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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung von geometrischen Parameter von Fahrzeugeinbauten nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2006 032 769 A1 beschrieben, eine Einrichtung zur Optimierung von geometrischen Parametern von Fahrzeugeinbauten in Abhängigkeit von anatomischen Parameter eines Fahrgastes bekannt. Die anatomischen Parameter des Fahrgastes werden mittels einer Erfassungseinrichtung, welche eine Kamera aufweist, und einer Bildauswerteeinrichtung ermittelt.
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In der
DE 195 22 897 C2 wird ein einstellbarer Fahrzeugsitz beschrieben. Der Sitz umfasst mehrere Verstelleinrichtungen, von denen jede zur Verstellung des Sitzes insgesamt oder eines Elementes desselben in einer zugehörigen Verstellrichtung dient. Dabei ist eine erste Verstelleinrichtung von Hand oder über einen Stellantrieb betätigbar und eine oder mehrere weitere Verstelleinrichtungen sind über jeweilige Stellantriebe betätigbar. Der Sitz umfasst zudem ein die Stellantriebe ansteuerndes Steuergerät, einen Speicher zur Abspeicherung vorgebbarer, vom Steuergerät abrufbarer Verstelleinrichtungs-Stellpositionen und einen Sensor zur Erkennung der Stellposition der ersten Verstelleinrichtung. In dem Speicher ist für jede der weiteren Verstelleinrichtungen eine Kennlinie abgelegt, die deren Soll-Stellposition in Abhängigkeit von der Stellposition der ersten Verstelleinrichtung nach ergonomischen Gesichtspunkten festlegt. Zur Durchführung eines Sitzeinstellungsvorgangs wird zunächst die für die erste Verstelleinrichtung gewünschte Stellposition eingestellt, die dann vom Steuergerät über den Sensor erkannt wird, wonach das Steuergerät auf Anforderung durch Betätigen eines zugeordneten Voreinstell-Bedienelementes aus dem Speicher die zugehörige Soll-Stellposition für jede der weiteren Verstelleinrichtungen abruft und jede der weiteren Verstelleinrichtungen durch entsprechende Ansteuerung der Stellantriebe in ihre Soll-Stellposition steuert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Optimierung von geometrischen Parameter von Fahrzeugeinbauten anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Optimierung von geometrischen Parameter von Fahrzeugeinbauten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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In einem Verfahren zur Optimierung von geometrischen Parameter von Fahrzeugeinbauten in der Umgebung einer in einem Sitz eines Fahrzeugs sitzenden Person werden erfindungsgemäß einer im Fahrzeug angeordneten Verarbeitungseinheit ermittelte Körpermaße der Person zugeführt, anhand welcher die Verarbeitungseinheit korrespondierende geometrische Soll-Parameter der Fahrzeugeinbauten ermittelt und, wenn die ermittelten geometrischen Soll-Parameter von aktuell eingestellten geometrischen Ist-Parameter der Fahrzeugeinbauten abweichen, Aktoren der Fahrzeugeinbauten angesteuert, um die Fahrzeugeinbauten auf die ermittelten geometrischen Soll-Parameter einzustellen.
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Fahrzeuge werden von Personen mit unterschiedlichen Körpermaßen gefahren. In der ergonomischen Produktgestaltung wird diesem Umstand Rechnung getragen, indem für die Fahrzeugeinbauten, wie zum Beispiel Sitz, Pedalerie und Lenkrad, Spiegel und Sicherheitsgurte geeignete Verstelleinrichtungen vorgesehen werden. Die zunehmende Fülle an Verstellmöglichkeiten überfordert in ihrer Komplexität jedoch oft die das Fahrzeug nutzenden Personen, insbesondere die Fahrer des Fahrzeugs, und lässt den Vorgang der Anpassung an die individuellen Erfordernisse zeitraubend und mühsam werden.
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Vor allem Personen, die nicht sehr technik-affin sind oder keine Bereitschaft zeigen, die Zeit und den Aufwand für die Einstellvorgänge zu investieren, nehmen eine mehr oder weniger unpassende Einstellung z. B. des Sitzes in Kauf und erleiden dadurch einen erheblichen Komfortverlust und gehen das Risiko einer vorgezogenen Ermüdung und körperlichen Beschwerden ein.
