DE3804961A1 - Verfahren zur steuerung des drucks in luftkammern eines sitzes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anord­ nung zur Steuerung des Drucks in Luftkammern eines Sitzes, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugsitzes.

Zur Anpassung der Form eines Sitzes, insbesondere der Rückenlehne eines Sitzes, an die Form bzw. an die orthopädischen Belange eines Sitzenden, ist es bekannt, im Sitz mehrere Luftkammern bzw. Luftkissen vorzusehen, die entsprechend mit Luft befüllbar sind. Insbesondere bei Kraftfahrzeugsitzen kann damit ein bequemes, ermüdungsfreies Sitzen und bei entsprechender Verstärkung der seitlichen Partien der Rückenlehne ein besonderer Halt bei Kurvenfahr­ ten ermöglicht werden.

Da die gewünschte Form bzw. Härte eines derart ausge­ statteten Sitzes von dem Überdruck der einzelnen Luftkammern abhängt und dieser Überdruck bei glei­ chem absoluten Druck im Innern der Luftkammer von dem Luftdruck in der Umgebung abhängt, ändert sich die Form bzw. Härte eines solchen Sitzes mit der geographischen Höhe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Druck in den Luftkammern derart zu steuern, daß die Form und Härte des Sitzes weitgehend unabhängig von dem Luftdruck in der Umgebung sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß in vorgegebenen Zeitabständen der abso­ lute Luftdruck in der Umgebung des Sitzes gemessen wird und daß danach im Falle einer Änderung des Luft­ drucks in der Umgebung, welche über eine vorgegebene Toleranz hinausgeht, der Druck in den Luftkammern im Sinne eines konstanten Differenzdrucks neu einge­ stellt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß eine Messung des Luftdrucks der einzelnen Luftkam­ mern sowie eine Neueinstellung nur dann erfolgen, wenn es erforderlich ist. Dieses ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die einzelnen Luftkammern über je ein Magnetventil mit der Pumpe und einem Drucksensor verbunden sind, so daß bei jeder Druck­ messung ein geringer Druckausgleich stattfindet.

Bei Anordnungen mit mehreren Luftkammern kann vor­ zugsweise vorgesehen sein, daß der Druck der Luftkam­ mern nacheinander entsprechend einer vorgegebenen Kontur eingestellt wird.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei Nichtvorliegen einer Änderung des Luftdrucks in der Umgebung die Luftdruckwerte in den einzelnen Luftkammern ermittelt und mit zuvor ermittelten Werten verglichen werden und daß im Falle einer Abweichung, welche eine vorgegebene Tole­ ranz überschreitet, für die betreffende Luftkammer ein Fehlersignal gespeichert wird, welches bewirkt, daß bei einer späteren Neueinstellung des Drucks die betreffende Luftkammer nicht berücksichtigt wird.

Diese Weiterbildung der Erfindung ermöglicht in vor­ teilhafter Weise eine Überwachung der Luftkammern auf Dichtheit.

Bei einer Anordnung zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist zur Druckmessung ein Absolut­ drucksensor vorgesehen. Als besonders günstig hat sich hierzu ein Piezosensor herausgestellt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Drucksensor pneumatisch mit einer Luftleitung verbunden ist, welche mit Hilfe von Magnetventilen wahlweise an eine der Luftkammern oder mit der Umgebung verbindbar ist. Dabei kann ein Mikrocomputer zur Steuerung der Magnetventile und der Pumpe vorgesehen sein, dem das Ausgangssignal des Drucksensors zuführbar ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens und

Fig. 2 ein Flußdiagramm eines für den Mikrocomputer bei der Anordnung nach Fig. 1 vorgesehenen Programms und

Fig. 3 ein Flußdiagramm als Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren.

In der Rückenlehne 7 eines Kraftfahrzeugsitzes sind sieben Luftkammern vorgesehen, wobei die Luftkammern 5 a und 5 b dem Fahrer einen seitlichen Halt geben sol­ len, während die Luftkammern 1, 2, 3, 4 und 6 eine an den Rücken des Fahrers angepaßte Kontur ergeben. Seitlich am Sitz ist ein Bedienteil 8 angeordnet, mit dem die erforderlichen Einstellungen vorgenommen werden können.

Zum Befüllen und Entlüften sowie zur Überwachung ist ein Steuergerät 9 vorgesehen, das beispielsweise unter dem Sitz angeordnet sein kann. Das Steuergerät 9 enthält sieben Magnetventile, die auf einer Magnet­ ventilleiste 10 angeordnet sind, welche auf dem Markt erhältlich ist. Fünf der sieben Magnetventile sind mit Luftkammern verbunden. Dabei ist das Magnet­ ventil 11 der Luftkammer 1, das Magnetventil 12 der Luftkammer 2 und das Magnetventil 13 der Luftkammer 3 zugeordnet. Die seitlichen Luftkammern 5 a und 5 b sind gemeinsam einem Magnetventil 15 zugeordnet. Auch die Luftkammern 4 und 6 werden gemeinsam über ein Ventil 14 gefüllt bzw. entlüftet.

