WO2021121455A1 - Adjustment device for a vehicle seat - Google Patents

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WO2021121455A1
WO2021121455A1 PCT/DE2020/000320 DE2020000320W WO2021121455A1 WO 2021121455 A1 WO2021121455 A1 WO 2021121455A1 DE 2020000320 W DE2020000320 W DE 2020000320W WO 2021121455 A1 WO2021121455 A1 WO 2021121455A1
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vehicle seat
electric motor
adjustment
passenger
control device
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PCT/DE2020/000320
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Inventor
Richard Zauner
Original Assignee
Gentherm Gmbh
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    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/186—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using difference of inductance or reluctance between the phases

Definitions

  • the invention relates to an adjustment device for a vehicle seat with at least one electric motor in order to move at least parts of the vehicle seat, and at least one control device in order to specify the desired movements for the electric motor.
  • the invention also relates to a method for adjusting a vehicle seat, a method for individually adapting basic settings of a vehicle seat and a method for generating acoustic signals for a passenger.
  • Modern vehicles are often equipped with so-called memory seats. These are vehicle seats on which a user makes the desired position settings once. If the user gets in again later, the position of the vehicle seat and its components are automatically adapted to the individual anatomy by motors, depending on the identity of the user.
  • memory seats are predominantly equipped with brush motors.
  • Brushed motors are a suboptimal compromise between accuracy and cost for seat adjustment.
  • Brush motors are also very limited in their performance when space is limited.
  • the document DE 10 2017 107 010 A1 relates to a DC motor for adjusting vehicle seats.
  • the direct current motor has no Hall sensors, but this does not significantly improve the costs and the accuracy.
  • the object on which the invention is based is to improve the adjustment of a vehicle seat.
  • the permanent magnet synchronous motor (also known as “permanent magnet synchronous machine” or “permanent magnet synchronous machine”) is an electric motor in which a rotatable rotor rotates synchronously with an electromagnetic field in or on a static stand.
  • the rotor can be outside (external rotor) or inside (internal rotor).
  • the rotor is a rotor of the permanent magnet synchronous motor. It is equipped with permanent magnets.
  • the adjustment device preferably has, depending on the situation, a higher adjustment speed for highly dynamic seat adjustment, particularly in precrash and crash situations.
  • the adjustment device has a lower power loss due to a field-oriented control (FOC).
  • FOC field-oriented control
  • the elimination of brushes for commutation results in a long service life.
  • the higher power density results in a weight saving.
  • a power loss minimization can be implemented by negative current in a d-axis in a rotor-fixed coordinate system of the motor.
  • the electric motor can be overloaded several times without damage. Additional torque reserves are also possible through special control algorithms (maximum torque per ampere).
  • the torque of the electric motor can be additionally increased compared to the normal operating state by impressing optimal stator currents in a q-axis in a rotor-fixed coordinate system of the motor and the d-axis.
  • additional speed reserves can be implemented by weakening the field.
  • the speed of rotation of the electric motor can be can also be increased compared to a normal operating state by impressing a negative current in the d-axis. Overall, a very high resolution and positioning accuracy is possible. Sinus commutation also results in less interference, so that there is an increase in comfort.
  • the permanent magnets can be attached to the rotor of the permanent magnet synchronous motor in different ways.
  • the permanent magnets are arranged on the surface of the rotor, resulting in a permanent magnet synchronous motor with surface magnets.
  • Such a permanent magnet synchronous motor with surface magnets which is also known as a “surface-mounted permanent magnet synchronous motor” or “surface
  • the permanent magnet synchronous motor can also be a brushless DC motor ("Brushless DC Machine" or
  • the brushless DC motor can be an SPMSM with concentrated windings (“SPMSM with concentrated windings”).
  • SPMSM with concentrated windings can be embedded as “buried” or internal magnets in an electrical sheet of the rotor.
  • IPMSM Interior Permanent Magnet Synchronous Motor
  • the adjustment device is used to adjust a vehicle seat.
  • the adjustment device has at least one control device in order to control movements of the vehicle seat, in particular in order to specify the desired movements for the electric motor.
  • the adjustment device also has an electric motor in order to carry out adjustment movements on the vehicle seat, in particular in order to move at least parts of a vehicle seat.
  • control device is used here as a generic term for regulating devices and control devices.
  • control is used here as a generic term for regulation and control.
  • power connections here means the phase connections of the electric motor.
  • the electric motor preferably has several electric coils and permanent magnets.
  • the electric motor is preferably set up to move parts of the vehicle seat to a specific distance from other parts of the vehicle seat.
  • the permanent magnet synchronous motor is designed without sensors.
  • the permanent magnet synchronous motor is preferably a sensorless permanent magnet synchronous motor with buried or internal magnets. There are preferably no Hall sensors within the housing of the electric motor.
  • a movable part of the vehicle seat is, for example, the backrest, which can be pivoted.
  • the electric motor used to adjust the vehicle seat or another electric motor of the adjusting device can be set up to move one or more objects in accordance with a specification of the control device.
  • a pedal with an adjustable distance to the driver, a spoiler with a variable inclination relative to the road and / or an adjustable distance to the body, a vehicle door, in particular a wing door, a sliding roof with a variable opening size and / or variable inclination relative to the road , a shading device for a vehicle, in particular the top of the head, and / or a cover or a ceiling of an object can be moved in or on a vehicle cabin.
  • the control device controls the electric motor in at least one operating state in such a way that the electric motor generates an acoustic signal to alert a passenger to a dangerous situation to which the control device reacts with an adjustment - Movement of the adjustment device reacts or will react, a dangerous situation to which the control device does not react or will not react with an adjustment movement of the adjustment device, and / or or to an event or a choice option that the passenger is available, to point out.
  • a dangerous situation to which the control device reacts or will react with an adjustment movement of the adjustment device can relate to a collision or a skidding of the vehicle.
  • a dangerous situation to which the control device does not react or will not react with an adjustment movement of the adjustment device can be an open vehicle door, a low fuel supply or a low battery charge level.
  • An event or dialing option available to the passenger may involve an incoming phone call from a specific person, the proximity of gas stations within a certain range, or a certain movement of children in the back seat.
  • An acoustic signal preferably contains at least one sound that is different from the noise of an adjustment movement that may be taking place.
  • the control device is set up to cause the electric motor to move the vehicle seat or parts thereof into a specific position, to move the passenger further away from a collision zone and / or to provide the passenger with more space .
  • control device can be set up to cause the electric motor to prevent, reduce or slow down a disadvantageous movement of the passenger and / or to reduce or redistribute forces acting on the passenger.
  • a disadvantageous movement of the passenger which leads to whiplash trauma due to the lack of a headrest and the whiplash effect, can thus be avoided.
  • the reduction or redistribution of forces acting on the passenger is preferably carried out at least in terms of time or location, for example to bring about an early deceleration or a shock distribution over a larger padding area.
  • the main benefit of the adjustment movement can lie in the changed sitting position after the movement has been completed. For example, a backrest leaning forward prevents the passenger's body from being lashed back by a reflex movement in the event of a collision.
  • the adjustment movement can slow down the passenger can be used before the collision.
  • the passenger can be an endangered person on, in front of or behind the adjusted vehicle seat.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a method for individually adapting basic settings of a vehicle seat, an adjustment device according to one of claims 1 to 11 being used for this purpose.
  • the passenger is preferably assisted in moving the vehicle seat or one of its components in the desired direction or position by actively moving the vehicle seat or one of its components by the electric motor in the desired direction or position.
  • the assistance preferably takes place at least until the passenger no longer exerts any mechanical force on the vehicle seat or one of its components.
  • the new position of the vehicle seat or its component is at least saved or fixed.
  • SPMSM surface magnets
  • IPMSM permanent magnet synchronous motor with buried magnets
  • the electric motors 10 each include a stator 12, a winding 14, a shaft 16, a rotor 18 and permanent magnets 20.
  • the permanent magnet synchronous motors 10 can regulate a rotor angle even at a standstill. This applies in particular if the permanent magnet synchronous motor 10 is designed as a permanent magnet synchronous motor with internal magnets 20. For reasons of cost, it is advantageous if the control device, with which a movement can be specified for the respective electric motor 10, is arranged at a distance from the electric motor 10.
  • the electric motor 10 has three electrical power connections to drive its rotor, which are energized out of phase with each other during operation when these three power connections of the electric motor 10 are each electrically connected to the control device via a separate electrical connection line for their power supply are, and if there is no further electrical connection line for the transmission of additional information between the electric motor 10 and the control device, in particular no separate signal line. That is true especially for "sensorless 1 " permanent magnet synchronous motors (sensorless PMSM) that do not have Hall sensors within their housing.
  • Such an adjustment device allows the control device to independently adjust the electric motor 10 when a dangerous situation is recognized in order to reduce the risk of injuries for passengers.
