DE69920716T2

DE69920716T2 - Verfahren in einem system zur regelung des komforts eines sitzes mit mehreren luftzellen, die interaktiv und individuell gesteuert sind.

Info

Publication number: DE69920716T2
Application number: DE69920716T
Authority: DE
Inventors: I. Jeffrey FINKELSTEIN; T. Mark LYONS; K. Kurt PREISS
Original assignee: Kongsberg Automotive Ltd
Current assignee: Kongsberg Automotive Ltd
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: EP1100359A4; US6088642A; WO2000005998A1; EP1100359B1; DE69920716D1; EP1100359A1; CA2338999A1

Description

Aufblasbare Luftzellen wurden in einer Vielfalt von Gestaltungen verwendet, um Regelungen der Kontur eines Sitzes bereitzustellen und auf diese Weise den Komfort der Einzelperson, die den Sitz benutzt, zu steigern. Dies ist in Automobilen, wo lange Zeiträume des Fahrens Schmerzen und Ablenkungen verursachen können, und bei anderen Sitzanwendungen, wo sich Einzelpersonen für lange Zeiträume in einem sitzenden Zustand befinden, besonders wichtig.
Das in der US-Patentschrift Nr. 4,915,124 beschriebene Sitzsystem umfaßt ein einfaches System von mehreren Luftzellen, wobei jede Zelle durch ein Ventil in einer Weise mit einer Druckluftquelle verbunden ist, die als Reaktion auf einen manuell betätigten Schalter ein gleichzeitiges Aufblasen oder Ablassen der Zellen gestattet.
Ein anderes Luftzellenaufblassystem ist in der US-Patentschrift Nr. 5,263,765 gezeigt. Diese Vorrichtung bläst die Luftzellen gemäß zweier vorherbestimmter Modi durch Schläuche auf, die individuell durch Ventile gesteuert werden, welche wiederum durch einen Mikrocomputer gesteuert werden. Der Mikrocomputer spricht auf die durch die Sitzgurtverschiebung dargestellte Ermüdung des Fahrers an.
Die Luftzellen der US-Patentschrift Nr. 4,722,550 werden als Reaktion auf die Motorgeschwindigkeit oder den Lenkwinkel reguliert und gestatten ein selektives Aufblasen zwischen zwei Zonen von Luftzellen, einer an den Seiten und einer für den Boden und die Lehne des Sitzes. Ein Ventil steuert jede der Zonen und wird durch einen Mikrocomputer betätigt, der abgefühlte Signale empfängt, die in Bezug zu den Betriebsparametern des Automobils stehen.
Ein manuell betätigtes Leistungssteuersystem für ein Lendenbereichskissen ist in der US-Patentschrift Nr. 4,707,027 beschrieben. Ein komplexer Sitzmechanismus ist erdacht, um dem Bediener zu gestatten, das Kissen aufzublasen und abzulassen, während der Druck im Kissen abgefühlt wird, um die Betätigung des Systems zur Verhinderung von Schäden zu beschränken.
Die US-Patentschrift Nr. 4,833,614 zeigt ein System, wodurch eine Luftzelle auf einen gewählten Druck aufgeblasen werden kann, indem der tatsächliche Druck abgefühlt wird, ein Vergleich mit dem gewählten Druck erfolgt, und die Luftversorgung geregelt wird, um ein Aufblasen oder Ablassen der Luftzelle auf den gewählten Druck vorzunehmen. In diesem Fall wandelt der Mikrocomputer das Drucksignal, das er erhält, in ein auf Zeit basierendes Signal um, das in einer Beziehung zum Zeitraum steht, welcher nötig ist, um die Pumpe zum Erhalt des gewählten Drucks zu betreiben. Der Druck wird direkt von Sensoren im Inneren der Luftversorgung abgefühlt.
Die obigen Systeme sind entweder auf enge voreingestellte betriebliche Grenzen beschränkt oder verlassen sich darauf, daß der Bediener eine manuelle interaktive Reaktion bereitstellt. Obwohl jedes System versucht, den Komfort des Benutzers zu verbessern und sich an die Vielfalt der Formen und Größen des Benutzers anzupassen, ist es aufgrund der innewohnenden Beschränkungen des einzelnen Systems unzureichend.
Aufblasbare Luftzellen wurden seit vielen Jahren als ein Mittel zum Betätigen von Regelmechanismen zum Verändern der Kontur eines Sitzes verwendet. Diese Regelung ist wünschenswert, um die Sitzkontur auf einen besonderen Benutzer auszurichten. Bei Anwendungen wie etwa Automobilsitzen, wo Müdigkeit zu einem Faktor werden kann, ist es von besonderem Interesse, eine Regelung von Benutzer zu Benutzer und während der Verwendung durch eine Einzelperson bereitzustellen. Luftzellen wurden auch verwendet, um die taktile Stütze für solch kritische Bereiche wie den Lendenbereich des Rückens, der für Ermüdungen besonders anfällig ist, zu regeln. In diesem Fall stellt die Luftzelle eine direkte Stütze und nicht nur einen Regelmechanismus bereit.
Ein Luftzellenregelmechanismus des Stands der Technik ist in der US-Patentschrift Nr. 5,137,329 gezeigt. Dieses Patent beschreibt einen Stützaufbau, der aus einer vorderen und einer hinteren Platte besteht, zwischen die zwei Luftzellen eingefügt sind. Die Luftzellen können selektiv aufgeblasen und abgelassen werden, um der vorderen Platte, welche die Stützkontur für den Sitz bereitstellt, eine kippende Regelbewegung bereitzustellen.
Eine taktile Regelung wird durch die Luftzelle der US-Patentschrift Nr. 4,807,931 bereitgestellt, welche ebenfalls in einem Sitz angebracht ist, um die Stützkontur zum direkten Eingriff mit dem Lendenbereich des Rückens des Benutzers bereitzustellen.
Die auf die NHK Spring Co., Ltd. übertragene US-Patentschrift Nr. 4,655,505 offenbart einen pneumatisch gesteuerten Sitz für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, welcher einen Mechanismus aufweist, der den Druck in jeder Luftzelle unter Verwendung eines Sensors in einem Verteiler fernabfühlen kann. Der Stand der Technik zeigt jedoch weder mehrere Ventile mit niedriger Leistung und niedrigem Fluidwiderstand noch stellt er eine auf den Komfort des Benutzers ansprechende automatische Regelung bereit. Das System dieser Erfindung erfüllt alle der Aufgaben des Stands der Technik, während es viele Kombinationen von Betriebsmodi von vollautomatisch bis manuell bereitstellt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein System von aufblasbaren Luftzellen ist aufgebaut und an Stellen, die für den Komfort des Benutzers stra tegisch wichtig sind, in einen Sitz eingebaut. Die Luftzellen sind durch einen Verteiler an eine Pumpe angeschlossen, welcher jede Zelle wie gewünscht gleichzeitig oder aufeinanderfolgend mit der Pumpe verbindet. Der Verteiler steuert den Fluidfluß in das Luftzellenverteilungssystem durch ein System von Ventilen und fühlt den Druck in jeder Zelle durch einen oder mehrere Druckwandler ab. Der nichtflüchtige Speicher eines Mikrocomputers ist mit Daten programmiert, die einen gewünschten Komfortpegel für jede der Luftzellen darstellen. Durch aufeinanderfolgendes Aktivieren individueller Verteilerventile kann für jede Zelle ein Drucksignal vom Druckwandler erzeugt werden. Die Drucksignale werden durch den Mikrocomputer empfangen und mit den vorherbestimmten Komfortdaten verglichen, um ein Steuersignal zu erzeugen, das die Pumpe betätigt oder das Auslaßventil öffnet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Proportionalsteuerung verwendet, um den Druck in jeder beliebigen Luftzone zu regulieren. Die Zellen können individuell auf den gewünschten Druckpegel aufgeblasen oder abgelassen werden. Durch Verändern der Anzahl und der Stellen der Zellen wird das System für eine breite Vielfalt von Verwendungen für die lokalisierten Drücke, die auf den Körper ausgeübt werden, empfänglich.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist, eine pneumatisch gesteuerte Sitzoberfläche für ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine Anordnung von Luftzellen aufweist, von denen jede an eine Druckfluid(Druckluft)quelle angeschlossen ist, und die in einer solchen Weise angeordnet ist, daß sie sowohl als ein Regelmechanismus für die Lendenbereichsstütze einer Sitzkontur als auch als eine regelbare taktile Stützkontur tätig ist. Ein Fluidverteilungssystem ist mit der Anordnung der Luftzellen verbunden, um ein einfaches Verfahren zum Regeln des Lendenbereichs eines Sitzes ohne komplexe Mechanik und unter Gestattung mehrerer Regelbewegungen zur Zufriedenheit des Benutzers zu regeln.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist, einen pneumatisch gesteuerten Sitz für ein Fahrzeug bereitzustellen, der ein Aufblassystem für mehrere Luftzellen umfaßt, das den Druck in jeder der Zellen wie gewünscht gleichzeitig oder aufeinanderfolgend gemäß abgefühlten Parametern, welche mit einem vorherbestimmten Komfortgrad verglichen werden können, regeln kann und die Zellen betrieblich bis individuell auf einen gewünschten oder berechneten Druckpegel aufblasen oder ablassen kann. Dies wird auf eine Weise erreicht, die das Gewicht, die Kosten und die Kompliziertheit auf ein Mindestmaß verringert, während sie die Flexibilität, die Verläßlichkeit und vor allem den Sitzkomfort auf ein Maximum erhöht.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, das System der vorhergehenden Aufgabe bereitzustellen, wobei eine Mikrocomputersteuerung zum Aufblasen oder Ablassen des Drucks in einer oder mehreren der Zellen durch den Benutzer, um die Lendenbereichsfestigkeit zu regeln, und danach Abfühlen des Drucks durch einen Druckwandler und Speichern der geregelten Druckbedingung im Mikrocomputer zur Bereitstellung eines neuen Druckziels, das die Komfortdaten durch Verändern eines Zieldrucks für eine oder mehrere der Zellen aktualisiert, bereitgestellt ist.
Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, ein Steuersystem für derartige pneumatisch gesteuerte Sitze bereitzustellen, das einen einzelnen Drucksensor und einen Mikrocomputer aufweist, welcher programmiert ist, um eine Luftzelle automatisch abzulassen oder zu befüllen, um Druckveränderungen, die durch Bewegungen des Belegers erzeugt werden, zu korrigieren oder kleine Undichtigkeiten auszugleichen, um einen gewünschten Zieldruck im Inneren einer oder mehrerer der Luftzellen aufrechtzuerhalten, selbst wenn sich Umweltfaktoren (z.B. die Temperatur) verändern.
Noch ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, einen einzelnen Drucksensor und Mikrocomputer für derartige pneumatisch gesteuerte Sitze bereitzustellen, der eine Signatur der Belegerbewegung, welche durch Wackelbewegungen eines Belegers erzeugt wird, erkennt, und das System als Reaktion auf eine derartige Signatur zu regeln, um das System rückzuführen, um sicherzustellen, daß darin die ursprünglichen Zieldrücke vorhanden sind.
