DE4022433C2 - Sitz mit Einrichtung zum Verhindern von Ermüdung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft formanpaßbare Sitze nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Es ist bekannt, daß die Form von Sitzen durch Ändern des Drucks in Luftkissen eingestellt werden kann, die im Sitz untergebracht sind.

Ein derartiger Sitz ist z. B. aus JP-A- 61/2 57 333 bekannt. Mehrere Luftkissen sind an vorgegebenen Stellen angebracht. Der Luftdruck in den Kissen wird zum einen zur Formeinstellung verändert. Zum anderen wird er bei längerer Fahrt mit Hilfe eines Zeitgebers in regelmäßigen Abständen verändert, was die Ermüdung des Sitzenden verrin­ gert.

Ein anderer einstellbarer Sitz ist aus JP-A-59/1 95 029 be­ kannt. Er verfügt über mehrere Elektromotoren, die den Sitz mit Hilfe von Signalen von einem Mikrocomputer auf Grundlage von Information zur Größe des Sitzbenutzers verstellen. Durch anschließendes Betätigen von Tasten kann ein Feinein­ stellen ausgeführt werden. Die feineingestellte Position wird gespeichert und dann jedes Mal wieder eingestellt, wenn der Benutzer die Größeninformation in den Rechner eingibt. Optimale Sitzposition trägt zum Vermindern von Ermüdungs­ erscheinungen bei.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders komfortabel ausgebildeten, formeinstellbaren Sitz mit einer Ein­ richtung zum Vermindern der Ermüdung des in ihm Sitzenden anzugeben.

Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben. Der erfindungsgemäße Sitz weist unter anderem eine Konsti­ tutionsermittlungseinrichtung auf. Diese ermittelt entweder aus der Belastung des Sitzes oder aus angegebenen Größen die Konstitution des Benutzers, insbesondere ob dieser schlank, mittelstark oder dick ist. Abhängig von der festge­ stellten Konstitution werden in Luftkissen im Sitz unter­ schiedliche Druckänderungen ausgeführt. Die dabei erzeugten Formänderungen des Sitzes dienen zum Massieren und damit zum Erfrischen des ermüdeten Benutzers.

Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß bei Menschen unter­ schiedlicher Konstitution jeweils gleiche Körperbereiche unterschiedlich ermüden. Daher wird die Formgebereinrichtung des Sitzes abhängig von der Konstitution des Benutzers zum Ausführen der Massagebewegungen angesteuert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen der in einem Sitz zusammenwirkenden Teile zum Vermindern der Ermü­ dung eines Sitzenden;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Sitzes mit einer Einrichtung zum Vermindern der Ermüdung eines Sitzenden;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Funktion einer Einrichtung erläutert, die die Konstitution eines Sitzbenutzers mit Hilfe einer Messung ermittelt;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Sitzes mit Einrichtung zum Eingeben von Konstitutionsdaten;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zum Erläutern eines Verfah­ rens, wie es in einer Einrichtung abläuft, die die Konstitu­ tion eines Sitzbenutzers mit Hilfe eingegebener Daten ermit­ telt;

Fig. 6-8 Diagramme zum Erläutern des Zusammenhangs zwi­ schen Ermüdungsausmaß und Ermüdungsgrößen.

Aus Fig. 8 ist unmittelbar erkennbar, daß die Anzahl von Be­ wegungen eines Sitzenden pro Zeiteinheit ein gutes Maß zum Beurteilen der Ermüdung ist; je größer die Ermüdung, desto größer die Anzahl von Bewegungen pro Zeiteinheit. Nun ist es jedoch so, daß bei einer gewissen Müdigkeit jeweils gleiche Körperbereiche bei Personen unterschiedlicher Konstitution unterschiedlich ermüden. So ermüdet bei schlanken Personen insbesondere der Lendenbereich, was bei dickeren Personen kaum der Fall ist. Umgekehrt ermüdet bei dickeren Personen insbesondere der Hüftbereich (siehe Fig. 6 und 7).

Wenn Ermüdungserscheinungen bei Personen unterschiedlicher Konstitution begegnet werden soll, müssen demgemäß unter­ schiedliche Maßnahmen, abhängig von der jeweiligen Konstitu­ tion, ergriffen werden. Hierzu dienen Einrichtungen, wie sie im folgenden anhand der Fig. 1-5 näher erläutert werden.

