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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Einstellen
einer automatisch einstellbaren Komponente einer Vorrichtung mit
einem elektrisch verstellbaren Sitz, insb. einer automatisch einstellbaren
Komponente eines Fahrzeugs mit einem elektrisch verstellbaren Sitz.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren findet Anwendungen
insb. bei Fahrzeugen mit elektrisch verstellbaren Sitzen und automatisch
anpassbaren Fahrzeugkomponenten, wie z. B. Lenkrad, Gas-, Brems-
Kupplungspedal, Sitze mit verstellbarer Sitzlehne, Sitzheizung oder
Sitzmassage, Kopfstütze, Innen- oder Außenspiegel,
Klimaanlage, Stereoanlage, Geschwindigkeitsregelvorrichtung, Navigationssystem,
bzw. Sicherheitsgurt mit adaptivem Gurtstraffer, Airbag, Kopfstütze
u. v. m.
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Für
viele Fahrzeugmodelle ist es heutzutage möglich, eine elektrische
Sitzverstellung zu erwerben. Derartige Sitzverstellung ermöglicht
den Fahrzeuginsassen, eine einmal eingestellte Sitzposition in einer
fahrzugseitigen Sitzsteuervorrichtung oder im elektronischen Fahrzeugschlüssel
abzuspeichern. Die gespeicherte Sitzposition kann dann von dem Insassen
durch Betätigen eines im Innenraum des Fahrzeugs oder auf
dem Fahrzeugschlüssel angeordneten Steuerknopfs automatisch
eingestellt werden. Es können auch verschiedene Sitzpositionen
für verschiedene Insassen mit unterschiedlichen Körpergrößen
bzw. Körpergewichten abgespeichert und durch Betätigen
eines entsprechenden Steuerknopfs wieder automatisch eingestellt
werden. Der Insasse kann eine ihm passende Sitzposition mithilfe
der elektrischen Sitzverstellung einmal manuell einstellen und diese
Position durch anschließendes Betätigen eines
entsprechenden Steuerknopfs abspeichern. Danach kann der Insasse
bei Bedarf die vorher gespeicherte Sitzposition einfach durch Betätigen
des entsprechenden Steuerknopfs automatisch einstellen.
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Nachteil
der oben genannten Sitzverstellung ist, dass die gespeicherte Sitzverstellung
erst durch Betätigen eines der Steuerknöpfe bzw.
entsprechendes eingestellt werden kann. Die Anordnung der Steuerknöpfe
und der diese Steuerknöpfe mit entsprechender Sitzsteuervorrichtung
elektrisch verbindenden Verkabelung ist mit hohem Mehrkosten und Aufwand
verbunden. Zudem muss jeder Fahrzeugbenutzer den seiner Sitzposition
zugeordneten Steuerknopf merken, wobei das Merken des seiner Sitzposition
entsprechenden Steuerknopfs für die Benutzer, die das Fahrzeug
nicht regelmäßig verwenden, nicht leicht ist.
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Ferner
werden Fahrzeuge heutzutage mit Sicherheitsgurten und Airbags ausgestattet.
Diese Sicherheitsgurte und Airbags passen die Gurtstraffkraft bzw.
Zündkraft des Airbags bei einem Unfall individuell an das
Gewicht des auf dem Sitz befindlichen Insassen an. Hierzu misst
ein Steuersystem anhand von Sensoren das Gewicht des Insassen bzw.
den auf dem Sitz wirkenden Druck vom Insassen und passt die Gurtstraffkraft
bzw. Zündkraft des Airbags dem Gewicht des Insassen bzw.
dem Druck an. Dadurch werden die durch bspw. zu hohe Explosionswucht
des Airbags verursachten Verletzungen bei Insassen vermieden. Zudem
erkennt das System anhand der Sensordaten, ob der Sitz überhaupt
belegt ist. Nachteil der sensorbasierten Sicherheitsgurt- und Airbagsteuerung
ist ein zu hohes Kosten durch teuere Sensoren und hoher Aufwand
bei Einbau der Sensoren in den Sitz.
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Außerdem,
immer mehr Fahrzeuge werden mit Komfortkomponenten, wie z. B. elektrisch
verstellbarem Lenkrad, elektrisch verstellbarem Gas-, Brems-, Kupplungspedal,
elektrisch verstellbarem Innen-/Außenspiegel, ausgestattet.
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In
einigen Fahrzeugmodellen, bspw. 2-türigen Cabriolets mit
Fondsitzen, wird eine sogenannte Einstiegshilfe (Easy-Entry) eingebaut.
Diese Einstieghilfe erleichtert Ein-/Aussteigen der Fondinsassen
in das bzw. aus dem Fahrzeug. Um ein bequemes Ein-/Aussteigen der
Fondinsassen zu ermöglichen, wird der Frontsitz automatisch
um einen vorgegebenen Verstellweg nach vorne bzw. von der Fondsitzbank
hinweg verstellt. Nachdem die Fondinsassen ins Fahrzeug eingestiegen
bzw. aus dem Fahrzeug ausgestiegen sind, wird der Sitz wieder automatisch
zur anhänglichen Verstellposition zurückgestellt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren vorzustellen,
welches in erster Linie eine kostengünstigere und einfachere
automatische Sitzverstellung ermöglicht. Zudem sollen die Gurtstraffkraft
beim Sicherheitsgurt und Zündkraft des Airbags bei einem
Unfall dem Gewicht des Insassen auch ohne teure Sensoren automatisch
angepasst werden können.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren mit Merkmalen vom Patentanspruch
1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand
der Unteransprüche und Beschreibung.
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Die
Erfindung geht in erster Linie von der Erkenntnis aus, dass zum
automatischen Einstellen bzw. Anpassen der Fahrzeugkomponenten zu
einem bestimmten Insassen zuerst der Insasse erkannt werden muss.