Noch ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, einen wie oben bekanntgemachten Sensor und Mikrocomputer bereitzustellen, der als Reaktion auf mehrere Eingangssignale einschließlich eines oder mehrerer aus einer Belegerfeststellungsbedingung; einer Temperaturbedingung; einem Systemhochfahren; einen Ein-Aus-Schalter und einem Systemübersteuerungsschalter tätig ist.
Noch ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, in den obenerwähnten Systemen einen Mikrocomputer bereitzustellen, wobei die Steuerung programmiert ist, um mehrere Ventile und eine Pumpe zu betätigen, um ein anfängliches Aufblasen der Systemzellen mit anfänglich allen Ventilen offen auf einen Gesamtdruckpegel durchzuführen, woraufhin fortwährende Druckablesungen und ein aufeinanderfolgendes Schließen jeder Druckzone, die durch eine oder mehrere Zellen gebildet ist, folgen, während der Druck darin durch Betrieb des Mikrocomputers mit einem gewünschten Zieldruck verglichen wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Mikrocomputersteuerung der vorhergehenden Aufgabe bereitzustellen, wobei die aufeinanderfolgende Steuerung jeder Zelle entweder durch Aufblasen durch eine Druckpumpe oder durch Ablassen durch ein Auslaßventil erfolgt.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, durch Erstellen eines Bereichs eines Drucks ε (oder eines Fehlerbereichs) für den Zieldruck und durch Durchführen nur einer ausgewählten Zahl von Versuchsregelungen vor dem Beenden einer Korrekturabfolge zum Erstellen einer gewünschten Zieldruckbedingung im Inneren einer Luftzelle für ein derartiges Druckaufblasen oder Auslaßablassen zu sorgen.
Noch ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, in den obenerwähnten Systemen einen Mikrocomputer bereitzustellen, der das System so regelt, daß es alle Zellen zur Atmosphäre öffnet, wenn ein Sitz nicht belegt ist.
Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, in den obenerwähnten Systemen einen Mikrocomputer bereitzustellen, wobei der Mikrocomputer programmiert ist, eine Impulsbreitenmodulation des Antriebsmotors für eine Druckbeaufschlagungspumpe zu erzeugen, und wobei der Arbeitszyklus der Antriebsmotorbestromung gemäß der Anzahl offenener Steuerventile reguliert wird, wodurch der Aufblasdruck und -fluß gesteuert wird.
Noch ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, in den obenerwähnten Systemen einen Mikrocomputer bereitzustellen, wobei eine anfängliche Belegerbewertung vorgenommen wird und in den Mikrocomputer eingegeben wird und benutzt wird, um die Zieldrücke in einer Nachschlagetabelle zur Verwendung im Komfortsteuerbetrieb des Systems zu erstellen
Noch ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, in den obenerwähnten Systemen einen Mikrocomputer bereitzustellen, wobei eine anfängliche Belegerbewertung vorgenommen wird und in den Mikrocomputer eingegeben wird und benutzt wird, um die Position von motorgetriebenen Fahrzeugspiegeln; motorgetriebenen Bedienungspedalen; motorgetriebenen Sitzrahmen und motorge triebenen Lenkrädern zu erstellen.
Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, für ein Programm für den intelligenten Betrieb der obenerwähnten Systeme zu sorgen, das ein automatisches Abfühlen der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Sitzbelegers bereitstellt, um eine Bedienerwechselwirkung zum Beginnen der adaptiven Regulierung der Druckbeaufschlagung der Luftzellen im Inneren eines Sitzsystems oder zum Beginnen einer adaptiven Regulierung zugehöriger Systeme wie etwa der Fahrzeugsitztemperatursteuerung zu vermeiden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, für das automatische Abfühlen und die Steuerung der vorhergehenden Aufgabe zu sorgen, wobei das Programm die adaptive Steuerung des Sitzsystems steuert, um nicht notwendige adaptive Sitzbetriebe zu verhindern und ein übermäßiges Aufblasen zu verhindern, das andernfalls auftreten könnte, wenn ein Beleger den Sitz verläßt, ohne die adaptive Sitzsteuerung auszuschalten.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, für eine derartige automatische adaptive Steuerung der obenerwähnten Systeme zu sorgen, wobei die Sitzbelegungsfeststellung während aller Gesichtspunkte des adaptiven Sitzbetriebs mit Ausnahme des Intervalls des ausgeschalteten Systems (d.h., des Ablassens) des adaptiven Steuervorgangs der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Noch ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, ein System bereitzustellen, das druckgesteuerte Zellen an einer Sitzwanne aufweist, welche eine vordere und eine hintere Regelung aufweist, und die Sitzwannenposition gemäß den Drücken, die während der anfänglichen Belegerbewertung in den Zellen erzeugt werden, steuert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm der Luftzellenanordnung dieser Erfindung;
2 ist ein schematisches Diagramm des Fluidverteilungssystems dieser Erfindung;
3 ist ein schematisches Diagramm des Verteilers dieser Erfindung;
4 ist ein Plan, der den Informationsfluß zwischen den Komponenten des Systems dieser Erfindung darstellt; und
5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schritte des Verfahrens dieser Erfindung veranschaulicht.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Autositzes, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung zum Regeln der Position der Luftzellen darin zeigt;
6A ist eine Ansicht wie 6, die eine Schenkelstützluftzelle in einer erweiterten Stellung zeigt;
6B ist eine vergrößerte bruchstückhafte Schnittansicht entlang der Linie 6B-6B von 6 in Richtung der Pfeile gesehen;
6C ist eine vergrößerte bruchstückhafte Schnittansicht entlang der Linie 6C-6C von 6 in Richtung der Pfeile gesehen;
7 ist eine Ansicht eines Druckversorgungssystems für die Ausführungsform von 6;
8 ist eine Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Druckversorgungssystems für die Ausführungsform von 6; und
9 ist ein Ablaufdiagramm zum Steuern des Fluidverteilungssystems der vorliegenden Erfindung;
10 ist ein Systemdiagramm eines Belegungsfeststellungsprogramms, das beim Steuern der Fluidverteilungssysteme der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
11 ist ein Diagramm des Zustands "System aus", das im Systemdiagramm von 10 verwendet wird;
12 ist ein Diagramm der Belegungsfeststellung, das im Systemdiagramm von 10 verwendet wird;
13 bis 16 sind Diagramme des Zustands "System ein", die im System von 10 verwendet werden;
17 ist ein Diagramm der Freizustandsfeststellung, das im System von 10 verwendet wird; und
18 ist ein Diagramm der Ablesung des Sitzbeindrucks, das im System von 10 verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Der Sitz
Eine Serie von Luftzellen oder Blasen 1 ist wie in 1 gezeigt an strategisch wichtigen Stellen um die Kontur eines Autositzes 2 angeordnet. Die Luftzellenanordnung ist so gewählt, daß sie mit Schlüsseldruckpunkten am Körper übereinstimmt, um die Fähigkeit, auf die Komfortbedürfnisse des Benutzers anzusprechen, zu steigern. Insbesondere ist ein Paar von Zellen 3 im Brustkorbbereich angeordnet, während drei Zellen 4 im Lendenbereich kombiniert sind. Um die Regelbarkeit des Sitzes weiter zu erleichtern, sind Paare von Zellen 5, 6, 7 und 8 jeweils an beiden Seiten der Lehne und des Sitzes wie auch an der Vorderseite und der Rückseite der Schenkel angeordnet. Jede dieser Zellen steht in einem direkten Kontakt mit dem Körper, um dem Steuersystem Informationen bereitzustellen, die in einer Beziehung mit dem Komfort des Benutzers stehen können. Die Zellen sind wie in 2 gezeigt durch einen Verteiler 10 an eine Druckfluidquelle 9 angeschlossen. Der Verteiler 10 und die Pumpe 9 werden durch einen Mikrocomputer 21 als Reaktion auf im Mikrocomputer gespeicherte Informationen, die mit durch einen Sensor 12 bereitgestellten Daten verglichen werden, gesteuert.
Jede individuelle Zelle ist aus einem geeigneten biegsamen Material wie Gummi, polyurethanüberzogenem Stoff oder jedem beliebigen anderen Material, das mit einem fluiddichten Anschluß an den Verteiler versehen ist, um einen Pfad zum Leiten von Fluid in die Zelle und aus der Zelle bereitzustellen, aufgebaut. Die Zellen können individuell oder gemeinsam mit anderen Zellen an den Verteiler angeschlossen sein. Obwohl im Lendenbereich drei Zellen 4 gezeigt sind und am Sitz mehrere Zellen gezeigt sind, faßt die Erfindung statt dessen auch die Verwendung einer druckbeaufschlagbaren Matte ins Auge.
Der Verteiler
Der Verteiler 10 besteht aus einem Gehäuse 13, das eine Kammer 14 umgibt, die mit mehreren Auslaßöffnungen 15 aufgebaut ist, um die Kammer 14 an die Einlaß/Auslaßschläuche jeder individuellen Zelle oder regionaler Gruppen von Zellen anzuschließen. Jede Auslaßöffnung 15 ist mit einem Auslaßventil 16 zum Steuern des Fluidflusses zu und von den Luftzellen versehen. In dieser Ausführungsform ist der Sensor ein druckabfühlender Druckwandler 17, der betrieblich im Verteiler angeschlossen ist, um den Druck in der Verteilerkammer 14 abzufühlen und ein Signal zu erzeugen, das diesen anzeigt. Die Kammer 14 ist auch mit einer einzelnen Einlaßöffnung 18 aufgebaut, welche an einen Zufuhrschlauch 19 angeschlossen ist, um Druckfluid, in diesem Fall Luft, von der Pumpe 9 zu erhalten. Ein Versorgungsventil 20 ist im Zufuhrschlauch 19 bereitgestellt, um den Fluß des Druckfluids zum Verteiler zu steuern. Der Verteiler kann aus einem Kunststoffmaterial mit hoher Stärke oder einem anderen geeigneten Material geformt sein. Die Kunststoffmaterialanordnung kann viele ihrer Bestandteile einstückig eingeformt aufweisen. Vorzugsweise ist die Anordnung so kompakt und leichtgewichtig wie möglich. Die Erfindung kann jedoch mit anderen als leichtgewichtigen Bestandteilen und anderen als einstückigen Bestandteilen gestaltet sein. Ein gemeinsames Entlüftungs- oder Auslaßventil 22 ist bereitgestellt, um selektiv Druck aus der Verteilerkammer 14 durch eine Entlüftungsöffnung 30 abzugeben. Der Druck in der Kammer 14 kann daher entweder durch das Betätigen der Pumpe 9 oder durch das Entlüftungsventil 22 geregelt werden.