  • the torque and the response time of such electric motors 10 is superior to the torque and the response time of previously used motors.
  • the main benefit of the adjustment movement can be in the changed sitting position after the movement is completed (the backrest tilted forward in the event of a collision prevents the passenger's body from lashing back through reflex movement), but also the adjustment movement itself and its effect during the movement process (e.g. braking of the passenger before the collision).
  • the passenger can be an endangered person on, in front of or behind the adjusted vehicle seat.
  • Position can mean at least one of the following options: a height position relative to the chassis of the vehicle, a distance relative to the vehicle's longitudinal axis, a position along the vehicle along the vehicle's longitudinal axis, a distance to other parts of the vehicle seat, an angle of inclination relative to the Passenger, an angle of inclination relative to the floor of the vehicle, and / or an angle of inclination relative to other parts of the vehicle seat.
  • the control device controls the electric motor 10 in at least one operating state in such a way that the electric motor 10 generates an acoustic signal to alert a passenger to at least one of the following situations: readiness of the adjustment device to allow manual adjustments on the vehicle seat, preferably by simply pushing or pulling on the vehicle seat or its component to be adjusted, a locking of the adjustment device, which then prevents manual adjustment of the vehicle seat, an adjustment movement currently in progress or in the near future to accommodate passengers to prepare for a possibly necessary evasive action on your part or for an adjustment of your posture, a dangerous situation to which the control device reacts or will react with an adjustment movement of the adjustment device (e.g. a
  • a dangerous situation to which the control device does not react or will not react with an adjustment movement of the adjustment device e.g. an open vehicle door, low fuel supply or low battery charge status
  • an event or a choice option available to the passenger e.g. an incoming telephone call from a specific person, proximity of gas stations within a certain range or certain movements of children in the back seat.
  • An acoustic signal contains at least one sound that is different from the sound of an adjustment movement that may be taking place.
  • an adjustment device has a control device with data memory, at least one of the following values can be stored: a basic position desired by an individual user and / or an adjustment movement or target position that is meaningful in a dangerous situation.
  • a method for adjusting or individually adapting basic settings of a vehicle seat is advantageous if an adjusting device according to the invention is used for this. This is advantageously done in the following steps:
  • the vehicle seat is activated for adjustment. This can be triggered or permitted by the occurrence of different events (for example operating a user interface or opening a vehicle door can cause activation, preferably under the condition to be fulfilled at the same time that the vehicle seat to be adjusted is unoccupied).
  • the passenger exerts a mechanical force directly on the vehicle seat or one of its components in order to move it in a desired direction or position.
  • the adjustment device allows the electric motor 10 to move in the desired direction or supports such a movement by actively moving the electric motor 10 in this direction, at least until this force is no longer effective.
  • a basic position of the motor 10 and its rotor is specified as the zero point.
  • the new position of the vehicle seat or its component is at least saved or fixed.
  • the storage or fixation can also be triggered again by the occurrence of different events or made dependent on it (e.g. by operating a user interface or closing a vehicle door can cause a fixation or storage).
  • the new position can be stored in the control device or in another control unit of the vehicle. It can be advantageous to generate acoustic signals for a passenger by using an adjustment device according to the invention.
  • the permanent magnet synchronous motor 10 can have such a pronounced pole that, with suitable control, a rotor angle can be regulated even at a standstill.
  • the electric motor 10 is a permanent magnet synchronous motor with internal magnets 20 and / or a brushless direct current motor.
  • phase currents or phase voltages or both present at the power connections of the electric motor 10 are determined.
  • the control device calculates the current angular position from this.
  • the control device preferably has a virtual model of the electric motor 10. This model can be represented by parameter maps or by software that simulates the behavior of the synchronous machine. Additional sensors such as Hall sensors and incremental encoders are not required for this.
  • the virtual model of the synchronous machine is preferably also able to determine the temperature of windings 14 of the stator 12 without the need for an additional sensor. This allows reliable overtemperature or overload protection and further diagnostic options.
  • the vehicle seat is positioned without resorting to data that is queried by sensors in the motor with conventional adjustable motors.
  • the permanent magnet synchronous motor 10 it is necessary for the permanent magnet synchronous motor 10 to have a “pronounced pole” as possible (magnetic saliency).
  • the degree of expression of a pole of the permanent magnet synchronous motor 10 results from the difference in their inductances in the q-axis (Lq) and in the d-axis (Ld) in the rotor-fixed coordinate system of the motor 10. The more different the inductances Lq and Ld, the more pronounced the pole is.
  • values of Lq / Ld at 1.05 cannot be considered because the measurement effort is too high. Rather, an Lq / Ld ratio of at least 2, preferably higher, is of interest.
  • the control device determines the electrical potentials present at the power connections of the permanent magnet synchronous motor 10 and the electrical phase currents flowing through them. Based on the data known about the electric motor 10, in particular characteristic changes in the inductance during rotation of the permanent magnet synchronous motor 10 and a predetermined starting position of the vehicle seat, the control device determines the angular position of the rotor and the number of revolutions that the electric motor 10 has performed since leaving the starting position. In combination, the exact distance to the starting position and the current position of the servomotor 10 can thus be determined.
  • permanent magnet synchronous motors are largely free of wear, they can be used to generate tones or melodies without the permanent magnet synchronous motor 10 being damaged.
  • a control method for controlling the motor 10 it becomes an acoustic signal generator, that is to say, in addition, a type of small loudspeaker.
  • the electric motor 10 is excited with different frequencies, which, however, do not generate a suitable rotating field to rotate the rotor. For example, acoustic feedback can be given to the driver without additional component costs.
  • the high control quality and the high torque reserves of the electric motor 10 allow the mechanical reduction to be reduced.
  • the seat can be adjusted in such a way that the user is supported when adjusting the vehicle seat or its components.
  • the setting here can mean adjusting the vehicle seat to an individual basic position. But it can also mean one (of several) changed attitude towards the basic position.
  • Direct manual adjustment has the advantage that additional control buttons and their wiring are not required.
  • setting is intuitively easier, since the user no longer has to find out how the vehicle seat changes when a button is operated. Rather, the seat sensor system or the control device of the adjustment device must now determine how it expediently converts the desired adjustment movements of the passenger into movements of electric motors.

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Abstract

The invention relates to an adjustment device for a vehicle seat, having at least one electric motor (10) for moving at least parts of the vehicle seat, and at least one control device for specifying the desired movements to the electric motor (10), wherein the electric motor (10) is a permanent magnet synchronous motor.

Description

VERSTELL-EINRICHTUNG FÜR EINEN FAHRZEUGSITZ ADJUSTMENT DEVICE FOR A VEHICLE SEAT
Die Erfindung betrifft eine Verstell-Einrichtung für einen Fahrzeugsitz mit mindestens einem Elektromotor, um zumindest Teile des Fahrzeugsitzes zu bewegen, und mindestens einer Kontroll-Einrichtung, um dem Elektromotor die gewünschten Bewegungen vorzugeben. The invention relates to an adjustment device for a vehicle seat with at least one electric motor in order to move at least parts of the vehicle seat, and at least one control device in order to specify the desired movements for the electric motor.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verstellen eines Fahrzeugsitzes, ein Verfahren zum individuellen Anpassen von Grund-Einstellungen eines Fahrzeugsitzes und ein Verfahren zum Erzeugen akustischer Signale für einen Passagier. The invention also relates to a method for adjusting a vehicle seat, a method for individually adapting basic settings of a vehicle seat and a method for generating acoustic signals for a passenger.
Moderne Fahrzeuge sind häufig mit sogenannten Memorysitzen ausgestattet. Das sind Fahrzeugsitze, an denen ein Benutzer einmalig die von ihm gewünschten Positionseinstellungen vornimmt. Steigt der Benutzer später erneut ein, werden die Stellung des Fahrzeugsitzes und seiner Komponenten abhängig von der Identität des Benutzers automatisch durch Motoren an die individuelle Anatomie anpasst. Derzeit werden Memorysitze überwiegend mit Bürstenmotoren ausgestattet. Modern vehicles are often equipped with so-called memory seats. These are vehicle seats on which a user makes the desired position settings once. If the user gets in again later, the position of the vehicle seat and its components are automatically adapted to the individual anatomy by motors, depending on the identity of the user. Currently, memory seats are predominantly equipped with brush motors.
Bürstenmotoren sind für die Sitzverstellung ein suboptimaler Kompromiss zwischen Genauigkeit und Kosten. Auch sind Bürstenmotoren in ihrer Leistung stark begrenzt, wenn der Bauraum knapp ist. Brushed motors are a suboptimal compromise between accuracy and cost for seat adjustment. Brush motors are also very limited in their performance when space is limited.