An eine gemeinsame Luftleitung 17 ist ferner ein Ventil 18 angeschlossen, das zum Entlüften dient. Schließlich ist zum Befüllen die Luftleitung 17 über ein weiteres Magnetventil 19 - im folgenden Füllven­ til genannt - mit einer Flügelzellenpumpe 20 verbun­ den. Außerdem ist an die Luftleitung 17 ein Drucksen­ sor 18 angeschlossen. Die Magnetventile 11 bis 19 sowie die Flügelzellenpumpe 20 sind von einem Mikro­ computer 22 steuerbar, welchem das Ausgangssignal des Drucksensors 21 zuführbar ist. Außerdem werden vom Bedienteil 8 dem Mikrocomputer Steuersignale zugeführt. Einzelheiten des Mikrocomputers 22 sind in der Figur nicht dargestellt, da für Zwecke dieser Erfindung geeignete Mikrocomputer einschließlich ihrer Schnittstellen, Analog/Digital-Wandler und zugehöriger Leistungsstufen hinreichend bekannt sind.

Das Bedienteil 8 enthält ein Daumenrad 25, einen Drehknopf 26 und einen Wippschalter 27. Mit dem Daumenrad 25 kann eines von mehreren gespeicherten Konturen gewählt werden. Vorzugsweise sind die ver­ schiedenen Konturen derart geordnet, daß mit aufstei­ genden sichtbaren Ziffern auf dem Daumenrad die am stärksten gefüllte Luftkammer von unten nach oben aufsteigt. Mit dem Drehknopf 26 kann die Druckstärke bei ansonsten gleichbleibender Kontur gewählt wer­ den. Schließlich ist es mit dem Wippschalter 27 mög­ lich, den seitlichen Luftkammern 5 a und 5 b entweder den maximal möglichen Druck oder den Druck, der jeweils am stärksten gefüllten der mittleren Luftkam­ mern vorzugeben.

Das Flußdiagramm gemäß Fig. 2 stellt lediglich einen Teil des gesamten für den Mikrocomputer 22 (Fig. 1) vorgesehenen Programms dar. Es wird lediglich der Füllvorgang einer Luftkammer gezeigt. Andere Pro­ grammteile dienen zur Überwachung des Drucks in den Luftkammern, zur Übernahme von Daten aus einem Spei­ cher - beispielsweise die die jeweils eingestellte Kontur betreffenden Daten - und zur Berechnung der Reihenfolge der Füllung der Luftkammern.

Nach dem Start des Programms bei 30 wird zunächst bei 31 festgestellt, ob bereits für die entsprechen­ de Luftkammer ein Fehlerbit gesetzt wurde. Dieses ist der Fall, wenn bei einem vorangegangenen Füllvor­ gang der gleichen Luftkammer ein Leck festgestellt wurde. Ist dementsprechend ein Fehlerbit gesetzt, wird bei 32 in das Hauptprogramm zurückgekehrt, ohne daß die Luftkammer gefüllt bzw. ein Versuch, die Luftkammer zu füllen, unternommen wird.

Ist kein Fehlerbit gesetzt, so wird nach der Verzwei­ gung 31 das der jeweiligen Luftkammer zugeordnete Magnetventil geöffnet und bei 33 aus einer abgespei­ cherten Tabelle der Solldruck für das Volumen N für die jeweils mit dem Daumenrad 25 (Fig. 1) eingestell­ te Kontur gelesen. Bei 34 wird der aus der Tabelle gelesene Solldruck mit einem Faktor multipliziert, welcher der Stellung des Drehknopfes 26 entspricht. Anschließend wird im Programmteil 35 der Druck gemes­ sen. Entspricht der gemessene Druck nicht dem Soll­ wert, verzweigt sich das Programm bei 36 in Richtung auf den Programmteil 37, der bewirkt, daß die Pumpe 20 eingeschaltet und das Füllventil 19 geöffnet wird.

Mit dem Einschalten der Pumpe beginnt ein Zeitzähler für die Sicherheitszeit zu laufen. Solange diese Sicherheitszeit noch nicht abgelaufen ist, folgt auf die Verzweigung 38 eine erneute Druckmessung bei 35. Stellt sich der Solldruck innerhalb der Sicherheits­ zeit nicht ein, so wird nach der Verzweigung 38 bei 39 ein Fehlerbit für die betreffende Luftkammer gesetzt. Im Programmteil 40 wird eine Ersatztabelle aktiviert, die an die Stelle der bei 33 benutzten Tabelle tritt und bewirkt, daß sich die Kontur in der Umgebung der undichten Luftkammer an diese an­ paßt. Anschließend werden bei 41 die Pumpe ausge­ schaltet und alle Ventile geschlossen, worauf bei 42 eine Rückkehr ins Hauptprogramm erfolgt.

