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Dokumentenidentifikation DE102004037914B4 31.08.2006
Titel Vorrichtung und System zum Steuern der Einstellung der Position mindestens einer Sitzkomponente eines Fahrgastsitzes eines Fahrzeuges
Anmelder RECARO Aircraft Seating GmbH & Co. KG, 74523 Schwäbisch Hall, DE
Erfinder Baumann, Jürgen, 78351 Bodman-Ludwigshafen, DE
Vertreter Bartels & Partner, Patentanwälte, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 05.08.2004
DE-Aktenzeichen 102004037914
Offenlegungstag 16.03.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 31.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.08.2006
IPC-Hauptklasse B60N 2/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G05D 3/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B64D 11/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B60R 21/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Einstellung der Position mindestens einer Sitzkomponente eines Fahrgastsitzes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Fluggastsitzes eines Luftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. ein System gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.

Fahrgastsitze, insbesondere Fluggastsitze, dieser Art sind als Bestuhlung von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen der gewerblichen Luftfahrt, in großem Umfang in Gebrauch. Insbesondere bei Verkehrsflugzeugen für den Mittelstrecken- und den Langstreckenbetrieb sind bei solchen Sitzen im Interesse der Erhöhung des Sitzkomforts mehrere Sitzkomponenten in solcher Weise lageverstellbar angeordnet, dass der Fluggast für bestimmte Sitzkomponenten, wie beispielsweise die Rückenlehne, das Sitzteil und andere, Positionen einstellen kann, durch die ein Höchstmaß an Bequemlichkeit erreicht wird.

In Anbetracht der vielfältigen Einstellmöglichkeiten für die einzelnen Sitzkomponenten ist es erforderlich zu verhindern, dass es beim Anstoßen beispielsweise einer Fußstütze auf den Boden des Fahrzeugs zu einer Blockierung des Sitzes kommt oder sogar die Antriebe oder die Sitzkomponenten beschädigt werden.

Die US 2002/0109389 A1 zeigt eine Sensor-Vorrichtung, mit der ein solches Blockieren insbesondere der Fußstütze verhindert werden soll. Hierzu ist am freien Ende der Fußstütze ein elektrisches Schalterelement angeordnet, das von einer federkraftbelasteten Achse eines Antastrades dann betätigt wird, wenn die Fußstütze und insbesondere das Antastrad auf dem Boden des Fahrzeuges anstößt. Die zugehörige Montage ist aufwendig und die Einsatzmöglichkeiten sind begrenzt.

Die DE 43 41 500 B4 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren eines sich außer Position befindlichen Insassen eines Fahrzeuges für ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem. Dabei wird ein Insasse-außer-Position-Zustand in einem Airbagrückhaltesystem erfasst und der Airbag wird nur dann ausgelöst, wenn ein berührungslos arbeitender Sensor der Steuerung meldet, dass sich der Insasse in einer für das Auslösen des Airbags geeigneten Position befindet.

Die DE 195 27 354 A1 zeigt eine Sicherheitsvorrichtung für einen in seiner Längsstellung und/oder Lehnenstellung motorisch veränderbaren Fahrzeugsitz. Der Sitz ist auf seiner Lehnenrückseite mit einem Sensor versehen, der den Antriebsmotor bei Annäherung der Lehne an ein Hindernis unterbricht und/oder in seiner Wirkrichtung reversiert. Der Sensor ist in Form einer Sensormatte ausgeführt, welche die Existenz eines lokalen Druckes erkennt. Wie in der oben genannten US-Druckschrift handelt es sich dabei um einen antastenden Sensor, der erst dann die Schutzmaßnahme auslöst, wenn der Sensor in Kontakt mit dem Hindernis gekommen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein zugehöriges System bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden.

Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 bestimmte Vorrichtung und durch das im nebengeordneten Patentanspruch 11 bestimmte System gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.

Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung für ein System zum Steuern der Einstellung der Position mindestens einer Sitzkomponente, wie beispielsweise Kopfstütze, Rückenlehne, Sitzteil, Beinauflage oder Fußstütze, eines Fahrgastsitzes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Fluggastsitzes eines Luftfahrzeuges, mittels Aktuatoren, die von einer Steuereinheit entsprechend der Betätigung von Bedienelementen durch einen Fahrgast ansteuerbar sind, dadurch gelöst, dass die Vorrichtung mindestens ein Sensorelement aufweist zur berührungslosen Ermittlung des Abstandes zwischen der Sitzkomponente und einem der Einstellung der Position der Sitzkomponente entgegenstehenden Hindernis, und dass das Sensorelement mit der Steuereinheit verbunden ist.

Unter Ermittlung des Abstandes ist dabei insbesondere zu verstehen, dass das Sensorelement ein Ausgangssignal abgibt, sobald der Abstand des Sensorelements zu einem möglichen Hindernis einen vorgebbaren und vorzugsweise auch in einer Steuersoftware einstellbaren Betrag unterschreitet. Im einfachsten Fall kann es sich daher bei dem Sensorelement um einen Näherungsschalter handeln. Je nach Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein, durch das Ausgangssignal nicht nur zu signalisieren, dass der vorgegebene Mindestabstand unterschritten ist, sondern einen Messwert des Abstandes an eine zentrale Steuereinheit zu übertragen.

Bei entsprechendem Ausgangssignal des Sensorelements wählt die Steuereinheit die geeigneten Maßnahmen, insbesondere um ein Anstoßen der Sitzkomponente an dem Hindernis zu vermeiden oder jedenfalls ein Blockieren der Bewegung der Sitzkomponente und/oder eine Beschädigung der Sitzkomponente oder des Hindernisses zu vermeiden. Hierzu kann die Steuereinheit beispielsweise die Bewegung der Sitzkomponente durch entsprechendes Ansteuern der zugehörigen Aktuatoren stoppen, den Aktuator einer anderen Sitzkomponente starten oder die Sitzkomponente zurückfahren.

Vorzugsweise ist das Sensorelement an einer Sitzkomponente des Fahrgastsitzes angeordnet. Dadurch ist es möglich, nicht nur fest installierte potenzielle Hindernisse zu erkennen und ein Anstoßen daran zu verhindern, sondern es können auch tragbare und nur temporär vorhandene Hindernisse erkannt werden, wie beispielsweise unter der Sitzfläche abgelegte Gepäckstücke oder dergleichen. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, eine oder mehrere Sitzkomponenten überwachende Sensorelemente in dem Fahrzeug vorzugsweise fest installiert anzuordnen, beispielsweise am Fahrzeugboden oder am Dach des Fahrzeuges.

In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung sind an mindestens einer Sitzkomponente mindestens zwei Sensorelemente mit Abstand zueinander angeordnet. Durch die räumlich verteilte Anordnung können alle möglicherweise auftretenden Behinderungen bei der motorisch angetriebenen Positionierung der Sitzkomponente detektiert werden. Vorzugsweise sind mehrere, räumlich verteilt angeordnete Sensorelemente vorgesehen, welche die gesamte, für ein Anstoßen an einem Hindernis in Frage kommende Oberfläche der jeweilige Sitzkomponente abdecken.

In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung sind an mindestens zwei Sitzkomponenten Sensorelemente angeordnet. Vorzugsweise sind Sensorelemente an allen Sitzkomponenten angeordnet, bei deren Einstellen sich ein Anstoßen an einem Hindernis ergeben kann. Hierzu gehört neben der Fußstütze und der Beinauflage insbesondere auch das Sitzteil, insbesondere die Unterseite des Sitzteils, sowie die Rückenseite der Rückenlehne und die Rückseite und Oberseite der Kopfstütze. Mindestens abschnittsweise kann es vorteilhaft sein, die Sensorelemente flächig anzuordnen, beispielsweise auf der von der Beinauflage entfernten Stirnseite der Fußstütze, auf der Unterseite des Sitzteils und der Beinauflage oder auf der Rückseite der Rückenlehne und der Kopfstütze.