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Das Verfahren ermöglicht eine automatisierte und ergonomisch optimierte Vorkonfiguration der verstellbaren Fahrzeugeinbauten auf Algorithmenbasis für die individuellen Körpermaße der jeweiligen Person unter Berücksichtigung der Personentypologie beispielsweise zur für die Fahrtätigkeit optimalen Positionierung des Sitzenden. Dies ermöglicht eine komfortable Körperhaltung und damit für einen Fahrer des Fahrzeugs ein ermüdungsfreies Führen des Fahrzeugs.
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Ein weiter Anwendungsfall ergibt sich für diejenigen Personen, die gezwungenermaßen häufig ein anderes Fahrzeug fahren müssen und sich in relativ kurzer Zeit dazu immer wieder alle Fahrzeugeinbauten, wie z. B. Sitz und Lenkrad erneut einstellen müssen. Dies trifft z. B. auf LKW-Fahrer in Speditionen und auf Linienbusfahrer in Großstätten zu, die durch Einsatzpläne und vorgeschriebene Pausenzeiten sehr häufig, sogar mehrmals täglich, eine Neueinstellung vornehmen müssen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens zur Optimierung von geometrischen Parametern von Fahrzeugeinbauten in der Umgebung einer in einem Sitz eines Fahrzeugs sitzenden Person.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens zur Optimierung von geometrischen Parametern von Fahrzeugeinbauten in der Umgebung einer in einem Sitz eines Fahrzeugs sitzenden Person. Das Verfahren unterstützt die Person, beispielsweise einen Fahrer des Fahrzeugs, durch eine automatische Vorkonfiguration der verstellbaren Fahrzeugeinbauten, z. B. von Sitz und Lenkrad. Die automatische Vorkonfiguration erfolgt auf der Basis von individuellen Körpermaßen KM der Person und im hier dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich optional auf der Basis von von der Person vorgenommenen Einstellungen E der Fahrzeugeinbauten und auf der Basis von anthropometrisch-ergonomischen Algorithmen zur Ermittlung von geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn für die verstellbaren Fahrzeugeinbauten.
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Die Körpermaße KM der Person werden außerhalb des Fahrzeugs oder im Fahrzeug gemessen und werden auf einer von der Person mitführbaren Speichereinheit gespeichert, wie z. B. einem Fahrzeugschlüssel oder einem Schlüsselanhänger.
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Die Messung der Körpermaße KM erfolgt einmalig im Vorfeld oder bei der ersten Benutzung des Fahrzeugs, die erhobenen Daten werden nach einer Bearbeitung und Klassifizierung auf der Speichereinheit gespeichert und von der Person mitgeführt.
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Die Messung der Körpermaße KM kann dabei auf eine geringe Anzahl von Maßen reduziert werden, da für die Charakterisierung von körpermaßlichen Eigenschaften einer Person, die für die im Folgenden beschriebene Ermittlung von geometrischen Soll-Paranmetern SP1 bis SPn für die Fahrzeugeinbauten benötigt werden, nur eine geringe Anzahl von Schlüsselmaßen bekannt sein müssen.
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Die Messung kann dabei z. B. durch geschultes Personal auf Basis der klassischen Anthropometrie erfolgen oder durch eine Datenextraktion aus dem so genannten Body-Scan Verfahren. Des Weiteren kann ein Verfahren angewendet werden, dass eine Messungen relevanter Körpermaße KM im Fahrzeug selbst erlaubt. Die Person nimmt dazu beispielsweise auf dem Sitz im Fahrzeug Platz und folgt Anweisungen, welche zum Beispiel in einem Kombi-Instrument des Fahrzeugs angezeigt werden und/oder akustisch ausgegeben werden. Nach dieser Vorgabe wird z. B. eine Sitzlehne des Sitzes zur Messung in eine bestimmte Position gebracht und dann nach Anweisung das Lenkrad passend zu einer vorgegebenen Armhaltung eingestellt. Durch das Auslesen der Sitz- und Lenkradposition über entsprechende Sensoren kann nun eine Berechnung der Armlänge des Fahrers erfolgen. Die weiteren zur Berechnung der geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn mit Hilfe der hinterlegten Algorithmen benötigten Körpermaße KM können auf ähnliche Weise gemessen werden.
