DE10062511B4

DE10062511B4 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen, sitzpositionsgerechten Einstellung von Sitzkomponenten eines Fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE10062511B4
Application number: DE10062511A
Authority: DE
Inventors: Matthias Michniacki; Matthias Kramer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2009-12-31
Anticipated expiration: 2020-12-09
Also published as: DE10062511A1

Abstract

Verfahren zur automatischen, sitzpositionsgerechten Einstellung von Sitzkomponenten eines Fahrzeugsitzes, der ein Sitzteil (36), eine Rückenlehne (12) und eine an der Rückenlehne angeordnete Kopfstütze (10) umfasst, welches in Abhängigkeit von signifikanten Körperdaten eines auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeuginsassen einen Abstand (a) des Kopfes (32) des Fahrzeuginsassen (30) zur Kopfstütze (10) als Ist-Wert erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
a) darüber hinaus ein Abstand (b) des oberen Rückens (34) des Fahrzeuginsassen (30) zur Rückenlehne (12) als Ist-Wert erfasst wird,
b) anschließend die ermittelten Ist-Werte der Abstände (a, b) des Kopfes (32) zur Kopfstütze (10) und des oberen Rückens (34) zur Rückenlehne (12) mit vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden und anschließend
c) nach einem vorgegebenen Regelalgorithmus die Lagen der Kopfstütze (10) und der Rückenlehne (12) über selbsttätig arbeitende Verstelleinheiten eingestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen, sitzpositionsgerechten Einstellung von Sitzkomponenten eines Fahrzeugsitzes mit den in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 5 genannten Merkmalen.
Es ist bekannt, an einem Fahrzeugsitz die Kopfstütze auf die Höhe des Kopfes einer jeweils auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person selbsttätig einzustellen. Damit sollen insbesondere gesundheitliche Schäden der Person bei einem Crash des Fahrzeuges in Form eines Heckaufpralls auf das Fahrzeug vermieden werden.
Die DE 196 51 670 C1 beschreibt eine Vorrichtung zum Einstellen der Sitzposition eines Fahrzeuginsassen, die einen die Sitzgröße des auf dem Fahrzeugsitz platzierten Fahrzeuginsassen bestimmenden berührungslos messenden Sensor aufweist. Mit dem Sensor steht eine Steuereinheit in Verbindung, die einen Verstellmotor für die Kopfstütze ansteuert. Dabei tastet der Sensor die Kontur der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen ab und ein in die Steuereinheit integrierter Rechner berechnet aus den Abtastsignalen des Sensors die erforderliche Höhenlage der Kopfstütze. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass eine in die Steuereinheit integrierte Steuerlogik zunächst eine Ansteuerung des Sitzkissen-Verstellmotors und nachfolgend eine Ansteuerung des Kopfstützen-Verstellmotors bewirkt. Mit dieser Lösung soll erreicht werden, dass eine an den Fahrzeuginsassen individuell angepasste exakte Abstützung der Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen bei einem Unfall automatisch sichergestellt ist.
Aus der DE 34 27 466 A1 ist eine Vorrichtung zur Verstellung der Höhe einer Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes bekannt, bei der sich die Kopfstütze jeweils auf die Höhe des Kopfes einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person selbsttätig einstellt. Dabei ist ein Sensor vorgesehen, der die Sitzgröße der auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person abtastet und einen Motor zur Höhenverstellung der Kopfstütze in Abhängigkeit vom Abtastergebnis steuert.
Aus der WO 97/02159 A1 ist eine weitere Vorrichtung bekannt, bei der eine Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes in Abhängigkeit von der mittels einer Sensorik erfassten Position des Kopfes einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person motorisch in ihrer Höhe verstellbar ist. Zusätzlich weist diese Vorrichtung als weitere Rückhaltekomponente einen Seitenairbag auf, der ebenfalls in seiner Höhe motorisch verfahrbar ist.