Bspw. zum automatischen Anpassen einer Sitzeinstellung eines Sitzes
zu einem Insassen muss zuerst erkannt werden, ob dieser Insasse
sich gerade auf diesem Sitz befindet. Analog muss zum automatischen
Anpassen der Gurtstraffkraft und Zündkraft des Airbags
zuerst das Gewicht des Insassen bekannt sein. Die Information darüber,
welcher Insasse sich gerade auf dem Sitz befindet, bzw. Information über
das Gewicht des Insassen kann durch Erkennen eines insassenspezifischen
Merkmals und anschließendes Vergleichen dieses Merkmals
mit vorab gespeicherten Vergleichsmerkmalen abgeleitet werden.
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Diese
Information wird in der vorliegenden Erfindung in erster Linie anhand
des zur elektrischen Verstellung des Sitzes bzw. eines Sitzteils
erforderlichen Stromes ermittelt. Zur Verstellung des Sitzes bzw.
eines Sitzteils um einen vorgegebenen Verstellweg bzw. Verstellwinkel
wird dem Verstellantrieb, bzw. Elektromotor, des Sitzes elektrischer
Strom zugeführt. Dieser Strom treibt den Verstellantrieb
und fährt den Sitz in die vorgegebene Verstellposition. Der
dabei erforderliche Strom hängt hauptsächlich von
der zu bewegenden Last bzw. dem Gewicht des Sitzes samt dem auf
dem Sitz befindlichen Insassen ab. Da das Gewicht des Sitzes an
sich nicht ändert, hängt der Strom in erster Linie
von dem Gewicht des auf dem Sitz befindlichen Insassen ab. Bei einem
mittels eines Gleichstromelektro-motors betriebenen Sitz ist der
zum Bewegen eines schweren Insassen, bzw. eines Erwachsenen, erforderliche
Strom stärker als der zum Bewegen eines leichteren Insassen,
bzw. eines Kindes, erforderliche Strom bei einer gleichen Verstellzeitdauer.
Damit kann der Strom als ein insassenspezifisches Merkmal betrachtet
werden. Zumindest kann aus dem Strom das Gewicht des Insassen abgeleitet
werden.
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Aus
diesen Erkenntnissen wird bei der vorliegenden Erfindung der zum
Verstellen des Sitzes bzw. Sitzteils über einen vorgegebenen
Verstellweg bzw. Verstellwinkel erforderlichen Strom als Bezuggröße zur
Ermittlung des auf dem Sitz befindlichen Insassen bzw. dessen Gewichts
verwendet.
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Da
der zur Verstellung des Sitzes erforderliche Motorstrom mehr oder
weniger stark von äußeren physikalischen Einflüssen
wie z. B. der Fahrzeuginnentemperatur oder Fahrzeugneigung abhängig ist,
werden neben dem Motorstrom noch weitere physikalische Größen
in Betracht genommen.
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Weitere
bei der Verstellung des Sitzes bzw. Sitzteils auftretende elektrische
bzw. physikalische Einflüsse wie die Fahrzeuginnentemperatur
oder Fahrzeugneigung, welche zur Auswertung und Bestimmung der Antriebslast
(Schwergängigkeit des Antriebs) bzw. Motorlast und zur
Berechnung eines s. q. Gewichtswertes einbezogen werden können,
werden neben den Stromwerten z. B. auch Spannung und Dauer der Stromzufuhr
gemessen.
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Der
Begriff ”Gewichtswert” bedeutet hier nicht einen
Körpergewichtswert einer auf dem Sitz befindlichen Person,
sondern einen Wert oder einen Satz von Werten, welcher von dem Körpergewicht der
auf dem Sitz befindlichen Person abhängig ist und dies
abbildet.
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Die
Gewichtswerte werden durch einen bestimmten SW-Algorithmus berechnet.
Als Basis für die Berechnung dient dazu die Antriebslast
bzw. Motorlast. Die Antriebslast wird wiederum durch die Messung
verschiedener Größen, wie Motorstrom, Motorspannung,
oder z. B. Fahrzeuginnentemperatur bestimmt.
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Aus
der aktuell bestimmten Antriebslast und den bereits gelernten Antriebslasten,
bzw. Schwergängigkeiten der Mechanik, die vorher durch
einen Adaptionslauf im Vorfeld gelernt wurden, kann dann ein Gewichtswert
berechnet werden. Ein Gewichtswert von Null entspricht bspw. der
Antriebslast nur der Sitzmechanik und ohne Person auf dem Sitz.
Ein Gewichtswert von Eins entspricht bspw. der Antriebslast der
Sitzmechanik und einer auf dem Sitz befindlichen Person mit einem
Körpergewicht von 50 kg.
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Die
aktuell zum Verstellen des Sitzes bzw. Sitzteils erforderlichen
bzw. auftretenden Größen werden gemessen und aus
diesen Größen wird ein Gewichtswert berechnet.
Der Gewichtswert wird dann mit vorab gemessen und abgespeicherten
Vergleichsgewichtswerten verglichen. Dabei wird die Variation des
Gewichts des Insassen durch bspw. die Änderung des Gewichts
der angezogenen Kleidungen und darauf folgende Änderungen
bei Messgrößen miteinbezogen. So werden jedem
Vergleichsgewichtswert eine untere und eine obere Schwelle zugeordnet.
Liegt der aktuelle Gewichtswert innerhalb eines mittels dieser beiden
Schwellen begrenzten Bereichs um einen Vergleichsgewichtswert, so
gilt der Insasse durch diesen Ver gleichsgewichtswert als eindeutig
erkannt. Nach dem Erkennen, welcher Insasse sich auf dem Sitz befindet,
werden die vorab manuell eingestellten und diesem Vergleichsgewichtswert
zugeordnet abgespeicherten Einstellparameter ausgelesen und die
Fahrzeugkomponenten werden mittels dieser Einstellparameter eingestellt.