Die Ventile 16 können durch ein elektrisches Signal betätigt werden und sind für einen Betrieb mit niedriger Leistung und niedrigem Fluidwiderstand gestaltet. Genauer ist das Ventil 16 eine Anpassung hochleistungsfähiger Ventile, die in medizinischen Anwendungen verwendet werden, und es umfaßt ein zweistufiges piezoelektrisch betätigtes Ventil, in dem ein Hilfssteuerungsventil wirkt, um das Hauptventil seinem betreibbaren Druck auszusetzen. Die Körper und Ventilsitze dieser Gestaltung sind leicht formbar und können mit dem Verteiler einstückig oder im Inneren eines Ventilmoduls sein. Individuelle Ventilkörper können für einen Stapelaufbau gestaltet sein, um den Verteiler dieser Erfindung zu bilden. Zusätzlich zu einem piezoelektrisch betätigten Ventil 16 werden durch die vorliegende Erfindung andere mit niedriger Leistung betätigbare Ventile einschließlich, aber ohne Beschränkung auf elektrisch gepulste Zungenventile; Ventile, die einen aus einer Nickel-Titan-Legierung wie etwa Nitinol gestalteten Aktuator aufweisen, Magnetinduktions-Ventile oder Fluidsteuerungsventile ins Auge gefaßt, sofern ein niedriger Energieverbrauch das Ventil in Ein- und Aus-Stellungen betätigen wird, in denen der Fluß von einem Einlaß zum Auslaß die Flußanforderungen der druckgeregelten Luftzellen in einem gegebenen elektropneumatischen System zum Steuern einer Sitzoberfläche wie etwa eines Sitzes, eines Sessels oder eines Betts erfüllen wird, um an einer Benutzerschnittstelle Konturierung, Bewegung, Stütze und/oder Komfort bereitzustellen. Die Wichtigkeit der Verwendung einer derartigen Ventilanordnung bei der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß druckgeregelte Systeme in der Vergangenheit solenoidbetätigte Ventile benutzt haben, um eine Luftzelle in Bezug auf eine Druckquelle zum Aufblasen der Luftzelle oder einen Ablaßweg zum Ablassen der Luftzelle zu öffnen und zu schließen. Bei derartigen Anwendungen stellt der Leistungsverbrauch ein Problem dar, da die Hauptleistungsverbraucher im System den Leistungsfluß zum Betrieb einer motorgetriebenen Pumpe und den Leistungsfluß zum Betreiben der an die mechanischen Ventilbestandteile angeschlossenen Solenoide kombinieren. In einem Arbeitsbeispiel werden neun (9) Ventile benötigt, um den Fluß zu den in der Ausführungsform von 6 gezeigten acht Luftzonen und zu einem Auslaß zu steuern. Je nach der Art der Pumpe kann der Leistungsverbrauch während des Normalbetriebs so gering wie 6 Watt oder so hoch wie 72 Watt sein. Im Fall von solenoidgesteuerten Ventilen kommt zu diesem Leistungsverbrauch eine zusätzliche Leistungsentnahme in der Größenordnung von 1 Watt für jedes Solenoid hinzu. Während einer Ablaßfunktion, wenn alle Ventile offen sind, würde die Leistungsentnahme für die Ventile etwa 10 Watt betragen. Der gesamte Leistungsverbrauch des Systems könnte daher je nach der Art der Pumpe, die zum Aufblasen der Zellen verwendet wird, zwischen 16 Watt und 82 Watt schwanken. Somit faßt die Erfindung eine Leistungsverbrauchsvarianz einer Größenordnung ins Auge. Somit weist die Erfindung nach einem Gesichtspunkt eine Leistungsverbrauchsvarianz von einer Größenordnung auf.
Bei Fahrzeuganwendungen kann ein derartiger Leistungsverbrauch bestehende Kabelsatzgestaltungen überladen und daher elektrische Systeme mit größerer Kapazität benötigen, und er kann ein übermäßiges elektrisches Rauschen erzeugen und daher zusätzliche Bestandteile zu dessen Verringerung benötigen. Elektrische Systeme mit größerer Kapazität und Rauschverringerungsbestandteile fügen dem Fahrzeug zusätzliche Kosten und Gewicht hinzu.
Die Niedrigleistungsventile in der vorliegenden Erfindung entnehmen für jedes Betriebsventil, wenn dieses bestromt ist, Leistung in Mikrowattgröße und entnehmen in einer typischen aktiven Oberfläche während der höchsten Leistungsentnahme für alle Ventile in einem Auslaßbetriebsmodus einen Gesamtwert von weniger als 1 Milliwatt. Eine derartige Leistungsentnahme oder weniger tritt während der Ventilsteuerzustände auf, die durch die verschiedenen programmierbaren Modi des Mikrocomputers erstellt werden und anschließend ausführlicher beschrieben werden. Die Niedrigenergieverbrauchsventile in der vorliegenden Erfindung gestatten den anfänglichen Aufblasvorgang, wobei die Pumpe und alle Ventile (außer dem Auslaßventil) bestromt werden, um bei sehr geringen Leistungsanforderungspegeln einen Druckfluß zu den verschiedenen Luftzellen des Systems zu gestatten.
Die Wichtigkeit dieses Gesichtspunkts des Systems zur Steuerung der aktiven Oberfläche der vorliegenden Erfindung wird am besten bei batteriegespeisten Anwendungen verstanden, bei denen der Leistungsverbrauch eine strenge Gestaltungsbeschränkung darstellt. Die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Größenordnungsabnahme beim Ventilleistungsverbrauch wird zu einem bedeutenden und vordem nicht erkannten Vorteil, da eine kleinere Leistungsquelle für geringere Kosten und verringertes Gewicht verwendet werden kann; weniger Abänderungen an Kabelsatzgestaltungen in Fahrzeugbetrie ben benötigt werden, und in Systemen, in denen ein Wärmeaufbau nachteilig sein kann, wie zum Beispiel im Spaceshuttle und anderen Fahrzeugbetrieben, wo das System in einer gesteuerten Umgebung verwendet wird, weniger Wärme erzeugt wird.
Der Umstand, daß die Ventile ferner eine hohe Fließgeschwindigkeitsfähigkeit aufweisen, ist bei Anwendungen, bei denen das Luftzellenvolumen verhältnismäßig groß ist, z.B. in Krankenhausbettanwendungen, oder bei denen der Betrieb des Systems grob sein muß, z.B. Druckregelungen in der Zelle rasch vorgenommen werden, wichtig. Bei derartigen Anwendungen ist die große Fließgeschwindigkeit besonders vorteilhaft. Doch bei allen Anwendungen wird sich die Fließgeschwindigkeit direkt auf die Systemenergieableitung auswirken. Die Aktivierungszeit (die Zeit, die das System benötigt, um ein gewünschtes programmiertes Ziel zu erreichen) wird von der Fließgeschwindigkeit der Ventile, der Pumpenfließgeschwindigkeitskapazität und dem Volumen der Zielluftzelle(n) abhängen. Wenn die Fließgeschwindigkeit eines individuellen Ventils gering ist, wird mehr Zeit benötigt werden, um das Ziel zu erreichen, und wird eine Pumpe für einen längeren Zeitraum betrieben werden müssen, während dessen ihr Leistungsverbrauch über eine längere Zeit hinweg eine größere Energieableitung erzeugen wird. Ein anderer Nachteil derartiger Ventile mit niedrigerer Fließgeschwindigkeit des Stands der Technik ist, daß sie pneumatisch verlustbehaftet sind, da der Druckabfall über die Ventile hinweg höher sein wird und der verwendbare Druck am Auslaß des Ventils niedrig sein wird.
Der Verteiler 10 ist in 3 als ein Stapel von einstückig geformten Ventilkörpern 21 gezeigt, die eine gemeinsame innere Kammer 14 einschließen, welche durch Ausgangsventile 16 mit mehreren Ausgangsöffnungen 15 in Verbindung steht. Obwohl nur zwei Öffnungen 15 gezeigt sind, sollte klar sein, daß diese Anzahl nur durch die Größe des Raums beschränkt ist, der jeder besonderen Anwendung zugeteilt ist.
Die Steuerung
Die aktiven Teile des Systems dieser Erfindung, nämlich die Auslaßventile 16, die Druckwandler 17, die Pumpe 9 wie auch das Entlüftungsventil 22 und das Versorgungsventil 20, sind elektrisch mit einer Mikrocomputereinheit 21 verbunden, die den Betrieb des Systems steuert. Die Mikroprozessoreinheit 21 kann ein im Handel erhältlicher Mikrocomputer wie die durch Motorola hergestellte Variante 68HC05 sein. Wie Fachleuten wohlbekannt ist, beinhaltet ein wie hierin verwendeter Mikrocomputer alle Untersysteme und peripheren Bestandteile.
Die Mikroprozessoreinheit 21 verfügt über Zugriff auf einen nichtflüchtigen Speicher, der programmiert wurde, um einen vorherbestimmten Komfortstandard wie etwa den in der US-Patentschrift Nr. 5,283,735 beschriebenen Algorithmus bereitzustellen. Diese Daten können zur Verwendung mit individuellen Luftzellen oder Bereichen von Luftzellen zusammengestellt und codiert werden. Die durch den Druckwandler 17 abgefühlten Daten werden mit dem Komfortstandard verglichen und es wird ein Betätigungssignal erzeugt, welches das System betätigt, damit jedwedes Differential zwischen dem programmierten Komfortgrad und den sensorerzeugten Daten ausgeglichen wird.
Um jede Zelle oder Gruppe von Zellen unabhängig zu betätigen, um ein weitreichend regelbares System bereitzustellen, muß die Mikroprozessoreinheit 21 auch programmiert sein, die Ausgangsventile 16 zu betätigen, um eine ausgewählte Luftzelle oder Gruppe von Luftzellen in Verbindung mit dem Verteiler zu isolieren. Die Betätigung wird in Form einer geschlossenen Schleife gesteuert, um zu gestatten, daß sich der Druck in der Kammer 14 mit dem Druck in der Luftzelle oder den Zel len, mit denen sie in Verbindung steht, ausgleicht. Auf einer momentanen Basis besteht ein geschlossenes System unter der (den) angeschlossenen Luftzelle(n), dem Zufuhrschlauch, der Kammer 14 und der Fluidversorgung, wodurch gestattet wird, daß der Sensor Daten vom geschlossenen System bereitstellt, und eine Regelung des Drucks in der (den) isolierten Luftzelle(n) durch die Mikroprozessoreinheit 21 auf den gewünschten Komfort oder Druckpegel bereitgestellt wird.
Der Betrieb
Man wird verstehen, daß der Betrieb der Erfindung entweder Anwendung auf die in 2 gezeigte Ausführungsform oder Anwendung auf die in 6 und in 7 gezeigten Ausführungsformen findet, wobei sich versteht, daß der Betrieb der hierin beschriebenen Zieldrucksteuervarianten genauso gut für Systeme gilt, bei denen die Luftzellen unabhängig angeordnet werden können oder in einer vorherbestimmten Position an einer Stützoberfläche eines Fahrzeugsitzes und dergleichen verbleiben.
