Die Erfindung betrifft einen Aktuator für einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruches 10. Stand der Technik

Ein Aktuator dieser Art ist aus der WO 2010/066320 A1 bekannt. Dabei sind mechanische, elektrische (insbesondere elektromotorische) und elektronische Bauteile zu einer Baugruppe kombiniert. Dabei können an verschiedenen Stellen des Fahrzeugsitzes verschiedene kombinierte Baugruppen als Aktuatoren verwendet werden. Es sind auch Aktuatoren bekannt, bei denen keine Steuerung integriert ist, sondern der Aktuator von einem externen Steuergerät aus gesteuert wird, beispielsweise hinsichtlich der Strombegrenzung. Beim Aktuatorabtrieb ist es bekannt, den Motor nur in eine Drehrichtung laufen zu lassen, um das Ausgangselement von der Anfangslage in die Endlage zu bringen, und eine Feder für die Rückkehr des Ausgangselements in die Anfangslage vorzusehen. Die DE 38 23 505 C2 beschreibt einen Aktuator mit einem Elektromotor und einem Spindelgetriebe als Aktuatorabtrieb. Ein als Ausgangselement dienender Stellrahmen ist mittels Federzungen an die Spindelmutter des Spindelgetriebes lösbar gekoppelt. Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Aktuator der eingangs genannten Art zu verbessern.

Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Aktuator mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Integration verschiedener Funktionalitäten in den Aktuator ermöglicht ein etwas höherer Aufwand bei der Steuerung einen deutlich geringeren Aufwand bei den mechanischen Bauteilen. Aufgrund der Drehrichtungsumkehr entfällt eine Feder zum Rückholen des Ausgangselementes und das Spannen der Feder durch den Motor, wodurch letzterer weniger leistungsfähig sein muss, was auch die Anforderungen an die Stabilität des Getriebes reduziert. Auch eine Strombegrenzung des Motors reduziert die Anforderungen an die Stabilität des Getriebes. Mittels Sensoren ist eine Positionserkennung der Anfangslage und/oder Endlage des Ausgangselementes möglich. Ansonsten erfolgt die Positionserkennung mittels der Charakteristik der Parameteränderungen (Strom, Spannung, Zeit). Stimmen die definierte Endlage und die tatsächliche Endlage nicht überein, klemmt das Ausgangselement, so dass der Aktuator vorzugsweise das Ausgangselement in die Anfangslage zurückbringt. Vorzugsweise ist die vom Sensor erkannte Endlage des Ausgangselements (und entsprechend die Anfangslage) kurz vor der mechanischen Endlage (Block), d.h. dem Anschlag, gelegen, d.h. der Sensor erkennt die Endlage, bevor das Ausgangselement mit vollem Motorstrom in die Endlage getrieben wird, d.h. auf Block fährt. Der Motorstrom wird dann abgeschaltet, und vorzugsweise gelangt das Ausgangselement mit dem Auslaufen in die mechanische Endlage. Aufgrund der Positionserkennung kann daher die Anschlagsbelastung deutlich reduziert werden. Motor und Getriebe gehen deutlich weniger in den Blockzustand. Insbesondere wird eine Belastung des Motors mit dem Blockstrom verhindert. Der Aktuator kann bei einer diskontinuierlichen Verriegelungskomponente eines Fahrzeugsitzes eingesetzt werden, beispielsweise bei einem Schloss oder einem Rastbeschlag oder einer Freischwenkvorrichtung einer Lehne. Diese Verriegelungskomponente wird mittels des Aktuators (genauer gesagt dessen Ausgangselementes) betätigt und so vom verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand gebracht (und zurück). Der Aktuator kann auch bei einem kontinuierlichen Einsteller eingesetzt werden, beispielsweise einem Lineareinsteller oder einer Lordosenstütze. Figuren und Ausführungsformen der Erfindung

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels und Fig. 4 ein schematisches Schaltbild des Ausführungsbeispiel.