Vorzugsweise weist mindestens ein Sensorelement eine anisotrope Richtungscharakteristik der Sensitivität auf mit mindestens einer Hauptrichtung der Sensitivität. Dadurch ist es möglich, beispielsweise gezielt in der Bewegungsrichtung der jeweiligen Sitzkomponente das Annähern an ein Hindernis zu detektieren. Insbesondere bei Schwenkbewegungen der Sitzkomponente und/oder bei fester, nicht schwenkbarer Anordnung des Sensorelements an der Sitzkomponente, kann es vorteilhaft sein, wenn diese Hauptrichtung der Sensitivität einstellbar ist. Hierzu können beispielsweise bei einer Anordnung aus mindestens zwei Sensorelementen von der Steuereinheit die Sensorelemente mit einer Phasenverschiebung elektrisch derart angesteuert werden, dass die Hauptrichtung der Sensitivität der Gesamtanordnung der Sensorelemente schwenkbar und/oder fokussierbar ist. Dadurch ist es möglich, einen Raumwinkelbereich vor der Sitzkomponente abzuscannen, um mögliche Hindernisse rechtzeitig detektieren, ohne dass hierzu die Anordnung der Sensorelemente selbst verschwenkt werden muss.

In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist mindestens ein Teil der Sensorelemente in Dickschichttechnik oder Dünnschichttechnik auf einem an der Sitzkomponente festlegbaren flächigen Substrat angeordnet. Dadurch ist es möglich, eine Vielzahl von Sensorelementen in hoher Qualität und mit geringer Toleranz der Sensorcharakteristik kostengünstig herzustellen. Auch ein Teil der Auswerteelektronik kann auf dem Substrat angeordnet sein oder in dieses integriert sein. Darüber hinaus können die Sensorelemente auf einfache Weise hermetisch gekapselt werden und sind so dauerhaft zuverlässig im Betrieb. Auf dem flächigen Substrat werden vorzugsweise auch die Anschluss- und Verbindungsleitungen in Dickschichttechnik oder Dünnschichttechnik aufgebracht.

Bei dem Substrat handelt es sich vorzugsweise um eine Kunststofffolie, die vorzugsweise biegsam ist, sodass es sich beim Festlegen an der Sitzkomponente an deren Kontur anpasst, wodurch die Montage vereinfacht ist und die Substrate mit den Sensorelementen universell einsetzbar sind.

In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist das Substrat lösbar an der Sitzkomponente festlegbar, beispielsweise mittels eines Klettverschlusses an der Sitzkomponente festlegbar. Vorzugsweise ist das Substrat im festgelegten Zustand von einem Teil des Klettverschlusses mindestens abschnittsweise abgedeckt, um eine mechanische Beschädigung oder ein Verschmutzen zu verhindern.

Das Sensorelement kann auf einer Wechselwirkung mit elektromagnetischen Wellen beruhen, insbesondere ein optischer oder magnetischer Näherungsschalter sein. Das Sensorelement kann dabei sowohl als Sender als auch als Empfänger dienen und beispielsweise die Reflexion optischer Strahlung oder die Dämpfung magnetischer Felder aufgrund des Annäherns an ein potentielles Hindernis detektieren. Als optische Sensorelemente kommen je nach Anwendungsfall auch nach dem Triangulationsprinzip arbeitende Abstandssensoren infrage. Auch kapazitiv arbeitende Näherungsschalter können für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft sein. Letztlich wird die Wahl des Sensorprinzips neben den damit verbundenen Kosten und der zu erreichenden Betriebssicherheit auch davon abhängen, welcher Abstandsbereich abzudecken ist und vor allem welche Konturen und Werkstoffe von möglichen Hindernissen zu detektieren sind.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von akustischen Näherungsschaltern, insbesondere mit Ultraschall arbeitenden Näherungsschaltern. Damit lassen sich große Abstandsbereiche zwischen wenigen mm und bis zu mehreren Metern abdecken und die Richtungscharakteristik kann insbesondere durch in Dünnschicht-, Dickschicht- oder Hybridtechnik realisierte Anordnungen von Sensorelementen durch elektrische Ansteuerung eingestellt werden. Besonders geeignet sind dabei Sensorelemente aus piezoelektrischen Polymeren wie beispielsweise Polyvinylidenfluorid (PVDF), die auch unmittelbar auf Halbleiterbauelemente aufgebracht oder auf flexible Folien aufgebracht, insbesondere aufgeklebt oder auflaminiert werden können.