Beim Betrieb wird die Mikroprozessoreinheit 21 ein Ventil 16 öffnen, das eine ausgewählte Luftzelle oder Luftzellengruppe wie etwa die Lendenbereichszellen 4 mit der Verteilerkammer 14 verbindet, und gestatten, daß sich der Druck im ausgewählten System bereinigt. Die Zeit, in der dem Druck ein Ausgleich gestattet wird, ist die "Druckbereinigungszeit". Nach der Bereinigungszeit wird der Druck abgefühlt und ein Signal zum Vergleich mit den vorprogrammierten Komfortdaten zur Mikroprozessoreinheit 21 gesendet. Die Mikroprozessoreinheit 21 erzeugt dann ein Signal, das in einer Beziehung zum Unterschied zwischen dem abgefühlten Komfortgrad und dem programmierten Komfortgrad steht und leitet einen Fluidfluß zum oder vom ausgewählten Zellsystem ein, um den Unterschied auf "Null" zu verringern. Diese Betriebsabfolge wird dann "n" mal wiederholt, bis jedes der Luftzellensysteme abgefühlt und geregelt ist.
Alternative Ausführungsformen
Die Vorrichtung und das Verfahren dieser Erfindung können vereinfacht werden, indem ein voreingestellter Druck als der programmierte Komfortgrad verwendet wird und dem System gestattet wird, jedes Luftzellensystem abzufragen und den Druck in jeder Luftzelle auf den voreingestellten Druck zu regeln. Zusätzlich könnte dem Bediener gestattet werden, den Druckpegel nach seinem oder ihrem eigenen empfundenen Komfort zu regeln. Außerdem können die momentanen Daten anstelle durch den Druckwandler 17 wie in der US-Patentschrift Nr. 5,283,735 beschrieben durch eine Anordnung von Kraftsensoren abgefühlt werden. Im letzteren Fall würde die Abfolge die gleiche bleiben, aber mit einem Abfragen der Sensoranordnung koordiniert werden. Es wird beobachtet, daß das System dieser Erfindung durch Verändern der komparativen Komfortdaten und der Anzahl und der Stellen der Luftzellen eine breite Vielfalt von Komfortarten und eine beinahe unendliche Flexibilität der Regelung in einem Paket gestattet, das einfach, leichtgewichtig, von den Kosten her gering und leistungsfähig ist.
Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist ein zur Verwendung in einer Kraftfahrzeuganwendung geeigneter Fahrzeugsitz 58 veranschaulicht, der zehn (10) Luftzellen und acht (8) Luftzonen beinhaltet. In dieser Ausführungsform beinhaltet eine erste Luftzone 60 eine bewegliche Sitzwanne 62 mit Schenkelluftzellen 64, 66. Die Sitzwanne 62 ist auf einem geeigneten Schienensystem 65, das seitlich beabstandete Seitenschienen 65a, 65b oder eine einzelne mittlere Schiene 65c mit Seitenführungsflächen an jeder Seite der Sitzwanne 62 beinhalten kann, ausziehbar und einziehbar. Die Sitzwanne 62 wird durch geeignete Aktuatoren wie etwa einen motorgetriebenen Kugelgewindeaktuator 68, der durch einen pneumatischen Zylinder oder einen anderen elektrischen, mechanischen oder pneumatischen Aktuator, welcher mit einem Sitzwannenstützelement 66a in Verbindung treten wird, um es in Bezug auf die Seitenschiene oder die Stützsysteme in der Längsrichtung zu positionieren, ersetzt werden kann, auf dem Schienensystem angetrieben.
Eine zweite Luftzone 70 ist durch eine Sitzbeinluftzelle 72 an einem festen Sitzabschnitt 74 definiert. Die Sitzbeinluftzelle 72 weist eine im Allgemeinen schmetterlingsförmige Gestaltung mit einem Mittelbereich 74a und vier Flügelbereichen 76, 77, 78, 79 auf. Die Luftzone 70 wird so gesteuert, daß der auf das Gesäß eines Benutzers wirkende Druck in einem Bereich liegen wird, der den Kapillarblutfluß nicht übermäßig beschränkt.
Eine dritte Luftzone 80 ist durch eine rechte Wannenpolsterungsluftzelle 82 definiert, die seitlich auswärts und über der Luftzone 70 gelegen ist. Eine vierte Luftzone 84 ist das linke Gegenstück der Luftzelle 82 und ist durch eine linke Wannenpolsterungsluftzelle 85 definiert, die der Luftzelle 82 gegenüber seitlich auswärts und über der Luftzone 70 liegt, so daß dem Beleger eine wie gewünschte gute seitliche Druckstütze bereitgestellt wird.
Eine fünfte und eine sechste Luftzone 86, 87 sind durch ein Paar von Sitzlehnenpolsterungsluftzellen 88, 89 definiert, die in seitlichen Armbereichen des Fahrzeugsitzes 58 liegen.
Eine siebente Luftzone 90 ist durch eine obere Lendenbereichsluftzelle 92 definiert; eine achte Luftzone 94 ist durch eine mittlere Lendenbereichsluftzone 96 definiert, und eine neunte Luftzone 98 ist durch eine untere Lendenbereichsluftzone 99 definiert. Die Gestaltung und die Anordnung der Luftzonen und Luftzellen oder Zellen innerhalb der Luftzonen wird durch die be sondere Anwendung bestimmt, auf die sich die Belegerstütze bezieht. Bei der veranschaulichten Anordnung stellen beide Paare der Polsterungen eine Stütze bereit und können sie abhängig von der Gestaltung des Sitzes oder Sessels innerhalb der Grenzen des Sitzes eine Haltetätigkeit in Bezug auf den Beleger erzeugen. Die Sitzbeinzelle 72 ist gestaltet, um Druck in einer solchen Weise zu verteilen, daß Druckpunkte, die den Kapillarblutfluß übermäßig einschränken können, verringert werden. Die Lendenbereichszellen 92, 96, 99 stellen eine Stütze an den Wirbelsäulenbereichen des Belegers bereit und können abhängig vom Aufblasgrad in jeder der Lendenbereichszellen gestaltet werden, um sicherzustellen, daß die Lendenbereichsvorwärtskrümmung der Wirbelsäule bewahrt wird.
In 7 ist ein Fluidverteilungssystem gezeigt, um die Zonen, die im in 6 veranschaulichten Sitz 58 beschrieben sind, zu steuern. Bei der veranschaulichten Anordnung ist ein Fluidsteuersystem 100 bereitgestellt, das einen Mikrocomputer 102 aufweist, der betrieblich an einen Pumpenantrieb 104 zum Antreiben einer Pumpe 106 angeschlossen ist, deren Auslaß durch ein Rückschlagventil 108 an einen Verteiler 110 angeschlossen ist, welcher aus mehreren gestapelten Ventilen mit niedrigem Energieverbrauch und niedrigem Flußwiderstand, z.B. Hochvolumensflußventilen, 110a bis 110h, besteht, von denen jedes einen an den Verteiler 110 angeschlossenen Einlaß und einen an eine der Luftzonen im Fluidverteilungssystem angeschlossenen Auslaß aufweist. Der Verteiler 110 ist auch an ein einzelnes Auslaßventil 112 angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform ist eine Ventilantriebssteuerung 114 an einen Ausgang des Mikrocomputers 102 angeschlossen, um selektiv eines oder mehrere der Ventile 110a bis 110h so zu regeln, daß es nach einer zu besprechenden programmierten Steuerabfolge an den Verteiler angeschlossen wird. Zusätzlich wird die Druckbedingung in jeder der Luftzonen unabhängig durch einen MUX oder analogen Multiplexer 116 verarbeitet, der selektiv ein Drucksignal von einem gesonderten Drucksensor 116a bis 116h, welcher zwischen jedem der Ventile 110a bis 110h und einer entsprechenden der im Sitz 58 von 6 gezeigten Lufzonen gelegen ist, richtet. Da die Drucksignale durch den MUX 116 verarbeitet werden, wird zum Abfühlen des Drucks nur ein einzelner Analog-Digital-Anschluß 116a am Mikrocomputer 102 benötigt.
Zusätzlich beinhaltet das Fluidverteilungssystem in 7 einen unabhängig betätigbaren Benutzerschalter 118, um automatische programmierte Steuerabfolgen zu übersteuern. Die automatischen programmierten Steuerabfolgen werden nicht nur durch die Drucksignale, die durch den MUX 116 in den Mikrocomputer 102 eingegeben werden, abgeändert, sondern werden auch als Reaktion auf zusätzliche Signale von einem Temperatursensor 120, einem Belegersensor 122 und anderen Sensoren, die besprochen werden, gesteuert.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in 8 als ein Fluidverteilungssystem 124 gezeigt, das durch ein Steuersystem 126 gesteuert wird, welches einen Mikrocomputer 128 aufweist, der dem im Vorhergehenden besprochenen ähnlich ist. Bei dieser Ausführungsform sind Luftzonen bereitgestellt, die den im Sitz 58, der in 6 gezeigt ist, ähnlich sind, und sie sind durch Ventile mit niedrigem Energieverbrauch und niedrigem Flußwiderstand, z.B. Hochvolumensflußventile, 130a bis 130h wie jene, die bei den vorhergehenden Ausführungsformen besprochen wurden, an einen Verteiler 130 angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform ist der Verteiler 130 an eine geeignete Druckfluidquelle angeschlossen, die aus einem Pumpenantrieb 132 wie etwa einem (nicht gezeigten) Leistungstransistor besteht, der durch den Mikrocomputer 128 gesteuert wird. Der Antrieb 132 empfängt ein Betriebssignal vom Mikrocomputer 128, um einem Elektromotor 133 zu ermöglichen, durch eine impulsbreitenmodulierte Leistungsversorgung vom Antrieb 132 bestromt zu werden, welche aus zu besprechenden Gründen die Fließgeschwindigkeit von einer Fluidpumpe 134 steuern wird. Das Steuersystem 126 beinhaltet ferner einen Ventilantrieb 136, der die Hochvolumensflußventile 130a bis 130h zum Druck des Verteilers 130 hin öffnet und schließt, wenn die Pumpe 134 in Betrieb steht, oder, alternativ, die jeweiligen Ventile 130a bis 130h und die Luftzellen innerhalb der jeweiligen Luftzonen verbinden wird, um einen Auslaß durch ein einzelnes Auslaßventil 138 vorzunehmen, wenn die Pumpe 134 ausgeschaltet ist, so daß die individuellen Luftzellen innerhalb der jeweiligen Luftzonen, falls gewünscht, hinsichtlich des Drucks vermindert (abgelassen) oder vermehrt (aufgeblasen) werden können, um eine gewünschte vorprogrammierte oder durch den Benutzer übersteuerte Oberflächenbedingung zu erfüllen, die die Oberfläche aktiv steuern wird, um wie gewünscht eine gewünschte Konturierung, Bewegungsstütze oder einen Komfort bereitzustellen, um die Oberflächen der Luftzellen in jeder der jeweiligen Zonen selektiv zu steuern. Ein einzelner Druckwandler oder Sensor 139 ist stromaufwärts des Auslaßventils 138 an den Verteiler angeschlossen, um den Druck in den jeweiligen Luftzellen zu bestimmen, wenn das Auslaßventil 138 geschlossen ist und die Flußventile 130a bis 130h gemäß dem Programm des Mikrocomputers 128 offen sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Mikrocomputer 128 auch mit mehreren Abfühlzellen 140a bis 140i verbunden, von jenen jeweils eine in jede der Luftzellen des Sitzes 58 von 6 eingebettet ist. Die Abfühlzellen können variable Regelwiderstandssensoren, kapazitive Sensoren oder dergleichen sein, die ein passendes Ausgangssignal zur Verarbeitung durch den Mikrocomputer 128 erzeugen, wenn sie gebogen oder zusammengedrückt werden. Die Abfühlzellen sind wie in 6B gezeigt in die Oberfläche einer jeden der Zellen eingebettet, wobei eine bruchstückhafte Schnittansicht gezeigt ist, die einen Sitzbezugabschnitt 143 beinhaltet, der eine Luftzelle 145 bedeckt, und wobei eine kraftabfühlende Anordnung der durch Vistamed verkauften Art an die Luftzelle 145 geklebt ist oder alternativ in den Sitzbezugabschnitt 143 eingebettet ist oder alternativ an einem Punkt im Inneren der Luftzelle angeordnet ist, an dem sie Veränderungen in der Form der Luftzelle, die durch Benutzerbewegungen darüber hinweg erzeugt werden, feststellen wird, um den Druck im Inneren der Zelle gemäß einer zu beschreibenden programmierbaren Abfolge automatisch zu regeln. Die Abfühlzellen 140a bis 140i sind an einen Analogmultiplexer 142 zum Richten der Abfühlzellensignale zu einem einzelnen Anschluß 144 am Mikrocomputer 128 angeschlossen. Schalter, die jenen in 8 gleich sind, sind mit den gleichen Bezugzeichen bezeichnet.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung können die Druckwandler verwendet werden, um den Druck in ausgewählten Zellen im Hinblick auf Druckveränderungen im Zusammenhang mit Belegerbewegungen zu überwachen, und der Mikrocomputer kann derartige Ablesungen mit programmierten Komfortwerten vergleichen, um eine Veränderungsrate zu erstellen, und der Mikrocomputer kann programmiert werden, um Ausgangssignale zum Ausgleichen derartiger Belegerwackelbewegungen durch Steuern der Ventile zu erzeugen, um das System als Reaktion auf derartige Signaturen zu regeln, um das System rückzuführen, um sicherzustellen, daß darin die ursprünglichen Zieldrücke vorhanden sind.