Ein Fahrzeugsitz 1 eines Kraftfahrzeuges weist wenigstens einen Aktuator 10 auf, mittels dessen eine Sitzkomponente einstellbar oder eine Funktion (einschließlich dem Öffnen einer Verriegelungskomponente) auslösbar ist. Der Aktuator 10 weist ein Gehäuse 11 auf, innerhalb dessen ein elektrischer Motor 12 gehäusefest angeordnet ist. An den Motor 12 ist abtriebsseitig ein Getriebe 13 angeschlossen. Genauer gesagt, kämmt die mit einer Verzahnung versehene Motorwelle 12a des Motors 12 mit einem im Durchmesser größeren Antriebsstirnradabschnitt eines ersten Zahnrades 13a des Getriebes 13, welches drehbar im Gehäuse 11 gelagert ist. Ein im Durchmesser kleinerer Abtriebsstirnradabschnitt des ersten Zahnrades 13a kämmt mit einem im Durchmesser größeren zweiten Zahnrad 13b des Getriebes 13, welches ebenfalls im Gehäuse 11 gelagert ist. An das Getriebe 13 ist abtriebsseitig ein Aktuatorabtrieb 14 angeschlossen, welcher vorliegend als Spindelgetriebe ausgebildet ist. Genauer gesagt, ist das als Stirnrad ausgebildete zweite Zahnrad 13b an einer Spindel 14a - mit dieser fluchtend und an deren Ende sitzend - befestigt, die drehbar im Gehäuse 11 gelagert ist. Die Spindel 14a ist parallel zur Motorwelle 12a angeordnet. Mit der Spindel 14a wirkt eine auf der Spindel 14a sitzende Spindelmutter zusammen, welche als Ausgangselement 14b des Aktuatorabtriebs 14 dient. In seiner Anfangslage ist das Ausgangselement 14b an dem Ende der Spindel 14a mit dem zweiten Zahnrad 13b angeordnet. In seiner Endlage ist das Ausgangselement 14b an dem vom zweiten Zahnrad 13b abgewandten Ende der Spindel 14a angeordnet. Zur Sensierung der Endlage des Ausgangselements 14b ist an demjenigen Lager der Spindel 14a, welches sich an dem dem zweiten Zahnrad 13b abgewandten Ende der Spindel 14a befindet, ein erster Sensor 17 gehäusefest angeordnet. Optional ist zur Sensierung der Anfangslage des Ausgangselements 14b an demjenigen Lager der Spindel 14a, welches sich an dem Ende der Spindel 14a mit dem zweiten Zahnrad 13b befindet, ein zweiter Sensor 18 gehäusefest angeordnet. Die Sensoren 17 und 18 können mechanisch (beispielsweise als Microswitch), induktiv (beispielsweise als Hall-Sensor) oder kapazitiv ausgebildet sein.

An einer Seite des Gehäuses 11 , vorliegend auf der vom Motor 12 räumlich abgewandten Seite des Aktuatorabtriebs 14, ist eine Steuerung 21 angeordnet, vorliegend eine Platine 21a mit mehreren IC-Bausteinen, beispielsweise Logik- Bausteinen, leistungssteuernden Bausteinen (Pulsweitenmodulation), Endstufen (z.B. Voll-Brücke), Kommunikationsbausteinen und Bauteile zum Schutz der Steuerung 21 gegen Überspannung, ESD/EMV, Temperatur oder dergleichen. Alternativ sind alle diese Funktionen in einen einzigen Baustein integriert, welcher entsprechende Schnittstellen aufweist. Die Platine 21a bildet beispielsweise eine Wand des Gehäuses 11.