Die Druckschrift DE 10 2017 107 010 A1 betrifft einen Gleichstrommotor zur Verstellung von Fahrzeugsitzen. Der Gleichstrommotor weist keine Hallsensoren auf, wodurch die Kosten und die Genauigkeit aber nicht wesentlich verbessert werden. The document DE 10 2017 107 010 A1 relates to a DC motor for adjusting vehicle seats. The direct current motor has no Hall sensors, but this does not significantly improve the costs and the accuracy.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das Verstellen eines Fahrzeugsitzes zu verbessern. The object on which the invention is based is to improve the adjustment of a vehicle seat.
Bestätigungskopie Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verstell-Einrichtung der eingangs genannten Art, wobei der Elektromotor der erfindungsgemäßen Verstell-Einrichtung ein Permanentmagnet-Synchronmotor ist. Confirmation copy The object is achieved by an adjusting device of the type mentioned at the outset, the electric motor of the adjusting device according to the invention being a permanent magnet synchronous motor.
Der Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) (auch als “permanent magnet synchronous machine“ oder „permanenterregte Synchronmaschine“ bekannt) ist ein Elektromotor, bei dem sich ein drehbarer Läufer synchron zu einem elektromagnetischen Feld in oder auf einem statischen Ständer dreht. Dabei kann der Läufer außen (Außenläufer) oder innen (Innenläufer) sein. Der Läufer ist ein Rotor des Permanentmagnet-Synchronmotors. Er ist mit Permanentmagneten bestückt. The permanent magnet synchronous motor (PMSM) (also known as "permanent magnet synchronous machine" or "permanent magnet synchronous machine") is an electric motor in which a rotatable rotor rotates synchronously with an electromagnetic field in or on a static stand. The rotor can be outside (external rotor) or inside (internal rotor). The rotor is a rotor of the permanent magnet synchronous motor. It is equipped with permanent magnets.
Die Verstell-Einrichtung weist vorzugsweise situationsabhängig ein höhere Verstellgeschwindigkeit für eine hochdynamische Sitzverstellung, besonders in Precrash- und Crashsituationen, auf. Insbesondere weist die Verstell-Einrichtung durch eine feldorientierte Regelung (FOC) eine geringere Verlustleistung auf. Durch den Wegfall von Bürsten zur Kommutierung ergibt sich eine hohe Lebensdauer. Ferner kommt es durch die höhere Leistungsdichte zu einer Gewichtseinsparung. Durch den Verzicht auf Sensoren, wie beispielsweise Hallsensoren, können Kosten eingespart werden. Eine weitere Kosteneinsparung ist durch die Verwendung von günstigen Ferritmagneten möglich. The adjustment device preferably has, depending on the situation, a higher adjustment speed for highly dynamic seat adjustment, particularly in precrash and crash situations. In particular, the adjustment device has a lower power loss due to a field-oriented control (FOC). The elimination of brushes for commutation results in a long service life. Furthermore, the higher power density results in a weight saving. By dispensing with sensors, such as Hall sensors, costs can be saved. Another cost saving is possible through the use of cheap ferrite magnets.
Es kann eine Verlustleistungsminimierung (Löss Minimization) durch negativen Strom in einer d-Achse in einem läufer-festen Koordinatensystem des Motors umgesetzt werden. Der Elektromotor kann beschädigungsfrei mehrfach überlastet werden. Ferner sind zusätzliche Drehmomentreserven durch spezielle Kontrollalgorithmen möglich (maximum torque per ampere). Das Drehmoment des Elektromotors kann gegenüber dem Normal-Betriebszustand zusätzlich erhöht werden, indem optimale Statorströme in eine q-Achse in einem läuferfesten Koordinatensystem des Motors und der d-Achse eingeprägt werden. Ferner sind zusätzliche Drehzahlreserven durch eine Feldschwächung umsetzbar. Dabei kann die Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors gegenüber einem Normal-Betriebszustand zusätzlich erhöht werden, indem ein negativer Strom in der d-Achse eingeprägt werden. Insgesamt ist eine sehr hohe Auflösung und Positioniergenauigkeit möglich. Durch eine Sinuskommutierung ergeben sich außerdem weniger Störgeräusche, sodass es zu einer Komfortsteigerung kommt. A power loss minimization (loess minimization) can be implemented by negative current in a d-axis in a rotor-fixed coordinate system of the motor. The electric motor can be overloaded several times without damage. Additional torque reserves are also possible through special control algorithms (maximum torque per ampere). The torque of the electric motor can be additionally increased compared to the normal operating state by impressing optimal stator currents in a q-axis in a rotor-fixed coordinate system of the motor and the d-axis. Furthermore, additional speed reserves can be implemented by weakening the field. The speed of rotation of the electric motor can be can also be increased compared to a normal operating state by impressing a negative current in the d-axis. Overall, a very high resolution and positioning accuracy is possible. Sinus commutation also results in less interference, so that there is an increase in comfort.
Die Permanentmagnete können auf unterschiedliche Arten am Läufer des Permanentmagnet-Synchronmotors angebracht sein. Beispielsweise sind die Permanentmagnete an der Oberfläche des Läufers angeordnet, sodass sich ein Permanentmagnet-Synchronmotor mit Oberflächen-Magneten ergibt. Ein solcher Permanentmagnet-Synchronmotor mit Oberflächenmagneten, welcher auch als „Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor“ oder “SurfaceThe permanent magnets can be attached to the rotor of the permanent magnet synchronous motor in different ways. For example, the permanent magnets are arranged on the surface of the rotor, resulting in a permanent magnet synchronous motor with surface magnets. Such a permanent magnet synchronous motor with surface magnets, which is also known as a “surface-mounted permanent magnet synchronous motor” or “surface
Mounted Permanent Magnet Synchronous Machine” bekannt ist, wird nachfolgend als SPMSM bezeichnet. Der Permanentmagnet-Synchronmotor kann auch ein bürstenloser Gleichstrommotor („Brushless DC Machine“ oderMounted Permanent Magnet Synchronous Machine ”is hereinafter referred to as SPMSM. The permanent magnet synchronous motor can also be a brushless DC motor ("Brushless DC Machine" or
BLDC) sein. Der bürstenlose Gleichstrommotor kann ein SPMSM mit konzentrierten Wicklungen („SPMSM with concentrated windings“) sein. Alternativ können die Permanentmagnete als „vergrabene“ oder innenliegende Magnete in einem Elektroblech des Läufers eingebettet sein. Ein solcher Permanentmagnet-Synchronmotor mit vergrabenen bzw. innen-liegendenBLDC). The brushless DC motor can be an SPMSM with concentrated windings (“SPMSM with concentrated windings”). Alternatively, the permanent magnets can be embedded as “buried” or internal magnets in an electrical sheet of the rotor. Such a permanent magnet synchronous motor with buried or internal
Magneten wird nachfolgend als IPMSM („Interior Permanent Magnet Synchronous Motor“) bezeichnet. Magnet is hereinafter referred to as IPMSM ("Interior Permanent Magnet Synchronous Motor").
Die Verstell-Einrichtung dient zum Verstellen eines Fahrzeugsitzes. Die Verstell- Einrichtung weist mindestens eine Kontroll-Einrichtung auf, um Bewegungen des Fahrzeugsitzes zu kontrollieren, insbesondere um dem Elektromotor gewünschte Bewegungen vorzugeben. Die Verstell-Einrichtung weist außerdem einen Elektromotor auf, um Einsteil-Bewegungen am Fahrzeugsitz vorzunehmen, insbesondere um zumindest Teile eines Fahrzeugsitzes zu bewegen. Der Ausdruck Kontroll-Einrichtung wird hier als Oberbegriff für Regel-Einrichtungen und Steuer-Einrichtungen benutzt. Der Ausdruck Kontrollieren wird hier als Oberbegriff für Regeln und Steuern benutzt. Mit dem Ausdruck Stromanschlüsse sind hier die Phasenanschlüsse des Elektromotors gemeint. Der Elektromotor weist vorzugsweise mehrere elektrische Spulen und Permanentmagnete auf. Der Elektromotor ist vorzugsweise dazu eingerichtet, Teile des Fahrzeugsitzes auf einen spezifischen Abstand zu anderen Teilen des Fahrzeugsitzes zu verfahren. The adjustment device is used to adjust a vehicle seat. The adjustment device has at least one control device in order to control movements of the vehicle seat, in particular in order to specify the desired movements for the electric motor. The adjustment device also has an electric motor in order to carry out adjustment movements on the vehicle seat, in particular in order to move at least parts of a vehicle seat. The term control device is used here as a generic term for regulating devices and control devices. The term control is used here as a generic term for regulation and control. The term power connections here means the phase connections of the electric motor. The electric motor preferably has several electric coils and permanent magnets. The electric motor is preferably set up to move parts of the vehicle seat to a specific distance from other parts of the vehicle seat.