Die Erfindung betrifft auch ein System zum Steuern der Einstellung der Position der Sitzkomponente mit einer erfindungsgemäßen Sensor-Vorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben ist. Ein solches System, das vorzugsweise frei programmierbar ist, verarbeitet die Eingangssignale der Sensorelemente ebenso wie die Steuersignale der vom Fahrgast betätigten Bedienelemente und steuert dementsprechend die Aktuatoren der Sitzkomponenten an.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auch möglich, bei einem Fahrgastsitz unmittelbar nach seinem Einbau in das Fahrzeug, insbesondere einen Fluggastsitz unmittelbar nach Einbau in dem Luftfahrzeug, mittels eines vorgegebenen Lernprogramms insbesondere alle Extrempositionen der Sitzkomponenten anzufahren und dabei durch die Sensorelemente jene Positionen zu ermitteln und zu lernen, in denen die Sitzkomponenten an ein Hindernis anstoßen, beispielsweise an den Boden oder das Dach des Fahrzeuges oder an Sitzkomponenten weiterer Fahrzeugsitze, die vor, neben oder hinter dem jeweiligen Fahrzeugsitz angeordnet sind. Auf diese Weise kann das Steuersystem lernen, welche Positionen problemlos sind; ein Anfahren jener Positionen, die zu einem Signal eines der Sensorelemente und demnach zu einem Unterschreiten des vorgegebenen Abstandes zu einem Hindernis führen, können im späteren Betrieb von dem Steuersystem durch rechtzeitiges Gegensteuern oder Abschalten von Aktuatoren verhindert werden. Auf diese Weise ist ein selbstlernendes System möglich, ohne dass es einer aufwendigen Programmierung des Steuersystems bedarf.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Fahrgastsitzes,

2 zeigt eine schematisierte Seitenansicht des Fahrgastsitzes mit insgesamt acht Sensorelementen,

3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Sitzes im Bereich der Beinauflage und der Fußstütze,

4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sensorelements,

5 zeigt den überstreichbaren Raumwinkelbereich der Empfindlichkeit für eine Anordnung von insgesamt drei Sensorelementen, und

6 zeigt die Anordnung des Sensorelements an der von der Beinauflage entfernten Stirnseite der Fußstütze.

Die 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Fahrgastsitzes 2 eines Fahrzeuges, im Anwendungsbeispiel eines Fluggastsitzes eines Luftfahrzeuges, mit verschiedenen Sitzkomponenten, einschließlich Kopfstütze 4, Rückenlehne 6, Sitzteil 8, Beinauflage 10 oder Fußstütze 12. Mittels nicht dargestellter Aktuatoren, beispielsweise mit einem elektromotorischen Antrieb, sind die Sitzkomponenten entsprechend den Wünschen des Fahrgastes oder den Anforderungen des Fahrbetriebes einstellbar. Der Fahrgast betätigt hierzu in der Regel Bedientasten, die mit einer Steuereinheit verbunden sind, welche die Aktuatoren dementsprechend ansteuert. Hierzu sind die Sitzkomponenten in Bezug zueinander oder zu einem festen Rahmen des Fahrzeugsitzes 2 drehbar, beispielsweise die Kopfstütze 4 gegenüber der Rückenlehne 6 um die erste Achse 14, die Rückenlehne 6 gegenüber dem Sitzteil 8 um die zweite Achse 16, und die Beinauflage 10 gegenüber dem Sitzteil 8 um die dritte Achse 18, oder verschiebbar, beispielsweise die Fußstütze 12 gegenüber der Beinauflage 10 entsprechend dem Doppelpfeil 20.