Das Blockdiagramm gemäß Fig. 1 zeigt einen Sitz S als einen der vorhandenen Blöcke. Am Sitz S ist die Konstitutions­ ermittlungseinrichtung M-1 vorhanden, die mit ihrem Aus­ gangssignal für unterschiedliche Zeiteinstellungen an einer Zeitgebereinrichtung M-2, abhängig von der jeweils festge­ stellten Konstitution, sorgt. Die Zeitgebereinrichtung M-2 beeinflußt eine Steuerung M-3 zum Ansteuern einer Formgeber­ einrichtung M-4, die zum Einstellen der Form des Sitzes S dient. Hierzu dienen Luftkissen, was aus der folgenden Be­ schreibung zu Fig. 2 deutlicher wird.

Der Sitz S gemäß Fig. 2 verfügt über ein Sitzkissen 3 und eine Lehne 5. Seitlich am Sitzkissen 3 sind Abstützungen 7 und 9 angebracht, während die Lehne 5 über seitliche Abstüt­ zungen 11 und 13 verfügt.

Im Sitzkissen 3 sind ein Hüftunterstütz-Luftkissen 15 und ein Schenkelunterstütz-Luftkissen 17 untergebracht. In der Lehne befinden sich Lendenunterstütz-Luftkissen 19a und 19b. In den Seitenabstützungen 7 und 9 des Sitzkissens 3 sind Ab­ stützluftkissen 21 und 23 untergebracht, während in den Seitenabstützungen 11 und 13 Abstützlehnen-Luftkissen 25 und 27 untergebracht sind.

Alle Luftkissen 17 bis 27 stehen über Teilleitungen mit einer Ausgangsleitung 31 einer elektrischen Luftpumpe 29 in Verbindung. Die seitlichen Luftkissen 21 und 23 am Kissen sind über eine (nicht dargestellte) Leitung miteinander ver­ bunden, und die Lehnenluftkissen 25 und 27 sind über eine andere (ebenfalls nicht dargestellte) Leitung miteinander verbunden. Die Teilleitungen sind über Magnetventile 33 sperrbar, die mit Hilfe eines Mikrocomputers 27 in der Steuerung gesteuert werden. Die Luftkissen 15 bis 27, die Luftpumpe 29 und die Ventile 33 bilden zusammen den Form­ geber M-3 zum Einstellen der Form des Sitzbereichs des Sitzes S.

Durch Steuern der Ventile 33 mit Hilfe des Mikrocomputers 37 läßt sich der Luftdruck in den Luftkissen 15 bis 27 so ein­ stellen, daß für den Sitzbereich des Sitzes S eine gewünsch­ te Form erzielt wird.

Im Sitz S ist als Konstitutionsermittlungseinrichtung M-1 ein Drucksensor 35 angeordnet, z. B. ein Dehnungssensor. Ausgangssignale von diesem Drucksensor 35 werden der Steue­ rung M-3 zugeführt.

Beim Ausführungsbeispiel ist der Drucksensor 35 in demjeni­ gen Teil des Sitzkissens 3 angeordnet, der zum Abstützen des Hüftbereichs eines Benutzers dient. Aufgrund dieser Anord­ nung ist das Signal ein Maß für das Gewicht des Benutzers. Demgemäß kann der Mikrocomputer 37 eine Einteilung dahin­ gehend vornehmen, ob der Benutzer zu schlanken, mittleren oder dickeren Personen gehört.

Abhängig von der festgestellten Konstitution stellt die Zeitgebereinrichtung M-2 zusammen mit der Steuerung M-3 Zei­ ten für Formänderungen ein.

Die Zeitgebereinrichtung M-2 weist einen Bereich 39 zum Be­ stimmen der Konstitutionsklasse und einen Zeitgeber 41 auf. Abhängig von der Konstitutionsklasse steuert die Zeitgeber­ einrichtung M-2 die Luftpumpe 29 und einige der Magnetven­ tile 33 in einer Art und Weise an, wie sie aus dem Folgenden näher hervorgeht.

Anhand des Flußplans von Fig. 3 wird nun die Funktion des Sitzes gemäß Fig. 2 näher erläutert.