Insbesondere ist der Permanentmagnet-Synchronmotor sensorlos ausgeführt. Vorzugsweise ist der Permanentmagnet-Synchronmotor ein sensorloser Permanentmagnet-Synchronmotor mit vergrabenen bzw. innen-liegenden Magneten. Vorzugsweise befinden sich innerhalb des Gehäuses des Elektromotors keine Hall-Sensoren. In particular, the permanent magnet synchronous motor is designed without sensors. The permanent magnet synchronous motor is preferably a sensorless permanent magnet synchronous motor with buried or internal magnets. There are preferably no Hall sensors within the housing of the electric motor.
Ein bewegbares Teil des Fahrzeugsitzes ist beispielsweise die Lehne, welche verschwenkbar sein kann. Der zum Verstellen des Fahrzeugsitzes eingesetzte Elektromotor oder ein anderer Elektromotor der Verstell-Einrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein oder mehrere Objekte gemäß einer Vorgabe der Kontroll- Einrichtung zu bewegen. In diesem Zusammenhang kann eine Pedale mit verstellbarem Abstand zum Fahrer, ein Spoiler mit einer relativ zur Fahrbahn veränderlichen Neigung und/oder einem verstellbaren Abstand zur Karosserie, eine Fahrzeugtür, insbesondere eine Flügeltür, ein Schiebedach mit variabler Öffnungsgroße und/oder veränderbarer Neigung relativ zur Fahrbahn, eine Abschattungseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Oberkopf, und/oder ein Deckel oder eine Decke eines Objektes in oder an einer Fahrzeugkabine bewegt werden. A movable part of the vehicle seat is, for example, the backrest, which can be pivoted. The electric motor used to adjust the vehicle seat or another electric motor of the adjusting device can be set up to move one or more objects in accordance with a specification of the control device. In this context, a pedal with an adjustable distance to the driver, a spoiler with a variable inclination relative to the road and / or an adjustable distance to the body, a vehicle door, in particular a wing door, a sliding roof with a variable opening size and / or variable inclination relative to the road , a shading device for a vehicle, in particular the top of the head, and / or a cover or a ceiling of an object can be moved in or on a vehicle cabin.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Verstell-Einrichtung steuert die Kontroll-Einrichtung den Elektro-Motor in mindestens einem Betriebszustand so an, dass der Elektro-Motor ein akustisches Signal erzeugt, um einen Passagier auf eine Gefahrensituation, auf die die Kontroll-Einrichtung mit einer Verstell- Bewegung der Verstell-Einrichtung reagiert oder reagieren wird, eine Gefahrensituation, auf die die Kontroll-Einrichtung mit einer Verstell-Bewegung der Verstell-Einrichtung nicht reagiert oder nicht reagieren wird, und/oder oder auf ein Ereignis oder eine Wahloption, die dem Passagier zur Verfügung steht, hinzuweisen. Eine Gefahrensituation, auf die die Kontroll-Einrichtung mit einer Verstell-Bewegung der Verstell-Einrichtung reagiert oder reagieren wird, kann eine Kollision oder ein Schleudern des Fahrzeugs betreffen. Eine Gefahrensituation, auf die die Kontroll-Einrichtung mit einer Verstell-Bewegung der Verstell-Einrichtung nicht reagiert oder nicht reagieren wird kann eine offenstehende Fahrzeugtür, ein geringer Treibstoff- Vorrat oder ein niedriger Batterie-Ladezustand sein. Ein Ereignis oder eine Wahloption, die dem Passagier zur Verfügung steht, kann ein eingehender Telefon-Anruf einer bestimmten Person, die Nähe von Tankstellen innerhalb einer bestimmten Reichweite oder eine bestimmte Bewegung von Kindern auf dem Rücksitz betreffen. Ein akustisches Signal enthält dabei vorzugsweise mindestens einen Klang, der vom Geräusch einer eventuell gerade stattfindenden Verstell- Bewegung verschieden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Verstell-Einrichtung ist die Kontroll- Einrichtung dazu eingerichtet, den Elektromotor dazu zu veranlassen, den Fahrzeugsitz oder Teile davon in eine spezifische Position zu verfahren, den Passagier weiter von einer Kollisionszone wegzubewegen und/oder dem Passagier mehr Raum zu verschaffen. Ferner kann die Kontroll-Einrichtung dazu eingerichtet, den Elektromotor dazu zu veranlassen, eine nachteilige Bewegung des Passagiers zu verhindern, zu vermindern oder zu verlangsamen und/oder auf den Passagier einwirkende Kräfte zu vermindern oder umzuverteilen. Eine nachteilige Bewegung des Passagiers, welche aufgrund einer fehlenden Kopfstütze und des Peitschen-Effekts zu einem Schleudertrauma führt, kann somit vermieden werden. Das Vermindern oder Umverteilen von auf den Passagier einwirkenden Kräften erfolgt vorzugsweise zumindest zeitlich oder örtlich, beispielsweise zur Herbeiführung einer vorgezogenen Abbremsung oder einer Stoßverteilung auf größere Polsterfläche. Der Hauptnutzen der Verstell- Bewegung kann dabei in der veränderten Sitzposition nach Abschluss der Bewegung liegen. Beispielsweise verhindert eine vorgeneigte Lehne bei einer Kollision das Zurückpeitschen des Körpers des Passagiers durch eine Reflex- Bewegung. Die Verstell-Bewegung kann zu einer Abbremsung des Passagiers bereits vor Kollision genutzt werden. Der Passagier kann dabei eine gefährdete Person auf, vor oder hinter dem verstellten Fahrzeugsitz sein. In a preferred embodiment of the adjustment device, the control device controls the electric motor in at least one operating state in such a way that the electric motor generates an acoustic signal to alert a passenger to a dangerous situation to which the control device reacts with an adjustment - Movement of the adjustment device reacts or will react, a dangerous situation to which the control device does not react or will not react with an adjustment movement of the adjustment device, and / or or to an event or a choice option that the passenger is available, to point out. A dangerous situation to which the control device reacts or will react with an adjustment movement of the adjustment device can relate to a collision or a skidding of the vehicle. A dangerous situation to which the control device does not react or will not react with an adjustment movement of the adjustment device can be an open vehicle door, a low fuel supply or a low battery charge level. An event or dialing option available to the passenger may involve an incoming phone call from a specific person, the proximity of gas stations within a certain range, or a certain movement of children in the back seat. An acoustic signal preferably contains at least one sound that is different from the noise of an adjustment movement that may be taking place. In a preferred embodiment of the adjustment device, the control device is set up to cause the electric motor to move the vehicle seat or parts thereof into a specific position, to move the passenger further away from a collision zone and / or to provide the passenger with more space . Furthermore, the control device can be set up to cause the electric motor to prevent, reduce or slow down a disadvantageous movement of the passenger and / or to reduce or redistribute forces acting on the passenger. A disadvantageous movement of the passenger, which leads to whiplash trauma due to the lack of a headrest and the whiplash effect, can thus be avoided. The reduction or redistribution of forces acting on the passenger is preferably carried out at least in terms of time or location, for example to bring about an early deceleration or a shock distribution over a larger padding area. The main benefit of the adjustment movement can lie in the changed sitting position after the movement has been completed. For example, a backrest leaning forward prevents the passenger's body from being lashed back by a reflex movement in the event of a collision. The adjustment movement can slow down the passenger can be used before the collision. The passenger can be an endangered person on, in front of or behind the adjusted vehicle seat.