Das in 9 gezeigte Ablaufdiagramm ist ein höheres Ablaufdiagramm einer geeigneten Programmabfolge zur Steuerung der vorher in 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsformen. In Schritt S1 bestimmt die Initialisierung, ob ein Fahrzeugzündungsschaltersensor 146 eingeschaltet ist; bei "nein" endet das Programm, und bei "ja" geht das Programm zu Schritt S2 über, wo verschiedene Schalterauswahlmodi bestimmt werden; bei "nein" wird das Programm wiederholt. Bei "ja" (in Schritt S2'), was bedeutet, daß einer von mehreren Schaltbe trieben begonnen wurde, geht das Programm zu einem der Schritte S3, S4 oder S5 über.
Die bei den Steuerschritten S3, S4 oder S5 angegebene Schalterauswahl beinhaltet, daß der Bediener einen Ein/Aus-Schalter 118, 118' oder einen Lendenbereichsablaß- oder -aufblasschalter 148, 148' wählt. Der Schritt S5 ist ein automatischer Schritt, der vorkommt, wenn ein Temperaturgrenzschaltersensor 120, 120' und ein Belegerschaltersensor 122, 122' richtig eingestellt sind und einer der Schalter 118, 118' (ein) ausgewählt ist.
Wenn der Ausschalter 118, 118' betätigt wird oder wenn ein Belegersitzschaltersensor 122, 122' feststellt, daß kein Beleger anwesend ist, oder wenn ein Temperatursensorschalter 122, 122' eine erhöhte Temperatur feststellt, die eine übermäßige Druckbeaufschlagung der verschiedenen Luftzellen verursachen kann, geht das Programm zu Schritt S3, "gesamtes Ablassen", über. In Schritt S3 gibt der Mikrocomputer ein Ablaßsignal an die Niedrigenergie-Hochfluß-Ventile zwischen den Luftzellen und dem Verteiler aus, das verursacht, daß sie sich öffnen; ein Ablaßsignal an das Auslaßventil aus, das verursacht, daß es sich öffnet; und ein Ablaßsignal an den Pumpenantrieb aus, das diesen und den Pumpenmotor ausschaltet. Dies verursacht ein gleichzeitiges Ablassen aller Luftzellen auf den atmosphärischen Druck. Somit erzeugt der Mikrocomputer unter allen oder einigen dieser Bedingungen einen "Ablaßauslöser"; im Fall des Belegersensors tritt der Ablaßauslöser zum Beispiel auf, wenn eine gewünschte Sensorsignatur die Anwesenheit eines Belegers oder eines Sitzmusters wie jenes, das durch Pakete und dergleichen erzeugt wird, anzeigt, und wenn sich das Signalmuster von einer annehmbaren Signatur unterscheidet, wird der Mikrocomputer ein Beleger "ablaßauslöser" ausgangssignal erzeugen; im Fall des Temperatursensorsignals wird der Mikrocomputer das tatsächliche Temperatursignal mit einem vorprogrammierten Temperaturwert vergleichen, und wenn ein derartiger Vergleich anzeigt, daß die Zelle oder die Zellen übermäßig druckbeaufschlagt werden können, tritt ein durch die Temperatur bewirkter Ablaßauslöser auf, so daß ein dritter "Ablaßauslöser" erzeugt wird. Derartige Ablaßauslöser vom Mikrocomputer verursachen, daß der Ventilantrieb alle individuellen Zufuhrventile so regelt, daß sie sich gleichzeitig öffnen, während zur gleichen Zeit das einzelne Auslaßventil vom Verteiler geöffnet wird. Somit wird das Programm ein gleichzeitiges Ablassen aller Luftzellen durch Öffnen der Ventile 16 in der Ausführungsform von 3; oder durch Öffnen der Ventile 110a bis 110d in der Ausführungsform von 8 oder durch Öffnen der Ventile 130a bis 130h in der Ausführungsform von 9 wie auch ihrer zugehörigen Auslaßventile erzeugen.
Im Anschluß an das Ablassen einer jeden der Luftzellen in den jeweiligen Sitzsystemen werden die Polsterungsluftzellen in ihrer Größe verringert, was ein leichteres Aussteigen aus dem Fahrzeug gestattet. Im Anschluß an "gesamtes Ablassen" in Schritt S3 wird die Steuerabfolge zum Schritt S2, "Schalter ausgewählt", zurückgeführt.
Das in 9 gezeigte Ablaufdiagramm beinhaltet auch einen Lendenbereichsregelbetriebsmodus in Schritt S4, wobei der Lendenbereichsschalter 148, 148' so gestellt wird, daß es zu einem Aufblasen oder zu einem Ablassen kommt. In diesem Betriebsmodus wird das Aufblasen oder das Ablassen im Gegensatz zu einer zunehmenden Weise in einer fortwährenden Weise durchgeführt. Wenn der Lendenbereichsschalter 148, 148' auf "Aufblasen" gestellt ist, liest der Mikrocomputer dieses Signal, öffnet das (die) passende(n) Ventil(e), und schaltet die Pumpe ein. Der Druck wird fortwährend abgelesen. Wenn entweder der Schalter gelöst wird oder der maximale voreingestellte Lendenbereichsdruck erreicht ist, schaltet der Mikrocomputer die Pumpe aus, wartet, daß sich der Druck bereinigt, liest den neuen Lendenbereichsdruck ab, und schließt die Ventile. Wenn der Lendenbereichsschalter auf "Ablassen" gestellt ist, liest der Mikrocomputer dieses Signal und öffnet das (die) passende(n) Ventil e) und die Auslaßventile. Das System verbleibt in diesem Zustand, bis der Schalter gelöst wird. Sobald der Schalter gelöst ist, schließt der Mikrocomputer das Auslaßventil, wartet, daß sich der Druck bereinigt, und liest den neuen Lendenbereichsdruck ab. In beiden Fällen wird der neue Lendenbereichsdruck in der Zieldrucknachschlagetabelle gespeichert und bleibt bestehen, bis die Lendenbereichsfunktion neuerlich aktiviert wird oder die Leistungsversorgung beseitigt wird.
Somit können die neuen gewünschten Lendenbereichsdrücke gemäß entweder einem benutzergewählten Ablassen oder Aufblasen des ursprünglichen Lendenbereichsdrucks für den Komfort erstellt werden oder durch Benutzerbewertungen oder andere Standards für den Komfort erstellt werden. In beiden Fällen sind die Vergleichsdrücke für den Lendenbereichskomfort nach den Wünschen eines Benutzers programmiert und sie bleiben bestehen, bis das Steuersystem ausgeschaltet wird, zu welchem Zeitpunkt die ursprünglich gewählten Grundliniendrücke für den Benutzerkomfort als ein Standard zum Ausführen einer zu besprechenden aufeinanderfolgenden Steuerung verwendet werden.
In Steuerschritt S5 wird eine automatische Drucksteuerabfolge erstellt, die zu Schritt S7 übergeht, wenn der vorhergehende Zustand "gesamtes Ablassen" ist; in Schritt S7 tritt ein anfänglicher Aufblasschritt auf, worin der Mikrocomputer Ventilsignale zum Öffnen aller Ventile mit Ausnahme des Auslaßventils sendet; die Pumpe betätigt wird, bis alle Luftzellen mit Druck beaufschlagt sind, während dessen der Druck gemeinsam abgefühlt wird, während Luft fließt, und die Ventile geschlossen werden, wenn ein Zieldruck plus einem Überzieldruck ε für jede Zone erreicht wird.
In Steuerschritt S8 stellt der Mikrocomputer eine aufeinanderfolgende Regelung bereit, die durch einen Intervallzeitgeber 150 begonnen wird. Die aufeinanderfolgende Regelung wird im Anschluß an einen anfänglichen Aufblasbetriebsbetriebsmodus oder bei jedem beliebigen Selbstdurchlauf, der nicht auf ein gesamtes Ablassen oder ein Systemhochfahren folgt, betrieben. Im Betriebsmodus der aufeinanderfolgenden Regelung werden die Drücke in jeder der Zellen (oder Zonen) abgelesen und Zone für Zone geregelt.
Bei der aufeinanderfolgenden Regelung ist der Mikrocomputer so programmiert, daß er eine Steuerabfolge beginnen wird, in der eine "Druckablesung" begonnen wird, indem zuerst bestimmt wird, ob das Auslaßventil offen ist oder ob die Pumpe in Betrieb steht. Diese Bedingungen werden festgestellt werden, und die Steuerung bei ihrem Vorhandensein eine Abfolge beginnen, um das Auslaßventil zu schließen und den Pumpenmotor auszuschalten.