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Liegt
der aktuelle Gewichtswert in keinem der Bereiche um die Vergleichsgewichtswerte,
bzw. stimmt der aktuelle Gewichtswert mit keinem der Vergleichsgewichtswerte
mit einer Abweichung der oben genannten Schwellen, so gilt der Insasse
als ein neuer Fahrzeugbenutzer erkannt. In diesem Fall wird eine
manuelle Einstellung der Fahrzeugkomponente mittels eines Signals
veranlasst. Es kann dabei ein akustisches, optisches und/oder haptisches
Signal verwendet werden.
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Folgt
der Insasse dem Signal und stellt die Fahrzeugkomponenten manuell
ein, so werden die manuell eingestellten Parameter dann automatisch oder
durch anschließendes manuelles Betätigen eines
bspw. auf der Mittelkonsole angeordneten Knopfs mit dem unmittelbar
neu ermittelten Gewichtswert zusammen bzw. diesem Gewichtswert zugeordnet
abgespeichert. Dieser neugespeicherte Gewichtswert dient dann als
weiterer Vergleichsgewichtswert bei nachfolgenden automatischen
Einstellvorgängen der Fahrzeugkomponenten und die diesem
Gewichtswert zugeordnet abgespeicherten Parameter werden dann als
weitere Einstellparameter verwendet.
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Als
Gewichtswert werden die bei Sitzhöhen-, Sitzlängs-,
Sitzquer-, Sitzdreh-, Sitzneigungs-, Sitzboden- oder Sitzlehnenverstellung
erforderlichen bzw. auftretenden elektrische bzw. physikalischen Größen
gemessen, solange aus diesen Gewichtswerten die unterschiedlichen
Körpergewichte der Insassen ermittelbar sind.
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Zu
den erfindungsgemäß einstellbaren Komponenten
zählen Sitze selbst, bzw. Sitzkomponenten wie z. B. Sitzlehne,
Sitzheizung oder Sitzmassage, Lenkrad, Gas-, Brems- oder Kupplungspedal, Kopfstütze,
Innen- oder Außenspiegel, Klimaanlage, Stereoanlage, Geschwindigkeitsregelvorrichtung,
Navigationssystem, Sicherheitsgurt mit adaptivem Gurtstraffer, Airbag
u. v. m..
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Zusammengefasst
und vereinfacht dargestellt wird das erfindungsgemäße
Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
- – Verstellen des Sitzes oder eines
Sitzteils über einen vorgegebenen Verstellweg bzw. Verstellwinkel,
- – Messen der zum Verstellen des Sitzes bzw. Sitzteils
erforderlichen Antriebslast, durch Erfassen von Messgrößen
wie Stromstärke, Spannung, Dauer der Stromzufuhr, und weitere
Größen wie Fahrzeuginnenraumtemperatur oder Fahrzeugneigung,
- – Berechnung des Gewichtswertes anhand der Stromwerte
und weiteren Größen,
- – Vergleichen des berechneten Gewichtswertes mit vorab
gemessen und gespeicherten Vergleichsgewichtswerten,
- – Einstellen der Komponente auf Basis des Vergleichsergebnisses.
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Zu
den messbaren Werten gehören die Stromstärke,
Spannung, Dauer der Stromzufuhr und/oder weitere Größen,
z. B. Fahrzeuginnenraumtemperatur oder Fahrzeugneigung, welche zur
Auswertung und Bestimmung der Antriebslast bzw. Motorlast und zur
Berechnung eines s. g. Gewichtswertes einbezogen werden können.
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Das
Verstellen des Sitzes oder eines Sitzteils von der anhänglichen
Position über den vorgegebenen Verstellweg bzw. Verstellwinkel
wird vorzugsweise durch Hineinschieben des Fahrzeugschlüssels
in die Schlüsselaufnahme bzw. anschließendes Deaktivieren
der elektronischen Wegfahrspeere oder Starten des Fahrzeugmotors
des Fahrzeugs veranlasst. Alternativ wird das Verstellen des Sitzes
oder eines Sitzteils durch Schließen der mit diesem Sitz
angrenzenden Tür veranlasst.
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Beim
Aktivieren der elektronischen Wegfahrspeere bzw. Abschalten des
Fahrzeugmotors und anschließenden Herausziehen des Fahrzeugschlüssels
aus der Schlüsselaufnahme wird der Sitz bzw. Sitzteil wieder
automatisch zur anfänglichen Position vor dem Verstellen
zurückgestellt, sodass dieser bei nächster Benutzung
des Fahrzeugs wieder über den Verstellweg angefahren werden
und dabei den neuen Stromwert liefern kann. Analog kann beim Öffnen der
Tür wird der mit dieser Tür angrenzende Sitz bzw. dessen
Sitzteil wieder automatisch zur anfänglichen Position vor
dem Verstellen zurückgestellt.
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Die
Sitze sind so konstruiert und die Verstellwege bzw. Verstellwinkel
der Sitze so vorgegeben, dass keine Körperteile der Insassen
oder andere Teile im Fahrzeug zwischen anfahrenden Sitzen oder Sitzteilen
und anderen Fahrzeugteilen einklemmen.
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Vorteilhafterweise
werden vor dem Gebrauch des Sitzes, insbesondere vor dem Gebrauch des
Fahrzeugs mit diesem Sitz, eine Sitzverstellung im unbelasteten
Zustand des Sitzes über den oben erwähnten vorgegebenen
Verstellweg oder Verstellwinkel in einem Adaptionslauf durchgeführt
und dabei die oben erwähnten Größen gemessen
und anhand dieser gemessenen Messgrößen werden
Referenzgewichtswerte berechnet. Die Referenzgewichtswerte werden
dann in einem Speicher abgespeichert und beim erfindungsgemäßen
Einstellen der Komponenten mit dem beim Verstellen des Sitzes bzw.