Weitere Ausführungsformen der Verstell-Einrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche. Further embodiments of the adjustment device are the subject of the claims.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Verstellen eines Fahrzeugsitzes gelöst, wobei dafür eine Verstell- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 benutzt wird. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen dieses Verfahrens wird auch auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Verstell-Einrichtung verwiesen. The object on which the invention is based is also achieved by a method for adjusting a vehicle seat, an adjusting device according to one of claims 1 to 11 being used for this purpose. With regard to the advantages and modifications of this method, reference is also made to the advantages and modifications of the adjusting device according to the invention.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum individuellen Anpassen von Grund-Einstellungen eines Fahrzeugsitzes gelöst, wobei dafür eine Verstell-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 benutzt wird. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen dieses Verfahrens wird auch auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Verstell- Einrichtung verwiesen. Vorzugsweise erfolgt ein Unterstützen des Passagiers beim Verschieben des Fahrzeugsitzes oder einer seiner Komponenten in die gewünschte Richtung oder Stellung durch aktives Verfahren des Fahrzeugsitzes oder einer seiner Komponenten durch den Elektromotor in die gewünschte Richtung oder Stellung. Das Unterstützen erfolgt vorzugsweise zumindest solange bis der Passagier keine mechanische Kraft mehr auf den Fahrzeugsitz oder eine seiner Komponenten ausübt. Insbesondere wird die neue Position des Fahrzeugsitzes oder seiner Komponente zumindest gespeichert oder fixiert. The object on which the invention is based is also achieved by a method for individually adapting basic settings of a vehicle seat, an adjustment device according to one of claims 1 to 11 being used for this purpose. With regard to the advantages and modifications of this method, reference is also made to the advantages and modifications of the adjusting device according to the invention. The passenger is preferably assisted in moving the vehicle seat or one of its components in the desired direction or position by actively moving the vehicle seat or one of its components by the electric motor in the desired direction or position. The assistance preferably takes place at least until the passenger no longer exerts any mechanical force on the vehicle seat or one of its components. In particular, the new position of the vehicle seat or its component is at least saved or fixed.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Erzeugen akustischer Signale für einen Passagier gelöst, wobei dafür eine Verstell-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 benutzt wird. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen dieses Verfahrens wird auch auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Verstell-Einrichtung verwiesen. Nachfolgend sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen: The object on which the invention is based is also achieved by a method for generating acoustic signals for a passenger, an adjustment device according to one of claims 1 to 11 being used for this purpose. With regard to the advantages and modifications of this method, reference is also made to the advantages and modifications of the adjusting device according to the invention. Preferred embodiments of the invention are explained and described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show:
Fig. 1 einen Permanentmagnet-Synchronmotor mit Oberflächenmagneten (SPMSM) im Schnitt senkrecht zur Rotationsachse des Motors; und 1 shows a permanent magnet synchronous motor with surface magnets (SPMSM) in a section perpendicular to the axis of rotation of the motor; and
Fig. 2 einen Permanentmagnet-Synchronmotor mit vergrabenen Magneten (IPMSM) ebenfalls im Schnitt senkrecht zur Rotationsachse des2 shows a permanent magnet synchronous motor with buried magnets (IPMSM), also in a section perpendicular to the axis of rotation
Motors. Engine.
Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen Elektromotor 10 einer erfindungsgemäßen Verstell-Einrichtung. Die Elektromotoren 10 umfassen jeweils einen Stator 12, eine Wicklung 14, eine Welle 16, einen Rotor 18 und Permanentmagnete 20. 1 and 2 each show an electric motor 10 of an adjusting device according to the invention. The electric motors 10 each include a stator 12, a winding 14, a shaft 16, a rotor 18 and permanent magnets 20.
Die Permanentmagnet-Synchronmotoren 10 können bei geeigneter Ansteuerung einen Rotorwinkel selbst im Stillstand regeln. Dies gilt insbesondere, wenn der Permanentmagnet-Synchronmotor 10 als Permanentmagnet-Synchronmotor mit innenliegenden Magneten 20 ausgeführt ist. Aus Kostengründen ist es vorteilhaft, wenn die Kontroll-Einrichtung, mit welcher dem jeweiligen Elektromotor 10 eine Bewegung vorgegeben werden kann, beabstandet von dem Elektromotor 10 angeordnet ist. Außerdem erübrigt es teure Sensorik, wenn der Elektromotor 10 zum Antrieb seines Läufers drei elektrische Stromanschlüsse hat, welche im Betrieb zueinander phasenverschoben bestromt sind, wenn diese drei Stromanschlüsse des Elektromotors 10 zu ihrer Stromversorgung über jeweils eine eigene elektrische Verbindungsleitung mit der Kontroll-Einrichtung elektrisch verbunden sind, und wenn keine weitere elektrische Verbindungsleitung zur Übertragung von zusätzlichen Informationen zwischen Elektromotor 10 und Kontroll- Einrichtung existiert, insbesondere keine separate Signal-Leitung. Das gilt insbesondere für „sensorlose1' Permanentmagnet-Synchronmotoren (sensorless PMSM), die innerhalb ihres Gehäuses keine Hall-Sensoren aufweisen. With suitable control, the permanent magnet synchronous motors 10 can regulate a rotor angle even at a standstill. This applies in particular if the permanent magnet synchronous motor 10 is designed as a permanent magnet synchronous motor with internal magnets 20. For reasons of cost, it is advantageous if the control device, with which a movement can be specified for the respective electric motor 10, is arranged at a distance from the electric motor 10. In addition, there is no need for expensive sensors if the electric motor 10 has three electrical power connections to drive its rotor, which are energized out of phase with each other during operation when these three power connections of the electric motor 10 are each electrically connected to the control device via a separate electrical connection line for their power supply are, and if there is no further electrical connection line for the transmission of additional information between the electric motor 10 and the control device, in particular no separate signal line. That is true especially for "sensorless 1 " permanent magnet synchronous motors (sensorless PMSM) that do not have Hall sensors within their housing.
Eine solche Verstell-Einrichtung erlaubt es, dass die Kontroll-Einrichtung beim Erkennen einer Gefahrensituation den Elektromotor 10 eigenständig verstellt, um das Risiko von Verletzungen für Passagiere zu vermindern. Das Drehmoment und die Reaktionszeit solcher Elektromotoren 10 ist dem Drehmoment und der Reaktionszeit bisher verwendeter Motoren überlegen. Zur Optimierung der Wirkung der Verstell-Einrichtung gibt es verschiedene Möglichkeiten: Such an adjustment device allows the control device to independently adjust the electric motor 10 when a dangerous situation is recognized in order to reduce the risk of injuries for passengers. The torque and the response time of such electric motors 10 is superior to the torque and the response time of previously used motors. There are various options for optimizing the effect of the adjustment device:
1 ) Der Sitz oder Teile davon werden in eine Position verfahren, die einen Passagier weiter von einer Kollisionszone entfernt, - die dem Passagier mehr Raum verschafft, und/oder die eine nachteilige Bewegung des Passagiers verhindert, vermindert oder verlangsamt. (z.B. Peitschen-Effekt bei Schleudertrauma ohne Kopfstütze): 2) Auf den Passagier einwirkende Kräfte werden durch die Verstell-Bewegung vermindert oder umverteilt, was vorzugsweise zumindest zeitlich oder örtlich erfolgt (z.B. vorgezogene Abbremsung oder Stoßverteilung auf größere Polsterfläche). Der Hauptnutzen der Verstell-Bewegung kann dabei in der veränderten Sitzposition nach Abschluss der Bewegung sein (vorgeneigte Lehne bei Kollision verhindert Zurückpeitschen des Körpers des Passagiers durch Reflex- Bewegung), aber auch die Verstell-Bewegung selbst und ihre Wirkung während des Bewegungsvorgangs (z.B. Abbremsung des Passagiers bereits vor Kollision). Der Passagier kann dabei eine gefährdete Person auf, vor oder hinter dem verstellten Fahrzeugsitz sein. Mit Position kann dabei mindestens eine der folgenden Möglichkeiten gemeint sein: eine Höhenposition relativ zum Chassis des Fahrzeuges, - ein Abstand relativ zur Fahrzeuglängsachse, eine Position längs des Fahrzeuges entlang der Fahrzeug-Längsachse, ein Abstand zu anderen Teilen des Fahrzeugsitzes, ein Neigungswinkel relativ zum Passagier, ein Neigungswinkel relativ zum Boden des Fahrzeugs, und/oder - ein Neigungswinkel relativ zu anderen Teilen des Fahrzeugsitzes. 1) The seat or parts of it are moved into a position that removes a passenger from a collision zone, - which gives the passenger more space, and / or which prevents, reduces or slows down any adverse movement of the passenger. (e.g. whiplash effect in the case of whiplash injuries without a headrest): 2) Forces acting on the passenger are reduced or redistributed by the adjustment movement, which preferably takes place at least in terms of time or location (e.g. advanced braking or impact distribution over a larger cushion area). The main benefit of the adjustment movement can be in the changed sitting position after the movement is completed (the backrest tilted forward in the event of a collision prevents the passenger's body from lashing back through reflex movement), but also the adjustment movement itself and its effect during the movement process (e.g. braking of the passenger before the collision). The passenger can be an endangered person on, in front of or behind the adjusted vehicle seat. Position can mean at least one of the following options: a height position relative to the chassis of the vehicle, a distance relative to the vehicle's longitudinal axis, a position along the vehicle along the vehicle's longitudinal axis, a distance to other parts of the vehicle seat, an angle of inclination relative to the Passenger, an angle of inclination relative to the floor of the vehicle, and / or an angle of inclination relative to other parts of the vehicle seat.