Die 2 zeigt eine schematisierte Seitenansicht des Fahrgastsitzes 2 mit insgesamt acht Sensorelementen 22 bis 29, die jeweils paarweise auf einem flächigen Substrat 32 bis 38 angeordnet sind. Jeweils ein Substrat 32, 34, 36, 38 ist mit jeweils zwei Sensorelementen 22, 23; 24, 25; 26, 27; 28, 29 mittels eines handelsüblichen Klettverschlusses an der Fußstütze 12, dem Sitzteil 8, der Rückenlehne 6 und der Kopfstütze 4 lösbar festgelegt. Die Sensorelemente 24, 25 sind auf der Unterseite des Sitzteil 8 angeordnet und die Sensorelemente 26, 27 auf der Rückseite der Rückenlehne 6, jeweils mit ihrer Detektionsfläche von der Sitzkomponente wegweisend, um beispielsweise ein Anstoßen an ein in diesem Bereich abgelegtes Gepäckstück zu detektieren. Entsprechendes gilt für das Sensorelement 23 der Fußstütze 12 und das Sensorelement 28 der Kopfstütze 4. Dagegen ist das Sensorelement 22 der Fußstütze 12 und das Sensorelement 29 der Kopfstütze 4 an einer Kante der jeweiligen Stirnseite angeordnet, um ein Anstoßen am Boden bzw. am Dach des Fahrzeugs zu detektieren.

Die 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Sitzes 2 im Bereich der Beinauflage 10 und der Fußstütze 12. Lediglich zum Zweck der vereinfachten Darstellung sind in der 3 keine flächigen Substrate 32, 34 dargestellt, sondern die Sensorelemente 22, 23, 24 und 30 sind unmittelbar an der Fußstütze 12, der Beinauflage 10 bzw. dem Sitzteil 8 angeordnet. Das Sensorelement 22 ist ein Ultraschall-Abstandssensor, der Schallwellen 42 abstrahlt, die von der Bodenfläche 44 des Fahrzeuges reflektiert werden, wobei die reflektierten Schallwellen 46 von dem Sensorelement 22 empfangen und ausgewertet werden. Das Ausgangssignal des Sensorelements 22 wird einer Steuereinheit zugeführt. Bei Unterschreiten eines vorgebbaren, gegebenenfalls sogar frei programmierbaren Mindestabstandes wird entweder von dem Sensorelement 22 der Steuereinheit ein entsprechendes Signal gegeben, damit die Steuereinheit die Aktuatoren für die Bewegung der Fußstütze 12 und/oder der Beinauflage 10 stoppt oder sogar zurückstellt, oder die Steuereinheit wertet die Signale des Sensorelements 22 dahingehend aus. In jedem Fall soll ein Anstoßen beispielsweise der Fußstütze 12 auf dem Boden 44 des Fahrzeuges verhindert werden.

Entsprechendes gilt für das Sensorelement 23, das ebenfalls als Ultraschall-Abstandssensor ausgebildet ist und bei einem Schwenken der Anordnung aus Beinauflage 10 und Fußstütze 12 um die dritte Achse 18 sich dem Gepäckstück 48 annähert und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestabstandes von beispielsweise einigen Millimetern oder Zentimetern die Steuereinheit den Schwenkantrieb stoppt und gegebenenfalls sogar mindestens ein Stück weit zurückstellt.

Weiterhin ist in entsprechender Weise auf der Unterseite der Beinauflage 10 ebenfalls ein Sensorelement 30 angeordnet, das im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls ein Ultraschall-Abstandssensor ist, der aber im dargestellten Betriebszustand von der Steuereinheit deaktiviert ist, weil der Abtastbereich von dem an der Fußstütze 12 angeordneten Sensorelement 23 abgedeckt ist.