Eine Druckablesung besteht aus dem Schließen des Auslaßventils oder Entlüftungsventils, falls es offen ist, oder dem Ausschalten der Pumpe, falls sie eingeschaltet ist, dem Öffnen des Ventils zur Zielzone, dem Warten, daß sich der Druck bereinigt, und dem Ablesen des Drucks im Allgemeinen. Die Druckableseabfolge findet Anwendung bei der in 8 gezeigten Einzelsensorausführungsform. Bei der in 7 gezeigten Mehrfachsensorausführungsform verändern die Ventile ihren Zustand für eine Druckablesung nicht, da das Abfühlen des Drucks am Ausgang oder an der Luftzellenseite der Ventile durchgeführt wird.
Die Einschaltzeit der Pumpe im Fall des Aufblasens oder die Öffnungszeit des Entlüftungsventils im Fall des Ablassens werden proportional zum Unterschied zwischen dem Ablesedruck und dem Zieldruck moduliert. Aufblas/Ablaßfaktoren werden verwendet, um Druckablesefeh ler auszugleichen, während Luft fließt. Unter Verwendung einer elektrischen Entsprechung wird der Druck als Spannung, der Fluß als Strom und die pneumatische Impedanz als elektrische Impedanz betrachtet. Der wirksame ohmsche Spannungsabfall zwischen dem (den) Druckwandler(n) und der Luftzelle wird empirisch bestimmt und ist der Ausgleichsfaktor, der während Aufblasvorgängen verwendet wird. Im Fall des Ablassens ist der Ausgleichsfaktor der wirksame ohmsche Spannungsabfall zwischen dem (den) Druckwandler(n) und der Atmosphäre. Unter Fortführung der elektrischen Entsprechung entspricht der Isolierwiderstand der Flußzeitenimpedanz, die Druck ist. Wenn sich der Ablesedruck dem Zieldruck nähert, wird die Entlüftungsventilöffnungszeit durch die minimale Ventilöffnungszeit bestimmt.
Ein Verzögerungszeitraum wird begonnen, um den Druck im Verteiler zu stabilisieren (nur bei der Einzelsensorausführungsform von 8).
Die aufeinanderfolgende Regelung für jede Zelle oder Zellenzone geht wie folgt vor sich:

1. Beginne aufeinanderfolgenden Betriebsmodus.
2. Lies Druck in der gewählten Zelle ab.
3. Vergleiche den abgelesenen Druck mit dem Zieldruck.
4. Beginne Aufblasen, wenn der abgelesene Druck zu gering ist, beginne Ablassen, wenn er zu hoch ist.

Im Fall des Aufblasens:

A. Öffne das Ventil.
B. Schalte die Pumpe für einen Zeitraum ein, der gemäß dem Druckunterschied zwischen dem Zieldruck und dem abgelesenen Druck berechnet wurde.
C. Schließe das Ventil und gestatte eine Druckbereinigung.
D. Lies den Druck ab.
E. Vergleiche den abgelesenen Druck mit dem Zieldruck minus dem Druck ε.
F. Wiederhole die Schritte B bis E, bis der Zieldruck minus dem Druck ε erreicht ist.

Im Fall des Ablassens:

A. Öffne das Ventil.
B. Öffne das Entlüftungsventil für einen berechneten Zeitraum.
C. Lies den Druck ab.
D. Vergleiche den abgelesenen Druck mit dem Zieldruck plus dem Druck ε.
E. Stelle Schritt B bis D bereit, bis der Zieldruck plus dem Druck ε erreicht ist.
5. Wiederhole 2 bis 4, bis sich alle Zonen beim Zieldruck befinden.
6. Wiederhole 1 bis 5, bis sich alle Zonen ohne Regelung beim Zieldruck befinden, oder folge einer vorherbestimmten Anzahl von Zyklen der Schritte 1 bis 5, um ein Schwingen zu vermeiden.

WEITERE ÜBERLEGUNGEN
Obwohl in S1, S2, S3, S4 oder S5 eine Schalteinleitung der Steuerung besprochen wird, kann die Systemaktivierung, falls gewünscht, vorprogrammiert werden und die Systemaktivierung könnte wie gewünscht von einem Mikrocomputer ohne periphere Schalter bis zu mehr als vier Schaltern reichen. Zum Beispiel könnte der Mikrocomputer so programmiert werden, daß die Verwendung eines Tastenfelds; oder eines Schlüsselanhängereingabesystems mit einem Sitzspeicher 1 oder einem Sitzspeicher 2 eine vorprogrammierte Abfolge zum Steuern der Zellendrücke zur Erfüllung der Wünsche von zwei unterschiedlichen Benutzern beginnt. In einem solchen Fall werden die in den Ausführungsformen der 8 und 9 beschriebenen peripheren Schalter 118, 118' nicht benötigt.
Ferner wird bei S3 wie gegenwärtig ausgeführt eine Temperaturabfühlung verwendet, um temperaturempfindliche Systembestandteile (Ventile, die Pumpe) zu schützen. Wenn die abgefühlte Temperatur außerhalb des Bereichs liegt (zu heiß oder zu kalt), öffnet der Mikrocomputer alle Ventile (läßt er alle ab) und er tritt in einen sicheren Zustand ein. Im sicheren Zustand überwacht der Mikrocomputer die Temperatur und er verhindert einen Systembetrieb, bis die Temperatur in den aktiven Bereich zurückkehrt.
Durch die Temperaturabfühlfähigkeit könnte der Mikrocomputer programmiert werden, temperaturabhängige Druckveränderungen in den Luftzellen der Vorrichtung auszugleichen, um die Kontur eines Sitzes zu regeln.
Zudem kann ferner bei S3 oder an einem anderen Steuerpunkt ein Belegerbewegungsüberwachungsalgorithmus eingesetzt werden, um das System an einem Regeln während Bewegungen zu hindern. Eine mögliche Abfolge lautet wie folgt. Das System wird im Hinblick auf Belegerbewegungen überwacht. Wenn eine Bewegung festgestellt wird, wartet das System, bis die Bewegung (das Wackeln) endet, und beginnt dann eine Regelung. Wenn keine Bewegung festgestellt wird, setzt das System die Überwachung fort, löst jedoch keine Regelung aus.
Zudem kann bei Schritt S4 ferner alternativ der Lendenbereichsregelbetriebsmodus die Lendenbereichsschalter 148, 148' betätigen, um ein Aufblasen oder ein Ablassen vorzunehmen. Jeder Schalterbetrieb kann ein Zuwachsschrittsignal richten, das durch den Mikroprozessor zum Beispiel durch Wählen eines Werts eines ursprünglich eingegebenen Zieldrucks und Hinzufügen eines gewünschten Zuwachswerts zu jedem der Zieldrücke und Ausgeben eines abgeänderten Zielwerts in eine zweite Nachschlagetabelle oder ein Register im Mikrocomputer, das während der zu beschreibenden anschließenden Steuerbetriebe in Steuerschritt S4 verwendet werden wird, verarbeitet wird. Diese abgeänderten Lendenbereichswerte bleiben bestehen, bis die Mikrocomputersteuerung endet, zu welcher Zeit die ursprünglich gewählten Zieldrücke als die gewünschte vorherbestimmte Druckbedingung in jeder Druckzone zum Erhalt des vorherbestimmten Komfortgrads zum Sitzen wiederherstellt werden.
In einer anderen Gestaltung kann eine umkehrbare Pumpe durch ein Sperrventil an den gemeinsamen Verteiler angeschlossen werden. Das zweckbestimmte Auslaß- oder Entlüftungsventil wird beseitigt. Aufblasvorgänge treten wie in den anderen Ausführungsformen auf, außer daß das Sperrventil geöffnet sein muß, wenn die Pumpe eingeschaltet ist. Ablaßvorgänge sind nun vielmehr aktiv als passiv. In diesem Fall wird die Pumpe in der umgekehrten Richtung bestromt, so daß sie Luft durch das Sperrventil, dessen Öffnen (durch den Mikrocomputer) befohlen wurde, aus den Luftzellen zieht. In diesem Betriebsmodus werden die Zellen schneller abgelassen und können sie ohne Ausübung eines externen Drucks auf sie völlig abgelassen werden. Die Vorteile dieses Betriebsmodus sind ein schnelleres und vollständigeres Ablassen.
Belegerabfühlaufrüstung
Wie in 10 bis 18 in der aufgerüsteten Programmsteuerung der vorliegenden Erfindung gezeigt nimmt die adaptive Steuerung bei der Zündung des Automobils an, daß kein Beleger anwesend ist, bis die Programmabfolge in 10 bis 18 durchgeführt ist. Alle Schaltereingaben sind aktiv, während kein Beleger festgestellt wird.
Unter Bezugnahme auf 9 bis 18 verbessert das neue Belegerabfühlmerkmal den intelligenten Betrieb des adaptiven Sitzes, indem es ihm gestattet, die Anwesenheit oder Abwesenheit des Sitzbelegers automatisch abzufühlen. Dieses Merkmal weist einen doppelten Vorteil auf. Erstens wird das Erfordernis für eine Bedienerwechselwirkung über die Schalter zum Einschalten des adaptiven Systems beseitigt, obwohl die Option, dies zu tun, nach wie vor bereitgestellt wird. Zweitens werden nicht notwendige Betriebe des adaptiven Sitzes einschließlich eines möglichen übermäßigen Aufblasens, das auftreten kann, wenn ein Beleger den Sitz verläßt, ohne das adaptive System auszuschalten, beseitigt. Die Sitzbelegungsfeststellung wird während aller Gesichtspunkte des Betriebs des adaptiven Sitzes mit Ausnahme des Intervalls "System aus" (d.h., des Ablassens des Sitzes) durchgeführt.
Wie in 9 und 10 gezeigt nimmt der adaptive Sitz bei der Zündung des Automobils anfänglich an, daß kein Beleger anwesend ist, bis die anfängliche Sitzbelegungsfeststellung durchgeführt wird. Alle Schaltereingaben sind sogar dann aktiv, während kein Beleger festgestellt wird.
Das in 11 bei 11a bis 11c (S₃ in 9) gezeigte Standardsitzablassen wird durchgeführt, bevor jedwede Sitzbelegerfeststellung durchgeführt wird.
Die Sitzbelegungsfeststellung nach der Erfindung ist in 10 gezeigt. Im Anschluß an "Zündung ein" wird die Belegerfeststellung der vorliegenden Erfindung fortwährend durchgeführt, während kein Beleger am Sitz anwesend ist (z.B. der in 11 gezeigte Betriebsmodus "System aus"). Sobald die Sitzbelegungsfeststellung (12) bestimmt, daß ein Beleger anwesend ist, wird in den Betriebsmodus "System ein" eingetreten. Der Betriebsmodus "System ein" ist in 13 bis 16 gezeigt. Der (in 9 allgemein umrissene) Algorithmus des adaptiven Sitzes handelt wie beim Sitz der gegenwärtigen Produktion, solange der Beleger anwesend ist. Dies beinhaltet das anfängliche Aufblasen gefolgt durch die aufeinanderfolgende Regelphase (beide sind in 9 gezeigt). Der Algorithmus fährt alle 4 Minuten mit dem Regeln des Sitzes fort (S-8 in 9).