Die Steuerung 21 weist eine interne Spannungsversorgung 22 mit zwei Versorgungsanschlüssen VCC und GND auf, die von der Platine 21a nach außen abstehen. Die Steuerung 21 weist ferner eine Netzschnittstelle 23 mit wenigstens einem Signalanschluss BUS auf. Die Netzschnittstelle 23 dient der Kommunikation beispielsweise mit einem LIN-Bus, welcher den einen Signalanschluss BUS und den Versorgungsanschluss GND (Masse) nutzt. Die Netzschnittstelle kann alternativ der Kommunikation mit einem anderen Daten-Bus, beispielsweise einem CAN-Bus, welcher dann mehr Anschlüsse benötigt, oder einem anderen Netzwerk dienen. Die Steuerung 21 weist auch eine Sensorschnittstelle 24 auf, welche mit dem ersten Sensor 17 und dem optionalen zweiten Sensor 18 verbunden ist. Die Steuerung 21 weist eine Logik 25 auf, an welche die Netzschnittstelle 23 und die Sensorschnittstelle 24 angeschlossen sind. Die Steuerung weist schließlich eine Motorsteuerung 26 auf, welche an die Logik 25 angeschlossen ist und den Motor 12 steuert, und zwar sowohl hinsichtlich der Drehrichtung als auch hinsichtlich einer Strombegrenzung. Die Motorsteuerung 26 sowie die Logik 25, die Netzschnittstelle 23 und die Sensorschnittstelle 24 werden von der internen Spannungsversorgung 22 versorgt. Leistungstransistoren oder dergleichen können außerhalb des IC-Bausteins für die Motorsteuerung 26 vorgesehen sein.

Der Aktuator 10 beinhaltet als Baugruppe mechanische, elektrische (insbesondere elektromotorische) und elektronische Bauteile, so dass alle notwendigen Funktionalitäten in den Aktuator 10 integrierbar sind und innerhalb des Aktuators 10 verarbeitet werden können. Die Kommunikation zum Fahrzeugsitz 1 und zum Fahrzeug, insbesondere zu Betätigungselementen, erfolgt über die Netzschnittstelle 23 mit entsprechender Implementierung. Die weiteren Funktionalitäten werden im Wesentlichen durch die Hardware der Steuerung 21 bestimmt. In mechanischer Hinsicht sind vorzugsweise der Motor 12, das Getriebe 13 und die Spindel 14a (jeweils samt Lagern) sowie die Steuerung 21 vollständig in das Gehäuse 1 1 integriert.

Eine Positionserkennung ist - außer mittels der Sensoren 17 und 18, deren Daten mittels der Sensorschnittstelle 24 eingespeist werden - zusätzlich oder alternativ mittels einer Strom-, Spannungs- und Zeitmessung möglich. Die Charakteristik der Veränderung dieser Parameter kann genutzt werden, um beim Ausgangselement 14b zwischen dem Erreichen der Endlage oder der Anfangslage einerseits und einem Einklemmen in einer Mittellage zu unterscheiden. Außer der digitalen Positionserkennung mittels der Sensoren 17 und 18 wäre auch eine kontinuierliche Positionserkennung mittels eines entsprechenden (analogen) Sensors möglich.

Die Motorsteuerung 26 verfügt vorzugsweise über eine Strombegrenzung mittels Pulsweitenmodulation. Nach Überschreiten eines Grenzwertes für den Strom, welcher beispielsweise mittels eines Shunts auf der Platine 21 a gemessen wird, wird die Spannung für den Motor 12 mittels der Pulsweitenmodulation reduziert, damit der Motor 12 nicht mehr als den vordefinierten Grenzwert des Stromes erhält. Die Motorsteuerung 26 verfügt ferner über eine Drehrichtungsumkehr, welche sowohl der Rückstellung des Aktuators 10 als auch als Überlastschutz dient. In der ersten Drehrichtung der Motorwelle 12a bewegt der Motor 12 (mittels des Getriebes 13 und der Spindel 14a) das Ausgangselement 14b von der Anfangslage in Richtung Endlage. Mit der zweiten Drehrichtung der Motorwelle 12a, welche der ersten Drehrichtung der Motorwelle 12a entgegengesetzt ist, bewegt der Motor 12 das Ausgangselement 14b von der Endlage zurück in Richtung Anfangslage. Aufgrund dieser Rückstellung mittels Drehrichtungsumkehr entfallen Kupplungen und Federn, wie sie im Stand der Technik verwendet werden. Aufgrund des Entfalls der zu spannenden Feder braucht der Motor 12 nicht so leistungsstark zu sein, so dass die Leistung des Motors 12 vollständig für die Einwendung (Sitzkomponente einstellen oder Funktion auslösen). Die Realisierung der Rückstellung mittels Drehrichtungsumkehr erfolgt beispielsweise durch eine Vollbrücke mit Leistungstransistoren, welche den Motor 12 ansteuert.