Nachteilig bei diesen bekannten Lösungen ist, dass ausschließlich eine Anpassung der Lage der Kopfstütze an die jeweiligen Größenverhältnisse des auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen vorgenommen wird. Die Anpassung der Lage der Kopfstütze in Form einer Veränderung der Relativposition des Kopfes des Fahrzeuginsassen zur Kopfstütze unterliegt dabei allein sicherheitstechnischen Aspekten, so dass ergonomische Aspekte keine Berücksichtigung finden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf der Basis signifikanter Körperdaten des Fahrzeuginsassen eine automatische Lageeinstellung sowohl der Kopfstütze als auch der Rückenlehne in der Art ermöglichen, dass die eingestellten Lagen der Kopfstütze und der Rückenlehne unter Berücksichtigung sicherheitstechnischer und ergonomischer Aspekte optimiert sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den in den Ansprüchen 1 und 5 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass gemäß dem Verfahren der Abstand des Kopfes des Fahrzeuginsassen zur Kopfstütze und der Abstand seines oberen Rückens zur Rückenlehne als Ist-Werte erfasst werden, anschließend die ermittelten Ist-Werte der Abstände des Kopfes zur Kopfstütze und des oberen Rückens zur Rückenlehne mit vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden und dann nach einem vorgegebenen Regelalgorithmus die Lagen der Kopfstütze und der Rückenlehne über ein selbsttätig arbeitendes Verstellsystem verändert werden, und gemäß der Vorrichtung die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes aus einem Unterteil und einem Oberteil besteht, wobei jeweils das Oberteil relativ zum Unterteil und die Kopfstütze relativ zum Oberteil der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes lageveränderbar angeordnet ist und der Kopfstütze und dem Oberteil der Rückenlehne jeweils mindestens ein berührungslos arbeitender Entfernungsmesser zugeordnet ist, der mit einer Steuereinheit verbunden ist, von der entsprechend einem Regelalgorithmus Verstellmotoren ansteuerbar sind, mit denen die Lagen der Kopfstütze und des Oberteiles der Rückenlehne veränderbar sind, werden Lösungen geschaffen, mit denen auf der Basis signifikanter Körperdaten des Fahrzeuginsassen eine automatische Lageeinstellung sowohl der Kopfstütze als auch der Rückenlehne in der Art ermöglicht wird, dass die eingestellten Lagen der Kopfstütze und der Rückenlehne unter Berücksichtigung sicherheitstechnischer und ergonomischer Aspekte optimiert sind. Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein Fahrzeugsitz geschaffen, der eine hohe Sicherheit gewährleistet und zugleich einen hohen Sitzkomfort bietet. Durch die automatische Einstellung der Lagen der Kopfstütze und der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes auf die Körpermaße des jeweiligen Fahrzeuginsassen werden Verletzungen der Wirbelsäule des Fahrzeuginsassen bei einem Crash des Fahrzeuges in Form eines Heckaufpralls auf das Fahrzeug weitestgehend vermieden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der Figur ist nur der Teil eines Fahrzeugsitzes dargestellt, der für die Erfindung wesentlich ist. Der Fahrzeugsitz besteht aus einem Sitzteil 36 und einer Rückenlehne 12. Auf dem Sitzteil 36 des Fahrzeugsitzes befindet sich ein Fahrzeuginsasse 30, dessen Körper schematisch dargestellt ist. Der Fahrzeugsitz weist eine an der Rückenlehne 12 angeordnete Kopfstütze 10 auf. Die Kopfstütze 10 ist auf Stangen 18 abgestützt, die in der Rückenlehne 12 verschiebbar gelagert sind. Die Rückenlehne 12 ist über Beschlagteile 20 mit dem Sitzteil 36 des Fahrzeugsitzes verbunden. Die Verbindung der Rückenlehne 12 mit dem Sitzteil 36 ist in an sich bekannter Weise so ausgeführt, dass die Rückenlehne 12 um eine untere Schwenkachse 24, die quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges verläuft, schwenkbar und somit in ihrer Winkellage zum Sitzteil 36 veränderbar ist. Die Rückenlehne 12 des Fahrzeugsitzes besteht aus einem Unterteil 14 und einem Oberteil 16, deren seitlichen Beschlagteile 20 schematisch dargestellt sind. Das Oberteil 16 der Rückenlehne 12 ist relativ zum Unterteil 14 in seiner Lage veränderbar angeordnet. In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Lage des Oberteiles 16 der Rückenlehne 12 zum Unterteil 14 dadurch erfolgen, dass das Oberteil 16 am Unterteil 14 um eine obere Schwenkachse 26, die parallel zur unteren Schwenkachse 24 verläuft, schwenkbar angeordnet ist. Die Kopfstütze 10 ist relativ zum Oberteil 16 der Rückenlehne 12 lageveränderbar angeordnet. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Kopfstütze 10 am Oberteil 16 der Rückenlehne 12 höhenverstellbar angeordnet.
Wie die Figur weiterhin zeigt, sind in der Kopfstütze 10 und in der Rückenlehne 12 berührungslos arbeitende Entfernungsmesser 28 angeordnet, mit denen jeweils der Abstand. des Kopfes 32 des Fahrzeuginsassen 30 zur Kopfstütze 10 und seines oberen Rückens 34 zur Rückenlehne 12 messbar ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn der berührungslos arbeitende Entfernungsmesser 28 ein an sich bekannter Abstandssensor ist. Der Abstandssensor ist vorzugsweise als ein Radarsensor ausgebildet. Ein Radarsensor kann den Abstand durch die Stoffbespannung der Kopfstütze 10 und der Rückenlehne 12 hindurch messen, so dass eine verdeckte Anordnung der Radarsensoren in der Kopfstütze 10 und in der Rückenlehne 12 möglich ist. Als berührungslos arbeitender Entfernungsmesser 28 kann auch ein an sich bekannter Ultraschall-Entfernungsmesser eingesetzt werden. Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass mit dem berührungslos arbeitenden Entfernungsmesser 28 eine Belegung des Fahrzeugsitzes durch den Fahrzeuginsassen 30 feststellbar ist.