Ultraschall-Abstandssensoren haben den Vorteil, dass eine materialunabhängige Abtastung und Abstandsmessung mit hoher Empfindlichkeit auch bei sehr kleinen und nur schlecht reflektierenden Objekten bzw. potentiellen Hindernissen möglich ist. Die erreichbare Auflösung liegt beispielsweise im Bereich weniger Millimeter und es können Mess- und Schaltausgänge von den Sensorelementen bereitgestellt werden. Bauartbedingt kann bei solchen Ultraschallsensoren im Bereich sehr kleiner Abstände zu der Sensoroberfläche eine stark reduzierte Empfindlichkeit vorliegen. Aus diesen und/oder anderen Gründen können erfindungsgemäße Sensorelemente auch mit antastenden Sensorelementen kombiniert werden, die insbesondere den Abstandsbereich weniger Millimeter bis hin zum Anstoßen abdecken können. Vorzugsweise sind solche antastenden Sensorelemente auf einem flächigen Substrat angeordnet und beispielsweise in Dickschichttechnik oder Dünnschichttechnik hergestellt, etwa als Folienschalter, wie sie beispielsweise für den Einsatz in Taschenrechnern bekannt sind.

Ein weiteres mögliches Wirkungsprinzip wird durch das auf der Unterseite des Sitzteils 8 angeordneten Sensorelements 24 realisiert. Dabei handelt es sich um ein Sensorprinzip, bei dem elektromagnetische Wellen ausgesandt werden und an dem potentiellen Hindernis reflektiert werden, wobei die reflektierte elektromagnetische Welle von dem Sensorelement 24 detektiert wird. Dabei kann es sich beispielsweise um elektromagnetische Wellen in oder nahe dem sichtbaren Wellenlängenbereich handeln, d. h. um Licht in sichtbaren oder insbesondere im infraroten Wellenlängenbereich. In entsprechender Weise kann es sich auch um induktive Näherungsschalter handeln.

Ausgehend von einem Sendeelement 24a wird eine elektromagnetische Welle 52 ausgesandt, die an einer Oberfläche 54 des Gepäckstücks 48 reflektiert wird und als reflektierte elektromagnetische Welle 56 in Richtung des Sitzteils 8 zurückstrahlt. Ist der Abstand zwischen Sitzteil 8 und Gepäckstück 48 ausreichend groß, trifft die reflektierte Welle 56 in einem Bereich außerhalb des Sensorelements 24 auf dem Sitzteil 8 auf. Bei einer Annäherung des Sitzteils 8 in Richtung auf das Gepäckstück 48 oder bei einem Gepäckstück 48 mit einer größeren Ausdehnung, wie dies beispielsweise durch die gestrichelte Kontur 58 angedeutet ist, trifft die reflektierte Welle 56a im Bereich des Empfangselements 24b des Sensorelements 24 auf und signalisiert einen kritischen Abstand. Bei dem Empfangselement 24b kann es sich um eine linienförmige oder matrixförmige Anordnung von fotoempfindlichen Elementen handeln, beispielsweise auch um eine CCD (Charged Coupled Device).

Die 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sensorelements 123, insbesondere eines Ultraschall-Abstandssensors mit durch die elektrische Ansteuerung einstellbarer Richtungscharakteristik der Empfindlichkeit. Dabei sind auf einem flächigen Substrat 132, bei dem es sich beispielsweise um eine Trägerfolie oder auch um einen Halbleiterkristallchip handeln kann, zunächst drei streifenförmige metallische Elektroden 162, 164, 166 aufgebracht. Diese sind abgedeckt durch eine piezoelektrische Folie, beispielsweise aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) 160, die das eigentliche Sensormaterial bildet. Im Bereich der Elektroden 162, 164, 166 kann die piezoelektrische Folie 160 zu mechanischen Schwingungen angeregt werden, und sendet daraufhin Schallwellen 142 aus.

Beispielsweise an einem Hindernis reflektierte Schallwellen können von der piezoelektrischen Folie 160 oder von einem neben dem Sendeelement angeordneten Empfangselement empfangen und ausgewertet werden. Ein so gebildeter Sensor besitzt im Grundzustand entweder eine im Wesentlichen kugelförmige Richtungscharakteristik, wie sie durch die Kontur 168 angedeutet ist, oder eine keulenförmige Richtungscharakteristik mit einer Hauptachse 172 der Empfindlichkeit, wie dies durch die Kontur 170 angedeutet ist.

