3.1) ausgebildet ist, von diesem Zahnrad (3.1; 3.3.1) getragen ist.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (2) beidseitig Antriebswellen (2.1; 2.2) aufweist.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (5) als schleifringlose Einflächenkupplung ausgebildet ist.

4. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (3.1) zugleich Impulsscheibe (7.1) ei­ nes an dessen Umfang angeordneten Inkrementalgebers (7) ist, welcher mit der Schalteinheit (6) elektrisch verbunden ist.

5. Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei in die Schalteinheit (6) integrierter Memory-Funktion zur Erfassung aller Positionierungen der einzelnen Stellvor­ richtungen ausschließlich der einzige Inkrementalgeber (7) dient.

6. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem Aktivieren einer Stellvorrichtung zuerst die Kupplung (5) eingerückt wird und erst dann ein Anlauf des Mo­ tors (2) erfolgt.

7. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schalteinheit (6) ein gleichzeitiges Aktivieren mehrerer Stellvorrichtungen nur dann ermöglicht wird, wenn die geforderte Drehrichtung der Abtriebswellen (4.1 . . . 4.4) mit der momentanen Drehrichtung der Antriebswellen (2.1, 2.2) des Motors (2) erreichbar ist.