Die jeweils an der Kopfstütze 10 und an der Rückenlehne 12 angeordneten berührungslos arbeitenden Entfernungsmesser 28 sind mit einer Steuereinheit (nicht dargestellt) verbunden. Von der Steuereinheit sind in an sich bekannter Weise entsprechend einem Regelalgorithmus Verstelleinheiten, die ebenfalls nicht dargestellt sind, ansteuerbar. Mit den Verstelleinheiten können jeweils die Lagen der Kopfstütze 10 und des Oberteiles 16 der Rückenlehne 12 verändert werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Soll-Werte der optimalen Lagen der Kopfstütze 10 und der Rückenlehne 12 des Fahrzeugsitzes durch ein im Regelalgorithmus abgespeichertes Kennfeld bestimmbar sind.
Die Kopfstütze 10 ist vorteilhafterweise am Oberteil 16 der Rückenlehne 12 derart angeordnet, dass sie durch eine Verstelleinheit höhenverstellbar ist. Die Verstelleinheit zur Höhenverstellung der Kopfstütze 10 ist vorzugsweise eine Getriebeeinheit, die aus einem Stellmotor und einem Spindeltrieb besteht. Da eine solche Getriebeeinheit für einen Fachmann an sich bekannt ist, wird bei der Beschreibung des Ausführungsbeispieles nicht näher darauf eingegangen. Eine entsprechende Getriebeeinheit wird beispielsweise in der EP 0 972 674 A2 beschrieben.
Das Oberteil 16 der Rückenlehne 12 ist vorteilhafterweise am Unterteil 14 derart angeordnet, dass es durch eine Verstelleinheit um eine obere Schwenkachse 26 verschwenkbar ist. Die Verstelleinheit zum Verschwenken des Oberteiles 16 der Rückenlehne 12 um die obere Schwenkachse 26 ist vorzugsweise eine Getriebeeinheit, die aus einem Stellmotor, einer Schneckenwelle und einem Schneckenrad besteht. Eine solche Getriebeeinheit ist ebenfalls für einen Fachmann an sich bekannt, so dass auch hierzu auf eine Beschreibung verzichtet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Rückenlehne 12 ein durchgängiges Polsterteil 22 auf, welches sich über das Unterteil 14 und das Oberteil 16 der Rückenlehne 12 erstreckt. Dadurch ist trotz der Teilung der Rückenlehne 12 in zwei Teile, die im Winkel zueinander verstellbar sind, ein einheitlicher optischer Eindruck der Rückenlehne 12 gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen, sitzpositionsgerechten Einstellung von Sitzkomponenten eines Fahrzeugsitzes läuft in nachfolgend genannten Schritten ab. Zunächst werden der Abstand a des Kopfes 32 des Fahrzeuginsassen 30 zur Kopfstütze 10 und der Abstand b seines oberen Rückens 34 zur Rückenlehne 12 als Ist-Werte erfasst. Anschließend werden die ermittelten Ist-Werte der Abstände a, b des Kopfes 32 zur Kopfstütze 10 und des oberen Rückens 34 zur Rückenlehne 12 mit vorgegebenen Soll-Werten verglichen. Nach dem Vergleich der Ist-Werte der Abstände a, b des Kopfes 32 zur Kopfstütze 10 und des oberen Rückens 34 zur Rückenlehne 12 werden nach einem vorgegebenen Regelalgorithmus die Lagen der Kopfstütze 10 und der Rückenlehne 12 über selbsttätig arbeitende Verstelleinheiten verändert.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass vom Fahrzeuginsassen 30 bei Bedarf die Lagen der Kopfstütze 10 und der Rückenlehne 12 manuell verändert werden. Dabei werden die selbsttätig arbeitenden Verstelleinheiten automatisch ausgeschaltet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können während der Fahrt in vorbestimmten Zeitintervallen die genannten Verfahrensschritte wiederholt werden.