Der Beleger kann in den Betriebsmodus "System aus" (in 11 gezeigt) eintreten oder die Lendenbereichszonen (S4, 9) über eine Schalterauswahl regeln. Sobald in den in 11 gezeigten Betriebsmodus "System aus" eingetreten wurde, wird das Sitzbelegungsfeststellungsmerkmal nicht automatisch in den in 13 bis 16 gezeigten Betriebsmodus "System ein" eintreten, außer wenn der Beleger den Sitz verläßt und zu ihm zurückkehrt. Der Beleger kann durch Schalterauswahl jederzeit in den Betriebsmodus "System ein" eintreten (S3').
Während des anfänglichen Aufblasens, jeder aufeinanderfolgenden Regelphase und aller Ruhezeiten wird die Sitzbelegerfeststellung (12) fortwährend durchgeführt. Sobald festgestellt wird, daß der Beleger den Sitz verläßt, wird in den Betriebsmodus "System aus" eingetreten und es kommt für das vorgeschriebene Intervall zu einem Ablassen. Während des Ablaßintervalls (11 bei 11a bis 11c) wird keine Sitzbelegungsfeststellung durchgeführt. Daher wird bei einer Belegung des Sitzes während des Ablaßintervalls keine Belegung festgestellt werden, bis das Intervall verstrichen ist.
Wie in 11 gezeigt wird die Sitzbeinluftzelle 72 zum Ende des Vorgangs "System aus" hin an den Drucksensor (116b oder 139) angeschlossen, der Druck abgelesen (11e), und der Druck des freien Sitzes (P_frei) in die Mikrosteuerung eingegeben, um einen Ablesedruck festzulegen. Die Sitzbeindruckablesung wird durch Warten auf das Bereinigen (Ausgleichen) des Drucks über einen Zeitraum (t_Ausgleich) durchgeführt. Der gemessene Druckunterschied kann sich über diesen Zeitraum nicht um mehr als P_{HÖchstunterschied} verändern. Wenn er dies tut, wird der Druck erneut für eine Zeit t_Ausgleich abgelesen, bis P_{Höchstunterschied} erfüllt ist.
Die Pumpe (106, 134) wird für ein voreingestelltes Zeitausmaß (t_Pumpe) (11h) eingeschaltet (11g). Durch Bewegen eines konstanten Luftvolumens in die Luftzelle 72 nimmt der vor und nach der Sitzbelegung gemessene Differentialdruck zu, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Feststellung erhöht wird.
Nachdem die Pumpe ausgeschaltet wurde (11i), wird der Sitzbeinluftzellendruck erneut abgelesen (11j). Die Sitzbeindruckablesung wird durch Warten auf das Bereinigen des Drucks über einen Zeitraum (t_Ausgleich) durchgeführt. Der gemessene Druckunterschied kann sich über diesen Zeitraum nicht um mehr als P_{Höchstunterschied} verändern. Wenn er dies tut, wird der Druck erneut für eine Zeit t_Ausgleich abgelesen, bis P_{Höchstunterschied} erfüllt ist. Da nach dem Ablassen des Sitzes Restluft in der Sitzbeinluftzelle vorhanden sein kann, ist es nötig, den Grund für das Druckdifferential nach dem Einschalten der Pumpe für den Zeitraum t_Pumpe zu bestimmen. Entweder wird das Druckdifferential durch einen Beleger am Sitz verursacht, oder es ist nach dem gesamten Ablassen genug Restluft in der Luftzelle, um nach dem Einschalten der Pumpe für den Zeitraum t_Pumpe einen Druckanstieg ohne einen Beleger am Sitz zu verursachen.
Wie am Entscheidungspunkt 11k gezeigt wird der Druckunterschied zwischen dem Sitzbeindruck, der nach dem Ausschalten der Pumpe abgelesen wird, und P_frei mit dem Höchstrestdruckschwellenwert (P_Rest) verglichen. Die Wahrscheinlichkeit einer falschen Belegerfeststellung aufgrund von Restluft in der Sitzbeinluftzelle nimmt aufgrund dieses Vergleichs ab. Wenn der Differentialdruck geringer als der Höchstrestdruckschwellenwert ist, wird der Druck des freien Sitzes, P_frei, der letzten Sitzbeindruckablesung gleichgesetzt.
An diesem Punkt (11m) wurde der Druck des freien Sitzes bestimmt und der Sitzzustand wird mit "frei" festgesetzt. Es wird eine Belegungsprüfung (12) folgen, um den Zustand der Sitzbelegung zu bestimmen. Der Sitz beindruck (P_Sitzbein) wird abgelesen (12a) und der Differentialdruck P_Sitzbein – P_frei wird (durch die Mikrosteuerung) mit einem gespeicherten Belegungsschwellenwertdruck (P_Feststellung) verglichen (12b). Wenn der Differentialdruck größer als der Schwellenwertdruck ist, wird der Sitz als belegt bestimmt (12c). Andernfalls wird der Sitzbeindruck erneut abgelesen und mit P_Feststellung verglichen, bis der Sitz als belegt bestimmt wird oder eine Benutzerschaltereingabe aktiviert wurde.
Sobald der Sitzzustand "belegt" lautet, beendet das System die "Belegungsfeststellung" und es tritt in den Betriebsmodus "System ein", 13 bis 16, ein und der anfängliche Aufblasvorgang von 9 beginnt.
Wenn der Betriebsmodus "System ein" bei 13a bis 13b eine Belegung feststellt, werden alle Ventile geöffnet (13d). Die Pumpe (106, 134) wird eingeschaltet (13e). Beim Eintreten in den anfänglichen Aufblasvorgang in 9 (S7) wird der Sitzbeinluftzellendruck erneut abgelesen (13a) und der Differentialdruck P_Sitzbein – P_frei mit P_Feststellung verglichen (13b). Wenn der Unterschied geringer als P_Feststellung ist, ist der Sitzzustand "frei" (13c) und der Betriebsmodus "System ein" endet und es wird in den Betriebsmodus "System aus" (11) eingetreten.
Wenn der Unterschied größer als P_Feststellung ist, werden alle Ventile (110a bis 110h, 130a bis 130h) mit Ausnahme des Entlüftungsventils (112, 138) geöffnet (13d), wird die Pumpe (106, 134) eingeschaltet (13e), und wird der Verteilerdruck abgelesen (13f). Der anfängliche Verteilerdruck (P_{vorhergVerteiler}) wird auf den Ablesedruck P_Verteiler (Mikroprozessoreingabe) festgesetzt (13g).
Während die Pumpe eingeschaltet ist und die Luftzellen aufbläst, wird der Verteilerdruck in bestimmten Intervallen (t_Abtast) abgetastet (P_Verteiler) (14a) (14, 15). Ein Druckabfall für eine bestimmte Anzahl von Ab tastintervallen (C_frei) (15a) zeigt an, daß der Sitz frei geworden ist (15b). Der Sitzzustand wird auf "frei" gestellt, der Betriebszustand "System ein" wird abgebrochen (15c, 15d), und es wird in den Betriebszustand "System aus" eingetreten.
Wenn der zuletzt abgetastete Verteilerdruck P_Verteiler größer als der vorhergehende Druck P_{vorhergVerteiler} ist (14c), wird der vorhergehende Druck auf den gegenwärtigen Druck festgesetzt (14d) und der Zähler C_frei auf "Null" gestellt (14d). Wenn der Verteilerdruck den passenden Luftzellenzieldruck überschreitet (15e), wird das passende Ventil geschlossen (15f). Wenn die Sitzbeinluftzelle ihren Zieldruck erreicht hat (15g), wird der Sitzbeindruck (im Mikroprozessor) gespeichert, um den später zu verwendenden gegenwärtigen belegten Sitzbeindruck (P_Sitzbein) anzugeben.
Der obige Vorgang wird wiederholt, bis alle Luftzellen den Zieldruck erreicht haben. Wenn der Sitzzustand nicht "frei" ist, folgt auf das anfängliche Aufblasen die aufeinanderfolgende Regelabfolge.
Eine aufeinanderfolgende Belegungsfeststellungsregelung ist in 16 gezeigt. Beim Eintreten in die Vorgänge der aufeinanderfolgenden Belegungsfeststellungsregelung werden die Drücke der Sitzbeinluftzelle und der linken und der rechten Schenkelluftzelle abgelesen (16a, 16b) und addiert (P_vorhergSumme) (16C). Durch Verwenden der Summe des Luftzellendrucks in der Sitzwanne werden Regelungen, die an jeder Luftzelle während der aufeinanderfolgenden Regelung auf den Zieldruck vorgenommen werden, auf ein Mindestmaß verringert, während größere Störungen (d.h., jemand verläßt den Sitz) nach wie vor festgestellt werden. Wie in 16 gezeigt zeigt das System den Sitzzustand bei einem sehr stark verringerten Sitzbeindruck (16d) als "frei" an (16e), wird der Betriebsmodus "System ein" beendet, und "System aus" beginnt.
Nachdem jede Luftzelle geregelt wurde (16f), werden die Drücke der Sitzbeinluftzelle und der linken und der rechten Schenkelluftzelle erneut abgelesen (16g) und addiert (P_{gegenwärtSumme}) (16h). Der Sitzbeindruck wird mit der letzten Sitzbeindruckablesung aktualisiert (16i). Wenn die jüngste Summe (16j) geringer als ein voreingestellter Prozentsatz (S_{aufeinanderfolg}) der vorherigen Drucksumme ist, wird der Sitzzustand auf "frei" gestellt (16k), endet der Zustand "System ein", und wird in den Zustand "System aus" eingetreten. Andernfalls wird die vorhergehende Drucksumme auf die gegenwärtige Drucksumme (P_vorhergSumme – P_{gegenwärtSumme}) festgesetzt.
Die Freizustandsfeststellung ist in 17 und 18 gezeigt.
Wenn das System in den Ruhezustand tritt und der Sitzzustand "belegt" ist, wird der Sitzbeinluftzellendruck im Hinblick Druckabnahme überwacht. Wie in 18 gezeigt wird der Sitzbeinluftzellendruck durch Ablesen des Sitzbeindrucks (18a) und Einstellen eines höchsten und eines niedrigsten Sitzbeindrucks (18b, 18c) überwacht. Der Einstelldruck wird für eine bestimmte Gleichgewichtungszeit (t_gleichgew) überwacht, die durch einen Zeitgeber festgesetzt ist (18d). Wenn die Drücke, die über die Gleichgewichtungszeit (18k) gemessen und mit voreingestellten Höchst- und Mindestwerten verglichen werden (18e bis 18j), um mehr als einen zulässigen voreingestellten Druckfehler (P_{HÖchstunterschied}) schwanken (181), wird der Luftzellendruck erneut abgelesen, bis der Ablesedruck sich um weniger als den zulässigen Druckfehler verändert.