Sitzteils berechneten aktuellen Gewichtswert verglichen.
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Durch
diese Referenzgewichtswerte lassen sich die Anwendungsmöglichkeiten
des erfindungsgemäßen Verfahrens erweitern. In
erster Linie kann die Belegung des Sitzes bzw. Gewicht des auf dem Sitz
befindlichen Insassen durch Vergleichen des aktuellen Gewichtswerts
mit den Referenzgewichtswerten automatisch ermittelt werden. Liegt
der aktuell berechnete Gewichtswert einem Referenzgewichtswert nahe,
bzw. ist der aktuelle Gewichtswert einem Referenzgewichtswert mit
einer Ab weichung, welche kleiner als vorgegebene Schwelle ist, gleich,
so wird festgelegt, dass dieser Sitz nicht belegt ist. Aus der Sitzbelegungsinformation
wird Nichtanlegen des Sicherheitsgurts ermittelt. Es können
somit die teueren Sitzbelegungssensoren gespart werden.
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Ferner
kann die Funktionalität bzw. Alterung der Komponenten des
Sitzes, insb. mechanische Schwergängigkeit der Sitzmechanikkomponenten durch
Vergleichen des aktuellen Gewichtswerts mit den Referenzgewichtswerten
automatisch überwacht werden. Dabei können die
aus der Überschusskraftbegrenzung bekannten Algorithmen
verwendet werden. Ein derartiger Algorithmus ist in der Offenlegungsschrift
WO 2002 006 615 A2 beschrieben.
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Zur Überwachung
der Funktionalität bzw. Alterung der Komponenten des Sitzes,
insb. der mechanischen Schwergängigkeit der Sitzmechanikkomponenten
wird die Abweichung zwischen dem aktuellen Gewichtswert und den
Referenzgewichtswerten weiter bewertet. Ist die Abweichung zu groß – unter Voraussetzung,
dass diese Abweichung weiterhin kleiner als die vorgegebene Schwelle
ist – bzw. werden die Abweichungen bei vergangenen Vergleichsvorgängen
immer größer, so wird eine Alterung, bzw. Schwergängigkeit
der Sitzkomponenten festgestellt und ggfs. Gegenmaßnahme
eingeleitet.
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Da
der zum Verstellen des Sitzes bzw. Sitzteils erforderliche Strom
von dem Gewicht des auf dem Sitz befindlichen Insassen abhängt,
wird der Gewichtswert hauptsächlich aus dem Stromwert ermittelt,
und daraus lässt sich dann das Gewicht des Insassen einfach
aus dem aktuellen Gewichtswert und den Referenzgewichtswerten bestimmen.
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Die
oben erwähnten Schwellen können im Vorfeld bspw.
nach dem Fertigbau des Fahrzeugs ermittelt werden. Hierzu wird eine
Reihe von Messungen mit unterschiedlichen Gewichtigen auf dem Sitz durchgeführt
und anhand der dabei gemessenen Daten werden die Schwellen bestimmt.
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Im
Falle, dass die einstellbare Komponente ein Navigationssystem eines
Fahrzeugs ist, kann eine automatische Zieleingabe anhand der aktuellen geographischen
Position des Fahrzeugs und des Vergleichsergebnisses zwischen dem
aktuellen Gewichtswert und den vorab gespeicherten Vergleichsgewichtswerten
erfolgt werden. Der Insasse gibt an einem bestimmten Startort bspw.
Wohnort, manuell einen Zielort, bspw. Arbeitsort, im Navigationssystem ein
und speichert anschließend durch Betätigen des Steuerknopfs
diesen Zielort samt der geographischen Position des aktuell befindlichen
Startorts und dem aktuellen Gewichtswert ab. Bei nachfolgender Benutzung
des Fahrzeugs an dem Startort, nämlich Wohnort, kann zuerst
durch Vergleichen der Gewichtswerte der Fahrer erkannt und dann
anhand der geographischen Position des Startorts der Zielort, nämlich
Arbeitsort, aufgerufen werden.
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Im
Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren
anhand der Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme von
Figuren näher erläutert. Dabei wird das erfindungsgemäße
Verfahren zur besseren Darstellung in zwei Ausführungsbeispielen
beschrieben, wobei
- – das erste Ausführungsbeispiel:
erfindungsgemäße Einstellung der auf Wunsch des
Insassen einstellbaren – mit anderen Worten: Die Einstellung
dieser Fahrzeugkomponenten ist vom Insassen aktiv beeinflussbar – Fahrzeugkomponenten wie
Sitze, bzw. Sitzteile, wie z. B. Sitzlehne, Sitzmassage, Sitzheizung,
Lenkrad, Kopfstütze, Gas-, Kupplungs- und Bremspedale,
Innen-/Außenspiegel, Stereoanlage, Klimaanlage, Navigationssystem,
Geschwindigkeitsregelvorrichtung beschreibt, und
- – das zweite Ausführungsbeispiel erfindungsgemäße
Einstellen der nicht auf Wunsch des Insassen sondern systemgesteuert
einstellbaren – mit anderen Worten: Die Einstellung dieser
Fahrzeugkomponenten ist nicht vom Insassen beeinflussbar – Fahrzeugkomponenten
wie Airbags, aktiver Kopfstütze, Sicherheitsgurt bzw. Gurtstraffer
beschreibt.
