DE102019205320A1

DE102019205320A1 - Sitzverstellungsantrieb und Sicherheitseinrichtung mit einem Sitzverstellungsantrieb

Info

Publication number: DE102019205320A1
Application number: DE102019205320.3A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Genter; Hans-Juergen Oberle; Jens Schrader; Juri Hartmann; Bjoern Andrews
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2020-10-15
Also published as: CN111806314A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sitzverstellungsantrieb (10; 10a bis 10c) zur Längsverstellung eines Sitzes (1), mit einem Elektromotor (16), der zumindest mittelbar mit einer Getriebespindel (14) als Teil eines Verstellgetriebes (22) zusammenwirkt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Sitzverstellungsantrieb zur Längsverstellung eines Sitzes, wie er in einem Fahrzeug zur Verstellung eines Fahrsitzes oder eines Beifahrersitzes verwendet wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein autonom fahrendes Fahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Sitzverstellungsantrieb.
Stand der Technik
Ein Sitzverstellungsantrieb zur Längsverstellung eines Sitzes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der DE 20 2006 004 613 U1 bekannt. Ein derartiger Sitzverstellungsantrieb zeichnet sich typischerweise durch eine Gewindespindel aus, die mit wenigstens einer Gewindemutter zusammenwirkt. Durch eine Relativbewegung zwischen der Gewindemutter und der Gewindespindel durch Rotation der Gewindespindel bzw. der Gewindemutter mittels eines Elektromotors wird die Längsverstellung des Sitzes bewirkt, wobei die angesprochenen Bauteile Bestandteils eines Verstellgetriebes sind. Dadurch ist es möglich, die Drehzahl des Elektromotors unter Drehmomenterhöhung für eine relativ langsame Bewegung des Sitzes zu nutzen, wie sie typischerweise von einem Bediener zur Einstellung einer Soll-Position des Sitzes gewünscht wird.
In Zukunft werden mehr und mehr autonom fahrende Fahrzeuge am Straßenverkehr teilnehmen. Diese zeichnen sich u.a. durch Umfelderkennungssysteme aus, die das autonome Fahren ermöglichen. Ein Teil der Umfelderkennungssysteme wird auch dazu benutzt, um potentielle Kollisionen des Fahrzeugs möglichst frühzeitig erkennen zu können, um gezielt Gegenmaßnahmen zur Minimierung von Unfallfolgen einzuleiten. Eine mögliche Maßnahme bei der Erkennung einer drohenden, unvermeidbaren Kollision ist es, den Sitz des Fahrers bzw. des Beifahrers in eine Unfall-Position zu verstellen, bei der beispielsweise mit Blick auf im Fahrzeug vorhandene Airbags eine optimale Wirkung der Airbags erzielt werden kann. Da der Zeitraum zwischen der Erkennung einer drohenden bzw. unvermeidbaren Unfallkollision und der Kollision bzw. dem Auslösen der Sicherheitseinrichtung (Airbag) typischerweise sehr kurz ist, ist es mit den aus dem Stand der Technik bekannten Sitzverstellungsantrieben nicht möglich, den Sitz des Fahrers bzw. des Beifahrers innerhalb kurzer Zeit von der während der Fahrt eingenommenen Ist-Position in die Unfall-Position zu verstellen.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Sitzverstellungsantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass er neben der Bereitstellung eines gegenüber dem Stand der Technik grundsätzlich alternativen Verstellgetriebes ermöglicht, insbesondere im Falle sich abzeichnender Kollisionen einen Sitz sehr schnell aus einer vorhandenen Ist-Position in eine Unfall-Position zu verstellen. Hierzu schlägt es der erfindungsgemäße Sitzverstellungsantrieb zur Längsverstellung eines Sitzes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor, dass das Verstellgetriebe des