Es kann zweckmäßig sein, wenn die Kontroll-Einrichtung den Elektro-Motor 10 in mindestens einem Betriebszustand so ansteuert, dass der Elektro-Motor 10 ein akustisches Signal erzeugt, um einen Passagier auf mindestens eine der folgenden Situationen hinzuweisen: eine Bereitschaft der Verstell-Einrichtung, manuelle Verstellungen am Fahrzeugsitz zu erlauben, vorzugsweise durch einfaches Drücken oder Ziehen am Fahrzeugsitz oder seiner zu verstellenden Komponente, eine Verriegelung der Verstell-Einrichtung, die eine manuelle Verstellung am Fahrzeugsitz danach unterbindet, eine gerade ablaufende oder zeitnah erfolgende Verstell-Bewegung, um Passagiere auf ein möglicherweise nötig werdendes Ausweichen ihrerseits oder auf eine Anpassung ihrer Körperhaltung vorzubereiten, eine Gefahrensituation, auf die die Kontroll-Einrichtung mit einer Verstell- Bewegung der Verstell-Einrichtung reagiert oder reagieren wird (z.B. eineIt can be useful if the control device controls the electric motor 10 in at least one operating state in such a way that the electric motor 10 generates an acoustic signal to alert a passenger to at least one of the following situations: readiness of the adjustment device to allow manual adjustments on the vehicle seat, preferably by simply pushing or pulling on the vehicle seat or its component to be adjusted, a locking of the adjustment device, which then prevents manual adjustment of the vehicle seat, an adjustment movement currently in progress or in the near future to accommodate passengers to prepare for a possibly necessary evasive action on your part or for an adjustment of your posture, a dangerous situation to which the control device reacts or will react with an adjustment movement of the adjustment device (e.g. a
Kollision oder ein Schleudern des Fahrzeugs), eine Gefahrensituation, auf die die Kontroll-Einrichtung mit einer Verstell- Bewegung der Verstell-Einrichtung nicht reagiert oder nicht reagieren wird (z.B. eine offenstehende Fahrzeugtür, geringer Treibstoff- Vorrat oder niedriger Batterie-Ladezustand); und/oder ein Ereignis oder eine Wahloption, die dem Passagier zur Verfügung steht (z.B. ein eingehender Telefon-Anruf einer bestimmten Person, die Nähe von Tankstellen innerhalb einer bestimmten Reichweite oder bestimmte Bewegungen von Kindern auf dem Rücksitz). Collision or skidding of the vehicle), a dangerous situation to which the control device does not react or will not react with an adjustment movement of the adjustment device (e.g. an open vehicle door, low fuel supply or low battery charge status); and / or an event or a choice option available to the passenger (e.g. an incoming telephone call from a specific person, proximity of gas stations within a certain range or certain movements of children in the back seat).
Ein akustisches Signal enthält dabei mindestens einen Klang, der vom Geräusch einer eventuell gerade stattfindenden Verstell-Bewegung verschieden ist. An acoustic signal contains at least one sound that is different from the sound of an adjustment movement that may be taking place.
Zweckmäßig ist, wenn für verschiedene Situationen verschiedenartige Signale vorgesehen sind und wenn sich mindestens zwei Signale hinsichtlich der Dauer von Klängen, der Dauer von Pausen oder Intervallen, der zumindest zeitweise verwendeten Frequenzen, der Häufigkeit von Klängen und/oder der Frequenzveränderungen während der Klangerzeugung unterscheiden. It is useful if different types of signals are provided for different situations and if at least two signals differ in terms of the duration of sounds, the duration of pauses or intervals, the at least temporarily used frequencies, the frequency of sounds and / or the frequency changes during the sound generation.
Hat eine Verstell-Einrichtung eine Kontroll-Einrichtung mit Daten-Speicher, lässt sich mindestens einer der folgenden Werte speichern: - eine von einem individuellen Benutzer gewünschte Grund-Position, und/oder eine in einer Gefahrensituation sinnvolle Verstell-Bewegung oder Ziel- Position. Ein Verfahren zum Verstellen oder zum individuellen Anpassen von Grund- Einstellungen eines Fahrzeugsitzes ist vorteilhaft, wenn dafür eine erfindungsgemäße Verstell-Einrichtung benutzt wird. Dies erfolgt vorteilhafterweise in folgenden Schritten: If an adjustment device has a control device with data memory, at least one of the following values can be stored: a basic position desired by an individual user and / or an adjustment movement or target position that is meaningful in a dangerous situation. A method for adjusting or individually adapting basic settings of a vehicle seat is advantageous if an adjusting device according to the invention is used for this. This is advantageously done in the following steps:
Der Fahrzeugsitz wird zur Verstellung freigeschaltet. Das kann durch Eintritt unterschiedlicher Ereignisse ausgelöst oder gestattet werden (z.B. eine Bedienung einer Benutzerschnittstelle oder ein Öffnen einer Fahrzeugtür kann eine Freischaltung verursachen, vorzugsweise unter der gleichzeitig zu erfüllenden Bedingung, dass der zu verstellende Fahrzeugsitz unbesetzt ist). - Der Passagier übt eine mechanische Kraft direkt auf den Fahrzeugsitz oder eine seiner Komponenten aus, um ihn eine gewünschte Richtung oder Stellung zu verschieben. Die Verstell-Einrichtung erlaubt dem Elektromotor 10 eine Bewegung in die gewünschte Richtung oder unterstützt eine solche Bewegung noch durch aktives Verfahren des Elektromotors 10 in dieser Richtung, zumindest solange bis diese Kraft nicht mehr wirkt. Dabei wird eine Grundposition des Motors 10 und seines Läufers als Nullpunkt vorgegeben. Durch Überwachung der Läuferposition des Elektromotors 10 während einer Verstellung des Fahrzeugsitzes oder einer anderen Komponente lassen sich Bewegungsrichtung, Drehwinkel und Anzahl an Läufer-Umdrehungen ermitteln, um die der Läufer des Motors 10 aus seiner Grundposition herausbewegt wurde. Letztlich ergeben sich daraus Länge und Richtung einer Verschiebung und somit auch die neue Position. The vehicle seat is activated for adjustment. This can be triggered or permitted by the occurrence of different events (for example operating a user interface or opening a vehicle door can cause activation, preferably under the condition to be fulfilled at the same time that the vehicle seat to be adjusted is unoccupied). The passenger exerts a mechanical force directly on the vehicle seat or one of its components in order to move it in a desired direction or position. The adjustment device allows the electric motor 10 to move in the desired direction or supports such a movement by actively moving the electric motor 10 in this direction, at least until this force is no longer effective. A basic position of the motor 10 and its rotor is specified as the zero point. By monitoring the rotor position of the electric motor 10 while the vehicle seat or another component is being adjusted, the direction of movement, the angle of rotation and the number of rotor revolutions by which the rotor of the motor 10 was moved out of its basic position can be determined. Ultimately, this results in the length and direction of a shift and thus also the new position.
Die neue Position des Fahrzeugsitzes oder seiner Komponente wird zumindest gespeichert oder fixiert. Die Speicherung oder Fixierung kann ebenfalls wieder durch Eintritt unterschiedlicher Ereignisse ausgelöst oder davon abhängig gemacht werden (z.B. durch eine Bedienung einer Benutzerschnittstelle oder ein Schließen einer Fahrzeugtür kann eine Fixierung oder Speicherung verursachen). Eine Speicherung der neuen Position kann in der Kontroll- Einrichtung oder in einem anderen Steuergerät des Fahrzeugs erfolgen. Es kann vorteilhaft sein, akustische Signale für einen Passagier dadurch zu erzeugen, dass dafür eine erfindungsgemäße Verstell-Einrichtung benutzt wird. The new position of the vehicle seat or its component is at least saved or fixed. The storage or fixation can also be triggered again by the occurrence of different events or made dependent on it (e.g. by operating a user interface or closing a vehicle door can cause a fixation or storage). The new position can be stored in the control device or in another control unit of the vehicle. It can be advantageous to generate acoustic signals for a passenger by using an adjustment device according to the invention.
Der Permanentmagnet-Synchronmotor 10 kann einen derart ausgeprägten Pol aufweisen, dass bei geeigneter Ansteuerung ein Rotorwinkel selbst im Stillstand geregelt werden kann. Insbesondere ist der Elektromotor 10 hierzu ein Permanentmagnet-Synchronmotoren mit innenliegenden Magneten 20 und/oder ein bürstenloser Gleichstrommotor. The permanent magnet synchronous motor 10 can have such a pronounced pole that, with suitable control, a rotor angle can be regulated even at a standstill. In particular, for this purpose the electric motor 10 is a permanent magnet synchronous motor with internal magnets 20 and / or a brushless direct current motor.