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Diese
beiden Ausführungsbeispiele bedeuten auch nicht, dass mittels
des erfindungsgemäßen Verfahrens nur eine der
beiden Gruppen von Fahrzeugkomponenten, nämlich eine Gruppe
von vom Insassen aktiv beeinflusst einstellbaren Fahrzeugkomponenten
und eine Gruppe von systemgesteuert einstellbaren Fahrzeugkomponenten,
eingestellt werden kann, sondern dienen lediglich zur einfacheren Darstellung
der erfindungsgemäßen Einstellung der beiden Gruppen
von Fahrzeugkomponenten. Die erfindungsgemäßen
Einstellungen der beiden Gruppen von Komponenten erfolgen vorzugsweise
zeitgleich.
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Die 1 und 2 zeigen
in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen
Einstellung der Fahrzeugkomponenten wie Sitzteile wie z. B. Sitzlehne,
Sitzmassage, Sitzheizung, Lenkrad, Gas-, Kupplungs- und Bremspedale,
Innen-/Außenspiegel, Stereoanlage, Klimaanlage, Navigationssystem,
Geschwindigkeitsregelvorrichtung eines Fahrzeugs F mit einem Fahrersitz
FS, wobei in den Figuren zur besseren Übersicht nur Fahrersitz
FS mit schwenkbarer Sitzlehne SL, Lenkrad L und Gaspedal P dargestellt
sind. Erfindungsgemäßes Einstellen anderer Komponenten
wie Sitzmassage, Sitzheizung, Innen-/Außenspiegel, Stereoanlage,
Stereoanlage, Klimaanlage, Navigationssystem, Geschwindigkeitsregelvorrichtung
erfolgt in ähnlicher Weise oder wird am Ende der Figurenbeschreibung
noch näher erläutert.
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Die 3 zeigt
in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen
Einstellung der sicherheitsrelevanten Fahrzeugkomponenten wie Airbags, aktiver
Kopfstütze, Sicherheitsgurtstraffer eines Fahrzeugs F mit
einem Fahrersitz FS, wobei in der Figur zur besseren Übersicht
nur in dem Lenkrad L integrierten Airbag AB und den Sicherheitsgurt
G samt dem Gurtstraffer GS am Fahrersitz FS dargestellt sind. Erfindungsgemäße
Einstellung anderer sicherheitsrelevanten Komponenten wie aktiver
Kopfstütze erfolgt in ähnlicher Weise.
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Das
Fahrzeug F weist gemäß der 1 und 2 einen
einstellbaren Fahrersitz FS mit schwenkbarer Sitzlehne SL, ein einstellbares
Lenkrad L mit einem integrierten Airbag AB, einen einstellbaren
Gaspedal P, einen Sicherheitsgurt G mit einem automatischen Gurtstraffer
GS, auf. Die Fahrzeugkomponenten FS, SL, L, P werden erfindungsgemäß wie
folgt einstellt.
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Vorzugsweise
nach Erwerb eines neuen Fahrzeugs F stellen die Fahrzeugbenutzer
bzw. Fahrzeuginsassen IS, IS1, IS2 die Fahrzeugkomponenten bspw.
Fahrersitz FS, Sitzlehne SL, Lenkrad L, Gaspedal P und weitere einstellbaren
in den beiden 1 und 2 nicht
näher dargestellten Fahrzeugkomponenten wie Innen-/Außenspiegel,
Stereoanlage, Kopfstütze, Klimaanlage, Sitzheizung jeweils
so ein, dass die eingestellten Positionswerte bzw. Einstellungswerte
der Fahrzeugkomponenten jeweiligem Fahrzeugbenutzer IS1, IS2 passt
bzw. gefällt.
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Bspw.
stellt der erste Fahrzeugbenutzer IS1 das Lenkrad L und den Gaspedal
P höher und jeweils auf einen Positionswert P11 und P12,
die Stereoanlage leiser bzw. die Sitzheizung am Fahrersitz FS auf 25
Grad ein. Der zweite Fahrzeugbenutzer IS2 stellt dagegen das Lenkrad
L und den Gaspedal P niedriger und jeweils auf einen Positionswert
P21, P22, die Stereoanlage lauter bzw. die Sitzheizung am Fahrersitz
FS auf 20 Grad ein. Ferner stellen die beiden Fahrzeugbenutzer IS1
und IS2 den Fahrersitz FS jeweils in eine ihm IS1 bzw. IS2 passende
Position ein. Bspw. der erste Fahrzeugbenutzer IS1 stellt den Fahrersitz
FS nah zu dem Lenkrad L auf einen Positionswert P1n bzw. der zweite
Fahrzeugbenutzer IS2 den Fahrersitz FS weit weg von dem Lenkrad
L auf einen Positionswert P2n ein. Anschließend druckt
der erste bzw. zweite Fahrzeugbenutzer IS1 bzw. IS2 jeweils einen
Knopf im Fahrzeuginnern und veranlasst, alle eingestellte Werte
P11, P12, P1n bzw. P21, P22, P2n der Fahrzeugkomponenten FS, L,
P einschließlich der erstellten Position des Fahrersitzes
FS in einer Speichereinheit SP der Steuervorrichtung ST im Fahrzeug
F zu speichern. Unmittelbar vor der Speicherung der Werte P11, P12,
P1n bzw. P21, P22, P2n wird der Fahrersitz FS erfindungsgemäß und
au tomatisch von der Steuervorrichtung ST gesteuert vertikal nach
oben über einen vorgegebenen Verstellweg angefahren 101.
Die dabei erforderlichen Stromwerte sowie weitere Werten wie Fahrzeuginnentemperatur,
Fahrzeugneigung usw. werden von der Steuervorrichtung ST gemessen.