Ausgehend von einem passiven Zustand wird der Aktuators 10 aktiviert (d.h. er wechselt in einen aktiven Zustand) mittels eines Schaltvorgangs, der vom Benutzer an einem Betätigungselement ausgelöst und vorzugsweise mittels des Daten-Buses BUS an den Aktuator 10 übermittelt wird. Alternativ wird die Aktivierung des Aktuators 10 mittels eines (einfachen elektrischen) Tasters 30 ausgelöst, so dass die Netzschnittstelle 23 kein Busprotokoll, sondern nur das Ansteuersignal des Tasters 30 verarbeitet. Zwischen der Aktivierung des Aktuators 10 und dem Abschalten des Motorstroms (passiver Zustand) hat der Benutzer keinen Einfluss auf den Aktuator 10, d.h. die Netzschnittstelle 23 ist blockiert. Die Rückstellung des Aktuators 10 (d.h. die Rückführung des Ausgangselementes 14b in die Anfangslage) kann aktiv erfolgen aufgrund eines vom Bediener ausgelösten Schaltvorgangs oder aufgrund einer bestimmten Position des Aktuators 10. Beispielsweise kann bei einem Einsatz in einer diskontinuierlichen Verriegelungskomponente mittels eines Schaltvorgangs (beispielsweise an einem Taster 30 von "0" nach "1") der Aktuator 10 zum Entriegeln aktiviert werden, so dass die Verriegelungskomponente sich öffnet. Wenn die Verriegelungskomponente geöffnet ist, schaltet die Steuerung 21 aufgrund der Positionserkennung um und betreibt den Motor 12 mit einer Drehrichtungsumkehr, bis das Ausgangselement 14b wieder die Anfangslage erreicht, und der Motor 12 aufgrund der Positionserkennung wieder abgeschaltet wird. Der Aktuator 10 ist dann im passiven Zustand. Die Verriegelungskomponente kann dann ungehindert (vom Aktuator 10) mechanisch verriegeln. Alternativ schaltet die Steuerung 21 den Motor 12 ab, wenn die Verriegelungskomponente geöffnet ist, und betreibt ihn erst nach einem Schaltvorgangs von "1" nach "0" mit einer Drehrichtungsumkehr.

Die Drehrichtungsumkehr bei Überlast erfolgt vorzugsweise, wenn durch die Positionserkennung von einer mechanischen Überlast auszugehen ist, insbesondere in einer Mittellage, d.h. wenn weder eine Anfangslage noch eine Endlage des Ausgangselements 14b vorliegt, aber der Strombedarf trotzdem stark ansteigt. Der Motor 12 erhält eine Drehrichtungsumkehr, und das Ausgangselement 14b wird vorzugsweise in seine Anfangslage zurückgebracht, damit der Aktuator 10 nicht in der eingeklemmten Lage verharrt. Der Aktuator 10 kann, außer mittels der beschriebenen Positionserkennung, auch Informationen über seinen Zustand mittels des an die Netzschnittstelle 23 angeschlossenen Netzwerkes erhalten, beispielsweise ob eine angeschlossene Verriegelungskomponente verriegelt ist oder nicht. Auch eine Absicherung gegen einen Misuse-Fall ist möglich, indem dann Gepäckstücke oder Kinder keinen Schaltvorgang auslösen können. Umgekehrt kann der Aktuator 10 in seinem passiven Zustand zu Diagnosezwecken abgefragt werden, insbesondere die Sensoren 17 und 18. Bezugszeichenliste

1 Fahrzeugsitz

10 Aktuator

1 1 Gehäuse

12 Motor

12a Motorwelle

13 Getriebe

13a erstes Zahnrad

13b zweites Zahnrad

14 Aktuatorabtrieb

14a Spindel

14b Ausgangselement

17 erster Sensor

18 zweiter Sensor

21 Steuerung

21a Platine

22 interne Spannungsversorgung

23 Netzschnittstelle

24 Sensorschnittstelle

25 Logik

26 Motorsteuerung

30 Taster

BUS Signalanschluss der Netzschnittstelle

GND Versorgungsanschluss (Masse) der internen Spannungsversorgung VCC Versorgungsanschluss der internen Spannungsversorgung