10: Kopfstütze
12: Rückenlehne
14: Unterteil
16: Oberteil
18: Stange
20: Beschlagteil
22: Polsterteil
24: untere Schwenkachse (Unterteil der Rückenlehne)
26: obere Schwenkachse (Oberteil der Rückenlehne)
28: Entfernungsmesser
30: Fahrzeuginsasse
32: Kopf
34: oberer Rücken
36: Sitzteil
a: Abstand Kopf/Kopfstütze
b: Abstand oberer Rücken/Rückenlehne

Claims

Verfahren zur automatischen, sitzpositionsgerechten Einstellung von Sitzkomponenten eines Fahrzeugsitzes, der ein Sitzteil (36), eine Rückenlehne (12) und eine an der Rückenlehne angeordnete Kopfstütze (10) umfasst, welches in Abhängigkeit von signifikanten Körperdaten eines auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeuginsassen einen Abstand (a) des Kopfes (32) des Fahrzeuginsassen (30) zur Kopfstütze (10) als Ist-Wert erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass a) darüber hinaus ein Abstand (b) des oberen Rückens (34) des Fahrzeuginsassen (30) zur Rückenlehne (12) als Ist-Wert erfasst wird, b) anschließend die ermittelten Ist-Werte der Abstände (a, b) des Kopfes (32) zur Kopfstütze (10) und des oberen Rückens (34) zur Rückenlehne (12) mit vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden und anschließend c) nach einem vorgegebenen Regelalgorithmus die Lagen der Kopfstütze (10) und der Rückenlehne (12) über selbsttätig arbeitende Verstelleinheiten eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Rückenlehne (12) des Fahrzeugsitzes ein Unterteil (14) und ein Oberteil (16) umfasst, wobei jeweils das Oberteil (16) relativ zum Unterteil (14) lageveränderbar ist, – und im Verfahrensschnitt c) die Lagen der Kopfstütze (10) und des Oberteils (16) der Rückenlehne (12) gegenüber der Lage des Unterteils (14) der Rückenlehne (12) über selbsttätig arbeitende Verstelleinheiten eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vom Fahrzeuginsassen (30) bei Bedarf die Lagen der Kopfstütze (10) und der Rückenlehne (12) manuell einstellbar sind und dabei die selbsttätig arbeitenden Verstelleinheiten automatisch ausgeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt in vorbestimmten Zeitintervallen die Verfahrensschritte gemäß Anspruch 1 wiederholt werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeugsitz ein Sitzteil (36) und eine Rückenlehne (12) mit einer daran angeordneten Kopfstütze (10) aufweist, in der ein berührungslos arbeitender Entfernungsmesser (28) zur Messung eines Abstandes (a) des Kopfes eines Fahrzeuginsassen (30) zur Kopfstütze (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückenlehne (12) des Fahrzeugsitzes ein Unterteil (14) und ein Oberteil (16) umfasst, wobei jeweils das Oberteil (16) relativ zum Unterteil (14) und die Kopfstütze (10) relativ zum Oberteil (16) der Rückenlehne (12) des Fahrzeugsitzes lageveränderbar angeordnet ist und dem Oberteil (16) der Rückenlehne (12) ebenfalls mindestens ein berührungslos arbeitender Entfernungsmesser (28) zugeordnet ist, der mit einer Steuereinheit verbunden ist, von der entsprechend einem Regelalgorithmus jeweils Verstelleinheiten ansteuerbar sind, mit denen die Lage der Kopfstütze (10) und die Lage des Oberteiles (16) der Rückenlehne (12) veränderbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungslos arbeitende Entfernungsmesser (28) vorzugsweise ein Abstandssensor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor vorzugsweise ein Radarsensor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungslos arbeitende Entfernungsmesser (28) vorzugsweise ein Ultraschall-Entfernungsmesser ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem berührungslos arbeitenden Entfernungsmesser (28) eine. Belegung des Fahrzeugsitzes durch den Fahrzeuginsassen (30) feststellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Werte der optimalen Lagen der Kopfstütze (10) und der Rückenlehne (12) des Fahrzeugsitzes durch ein im Regelalgorithmus abgespeichertes Kennfeld bestimmbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (10) am Oberteil (16) der Rückenlehne (12) derart angeordnet ist, dass sie durch eine Verstelleinheit höhenverstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinheit zur Höhenverstellung der Kopfstütze (10) vorzugsweise eine Getriebeeinheit, bestehend aus einem Stellmotor und einem Spindeltrieb, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (16) der Rückenlehne (12) am Unterteil (14) derart angeordnet ist, dass es durch eine Verstelleinheit um eine obere Schwenkachse (26) verschwenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinheit zum Verschwenken des Oberteiles (16) der Rückenlehne (12) um die obere Schwenkachse (26) vorzugsweise eine Getriebeeinheit, bestehend aus einem Stellmotor, einer Schneckenwelle und einem Schneckenrad, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückenlehne (12) des Fahrzeugsitzes vorzugsweise ein durchgängiges Polsterteil (22) aufweist, welches sich über das Unterteil (14) und das Oberteil (16) der Rückenlehne (12) erstreckt.