Eine Rechnungseinheit RE in der Steuervorrichtung ST berechnet anhand
der gemessenen Werten die Gewichtswerte W1 bzw. W2 und speichert
diese W1 bzw. W2 mit den vorher einstellten Einstellungswerten P11, P12,
P1n bzw. P21, P22, P2n der Fahrzeugkomponenten FS, L, P zusammen
in der Speichereinheit SP, wobei der Gewichtswert W1 des ersten
Fahrzeugbenutzers IS1 mit von diesem Fahrzeugbenutzer IS1 eingestellten
Werten P11, P12, P1n zusammen in einem ersten Speicherblock SB1
bzw. der Gewichtswert W2 des zweiten Fahrzeugbenutzers IS2 mit von
diesem Fahrzeugbenutzer IS2 eingestellten Werten P21, P22, P2n zusammen
in einem zweiten Speicherblock SB2 abgespeichert wird. Die gespeicherten
Gewichtswerte W1, W2 dienen bei anschließendem regulärem
Betrieb des Fahrzeugs dann als Vergleichsgewichtswerte.
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Bei
anschließender Benutzung dieses Fahrzeugs F werden diese
abgespeicherten Daten W1, P11, P12, P1n bzw. W2, P21, P22, P2n immer
wieder aufgerufen und zur automatischen Einstellung der Fahrzeugkomponenten
FS, L, P verwendet.
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Die
automatische Einstellung der Fahrzeugkomponenten FS, L, P erfolgt
erfindungsgemäß wie folgt: Vorzugsweise beim Hineinschieben
des Fahrzeugschlüssels in die Schlüsselaufnahme
und anschließenden Deaktivieren der elektronischen Wegfahrspeere
oder Starten des Fahrzeugmotors durch den Fahrzeuginsasse IS auf
dem Fahrersitz FS wird der Fahrersitz FS von der Steuerungsvorrichtung
ST gesteuert automatisch und vorzugsweise mittels eines Elektromotors
von einer anhänglichen Position aus vertikal nach oben über
den oben genannten Verstellweg angefahren 101. Dabei werden
die oben erwähnten Strom-, Fahrzeuginnentemperatur-, Fahrzeugneigungswerte
gemessen 201 und ein Gewichtswert W wird von der Rechnungseinheit
RE und aus den Messwerten berechnet. Der neu berechnete Gewichtswert
W wird mit in der Speichereinheit SP vorab gespeicherten Ge wichtswerten
bzw. Vergleichsgewichtswerten W1, W2, ..., Wm, sowie einem Referenzgewichtswert
RW – über den Referenzgewichtswert RW bzw. das
Wertebereich [RW – t1, RW + t2] um diesen Referenzgewichtswert
RW wird im nachfolgenden Text beschrieben – vergleichen.
Dabei wird geprüft, ob dieser neue Gewichtswert W mit einer
Abweichung von einer vorgegebenen unteren Schwelle t1 und einer
oberen Schwelle t2 einem der gespeicherten Vergleichsgewichtswerte
W1, W2, ..., Wm bzw. dem Referenzgewichtswert RW gleich ist. Mit
anderen Worten: Es wird geprüft, ob der neue Gewichtswert
W in einem der mit einer unteren und einer oberen Schwelle t1 und
t2 begrenzten Wertebereiche: [W1 – t1, W1 + t2], [W2 – t1,
W2 + t2], [Wm – t1, Wm + t2], [RW – t1, RW + t2]
um die gespeicherten Vergleichsgewichtswerte W1, W2, ..., Wm bzw.
den Referenzgewichtswert RW liegt.
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Liegt
bspw. der neue Gewichtswert W innerhalb des Wertebereichs [W2 – t1,
W2 + t2] um den Vergleichsgewichtswert W2 302, so gilt
der Insasse IS als der Fahrzeugbenutzer IS2 identifiziert und die Fahrzeugkomponenten,
insb. Fahrersitz FS, Lenkrad L, Gaspedal P werden automatisch auf
die vorab eingestellt und dem Vergleichsgewichtswert W2 zugeordnet
abgespeicherten (Positions-)werte P11, P12, P1n eingestellt 401.
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Liegt
der neue Gewichtswert W in keinem der mit der unteren und oberen
Schwelle t1, t2 begrenzten Bereiche um die gespeicherten Vergleichsgewichtswerte
W1, W2, Wm, sowie den Referenzgewichtswert RW bzw. liegt der neue
Gewichtswert W in keinem der Wertebereiche: [W1 – t1, W1
+ t2], [W2 – t1, W2 + t2], [Wm – t1, Wm + t2],
[RW – t1, RW + t2], so macht die Steuervorrichtung ST mittels
eines bspw. akustischen Signals AS den Insassen IS auf eine manuelle
Einstellung 601 der Komponenten: Fahrersitz FS, Lenkrad
L, Gaspedal P aufmerksam 501. Folgt der Insasse IS dieses
Signal AS und stellt die Komponenten FS, L, P manuell auf neue (Positions-)werte
Pn1, Pn2, Pn3 ein 601 und anschließend druckt
einen Knopf zur Speicherung der (Positions-)werte Pn1, Pn2, Pn3,
so speichert die Steuervorrichtung ST diese neuen Einstellungswerte
Pn1, Pn2, Pn3 dem vorhin gemessenen neuen Gewichtswert W zugeordnet
in einem neuen Speicherblock SBn der Speichereinheit SP 701.
Bei nachfolgender Benutzung des Fahrzeugs F gilt dann der neu neugespeicherte
Gewichtswert W als ein weiterer Vergleichsgewichtswert Wn für
die neugespeicherten (Positions-)werte Pn1, Pn2, Pn3.
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Beim
Aktivieren der elektronischen Wegfahrspeere bzw. Abschalten des
Fahrzeugmotors und anschließenden Herausziehen des Fahrzeugschlüssels
aus der Schlüsselaufnahme wird der Fahrersitz FS wieder
automatisch zur anhänglichen Position vor dem Anfahren
des Verstellwegs zurückgestellt 103, sodass dieser
FS bei nächster Benutzung des Fahrzeugs F wieder über
den Verstellweg angefahren 101 werden und dabei neue Messdaten
für einen neuen Gewichtswert W liefern kann 201.