Sobald die Zündung eingeschaltet wird, startet das Programm, und in einem Schritt S1 wird der vom Drucksensor 35 ausge­ gebene Druckwert P erfaßt. In einem Schritt S2 wird unter­ sucht, ob dieser Druckwert größer ist als ein erster Bezugs­ wert P1. Es handelt sich um einen relativ hohen Bezugswert. Ist dieser überschritten, bedeutet dies, daß der Sitzbenut­ zer zur Konstitutionsklasse der dickeren Benutzer gehört. Es folgt dann ein Schritt S3, in dem erste Betriebsgrößen für dicke Benutzer eingestellt werden. Übersteigt der gemes­ sene Druckwert den ersten Bezugswert P1 nicht, wird in einem Schritt S4 untersucht, ob er auch unter einem zweiten Be­ zugswert P2 bleibt. Ist dies der Fall, handelt es sich beim Benutzer um eine schlanke Person. Es werden dann in einem Schritt S5 zweite Betriebsgrößen für schlanke Personen ein­ gestellt. Andernfalls folgt ein Schritt S6, in dem dritte Betriebsgrößen für mittlere Personen bereitgestellt werden.

Wie bereits anhand der Fig. 6 und 7 erläutert, ermüden dicke Personen im Lendenbereich relativ wenig und im Hüftbereich relativ stark, während es bei schlanken Personen umgekehrt ist. Bei den ersten Betriebsgrößen für dickere Personen wird demgemäß das Intervall für das Betätigen der Lendenabstütz- Luftkissen 19a und 19b relativ lang gewählt, während das Intervall zum Betätigen des Hüftabstütz-Luftkissens 15 re­ lativ kurz gewählt wird. Umgekehrtes gilt für die zweiten Betriebsgrößen. Für die dritten Betriebsgrößen werden mitt­ lere Werte gewählt.

Nach dem Festlegen der Betriebsgrößen in einem der Schritte S3, S5 oder S6 folgt ein Schritt S7, in dem der Zeitgeber 41 der Zeitgebereinrichtung M-2 rückgesetzt wird. In einem Folgeschritt S8 wird untersucht, ob eine gesetzte Zeitspanne bereits abgelaufen ist. Ist dies der Fall, folgt ein Schritt S9, in dem die Luftpumpe 29 und die Magnetventile 33 für das Hüftabstütz-Luftkissen 15 oder die Magnetventile 33 für die Lendenabstütz-Luftkissen 19a und 19b so angesteuert werden, daß diese Luftkissen abwechselnd größer und kleiner werden. Dadurch wird entweder der Hüftbereich oder der Lendenbereich des Sitzbenutzers für eine vorgegebene Zeitspanne massiert (d. h. mehrfach gedrückt), wodurch der Ermüdungsgrad des be­ handelten Körperbereichs abnimmt.

Sind die ersten Betriebsgrößen (für eine dickere Person) ge­ wählt, erfolgt das Massieren des Hüftbereichs in kürzeren Intervallen als das des Lendenbereichs, während es beim Aus­ wählen der zweiten Betriebsgrößen (für eine schlanke Person) umgekehrt ist.

Ist der Massagevorgang abgeschlossen, wird in einem Schritt S10 untersucht, ob die Zündung abgeschaltet ist. Ist dies nicht der Fall, wird in Schritt S7 der Zeitgeber 41 wieder rückgesetzt, und das Verfahren läuft von neuem ab. Andern­ falls wird es beendet.

Ergibt sich in Schritt S8, daß die vorgegebene Zeitspanne noch nicht abgelaufen ist, wird ebenfalls untersucht (Schritt S11), ob die Zündung noch eingeschaltet ist. Ist dies nach wie vor der Fall, kehrt der Ablauf zum Schritt S8 zurück. Andernfalls wird das Verfahren beendet.

Durch das Verwenden der Luftkissen können erhebliche Drücke auf den Hüft- oder Lendenbereich ausgeübt werden. Statt Luftkissen können aber auch motorbetriebene Druckeinrich­ tungen und Vibratoren zum Massieren eingesetzt werden.

Mit der zweiten Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 las­ sen sich Betriebsgrößen noch genauer einstellen als bei der ersten Ausführungsform. Die Konstitution wird hierbei da­ durch festgelegt, daß der Benutzer über Tasten 55 Informa­ tionen eingibt, z. B. Werte zu seiner Größe und seinem Ge­ wicht.

Der Sitz 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von Fig. 4 weist zusätzlich zu dem anhand von Fig. 2 erläuterten Sitz eine Eingabeeinheit 51 und eine Konstitutionsbeurteilungs­ einrichtung 57 auf. Die Eingabeeinheit 51 verfügt über eine Anzeigeeinrichtung 53 und eine Tastatur 55.