Bei der Anordnung von mehreren Sensorelementen und einer gleichzeitigen Ansteuerung der Sendeelemente mit phasenverschobenen Ansteuersignalen ist es möglich, die Richtungscharakteristik gesteuert zu beeinflussen, insbesondere die Empfangskeule zu fokussieren und/oder die Hauptachse 172 der Empfindlichkeit zu schwenken, beispielsweise gemäß dem Doppelpfeil 174.

Dies gilt nicht nur für Sensorelemente in Dickschichttechnik oder Dünnschichttechnik, sondern grundsätzlich auch für nebeneinander oder übereinander angeordnete diskrete Sensorelemente. Die 5 zeigt den überstreichbaren Raumwinkelbereich 176 der Empfindlichkeit für eine Anordnung von insgesamt drei Sensorelementen 22a, 22b, 22c und die 6 zeigt die Anordnung des Sensorelements 22 an der von der Beinauflage 10 entfernten Stirnseite der Fußstütze 12. Durch die elektrische Ansteuerung der Sensorelemente 22a, 22b, 22c ist es damit möglich, einen Winkelbereich von annähernd 180° zu überstreichen bzw. auf Hindernisse abzuscannen, ohne dass das Sensorelement 22 verschwenkt werden muss.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung für ein System zum Steuern der Einstellung der Position mindestens einer Sitzkomponente, wie beispielsweise Kopfstütze (4), Rückenlehne (6), Sitzteil (8), Beinauflage (10) oder Fußstütze (12), eines Fahrgastsitzes (2) eines Fahrzeuges, insbesondere eines Fluggastsitzes eines Luftfahrzeuges, mittels Aktuatoren, die von einer Steuereinheit entsprechend der Betätigung von Bedienelementen durch einen Fahrgast ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens ein Sensorelement (22 bis 29) aufweist zur berührungslosen Ermittlung des Abstandes zwischen der Sitzkomponente und einem der Einstellung der Position der Sitzkomponente entgegenstehenden Hindernis, und dass das Sensorelement (22 bis 29) mit der Steuereinheit verbunden ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (22 bis 29) an einer Sitzkomponente des Fahrgastsitzes (2) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Sitzkomponente des Fahrgastsitzes (2) mindestens zwei Sensorelemente (22 bis 29) mit Abstand zueinander angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens zwei Sitzkomponenten des Fahrgastsitzes (2) jeweils mindestens ein Sensorelement (22 bis 29) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (22 bis 29) eine anisotrope Richtungscharakteristik der Sensitivität mit mindestens einer Hauptrichtung der Sensitivität aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung aus mindestens zwei Sensorelementen (22 bis 29) von der Steuereinheit (40) mit einer Phasenverschiebung ansteuerbar sind, und dass eine Hauptrichtung der Sensitivität der Anordnung der mindestens zwei Sensorelemente (22 bis 29) fokussierbar und/oder schwenkbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (22 bis 29) in Dickschichttechnik oder Dünnschichttechnik auf einem vorzugsweise an der Sitzkomponente festlegbaren flächigen Substrat angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (22 bis 29) eine Wechselwirkung mit elektromagnetischen Wellen aufweist, insbesondere ein optischer oder magnetischer Näherungsschalter ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (22 bis 29) ein kapazitiver Näherungsschalter ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (22 bis 29) ein akustischer Näherungsschalter ist, insbesondere ein Ultraschall-Näherungsschalter.
  11. System zum Steuern der Einstellung der Position mindestens einer Sitzkomponente, wie beispielsweise Kopfstütze (4), Rückenlehne (6), Sitzteil (8), Beinauflage (10) oder Fußstütze (12), eines Fahrgastsitzes (2) eines Fahrzeuges, insbesondere eines Fluggastsitzes eines Luftfahrzeuges, mittels Aktuatoren, die von einer Steuereinheit (40) entsprechend der Betätigung von Bedienelementen durch einen Fahrgast ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Vorrichtung mit mindestens einem Sensorelement (22 bis 29) aufweist zur berührungslosen Ermittlung des Abstandes zwischen der Sitzkomponente und einem der Einstellung der Position der Sitzkomponente entgegenstehenden Hindernis, und dass das Sensorelement (22 bis 29) mit der Steuereinheit verbunden ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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