Zur Bestimmung der Rotorlage werden an den Stromanschlüssen des Elektromotors 10 vorliegende Phasenströme oder Phasenspannungen oder beides ermittelt. Die Regeleinrichtung errechnet daraus die aktuelle Winkellage. Vorzugsweise besitzt die Regeleinrichtung dazu ein virtuelles Modell des Elektromotors 10. Dieses Modell kann durch Parameter-Kennfelder repräsentiert sein oder durch eine Software, die das Verhalten der Synchronmaschine simuliert. Zusätzliche Sensoren wie Hall-Sensoren und Inkrementalgeber sind dazu nicht erforderlich. To determine the rotor position, phase currents or phase voltages or both present at the power connections of the electric motor 10 are determined. The control device calculates the current angular position from this. For this purpose, the control device preferably has a virtual model of the electric motor 10. This model can be represented by parameter maps or by software that simulates the behavior of the synchronous machine. Additional sensors such as Hall sensors and incremental encoders are not required for this.
Vorzugsweise ist das virtuelle Modell der Synchronmaschine auch in der Lage, die Temperatur von Wicklungen 14 des Stators 12 zu bestimmen, ohne dass dafür ein zusätzlicher Sensor nötig ist. Dies erlaubt einen zuverlässigen Übertemperatur- bzw. Überlastschutz und weitere Diagnose-Möglichkeiten. The virtual model of the synchronous machine is preferably also able to determine the temperature of windings 14 of the stator 12 without the need for an additional sensor. This allows reliable overtemperature or overload protection and further diagnostic options.
Die Positionierung des Fahrzeugsitzes erfolgt, ohne auf Daten zurückzugreifen, die bei üblichen Verstell-Motoren von Sensoren im Motor abgefragt werden. Für eine sensorlose Positionierung des Permanentmagnet-Synchronmotors 10 ist es erforderlich, dass der Permanentmagnet-Synchronmotor 10 einen möglichst „ausgeprägten Pol“ aufweist (magnetic saliency). The vehicle seat is positioned without resorting to data that is queried by sensors in the motor with conventional adjustable motors. For a sensorless positioning of the permanent magnet synchronous motor 10, it is necessary for the permanent magnet synchronous motor 10 to have a “pronounced pole” as possible (magnetic saliency).
Der Grad der Ausprägung eines Pols des Permanentmagnet-Synchronmotors 10 ergibt sich aus der Differenz ihrer Induktivitäten in der q-Achse (Lq) und in der d- Achse (Ld) im läufer-festen Koordinatensystem des Motors 10. Je unterschiedlicher die Induktivitäten Lq und Ld sind, umso ausgeprägter ist der Pol. In der Praxis werden Elektromotoren mit einem Verhältnis von Lq = (1,05 ... 3) Ld verwendet. Zur sensorlosen Sitzsteuerung kommen Werte von Lq/Ld bei 1 ,05 aber nicht in Betracht, weil der Messaufwand dafür zu hoch ist. Von Interesse ist vielmehr ein Verhältnis Lq/Ld von mindestens 2, vorzugsweise höher. Zum Betrieb des Elektromotors 10 ermittelt die Kontroll-Einrichtung die an den Stromanschlüssen des Permanentmagnet-Synchronmotors 10 anliegende elektrischen Potentiale und die hindurchfließenden elektrischen Phasenströme. Aufgrund der über den Elektromotor 10 bekannten Daten, insbesondere charakteristischen Änderungen der Induktivität bei Rotation des Permanentmagnet-Synchronmotors 10 und einer vorgegebenen Ausgangsposition des Fahrzeugsitzes, ermittelt die Kontroll-Einrichtung die Winkellage des Läufers und die Anzahl an Umdrehungen, die der Elektromotor 10 seit Verlassen der Ausgangsposition durchgeführt hat. In Kombination lässt sich damit die genaue Distanz zu Ausgangsposition und die aktuelle Position des Stellmotors 10 ermitteln. The degree of expression of a pole of the permanent magnet synchronous motor 10 results from the difference in their inductances in the q-axis (Lq) and in the d-axis (Ld) in the rotor-fixed coordinate system of the motor 10. The more different the inductances Lq and Ld, the more pronounced the pole is. In practice, electric motors with a ratio of Lq = (1.05 ... 3) Ld are used. For sensorless seat control, however, values of Lq / Ld at 1.05 cannot be considered because the measurement effort is too high. Rather, an Lq / Ld ratio of at least 2, preferably higher, is of interest. To operate the electric motor 10, the control device determines the electrical potentials present at the power connections of the permanent magnet synchronous motor 10 and the electrical phase currents flowing through them. Based on the data known about the electric motor 10, in particular characteristic changes in the inductance during rotation of the permanent magnet synchronous motor 10 and a predetermined starting position of the vehicle seat, the control device determines the angular position of the rotor and the number of revolutions that the electric motor 10 has performed since leaving the starting position. In combination, the exact distance to the starting position and the current position of the servomotor 10 can thus be determined.
Da Permanentmagnet-Synchronmotoren weitgehend verschleißfrei sind, kann man damit Töne oder Melodien erzeugen, ohne dass der Permanentmagnet- Synchronmotor 10 Schaden nimmt. Durch ein Regel-Verfahren zur Ansteuerung des Motors 10 wird dieser ein akustischer Signalgeber, also zusätzlich eine Art kleiner Lautsprecher. Dafür regt man den Elektromotor 10 mit unterschiedlichen Frequenzen an, welche aber kein geeignetes Drehfeld erzeugen, um den Läufer zu drehen. So lassen sich z.B. akustische Feedbacks an den Fahrer geben ohne zusätzliche Bauteilkosten. Since permanent magnet synchronous motors are largely free of wear, they can be used to generate tones or melodies without the permanent magnet synchronous motor 10 being damaged. By means of a control method for controlling the motor 10, it becomes an acoustic signal generator, that is to say, in addition, a type of small loudspeaker. For this purpose, the electric motor 10 is excited with different frequencies, which, however, do not generate a suitable rotating field to rotate the rotor. For example, acoustic feedback can be given to the driver without additional component costs.
Die hohe Regelgüte und die hohen Drehmomentreserven des Elektromotors 10 gestatten eine Verringerung der mechanischen Untersetzung. Dadurch kann eine Sitzverstellung so erfolgen, dass der Benutzer beim Einstellen des Fahrzeugsitzes oder seiner Komponenten unterstützt wird. Das Einstellen kann hier ein Verstellen des Fahrzeugsitzes in eine individuelle Grund-Position bedeuten. Es kann aber auch eine (von mehreren) gegenüber der Grund- Position geänderte Haltung meinen. The high control quality and the high torque reserves of the electric motor 10 allow the mechanical reduction to be reduced. As a result, the seat can be adjusted in such a way that the user is supported when adjusting the vehicle seat or its components. The setting here can mean adjusting the vehicle seat to an individual basic position. But it can also mean one (of several) changed attitude towards the basic position.
Ein direktes manuelles Verstellen hat den Vorteil, dass zusätzliche Bedien- Knöpfe und deren Verkabelung entfallen. Außerdem ist das Einstellen intuitiv einfacher, da nun nicht mehr der Benutzer herausfinden muss, wie sich der Fahrzeugsitz auf die Bedienung eines Knopfes hin verändert. Vielmehr muss nun die Sitz-Sensorik bzw. die Kontroll-Einrichtung der Verstell-Einrichtung ermitteln, wie sie die gewünschten Verstell-Bewegungen des Passagiers zweckmäßig in Bewegungen von Elektromotoren umsetzt. Bezuaszeichen Direct manual adjustment has the advantage that additional control buttons and their wiring are not required. In addition, setting is intuitively easier, since the user no longer has to find out how the vehicle seat changes when a button is operated. Rather, the seat sensor system or the control device of the adjustment device must now determine how it expediently converts the desired adjustment movements of the passenger into movements of electric motors. Bezuaszeichen
10 Elektromotor 12 Stator 14 Wicklung 10 electric motor 12 stator 14 winding
16 Welle 18 Rotor 16 shaft 18 rotor
20 Permanentmagnete 20 permanent magnets

Claims

Patentansprüche Claims
Verstell-Einrichtung für einen Fahrzeugsitz, mit mindestens einem Elektromotor (10), um zumindest Teile des Fahrzeugsitzes zu bewegen, und mindestens einer Kontroll-Einrichtung, um dem Elektromotor (10) die gewünschten Bewegungen vorzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (10) ein Permanentmagnet-Synchronmotor ist. Adjusting device for a vehicle seat, with at least one electric motor (10) to move at least parts of the vehicle seat, and at least one control device to specify the desired movements for the electric motor (10), characterized in that the electric motor (10) is a permanent magnet synchronous motor.
Verstell-Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet-Synchronmotor (10) ein bürstenloser Gleichstrommotor (10) oder ein Permanentmagnet- Synchronmotor (10) mit innenliegenden Magneten (20) ist. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the permanent magnet synchronous motor (10) is a brushless direct current motor (10) or a permanent magnet synchronous motor (10) with internal magnets (20).