Wird jedoch während der Sicherheitszeit der Soll­ druck erreicht, so verzweigt sich das Programm bei 36 in Richtung auf den Programmteil 43, welcher ein Ausschalten der Pumpe und ein Schließen des Füllven­ tils 19 bewirkt. Danach wird bei 44 gewartet, bis der Druck in der Luftleitung 17 dem Druck der jewei­ ligen Luftkammer entspricht. Daraufhin wird bei 45 der Druck gemessen.

Ist der Solldruck noch nicht erreicht, folgt auf eine Verzweigung 46 das Einschalten der Pumpe und das Öffnen des Füllventils 19 bei 47. Der Programm­ teil 48 stellt eine Warteschleife dar, deren Zeit (im Ausführungsbeispiel 200 ms) derart bemessen ist, daß zur Überwindung des Unterschiedes der Druckmes­ sung bei 35 und bei 45 die Pumpe nicht allzu häufig ein- und auszuschalten ist. Es soll jedoch durch die mit dem Programmteil 48 erzielte Laufzeit der Pumpe keine wesentliche Überschreitung des Solldrucks er­ reicht werden. Auch nach dem wiederholten Einschal­ ten der Pumpe, wird geprüft, ob eine Sicherheitszeit abgelaufen ist (Programmteil 49). Ist dieses nicht der Fall, wird die Pumpe wieder ausgeschaltet und das Füllventil 19 bei 35 geschlossen. Die Programm­ schleife 43 bis 49 wiederholt sich solange, bis der bei 45 gemessene Druck den Solldruck erreicht hat, worauf bei 41 die Pumpe ausgeschaltet wird, die Ventile geschlossen werden und bei 42 das Programm beendet ist.

Fig. 3 zeigt einen weiteren Teil des für den Mikro­ computer 22 (Fig. 1) vorgesehenen Programms. Dieser Teil dient zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und bildet ein Unterprogramm, welches von einem Hauptprogramm 51 regelmäßig angesprochen wird. Dabei dient ein Programmteil 52 als Zeitzähler, so daß in vorgegebenen Zeitabständen, beispielsweise nach jeweils fünf Minuten das Unterprogramm akti­ viert wird. Dabei wird zunächst bei 53 der Umgebungs­ druck gemessen und bei 54 mit einem bei der vorange­ gangenen Messung abgespeicherten Wert verglichen. Ist der Unterschied kleiner als eine vorgegebene Toleranz, so wird der Druck in den Luftkammern 1 bis 6 nacheinander im Programmteil 55 gemessen. Im Rah­ men der Verzweigung 56 wird geprüft, ob die gemesse­ nen Werte von denjenigen bei der vorangegangenen Messung stärker als eine vorgegebene Toleranz abwei­ chen. Sofern dieses der Fall ist, wird bei 57 ein Fehlerbit gesetzt. Anschließend erfolgt eine Rück­ kehr in das Hauptprogramm.

Wird bei 54 eine Druckänderung festgestellt, so wird der Druck in den einzelnen Luftkammern in einem weiteren Unterprogramm 58 unter der Berücksichtigung des neuen Umgebungsdrucks neu eingestellt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Steuerung des Drucks in Luftkammern eines Sitzes, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugsit­ zes, dadurch gekennzeichnet, daß in vorgegebenen Zeitabständen der absolute Luftdruck in der Umgebung des Sitzes gemessen wird und daß danach im Falle einer Änderung des Luftdrucks in der Umgebung, wel­ che über eine vorgegebene Toleranz hinausgeht, der Druck in den Luftkammern im Sinne eines konstanten Differenzdrucks neu eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere Luftkam­ mern vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Luftkammern nacheinander entsprechend einer neu vorgegebenen Kontur eingestellt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nichtvorliegen einer Änderung des Luftdrucks in der Umgebung die Luftdruckwerte in den einzelnen Luftkammern ermit­ telt und mit zuvor ermittelten Werten verglichen wer­ den und daß im Falle einer Abweichung, welche eine vorgegebene Toleranz überschreitet, für die betref­ fende Luftkammer ein Fehlersignal gespeichert wird, welches bewirkt, daß bei einer späteren Neueinstel­ lung des Drucks die betreffende Luftkammer nicht berücksichtigt wird.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckmessung ein Absolutdrucksensor (21) vorgesehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Absolutdrucksensor (21) ein Piezosensor ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (21) pneumatisch mit einer Luftleitung (17) verbunden ist, welche mit Hilfe von Magnetventilen (11 bis 15; 18) wahlweise an eine der Luftkammern (1 bis 6) oder mit der Umgebung verbindbar ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikrocomputer (22) zur Steuerung der Magnetventile (11 bis 15; 18) und einer Pumpe (20) vorgesehen ist und daß dem Mikro­ computer (22) das Ausgangssignal des Drucksensors (21) zuführbar ist.