DE19923190C1 - Verfahren zum Prüfen des Seitenhalts von Fahrzeugsitzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen des Seitenhalts von Fahrzeugsitzen für einen auf dem Fahrzeugsitz plazierten Sitzbenutzer, bei dem mit einem den Fahrzeugsitz und eine darauf plazierte Testperson aufnehmenden Fahrzeug mindestens eine kurvenreiche Teststrecke durchfahren wird. Zur Realisierung eines Verfahrens, das eine objektive Beurteilung der Güte des Seitenhalts auf Basis objektiv meßbarer und reproduzierbarer Kriterien ermöglicht, werden die Größe der auf den Fahrzeugsitz wirkenden Querbeschleunigung und die Größe einer dadurch ausgelösten Querbewegung (Querweg) eines ausgewählten Körperbereichs der Testperson gemessen und ins Verhältnis zueinander gesetzt. Der Quotient aus Querbeschleunigung durch Querweg wird zur Klassifizierung der Güte des Seitenhalts angegeben, die umso besser ist, je größer der Quotient ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen des Seitenhalts, den ein Fahrzeugsitz einem auf ihm plazierten Sitzbenutzer bietet, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Sitzen für Kraftfahrzeuge spielt der Seitenhalt, den der Sitz dem Passagier oder Sitzbenutzer bei Kurvenfahrten bietet, eine entscheidende Rolle für das Vertrauen in die Fahrsicherheit des Fahrzeugs und für einen gehobenen Sitzkomfort. Bisher gibt es noch kein brauchbares Verfahren, mit dem sich das Maß des von einer Sitzkonstruktion gebotenen Seitenhalts objektiv prüfen oder messen läßt, vielmehr ist man auf das subjektive Empfinden einer Testperson angewiesen, die durch Testfahrten die Güte des Seitenhalts beurteilt.

Aus der US 5 707 109 ist ein Fahrzeugsitz mit einem Paar von Seitenpolstern an der Rückenlehne bekannt, die dem Sitzbenutzer bei Kurvenfahrten Seitenhalt bieten. Beide Seitenpolster können mittels eines integrierten Pneumatikbalges mehr oder weniger stark aufgeblasen werden, wenn nennenswerte Querbeschleunigungen auf den Fahrzeugsitz und den Sitzbenutzer wirken. Die Pneumatikbälge werden von einer Steuereinheit in Abhängigkeit von der auftretenden Querbeschleunigung gesteuert, die mit einem am Fahrzeugsitz angeordneten Beschleunigungsmesser gemessen wird.

In der US 5 452 516 ist ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines von einer Person getragenen Kopfhelms relativ zu einem Fahrzeugsitz beschrieben, mit welchem die Position des Helms während dessen freier Bewegung berührungslos präzise vermessen werden kann. Dieses Verfahren findet Anwendung im Autorennsport und bei Testfahrten, wo es darauf ankommt, die Verschiebungen des Kopfes des Sitzenden in verschiedenen Fahrsituationen zu erfassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen des Seitenhalts von Fahrzeugsitzen anzugeben, das eine objektive Beurteilung der Güte des Seitenhalts auf Basis objektiv meßbarer und reproduzierbarer Kriterien ermöglicht.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es die Erfassung der Eigenschaften eines Fahrzeugsitzes bezüglich des von ihm gebotenen Seitenhalts für einen auf dem Fahrzeugsitz plazierten Sitzbenutzer durch objektive und reproduzierbare Messungen erlaubt und damit eine von subjektiven Eindrücken einer Testperson unabhängige verlässliche Aussage über den Seitenhalt des Fahrzeugsitzes ermöglicht. Der als sog. Seitenhaltindex (SHI) bezeichnete Quotient ist eine zuverlässige, vergleichbare Größe für die Qualität des Fahrzeugsitzes bezüglich des Seitenhalts. Je größer der Seitenhaltindex ist, desto besser ist der Fahrzeugsitz. Der Seitenhaltindex wird dabei an bevorzugten Stellen des Körpers des Sitzbenutzers gemessen, so an der Schulter, an der Hüfte bzw. an dem Becken und/oder in der Oberschenkelmitte. Besonders signifikant ist dabei der Seitenhaltindex für den Schulterbereich.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Da häufig der Schulterbereich des Sitzbenutzers über die Rückenlehne übersteht, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Querweg in Brusthöhe unmittelbar unter den Schulterblättern der Testperson gemessen und daraus der Querweg an der Schulter berechnet.