Sitzverstellungsantriebs einen Scherenmechanismus umfasst, der zur Längsverstellung des Sitzes mit dem Sitz verbindbar ist. Ein derartiger Scherenmechanismus hat insbesondere den Vorteil, dass er je nach geometrischer Ausgestaltung ein sehr hohes Übersetzungsverhältnis ermöglicht, d.h., dass bei einer relativ geringen Drehzahl des Elektromotors bereits eine relativ hohe Verstellgeschwindigkeit des Sitzes ermöglicht wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Sitzverstellungsantriebs zur Längsverstellung eines Sitzes sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
In einer konkreten konstruktiven bzw. geometrischen Ausgestaltung des Sitzverstellungsantriebs bzw. des Scherenmechanismus wird vorgeschlagen, dass die Gewindespindel mittels des Elektromotors um ihre Längsachse drehbar angeordnet ist, und dass der Scherenmechanismus zwei, in einem Abstand in Richtung der Längsachse der Gewindespindel auf dieser zueinander angeordnete Spindelmuttern aufweist, die dazu ausgebildet sind, sich bei einer Drehung der Gewindespindel in unterschiedliche Richtungen zu bewegen, wobei die Spindelmuttern mit jeweils wenigstens einer Übertragungsstange des Scherenmechanismus verbunden sind, und wobei ein der Spindelmutter abgewandtes Ende der wenigstens einen Übertragungsstange mit dem Sitz verbindbar ist.
In einer ersten konstruktiven Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es vorgesehen, dass das mit dem Sitz verbindbare Ende der wenigstens einen Übertragungsstange dazu ausgebildet ist, an dem Sitz schwenkbar angeordnet zu werden. Eine derartige Verbindung zwischen der Übertragungsstange und dem Sitz ermöglicht eine besonders kompakte Anbindung der Übertragungsstange an dem Sitz.
In einer alternativ hierzu vorgesehenen Verbindung zwischen der Übertragungsstange und dem Sitz ist es vorgesehen, dass das mit dem Sitz verbindbare Ende der wenigstens einen Übertragungsstange dazu ausgebildet ist, an dem Sitz linearbeweglich in einer vorzugsweise parallel zur Gewindespindel verlaufenden Richtung angeordnet zu werden.
Um beispielsweise das Übersetzungsverhältnis des Scherenmechanismus beeinflussen zu können oder den Scherenmechanismus an einen vorhandenen Bauraum im Fahrzeug anzupassen, kann es vorgesehen sein, den Scherenmechanismus entweder als einstufige Schere, oder als mehrstufige, vorzugsweise als zweistufige Schere auszubilden.
Insbesondere im Zusammenhang mit der bereits angesprochenen Problematik bei der Erkennung sich abzeichnender Kollisionen kann es zur Sicherstellung einer möglichst hohen Verstellgeschwindigkeit des Sitzes aus seiner vorhandenen Ist-Position in eine Unfall-Position vorgesehen sein, dass der Elektromotor dazu ausgebildet ist, mit wenigstens zwei unterschiedlichen Drehzahlen betrieben zu werden, einer ersten Drehzahl zur Einstellung einer von einem Bediener gewünschten Soll-Position des Sitzes und einer zweiten Drehzahl, die höher als die erste Drehzahl, zum Verstellen des Sitzes in eine Unfall-Position.
Die Erfindung umfasst auch eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, umfassend einen von einer Steuereinrichtung ansteuerbaren erfindungsgemäßen Sitzverstellungsantrieb, wobei der Elektromotor mit den zuletzt angesprochenen beiden unterschiedlich hohen Drehzahlen betrieben werden kann.
In einer Weiterbildung der Sicherheitseinrichtung ist es vorgesehen, dass eine Detektionseinrichtung zur Erfassung einer drohenden Kollision, insbesondere einer Frontalkollision vorhanden ist, und dass bei einer drohenden Frontalkollision die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Sitz in die Unfall-Position zu verstellen.