Verstell-Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (10) einen drehbar gelagerten Läufer aufweist und zum Antrieb des Läufers drei elektrische Stromanschlüsse hat, welche im Betrieb zueinander phasenverschoben bestromt sind, dass die drei Stromanschlüsse des Elektromotors (10) zu ihrer Stromversorgung über jeweils eine eigene elektrische Verbindungsleitung mit der Kontroll-Einrichtung elektrisch verbunden sind, dass sich abhängig von der Winkellage des Läufers relativ zum Stator (12) des Permanentmagnet-Synchronmotors (10) die Induktivität zwischen mindestens zwei dieser Stromanschlüsse des Elektromotors (10) ändert; und/oder dass keine weitere elektrische Verbindungsleitung zur Übertragung von zusätzlichen Informationen zwischen Elektromotor (10) und Kontroll-Einrichtung existiert, insbesondere keine separate Signal- Leitung. Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor (10) has a rotatably mounted rotor and has three electrical power connections for driving the rotor, which are energized out of phase with each other during operation, that the three power connections of the electric motor (10) are electrically connected to their power supply via their own electrical connection line with the control device, so that depending on the angular position of the rotor relative to the stator (12) of the permanent magnet synchronous motor (10), the inductance between at least two of these power connections of the electric motor (10 ) changes; and / or that there is no further electrical connection line for the transmission of additional information between the electric motor (10) and the control device, in particular no separate signal line.
4. Verstell-Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontroll-Einrichtung beabstandet vom Elektromotor (10) angeordnet ist. 4. Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device is arranged at a distance from the electric motor (10).
5. Verstell-Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet-Synchronmotor (10) sensorlos ausgeführt ist. 5. Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnet synchronous motor (10) is designed without sensors.
6. Verstell-Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontroll-Einrichtung beim Erkennen einer Gefahrensituation den Elektromotor (10) eigenständig verstellt, um das Risiko von Verletzungen für Passagiere zu vermindern. 6. Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device independently adjusts the electric motor (10) when a dangerous situation is detected in order to reduce the risk of injuries for passengers.
7. Verstell-Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontroll-Einrichtung dazu eingerichtet ist, den Elektromotor (10) dazu zu veranlassen den Fahrzeugsitz oder Teile davon in eine spezifische Position zu verfahren, - den Passagier weiter von einer Kollisionszone wegzubewegen, dem Passagier mehr Raum zu verschaffen, eine nachteilige Bewegung des Passagiers zu verhindern, zu vermindern oder zu verlangsamen; und/oder auf den Passagier einwirkende Kräfte zu vermindern oder umzuverteilen. 7. Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device is set up to cause the electric motor (10) to move the vehicle seat or parts thereof into a specific position, the passenger further from a collision zone move away, give the passenger more space, prevent, reduce or slow down an adverse movement of the passenger; and / or to reduce or redistribute forces acting on the passenger.
8. Verstell-Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontroll-Einrichtung dazu eingerichtet ist, den Elektromotor (10) dazu zu veranlassen, den Fahrzeugsitz oder Teile davon in eine spezifische Höhenposition relativ zum Chassis des Fahrzeuges; auf einen spezifischen Abstand relativ zur Fahrzeuglängsachse, in eine spezifische Position längs des Fahrzeuges entlang der Fahrzeug-Längsachse, in einen spezifischen Neigungswinkel relativ zum Passagier, und/oder in einen spezifischen Neigungswinkel relativ zum Boden des Fahrzeugs zu verfahren. 8. Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device is set up to cause the electric motor (10) to move the vehicle seat or parts thereof into a specific height position relative to the chassis of the vehicle; to a specific distance relative to the vehicle's longitudinal axis, to move into a specific position along the vehicle along the vehicle's longitudinal axis, into a specific angle of inclination relative to the passenger, and / or into a specific angle of inclination relative to the floor of the vehicle.
9. Verstell-Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontroll-Einrichtung den Elektro-Motor (10) in mindestens einem Betriebszustand so ansteuert, dass der Elektro- Motor (10) ein akustisches Signal erzeugt, um einen Passagier auf mindestens eine der folgenden Situationen hinzuweisen: eine Bereitschaft der Verstell-Einrichtung, manuelle Verstellungen am Fahrzeugsitz zu erlauben, vorzugsweise durch einfaches Drücken oder Ziehen am Fahrzeugsitz oder seiner zu verstellenden Komponente, eine Verriegelung der Verstell-Einrichtung, die eine manuelle Verstellung am Fahrzeugsitz danach unterbindet, eine gerade ablaufende oder zeitnah erfolgende Verstell-Bewegung, um Passagiere auf ein möglicherweise nötig werdendes Ausweichen ihrerseits oder auf eine Anpassung ihrer Körperhaltung vorzubereiten, eine Gefahrensituation, auf die die Kontroll-Einrichtung mit einer Verstell-Bewegung der Verstell-Einrichtung reagiert oder reagieren wird, eine Gefahrensituation, auf die die Kontroll-Einrichtung mit einer Verstell-Bewegung der Verstell-Einrichtung nicht reagiert oder nicht reagieren wird; ein Ereignis oder eine Wahloption, die dem Passagier zur Verfügung steht. 9. Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device controls the electric motor (10) in at least one operating state so that the electric motor (10) generates an acoustic signal to a passenger indicate at least one of the following situations: the readiness of the adjustment device to allow manual adjustments to the vehicle seat, preferably by simply pushing or pulling the vehicle seat or its component to be adjusted, a locking of the adjustment device which then prevents manual adjustment of the vehicle seat , an adjustment movement that is currently running or is about to take place in order to prepare passengers for an evasive action that may become necessary on their part or for an adjustment of their posture, a dangerous situation to which the control device reacts or will react with an adjustment movement of the adjustment device , a dangerous situation ation to which the control device does not react or will not react with an adjustment movement of the adjustment device; an event or option available to the passenger.
10. Verstell-Einrichtung nach dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für verschiedene Situationen verschiedenartige Signale vorgesehen sind, und/oder dass sich mindestens zwei Signale zumindest in einem der folgenden Merkmale unterscheiden: - Dauer von Klängen, 10. Adjusting device according to the preceding claim, characterized in that Different types of signals are provided for different situations, and / or that at least two signals differ in at least one of the following features: - duration of sounds,
Dauer von Pausen oder Intervallen, ihre zumindest zeitweise verwendeten Frequenzen,Duration of breaks or intervals, their at least temporarily used frequencies,
Häufigkeit von Klängen, Frequency of sounds,
Frequenzveränderungen während der Klangerzeugung. Frequency changes during sound generation.
11. Verstell-Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontroll-Einrichtung einen Datenspeicher aufweist, um mindestens einen der folgenden Werte zu speichern: - eine von einem individuellen Benutzer gewünschte Grund-Position, eine in einer Gefahrensituation sinnvolle Verstell-Bewegung oder Ziel-Position. 11. Adjustment device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device has a data memory in order to store at least one of the following values: a basic position desired by an individual user, an adjustment which is useful in a dangerous situation Movement or target position.
12. Verfahren zum Verstellen eines Fahrzeugsitzes, dadurch gekennzeichnet, dass dafür eine Verstell-Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche benutzt wird. 12. A method for adjusting a vehicle seat, characterized in that an adjusting device according to one of the preceding claims is used for this.
13. Verfahren zum individuellen Anpassen von Grund-Einstellungen eines Fahrzeugsitzes, dadurch gekennzeichnet, dass dafür eine Verstell-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 benutzt wird. 13. A method for the individual adjustment of basic settings of a vehicle seat, characterized in that an adjusting device according to one of claims 1 to 11 is used for this purpose.
14. Verfahren nach dem voranstehenden Anspruch, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Freischalten des Fahrzeugsitzes zu dessen Verstellung; direktes Ausüben einer mechanischen Kraft durch einen Passagier auf den Fahrzeugsitz oder eine seiner Komponenten, um den Fahrzeugsitz oder eine seiner Komponenten in eine gewünschte Richtung oder Stellung zu verschieben; 14. The method according to the preceding claim, characterized by the following steps: - enabling the vehicle seat for its adjustment; direct exertion of a mechanical force by a passenger on the vehicle seat or one of its components, around the Move the vehicle seat or one of its components in a desired direction or position;
Unterstützen des Passagiers beim Verschieben des Fahrzeugsitzes oder einer seiner Komponenten in die gewünschte Richtung oder Stellung durch aktives Verfahren des Fahrzeugsitzes oder einer seiner Komponenten durch den Elektromotor (10) in die gewünschte Richtung oder Stellung. Assisting the passenger in moving the vehicle seat or one of its components in the desired direction or position by actively moving the vehicle seat or one of its components by the electric motor (10) in the desired direction or position.
15. Verfahren zum Erzeugen akustischer Signale für einen Passagier, dadurch gekennzeichnet, dass dafür eine Verstell-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 benutzt wird. 15. A method for generating acoustic signals for a passenger, characterized in that an adjusting device according to one of claims 1 to 11 is used for this.
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