Eine Berechnungsmöglichkeit ergibt sich durch Anwendung des an sich bekannten mathematischen Strahlensatzes.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird zur Messung des Querwegs ein lineares Folienpotentiometer verwendet, das auf der der Testperson zugekehrten Vorderseite der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes befestigt wird. Am Rücken der Testperson wird eine flächenkleine Erhebung festgelegt, die auf dem Folienpotentiometer druckbelastet aufliegt. Ein solches Folienpotentiometer wird beispielsweise von der Fa. Interlink Electronics, L-6401, Echternach (Luxemburg) im Handel angeboten. Ein solches Folienpotentiometer, auch unter dem Namen "Force at position sensing transistor (FPSR)" bekannt, ist ein kombinierter Foliendruck- und -positionssensor. Durch die druckempfindliche Schicht (Halbleiterpolymer) wird eine bestimmte Stelle eines Festwiderstandes, und zwar dort, wo der Druck auf die druckempfindliche Schicht aufgebracht worden ist, über ein Leiternetz mit dem "Abgriff" des Potentiometer verbunden. Die abgegriffene Spannung, die einer Wegstrecke entspricht, wird auf einen hochohmigen Eingang eines Auswertegeräts (z. B. Laptop) gelegt, so daß nur geringe Ströme über den Potentiometerabgriff fließen, und die gemessene Position unabhängig von der Größe des Drucks ist, mit dem die druckempfindliche Schicht durch die Testperson beaufschlagt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ausschnittweise eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes mit einem an der Rückenlehne befestigten Foliensensor,

Fig. 2 und 3 jeweils ausschnittweise einen als Testperson fungierenden Dummy in Vorderansicht (Fig. 2) und Rückansicht (Fig. 3),

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung des Foliensensors in Fig. 1,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Folienpotentiometers in dem Foliensensor gemäß Fig. 4.

Bei dem nachstehend beschriebenen Verfahren zum Prüfen des Seitenhalts, den ein Fahrzeugsitz einem auf den Fahrzeugsitz plazierten Sitzbenutzer bietet, wird ein Fahrzeug mit dem zu prüfenden Fahrzeugsitz 10 ausgestattet, eine Testperson in Form eines Dummy 13 (Fig. 2 und 3) auf dem Fahrzeugsitz 10 plaziert und mit dem Fahrzeug eine Testfahrt über eine kurvenreiche Strecke durchgeführt. Von dem Fahrzeugsitz 10 ist in Fig. 1 ausschnittweise die Rückenlehne 11 mit an deren Oberseite befestigter Kopfstütze 12 dargestellt. Der als Testperson fungierende Dummy 13 ist in Fig. 2 in Vorderansicht und in Fig. 3 in Rückansicht jeweils perspektivisch und ausschnittweise dargestellt. Während der Testfahrt wird die Größe der in den Kurven auf den Fahrzeugsitz 10 wirkenden Querbeschleunigung und die Größe einer dadurch ausgelösten Querbewegung eines ausgewählten Körperbereichs des Dummy 13 gemessen. Die Größe der Querbewegung, im folgenden Querweg genannt, wird in Brusthöhe unmittelbar unter den Schulterblättern des Dummy 13 gemessen, kann aber alternativ oder zusätzlich auch im Hüft- oder Beckenbereich, an der Schulter sowie in dem Oberschenkelbereich des Dummy 13 erfaßt werden. Aus den Meßgrößen für die Querbeschleunigung und dem Querweg wird durch Quotientenbildung (Querbeschleunigung dividiert durch Querweg) ein sog. Seitenhaltindex (SHI) ermittelt, der zur Klassifizierung der Güte des Seitenhalts des Fahrzeugsitzes dient. Je größer der SHI ist, desto besser ist die Qualität des Fahrzeugsitzes bezüglich des von ihm gebotenen Seitenhalts für den Sitzbenutzer.

Wie hier nicht weiter dargestellt ist, wird die Querbeschleunigung mittels mindestens eines Beschleunigungsaufnehmers gemessen, der an einem festen Teil des Fahrzeugsitzes 10, z. B. an dessen Armlehne, oder an einem festen Teil des Fahrzeugs selbst befestigt wird. Zur Messung des durch die Querbeschleunigung ausgelösten Querwegs in Brusthöhe des Dummy 13 wird ein Foliensensor 14 verwendet, der auf der dem Dummy 13 zugekehrten Vorderseite der Rückenlehne 11 in entsprechender Höhe vorzugsweise mittels eines doppelseitigen Klebebands befestigt wird (Fig. 1). Um Kleberückstände zu vermeiden, wird hochwertiges Schaumklebeband verwendet. Aufbau und Wirkungsweise eines solchen Foliensensors 14 sind an sich bekannt und werden nachstehend anhand der Fig. 4 und 5 kurz erläutert. Der Foliensensor 14 besteht aus einer Basisplatte 15 (z. B. ein 1 mm starkes Blech), auf dem ein zwischen zwei Distanzstücken 16, 17 eingelegtes, lineares Folienpotentiometer 18 aufliegt. Als Distanzstücke 16, 17 wird bevorzugt eine Schaumklebefolie verwendet. Das Folienpotentiometer 18 ist von einer Maske 19 aus 1 mm starkem Blech abgedeckt, in dem ein Führungsschlitz 20 ausgestanzt ist.

In Fig. 5 ist das lineare Folienpotentiometer 18 vergrößert und in Explosionsdarstellung skizziert. Es enthält eine druckempfindliche Schicht 21 (Halbleiterpolymer) und einen Festwiderstand 22, der an eine durch "+" und "-" gekennzeichnete Referenzspannung gelegt und mit einem Leiternetz, dem sog. Wischer 23 verbunden ist. Wird auf die druckempfindliche Schicht 21 an einer bestimmten Stelle ein Druck ausgeübt, so wird eine bestimmte Stelle des Festwiderstands 22 über den Wischer 23 mit dem Abgriff 24 des Potentiometers verbunden. Die am Wischer 23 abgegriffene Spannung ist dabei proportional zur Entfernung des Druckpunkts vom Ende der druckempfindlichen Schicht 21.