Besonders bevorzugt ist der Einsatz einer derartigen Sicherheitseinrichtung als Bestandteil eines autonom fahrenden Fahrzeugs.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Figurenliste

1 zeigt einen Sitzverstellungsantrieb unter Verwendung einer einstufigen Schere bei unterschiedlichen Stellungen des Sitzes,
2 eine Anordnung entsprechend der 1, bei der der Scherenmechanismus als zweistufige Schere ausgebildet ist,
3 eine Anordnung entsprechend der 1, bei der die Verbindung zwischen dem Scherenmechanismus und dem Sitz durch eine schwenkbare Anordnung von Übertragungsstangen am Sitz realisiert ist und
4 eine Anordnung entsprechend der 2 unter Verwendung einer zweistufigen Schere, bei der die Verbindung zwischen dem Sitz und den Übertragungsstangen entsprechend der 3 realisiert ist.

Ausführungsformen der Erfindung
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In der 1 ist ein erster Sitzverstellungsantrieb 10 zur Längsverstellung eines vereinfacht dargestellten Sitzes 1 in zwei unterschiedlichen (Längs-)Positionen des Sitzes 1 vereinfacht dargestellt. Bei dem Sitz 1 kann es sich entweder um den Fahrersitz, oder aber um den Beifahrersitz in einem Fahrzeug handeln.
Der Sitzverstellungsantrieb 10 umfasst eine ortsfest angeordnete, um ihre Längsachse 12 drehbare Gewindespindel 14. Zur Drehung der Gewindespindel 14 ist diese mit einem Elektromotor 16 verbunden, dessen Abtriebswelle beispielsweise mit der Längsachse 12 der Gewindespindel 14 fluchtet. Auf dem Spindelgang der Gewindespindel 14 sind zwei, in Richtung der Längsachse 12 voneinander beabstandete Spindelmuttern 18, 20 angeordnet. Wesentlich ist, dass bei einer Drehung der Gewindespindel 14 in die eine oder andere Drehrichtung sich die beiden Spindelmuttern 18, 20 in Bezug zur Längsachse 12 der Gewindespindel 14 in unterschiedliche Richtungen bewegen, d.h. dass deren gegenseitiger Abstand sich entweder vergrößert oder verringert. Hierzu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Richtung des Spindelgangs der Gewindespindel 14 in den Bereichen, in denen die jeweilige Spindelmutter 18, 20 angeordnet ist, unterschiedlich ausgerichtet ist.
Die Spindelmuttern 18, 20, die ebenso wie die Gewindespindel 14 Teil eines Verstellgetriebes 22 sind, sind mit einem Scherenmechanismus 24 des Verstellgetriebes 22 verbunden. Bei dem in der 1 dargestellten Sitzverstellungsantrieb 10 ist der Scherenmechanismus 24 als einstufige Schere ausgebildet. Der Scherenmechanismus 24 umfasst hierzu zwei Übertragungsstangen 26, 28, deren gegenüberliegenden Enden einerseits mit der jeweiligen Spindelmutter 18, 20 und andererseits mit dem Sitz 1 verbunden sind. Wie aus der Darstellung der 1 erkennbar ist, bewegen sich die mit dem Sitz 1 verbundenen Enden 30, 32 der Übertragungsstangen 26, 28 bei einer Längsverstellung des Sitzes 1 entlang einer Führung 34 am Sitz 1, vorzugsweise zumindest näherungsweise parallel zur Längsachse 12 der Gewindespindel 14. Dies hat zur Folge, dass bei einer Bewegung des Sitzes 1 entsprechend des linken Teils der 1 in Richtung des rechten Teils der 1 sich die beiden Enden 30, 32 der Übertragungsstangen 26, 28 im Bereich der Führung 34 aufeinander zu bewegen.