In 17 wird der Sitzbeindruck (17a bis 17c) mit einem Prozentsatz (S_Ruhe) der vorhergehenden Sitzbeinluftzellendruckmessung verglichen (17d). Wenn der Druck unter dem Schwellenwert liegt, wird ein Zähler (C_frei) erhöht (17e). Andernfalls wird der Zähler (C_frei) rück gestellt. Wenn der Zähler die voreingestellte Hysteresezählung (η_frei) überschreitet (17f), wird der Sitzzustand auf "frei" gestellt (17g), endet der Zustand der "Freizustandsfeststellung", und wird in den Zustand "System aus" eingetreten.
Obwohl hierin die besten Weisen zum Ausführen der Erfindung ausführlich beschrieben wurden, werden Fachleute, die diese Erfindung betrifft, erkennen, daß innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche verschiedene alternative Gestaltungen und Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung möglich sind.

Claims

Verfahren zum Feststellen der Belegung eines Sitzes in einer Vorrichtung zum Regeln einer Kontur des Sitzes durch pneumatisches Steuern des Komforts des Sitzes, umfassend a. mehrere aufblasbare Luftzellen (3 bis 8), die in einer betrieblichen Verbindung mit der Sitzkontur angebracht sind; b.ein Fluidverteilungssystem (2), das unabhängige Kanäle bereitstellt, die an jede der Luftzellen angeschlossen sind; c. einen Verteiler (10), der durch ein individuelles Ausgangsventil (16), das durch ein elektrisches Signal betätigt wird, an jeden Kanal des Fluidverteilungssystems angeschlossen ist; d. eine Druckfluidquelle (9, 19), die durch ein elektrisches Signal betätigt wird und durch den Verteiler an das Fluidverteilungssystem angeschlossen ist; e. einen oder mehrere Druckwandler (17) zum Abfühlen des Drucks im Inneren der Luftzellen, wenn jedes der individuellen Ausgangsventile betätigt wird, um jede der Luftzellen mit dem Verteiler in Verbindung zu bringen; wobei der eine oder die mehreren Druckwandler ein Drucksignal erzeugt/erzeugen, das den Druck im Inneren einer jeden der Luftzellen angibt; und f. einen Mikrocomputer (21), der angeschlossen ist, um ein Betätigungssignal zu jedem der Verteilerventile zu senden; um das Signal vom einen oder den mehreren Druckwandler(n) zu empfangen, wobei der Mikrocomputer einen Analog-Digital-Wandler beinhaltet, und gemäß dem Signal vom Druckwandler ein Aktivierungssignal über den Analog-Digital-Wandler zur Druckfluidquelle zu senden; wobei der Mikrocomputer programmiert ist, um vorherbestimmte Komfortdaten in Bezug auf den Komfort einschließlich eines gewünschten Drucks, der in jeder der Luftzellen aufrechtzuerhalten ist, zu speichern; um Betätigungssignale zu jedem der Verteilerventile zu senden; um das Kraftsignal mit den vorherbestimmten Komfortdaten zu vergleichen; um in Bezug auf den Vergleich zwischen dem Drucksignal und den Komfortdaten ein Ventilaktivierungssignal zu erzeugen, und ferner programmiert ist, um das Aktivierungssignal zur Druckfluidquelle zu senden, um den Druck in jeder Luftzelle auf den gewünschten Druck in jeder der Luftzellen zu regeln, wobei das Verfahren durch Folgendes gekennzeichnet ist: Versehen des Mikrocomputers mit einem Modus "System aus" und einem Modus "System ein"; Programmieren des Mikrocomputers, um vorherbestimmte Belegerabfühldaten zu speichern und zu vergleichen; und fortwährendes Überwachen hinsichtlich der Fahrzeugbelegung während des Betriebsmodus "Aus" und automatisches Beginnen des Betriebsmodus "Ein" ohne Bedienerwechselwirkung mit dem Mikrocomputer, wenn eine Sitzbelegung festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Modus "System aus" Folgendes beinhaltet: Öffnen aller Ventile; Ablassen aller Ventile für einen vorherbestimmten Ablaßzeitraum; Schließen aller Ventile außer des Ventils, das eine Sitzbeinluftzelle versorgt, im Anschluß an den Ablaßzeitraum; Aufblasen der Sitzbeinluftzelle für einen vorherbestimmten Zeitraum und Ablesen des entstehenden Sitzbeinluftzellendrucks, um falsche Sitzbeinluftzellendruckpegel aufgrund von Restdrücken in der Sitzbeinzelle im Anschluß an einen Systemablaßbetriebszeitraum zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Überwachen hinsichtlich der Fahrzeugbelegung durch Ablesen des Drucks in einer Sitzbeinluftzelle im Inneren eines Sitzaufbaus und Vergleichen des Unterschieds zwischen dem Sitzbeinluftzellendruck und dem Druck eines unbesetzten Sitzes.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Überwachen hinsichtlich der Fahrzeugbelegung Folgendes beinhaltet: Bestimmen der Sitzbelegung durch Ablesen des Drucks einer Sitzbeinluftzelle in einem Fahrzeugsitz und Vergleichen des Unterschieds zwischen einem vorherbestimmten freien Sitzbeinluftzellendruck und dem tatsächlichen Sitzbeinluftzellendruck und Bestimmen der Belegung, wenn der Unterschied größer als ein vorherbestimmter Druckfeststellwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Folgendes: Bereitstellen einer Zündungszustandsüberwachung; Programmieren des Mikrocomputers, um ein Signal zum gesamten Ablassen zu erzeugen, wenn er sich im Betriebsmodus "Ein" befindet; und Betätigen des Signals zum gesamten Ablassen, um alle Ventile so zu regeln, daß sie sich öffnen, um gleichzeitig in allen Luftzellen den atmosphärischen Druck herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Folgendes: Bereitstellen einer Lendenbereichsluftzelle; Bereitstellen eines Lendenbereichsregelschalters und eines Schalters zum Ausschalten des Systems; Programmieren des Mikrocomputers, damit der Beleger durch Eintreten in den Modus "Aus" durch Wechselwirkung mit dem Schalter zum Ausschalten des Systems in Wechselwirkung damit treten kann oder durch Betätigen des Lendenbereichsregelschalters zum Steuern des Drucks im Inneren der Lendenbereichsluftzelle in Wechselwirkung damit treten kann.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend Folgendes: Bereitstellen eines Belegersitzsensors und einer Fahrzeugzündungszustandsüberwachung und Programmieren des Mikrocomputers, damit er entweder auf den Belegersitzsensor oder auf die Fahrzeugzündungszustandsüberwachung anspricht, um das Signal zum gesamten Ablassen zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend ein Bereitstellen eines anfänglichen Aufblasmodus, wobei Druck in jede der Luftzellen gerichtet wird, fer ner beinhaltend eine aufeinanderfolgende Regelung des Drucks im Inneren der Luftzellen, um den Druck im Inneren der Luftzellen mit einem Komfortstandardluftdruck zu vergleichen, und ein Programmieren des Computers, damit die Sitzbelegungsfeststellung während des anfänglichen Aufblasens der Zellen; während jeder aufeinanderfolgenden Regelung des Drucks im Inneren der Luftzellen und während der Betriebsruhezeiten fortwährend durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, wobei die Vorrichtung bei der Feststellung, daß ein Beleger einen Sitz verläßt, in den Modus "System aus" gebracht wird und für einen vorherbestimmten Ablaßzeitraum ein Ablassen aus allen Luftzellen erfolgt, und wobei während des Ablaßzeitraums keine Sitzbelegungsfeststellung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, ferner umfassend Folgendes: einen Belegerfeststellungsbetriebsmodus, wobei die Steuerventile im Anschluß an den Betrieb "System aus" so geregelt werden, daß der Drucksensor den Sitzbeinluftzellendruck abliest und der abgelesene Druck im Computer gespeichert wird; die Pumpe für einen voreingestellten Zeitraum eingeschaltet wird, damit eine konstante Luftmenge in die Sitzbeinluftzelle gerichtet wird, um den Differentialdruck, der vor und nach der Sitzbelegung gemessen wird, zu erhöhen, um die Wahrscheinlichkeit der Belegungsfeststellung zu erhöhen; Abschalten der Pumpe und neuerliches Ablesen des Drucks in der Sitzbeinluftzelle und Nehmen des Druckdifferentials zwischen dem anfänglichen Sitzbeindruck und dem neuerlich abgelesenen Sitzbeindruck und Vergleichen des Differentials mit einem Höchstrestdruckschwellenwert aufgrund von Restluft in der Sitzbeinluftzelle im Anschluß an das Ablassen der Luftzellen, und Festsetzen eines Drucks des freien Sitzes, der dem letzten abgelesenen Sitzbeindruck gleich ist, wenn der Differentialdruck geringer als der Höchstrestdruckschwellenwert ist; Prüfen des Zustands der Sitzbelegung durch Prüfablesen des Sitzbeindrucks und Bestimmen des Differentialdrucks zwischen dem prüfabgelesenen Sitzbeindruck und dem Druck des freien Sitzes und Vergleichen dieses Prüfdifferentialdrucks mit einem programmierten Belegungsschwellenwertdruck, um zu bestimmen, ob der Sitz belegt ist; Eintreten in den Betriebsmodus "System ein", wenn der Sitz als belegt bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, ferner beinhaltend Folgendes: Einrichten der Feststellung eines Verlassens des Sitzes während des anfänglichen Sitzaufblasens durch eine Sitzbeinluftzelle; einen Mikroprozessor, der programmiert ist, um einen Freizustandsfeststellbetrieb zu beinhalten; wobei der Freizustandsfeststellbetrieb ein Benutzen zum Bestimmen eines vorherbestimmten Zählerwerts des Freizustandsdrucks zum Erstellen der Druckbedingung in einer Sitzbeindruckzelle beinhaltet; Messen des Sitzbeindrucks, wenn der Druck in der Sitzbeinzelle nicht einem vorhergehenden Sitzbeinzellendruck gleich ist, und zunehmendes Regeln eines Zählerfreizustandswerts im Mikroprozessor und Bestimmen, ob der zunehmende Zählerwert größer als ein Hysteresefaktor ist, wenn der tatsächliche Sitzbeindruck geringer als ein eingestellter Ruhedruck ist, und Verwenden zum Erstellen einer Angabe der Sitzfreiheit zum Beenden der Freizustandsfeststellung, wenn er größer ist.
Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, 10 und 11, wobei das Verfahren eine Abfolge zum Ablesen des Sitzbeindrucks enthält, die Folgendes beinhaltet: Ablesen des Drucks in einer Sitzbeinzelle; Einstellen eines höchsten und eines niedrigsten Sitzbeinzellendrucks auf Basis des abgelesenen Drucks; Bestimmen der tatsächlichen Sitzbeindrücke und, falls sie größer als der höchste und kleiner als der niedrigste Einstelldruck sind, Verwenden dieser Drücke als den tatsächlichen Höchstwert und Mindestwert des Sitzbeinzellendrucks; Bestimmen im Anschluß an einen vorherbestimmten Zeitraum, ob die Differenz zwischen den so bestimmten Höchst- bzw. Mindestwerten geringer als ein voreingestellter Höchstdruckunterschied ist, und, falls dies der Fall ist, Beenden des Betriebs des Ablesens des Sitzbeindrucks.