Der beim Sitz gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwen­ dete Verfahrensablauf wird nun anhand von Fig. 5 erläutert.

Das Verfahren startet wiederum mit dem Einschalten der Zün­ dung. In einem Schritt S21 gibt der Benutzer Konstitutions­ daten, z. B. Größe und Gewicht, ein. Mit Hilfe dieser Daten wird in einem Schritt S22 ein Körperfüllewert L berechnet. Es schließen sich Schritte S23 bis S27 an, die den anhand von Fig. 3 erläuterten Schritten S2 bis S6 mit dem Unter­ schied entsprechen, daß statt Druckwerten P, P1 und P2 nun­ mehr Körperfüllewerte L, L1 bzw. L2 herangezogen werden, um die Sitzbenutzer nach Körperfülle zu klassifizieren.

Nach einem der Schritte S24, S26 oder S27 schließen sich, wie nach den Schritten S3, S5 oder S6 von Fig. 3, die Schritte S7 bis S11 an.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden nur das Hüftabstütz-Luftkissen 15 und die Lendenabstütz-Luftkissen 19a und 19b für Massagezwecke betätigt. Es können aber auch die anderen Luftkissen 21, 23, 25 und 27 zum Massieren ein­ gesetzt werden.

Das Steuern der Luftkissen kann auch abhängig von der Ermü­ dung eines Sitzbenutzers erfolgen. Diese läßt sich, wie oben erläutert, anhand des Zusammenhangs von Fig. 8 zwischen Er­ müdung und Bewegungen abschätzen. Durch Messen der Häufig­ keit der Bewegungen kann der Ermüdungsgrad des Benutzers er­ mittelt werden.

Außer durch die Anzahl von Bewegungen pro Zeiteinheit läßt sich das Ausmaß der Ermüdung auch mit Hilfe anderer Meßwerte feststellen, z. B. durch Messen des Blinzelns, der Augenbe­ wegung, der Elektromyogrammgröße, des Blutdrucks oder der Hauttemperatur.

Claims (9)

1. Sitz, insbesondere Fahrzeugsitz, mit

• - einer Formgebereinrichtung (M-4) zum Ändern der Form des Sitzbereichs;
  gekennzeichnet durch
• - eine Konstitutionsermittlungseinrichtung (M-1) zum Ermitteln der Konstitution, beispielsweise Größe, Gewicht oder Körperform eines Sitzbenutzers;
• - und eine Steuerung (M-3) zum Festlegen von Intervallen, in denen die Formgebereinrichtung (M-4) zum Verändern der Sitzform angesteuert wird, wobei die Art der Formänderung von der ermittelten Konstitution abhängt.

2. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebereinrichtung (M-4) folgende Funktionsgruppen aufweist:

• - eine Luftpumpe (29),
• - mehrere Luftkissen (15, 17, 19a, 19b, 21, 23, 25, 27) in vorgegebenen Bereichen des Sitzes;
• - mehrere Leitungen, die die Luftkissen mit der Luftpumpe verbinden;
• - und Magnetventile (33) zum Steuern des Luftflusses durch die Ventile.

3. Sitz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (M-3) einen Mikrocomputer (37) aufweist.

4. Sitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstitutionsermittlungseinrichtung (M-1) einen Drucksensor (35) aufweist, der in demjenigen Teil des Sitzkissens (3) angeordnet ist, der zum Abstützen des Hüftbereichs eines Benutzers dient.

5. Sitz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstitutionsermittlungseinrichtung (M-1) eine Tastatur (55) zum Eingeben von Daten zur Bestimmung der Konstitution aufweist.

6. Sitz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstitutionsermittlungseinrichtung (M-1) mit Hilfe der eingegebenen Daten einen Körperfüllwert (L) berechnet.

7. Sitz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstitutionsermittlungseinrichtung (M-1) so ausgebildet ist, daß sie ermittelt, ob ein Sitzbenutzer von dicker, mittlerer oder schlanker Konstitution ist.

8. Sitz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Zeitgeber (41), der ab dem Bestimmen der Konstitution der Ansteuerung der Formgebereinrichtung (M-4) innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne startet.

9. Sitz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Zeitgeber (41) überwachte Zeitspanne von der ermittelten Konstitution abhängt.