In der 2 ist ein Sitzverstellungsantrieb 10a dargestellt, der sich von dem Sitzverstellungsantrieb 10 gemäß der 1 durch einen Scherenmechanismus 24a unterscheidet, der als zweistufige Schere ausgebildet ist. Daher weist der Scherenmechanismus 24a zusätzlich zu den beiden Übertragungsstangen 26, 28 zwei weitere Übertragungsstangen 36, 38 auf, die sich an die jeweilige Übertragungsstange 26, 28 anschließen bzw. mit diesen gelenkig verbunden sind. Der Scherenmechanismus 24a unter Verwendung einer zweistufigen Schere hat den Vorteil, dass sich höhere Übersetzungsverhältnisse erzielen lassen, d.h., dass sich bei einer Drehung der Gewindespindel 14 beispielsweise um 360° sich gegenüber der einstufigen Schere bzw. dem Scherenmechanismus 24 ein größerer Verstellweg des Sitzes 1 in Längsrichtung einstellt.
Der Sitzverstellungsantrieb 10b gemäß der 3 ist im Wesentlichen entsprechend dem Sitzverstellungsantrieb 10 gemäß der 1 ausgebildet. Der Unterschied besteht in der Verbindung zwischen den Übertragungsstangen 26, 28 an ihren Enden 30, 32 am Sitz 1. Bei dem Sitzverstellungsantrieb 10b ist es vorgesehen, dass die Enden 30, 32 am Sitz 1 drehbeweglich angeordnet sind, d.h., dass sie sich um die Achsen 40, 42 bewegen, wenn der Sitz 1 verstellt wird.
In der 4 ist zuletzt ein Sitzverstellungsantrieb 10c dargestellt, der entsprechend dem Sitzverstellungsantrieb 10a der 2 ausgebildet ist. Der Unterschied zum Sitzverstellungsantrieb 10a besteht in Analogie zum Sitzverstellungsantrieb 10b darin, dass die weiteren Übertragungsstangen 36, 38 ebenfalls am Sitz 1 schwenkbar in den Achsen 40, 42 angeordnet sind.
Der soweit beschriebene Sitzverstellungsantrieb 10, 10a bis 10c kann insbesondere auch Bestandteil einer Sicherheitseinrichtung 100 eines Fahrzeugs, insbesondere eines autonom fahrenden Fahrzeugs sein. Die Sicherheitseinrichtung 100 ist der Einfachheit halber lediglich im linken Teil der 1 bzw. des Sitzverstellungsantriebs 10 dargestellt, jedoch auch bei den Sitzverstellungsantrieben 10a bis 10c vorgesehen.
Der Sicherheitsmechanismus 100 umfasst eine Steuereinrichtung 101 zur Ansteuerung des Elektromotors 16 und eine Detektionseinrichtung 102 zur Erfassung einer drohenden bzw. unvermeidbaren Kollision, insbesondere einer Frontalkollision des Fahrzeugs. Zur Minimierung derartigen Unfallfolgen kann die Detektionseinrichtung 102 beispielsweise auch mit entsprechenden Sicherheitssystemen gekoppelt sein, um beispielsweise einen Airbag o.ä. anzusteuern. Wesentlich ist jedoch, dass die Detektionseinrichtung 102 bei der Erfassung einer drohenden Kollision die Steuereinrichtung 101 derart ansteuert, dass diese wiederum den Elektromotor 16 ansteuert, um den Sitz 1 aus einer vorhandenen Ist-Position in eine Unfall-Position zu verstellen, bei der beispielsweise ein bestimmter Abstand zwischen dem Sitz 1 und einem Airbag ausgebildet ist. Vorzugsweise wird in diesem Fall der Elektromotor 16 auch mit einer zweiten Drehzahl n₂ betrieben, die höher ist als eine erste Drehzahl n₁. Die Drehzahl n₁ wird angewandt, wenn der Bediener (Fahrer oder Beifahrer) den Sitz 1 in eine gewünschte Soll-Position verstellen will. Die Drehzahl n₂ dient demgegenüber vorzugsweise ausschließlich dazu, eine möglichst schnelle Verstellung des Sitzes 1 in die Unfall-Position zu ermöglichen.