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Zum
erfindungsgemäßen automatischen Einstellen eines
Beifahrersitzes bzw. Fondsitzes S kann es vorkommen, dass der Sitz
S nicht belegt ist, wird unmittelbar nach dem Einbau der Sitze FS,
S in das Fahrzeug F, insbesondere unmittelbar nach dem Zusammenbau
des Fahrzeugs F mit den Sitzen FS, S eine Sitzverstellung 101 im
unbelasteten Zustand der Sitzen FS, S in einem Adaptionslauf bei
verschiedenen Umgebungsbedingungen bspw. bei verschiedenen Fahrzeuginnentemperaturen,
Fahrzeugneigungen usw. durchgeführt. Aus den dabei gemessenen
Werten, darunter Stromstärke, Spannung, Dauer der Stromzufuhr,
Fahrzeuginnentemperatur, Fahrzeugneigung usw. werden die oben erwähnten
Referenzgewichtswerte RW berechnet und in einem Speicherblock SBr
der Speichereinheit SP abgespeichert.
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Bei
nachfolgender Benutzung des Fahrzeugs F werden die aktuell berechneten
Gewichtswerte W mit den Referenzgewichtswerten RW verglichen 801.
Stimmt dabei der aktuelle Gewichtswert W unter der ähnlichen
Umgebungsbedingungen wie Temperatur oder Neigung mit dem entsprechenden Referenzgewichtswert
RW mit einer Abweichung kleiner als Schwellen t1 und t2 bzw. liegt
der Gewichtswert W in dem Wertebereich [RW – t1, RW + t2],
so gilt der Sitz S als nicht belegt. Dadurch kann eine auto matische
Sitzbelegungserkennung mithilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens realisiert werden.
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Ferner
wird die Funktionalität bzw. Alterung der Komponenten der
Sitze FS, S, insb. mechanische Schwergängigkeit der Sitzmechanikkomponenten,
durch Vergleichen 801 des aktuell gemessenen Gewichtswertes
W mit dem Referenzgewichtswert RW automatisch überwacht.
Liegt der aktuell gemessene Gewichtswert W innerhalb vom Wertebereich [RW – t1,
RW + t2] um den Referenzgewichtswert RW, jedoch weicht von dem Referenzgewichtswert RW
stark ab bzw. weist der aktuell gemessene Gewichtswert W im Vergleich
zu den früher gemessenen Gewichtswert W innerhalb vom Wertebereich [RW – t1,
RW + t2] immer größere Abweichung von dem Referenzgewichtswert
RW auf, so gilt, dass eine Funktionalitätsstörung
bzw. Alterung der Komponenten des Sitzes FS, S, insb. eine mechanische Schwergängigkeit
der Sitzmechanikkomponenten, vorliegt.
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Durch
Vergleichen 801 des aktuellen Gewichtswertes W mit dem
Referenzgewichtswert RW sowie anschließende Berechnung
kann auch das Gewicht des auf dem Sitz FS, S befindlichen Insassen
IS, IS1, IS2 ermittelt werden.
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Die
Schwelle t1, t2 werden vorzugsweise auch in dem oben erwähnten
Adaptionslauf zur Messung des Referenzgewichtswertes RW gemessen und
bestimmt. Die Schwelle t1, t2 können absolute Werte sein
oder auch relative Werte zu dem jeweiligen Vergleichsgewichtswert
W1, W2, ..., Wm, Wn oder Referenzgewichtswert RW sein. Bspw. haben die
beiden Schwellen t1, t2 jeweils einen Wert von 5% des dem jeweiligen
Vergleichsgewichtswert W1, W2, ..., Wm, Wn oder Referenzgewichtswert
RW.
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Die 3 zeigt
in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen
Einstellung der sicherheitsrelevanten Fahrzeugkomponenten wie Airbags, aktiver
Kopfstütze, Sicherheitsgurtstraffer eines Fahrzeugs F mit
einem Fahrersitz FS, wobei in der Figur zur besseren Übersicht
nur einen Airbag AB und einen Sicher heitsgurt G am Fahrersitz FS
dargestellt sind. Erfindungsgemäßes Einstellen
anderer sicherheitsrelevanten Komponenten wie aktiver Kopfstütze
erfolgt in ähnlicher Weise.
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Das
Fahrzeug F weist gemäß der 3 unter
anderem einen einstellbaren Fahrersitz FS mit adaptivem Sicherheitsgurt
G samt dem Gurtstraffer GS, einen adaptiven Airbag AB integriert
in dem Lenkrad L auf. Bei einem Unfall, insb. einem Frontalcrash, passt
der Gurtstraffer GS die Gurtkraft dem Gewicht bzw. der Gewichtsklasse
des auf dem Sitz befindlichen Insassen adaptiv an. Analog passt
der in dem Airbag AB integrierte Airbagzünder bei einem
Unfall die Zündkraft des Airbags AB dem Gewicht des Insassen
adaptiv an. Hierzu ist das Gewicht des Insassen bzw. Information
darüber, in welcher Gewichtsklasse der Insasse gehört,
erforderlich. Diese Information wird erfindungsgemäß wie
folgt ermittelt:
Unmittelbar nach dem Zusammenbau des Fahrzeugs
F, vorzugsweise während des oben erwähnten Adaptionslaufs
werden die Fahrzeugsitze FS, S mit unterschiedlichen Gewichten auf
der Sitzfläche über den oben erwähnten
Verstellweg vertikal nach oben gesteuert angefahren 101.