Zur Erzeugung des Druckpunktes wird eine flächenkleine Erhebung 25 (Fig. 3) verwendet, die am Rücken des Dummy 13 unmittelbar unter den Schulterblättern angeordnet ist. Hierzu trägt der Dummy einen Brustgurt 26, der mit zwei über die Schulter verlaufenden Trägergurten 27 in Brusthöhe gehalten wird. Auf dem über den Rücken des Dummy 13 verlaufenden Gurtabschnitt 261 des Brustgurts 26 ist die Erhebung 25 befestigt. Ist nunmehr der Dummy 13 auf dem Fahrzeugsitz 10 plaziert, so greift die Erhebung 25 durch den Führungsschlitz 20 im Foliensensor 14 hindurch und liegt mit Druck auf der druckempfindlichen Schicht 21 des Folienpotentiometers 18 auf. Das Folienpotentiometer 18 ist dabei so an der Rückenlehne 11 angeordnet, daß im Stillstand des Fahrzeugs die über den Wischer 23 am Abgriff 24 liegende Spannung Null ist. In Kurven erfährt der Dummy 13 infolge der Querbeschleunigung eine seitliche Verschiebung, wodurch die im Führungsschlitz 20 geführte Erhebung 25 sich seitlich verschiebt und am Abgriff 24 des Wischers 23 eine der Verschiebung proportionale Spannung abnehmbar ist. Diese Spannung wird in dem hier nicht näher dargestellten, an dem Foliensensor 14 angeschlossenen Meßsystem in der beschriebenen Weise ausgewertet. Das Meßsystem besteht beispielsweise aus einem Laptop und aus einem Meßverstärker zur Erzeugung der an dem Festwiderstand 22 des Folienpotentiometers 18 anliegenden Referenzspannung.

Soll der SHI im Schulterbereich angegeben werden, so wird zunächst aus dem in Brusthöhe gemessenen Querweg der Querweg im Schulterbereich berechnet, was beispielweise mit dem mathematischen Strahlensatz erfolgen kann. Ist die Schulterhöhe des Dummy 13 über der Sitzfläche h, die Anbringungshöhe des Foliensensors 14 bzw. der Erhebung 25 über der Sitzfläche a und q der in Brusthöhe gemessene Querweg, so ergibt sich der Querweg Q in Schulterhöhe zu:

Q/q = h/a

Der SHI für den Schulterbereich ergibt sich dann zu:

SHI = b/Q

wobei b die gemessene Querbeschleunigung ist.

Claims (10)

1. Verfahren zum Prüfen des Seitenhalts, den ein Fahrzeugsitz einem auf ihm plazierten Sitzbenutzer bietet, bei dem mit einem den Fahrzeugsitz (10) und eine darauf plazierte Testperson (13) aufnehmenden Fahrzeug mindestens eine kurvenreiche Teststrecke durchfahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der auf den Fahrzeugsitz (10) wirkenden Querbeschleunigung sowie die Größe einer dadurch ausgelösten Querbewegung wenigstens eines ausgewählten Körperbereichs der Testperson (13) als Querweg gemessen und der Quotient aus den Meßgrößen von Querbeschleunigung durch Querweg gebildet und zur Klassifizierung der Güte des Seitenhalts angegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Körperbereich die Schulter der Testperson ausgewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querweg in Brusthöhe unmittelbar unter den Schulterblättern der Testperson (13) gemessen und daraus der Querweg der Schulter berechnet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Körperbereich der Testperson (13) deren Hüft- oder Beckenbereich sowie deren Oberschenkelbereich ausgewählt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Querwegs ein lineares Folienpotentiometer (18) verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Folienpotentiometer (18) enthaltender Foliensensor (14) auf der der Testperson (13) zugekehrten Vorderseite der Rückenlehne (11) des Fahrzeugsitzes (10) befestigt und am Rücken der Testperson (13) eine flächenkleine Erhebung (25) festgelegt wird, die auf dem Folienpotentiometer (18) druckbelastet aufliegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung (25) in einem querverlaufenden Schlitz (20) einer das Folienpotentiometer (18) abdeckenden Maske (19) geführt wird und durch den Schlitz (20) hindurch sich auf das Folienpotentiometer (18) aufdrückt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Testperson (13) ein Brustgurt (26) angelegt wird, an dessen auf dem Rücken der Testperson (13) verlaufenden Gurtabschnitts (261) die Erhebung (25) ausgebildet ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbeschleunigung mittels mindestens eines Beschleunigungsaufnehmers gemessen wird, der an einem festen Teil des Fahrzeugsitzes (10), z. B. an der Armlehne, oder eines den Fahrzeugsitz (10) aufnehmenden Fahrzeugs befestigt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß als Testperson ein Dummy (13) verwendet wird.