Der soweit beschriebene Sitzverstellungsantrieb 10, 10a bis 10c bzw. die Sicherheitseinrichtung 100 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, auch mehr als zweistufige Scheren zu verwenden. Auch sind andere Anordnungen des Elektromotors 16 in Bezug zur Gewindespindel 14 denkbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202006004613 U1 [0002]

Claims

Sitzverstellungsantrieb (10; 10a bis 10c) zur Längsverstellung eines Sitzes (1), mit einem Elektromotor (16), der zumindest mittelbar mit einer Getriebespindel (14) als Teil eines Verstellgetriebes (22) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe (22) einen Scherenmechanismus (24; 24a) umfasst, der zur Längsverstellung des Sitzes (1) mit dem Sitz (1) verbindbar ist.
Sitzverstellungsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebespindel (14) mittels des Elektromotors (16) um ihre Längsachse (12) drehbar angeordnet ist, und dass der Scherenmechanismus (24; 24a) zwei, in einem Abstand in Richtung der Längsachse (12) der Getriebespindel (14) auf dieser angeordnete Spindelmuttern (18, 20) aufweist, die dazu ausgebildet sind, sich bei einer Drehung der Getriebespindel (14) in unterschiedliche Richtungen entlang der Längsachse (12) zu bewegen, wobei die Spindelmuttern (18, 20) mit jeweils wenigstens einer Übertragungsstange (26, 28, 36, 38) des Scherenmechanismus (24; 24a) verbunden sind, und wobei ein der Spindelmutter (18, 20) abgewandtes Ende (30, 32) der wenigstens einen Übertragungsstange (26, 28, 36, 38) mit dem Sitz (1) verbindbar ist.
Sitzverstellungsantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Sitz (1) verbindbare Ende (30, 32) der wenigstens einen Übertragungsstange (26, 28, 36, 38) dazu ausgebildet ist, an dem Sitz (9) in einer Achse (40, 42) schwenkbar angeordnet zu werden.
Sitzverstellungsantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Sitz (1) verbindbare Ende (30, 32) der wenigstens einen Übertragungsstange (26, 28, 36, 38) dazu ausgebildet ist, an dem Sitz (1) linearbeweglich in einer parallel zur Gewindespindel (14) verlaufenden Richtung angeordnet zu werden.
Sitzverstellungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Scherenmechanismus (24) als einstufige Schere ausgebildet ist.
Sitzverstellungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Scherenmechanismus (24a) als mehrstufige, vorzugsweise als zweistufige Schere ausgebildet ist.
Sitzverstellungsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (16) dazu ausgebildet ist, mit wenigstens zwei unterschiedlichen Drehzahlen (n₁, n₂) betrieben zu werden, einer ersten Drehzahl (n₁) zur Einstellung einer von einem Bediener gewünschten Soll-Position des Sitzes (1) und einer zweiten Drehzahl (n₂), die höher ist als die erste Drehzahl (n₁), zum Verstellen des Sitzes (1) in eine Unfall-Position.
Sicherheitseinrichtung (100) für ein Fahrzeug, umfassend einen von einer Steuereinrichtung (101) ansteuerbaren Sitzverstellungsantrieb (10; 10a bis 10c), der nach Anspruch 7 ausgebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Detektionseinrichtung (102) zur Erfassung einer drohenden Kollision, insbesondere einer Frontalkollision vorhanden ist, und dass bei einer drohenden Frontalkollision die Steuereinrichtung (101) dazu ausgebildet ist, den Sitz (1) in die Unfall-Position zu verstellen.
Sicherheitseinrichtung (100) nach Anspruch 8 oder 9 als Bestandteil eines autonom fahrenden Fahrzeugs.