Die dabei erforderlichen Stromwerte werden unter verschiedenen Umfeldbedingungen
wie Fahrzeuginnentemperatur, Fahrzeugneigung usw. gemessen. Aus
den gemessenen Werten werden Gewichtswerte berechnet. Diese Gewichtswerte
werden dann dem jeweiligen Gewicht zugeordnet, bzw. in Gewichtsklassen
unterteilt in der Speichereinheit SP der Steuervorrichtung ST abgespeichert.
Bspw. werden die Gewichtswerte Wx1 bis Wx2 für ein auf
dem Sitz FS, S angeordneten Gewicht von 5 bis 25 kg, mit einer Gurtstraffkraft
von Px11 und einer Airbagzündkraft Px12 zusammen in einem
Speicherblock SBx1 der Speichereinheit SP abgespeichert. Die Gurtstraffkraft
von Px11 bzw. Airbagzündkraft Px12 werden im Vorfeld bspw.
durch Crashtests ermittelt. Analog werden für ein Gewicht von
25 kg bis 50 kg die Gewichtswerte ermittelt und die ermittelten
Gewichtswerte Wx2, Wx3 mit den dieser Gedichtklasse 25 kg bis 50
kg zutreffenden Kraftwerten Px21, Px22, ... für den Gurtstraffer
GS und Airbag AB zusammen in einem anderen Speicherblock SBx2 abgespeichert.
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Bei
anschließender Benutzung des Fahrzeugs F, insb. bei Unfällen
werden die Gurtstraffkraft bzw. Airbagzündkraft an dem
Gewicht bzw. der Gewichtsklasse des Insassen IS, IS1, IS2 erfindungsgemäß automatisch
angepasst. Dies erfolgt wie folgt:
Wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel
wird vorzugsweise beim Hineinschieben des Fahrzeugschlüssels
in die Schlüsselaufnahme und anschließendes Deaktivieren
der elektronischen Wegfahrspeere oder Starten des Fahrzeugmotors
durch den Fahrzeuginsasse IS auf dem Fahrersitz FS, der Fahrersitz
FS von der Steuerungsvorrichtung ST gesteuert automatisch von der
anhänglichen Position aus vertikal nach oben über
den oben genannten Verstellweg angefahren 101. Dabei wird
der erforderliche Stromwert und auch weitere Werte wie Spannung oder
die Dauer der Stromzufuhr usw. gemessen 201 und aus den
Messwerten wird ein Gewichtswert W neu berechnet. Anschließend
wird geprüft, ob der neu Gewichtswert W in einem der Wertebereiche: [Wx1,
Wx2], [Wx2, Wx3], ..., [Wx5, Wx6]; [RW – t1, RW + t2] liegt 901, 801.
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Liegt
der Gewichtswert W bspw. innerhalb des Wertebereichs [Wx2, Wx3] 902,
so wird festegestellt, dass der Insasse IS zu der Gewichtsklasse
25 kg bis 50 kg gehört. Der Gurtstraffer GS passt dann die
bei einem Umfall erforderliche Gurtkraft auf den Wert Px21 bzw.
der Airbag AB die erforderliche Airbagzündkraft auf den
Wert Px22 an 1001. Da die Vergleichgewichtswerte Wx1, ...,
Wx6 alle möglichen Gewichte von 5 kg bis über
100 kg abdecken, wird es in der Regel nicht vorkommen, dass der
Gewichtswert W bei einem Sitz FS, S mit einem Insassen außerhalb
der Wertebereiche Wx1 bis Wx6 liegt. Liegt jedoch der Gewichtswert
W unter dem Wert Wx1, so gilt, dass der Sitz nicht belegt ist.
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Bei
bisherigen Ausführungsbeispielen werden die Messung des
Stromwertes bzw. weiterer relevanten Werte und die Berechnung des
Gewichtswertes W durch Hineinschieben des Fahrzeugschlüssels
in die Schlüsselaufnahme und anschließendes Deaktivieren
der elektronischen Wegfahrspeere oder Starten des Fahrzeugmotors
durch den Fahrzeuginsassen IS auf dem Fahrersitz FS veranlasst.
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Alternativ
kann die Messung der relevanten Werte bzw. die Berechnung des Gewichtswertes
W bei einem Sitz S durch Schließen 1102 der mit
diesem Sitz S angrenzende Fahrzeugtür T veranlasst werden,
wie es die 4A und 4B veranschaulichen.
Dabei kann die vorhandene Ein-/Ausstiegshilfe-Funktion (Easy-Entry)
verwendet werden.
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Beim Öffnen 1101 der
Fahrzeugtür T wird der mit dieser Tür T angrenzende
Sitz S automatisch nach Hinten über einen vorgegebenen
Verstellweg verstellt 1201. Beim Schließen 1102 der
Fahrzeugtür T nach dem Einstieg des Insassen IS ins Fahrzeug
F wird der Sitz S wieder automatisch nach vorn zur anhänglichen
Position zurückgestellt 1202. Der für
die Zurückstellung 1202 des Sitzes S samt dem
auf dem Sitz S befindlichen Insassen IS auftretende Stromwert sowie
weitere Werte werden gemessen und aus diesen Werten wird der Gewichtswert
W berechnet.
-
- F
- Fahrzeug
- FS,
S
- Fahrersitz,
Fahrzeugsitz
- SL
- Sitzlehne
- L
- Lenkrad
- P
- Gaspedal,
bzw. Brems-, Kupplungspedal
- G
- Sicherheitsgurt
- GS
- Gurtstraffer
- AB
- Airbag
- T
- Fahrzeugtür
- AS
- akustisches
Signal
- IS,
IS1, IS2
- Fahrzeugbenutzer,
Fahrzeuginsasse
- ST
- Steuervorrichtung
- SP
- Speichereinheit
- SB1,
SB2, SB3, SBm, SBn,
SBx1, SBx2, SBx3, SBx4, SBx5, SBr
- Speicherblock
- RE
- Rechnungseinheit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2002006615
A2 [0030]