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Die Ermittlung der geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn der Fahrzeugeinbauten erfolgt in einer Verarbeitungseinheit im Fahrzeug. Durch ein Auslesen ansteuerbarer Steuergeräte zur Aktivierung von Aktoren der Fahrzeugeinbauten, wie z. B. eines Sitz-Steuergeräts, sind aktuelle Positionen aP1 bis aPn der Fahrzeugeinbauten ermittelbar und durch Ansteuerung der Aktoren über deren Steuergeräte können die Fahrzeugeinbauten auf die ermittelten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn eingestellt werden. Die im Verfahren ermittelten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn können dabei Soll-Positionen der einzelnen Fahrzeugeinbauten sein, sind besonders bevorzugt jedoch Positionsverhältnisse von einzelnen Fahrzeugeinbauten zueinander.
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Beispielsweise wird als ein derartiger geometrischer Soll-Parameter SP1 bis SPn ein Abstand zwischen der Sitzlehne und dem Lenkrad ermittelt. Die einzelnen konkreten Soll-Positionen der Fahrzeugeinbauten, beispielsweise die exakte Soll-Position der Sitzlehne und des Lenkrads im Fahrzeug, ergeben sich aus der Gesamtheit GSP der ermittelten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn, da beispielsweise bei einer Person mit langen Beinen der Sitz im Fahrzeug weiter nach hinten positioniert werden muss als bei einer Person mit kurzen Beinen. Bei beiden Personen ist der Abstand von der Sitzlehne zum Lenkrad allerdings gleich groß, wenn beide Personen die gleiche Armlänge aufweisen. Daraus resultiert, dass bei der Person mit den längeren Beinen auch das Lenkrad im Fahrzeug weiter nach hinten zu positionieren ist. D. h. die einzelnen Soll-Positionen der Fahrzeugeinbauten resultieren hier beispielsweise aus den geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn für den Abstand der Sitzlehne zum Lenkrad und zusätzlich beispielsweise aus dem Abstand der Sitzlehne zu einer Pedalerie des Fahrzeugs.
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Die Ermittlung der geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn erfolgt anhand von hinterlegten Algorithmen, die die Körpermaße KM, die aus der mitgeführten Speichereinheit ausgelesen werden, einbeziehen. Im hier dargestellten Beispiel werden zusätzlich mindestens eine vom Fahrer vorgenommene Einstellung E an den Fahrzeugeinbauten und/oder jeweils bereits ermittelte optimierte geometrische Soll-Parameter SP1 bis SPn – 1 anderer Fahrzeugeinbauten einbezogen.
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Wird, wie hier dargestellt, mehr als ein geometrischer Soll-Parameter SP1 bis SPn ermittelt, erfolgt die Ermittlung der einzelnen geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn in einer Iterationskette, wobei nach der Ermittlung des ersten geometrischen Soll-Parameters SP1 jeder weitere Schritt einen ergonomisch optimierten geometrischen Soll-Parameter SP2 bis SPn ergibt, der die bereits ermittelten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn – 1 der übrigen einbezogenen Fahrzeugeinbauten mit berücksichtigt. Die ermittelten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn werden mit aktuell eingestellten geometrischen Ist-Parameter verglichen, wobei sich diese aktuell eingestellten geometrischen Ist-Parameter aus den aktuellen Positionen aP1 bis aPn der jeweiligen Fahrzeugeinbauten ergeben, d. h. wird als einer der geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn ein Soll-Abstand des Lenkrades zur Sitzlehne ermittelt, so wird dieser mit einem aktuellen Ist-Abstand des Lenkrades zur Sitzlehne verglichen, welcher sich beispielsweise aus den mittels der entsprechenden Sensoren ermittelten aktuellen Positionen aP1 bis aPn des Sitzes bzw. dessen Sitzlehne und dem Lenkrad ergibt.
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Anschließend erfolgt eine sukzessive Verstellung V der Fahrzeugeinbauten auf die zuvor ermittelten anthropometrisch-ergonomisch optimierten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn, wenn diese von den aktuell eingestellten geometrischen Ist-Parameter abweichen, wobei aus der Gesamtheit GSP der ermittelten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn die einzelnen Soll-Positionen jedes der Fahrzeugeinbauten ermittelt werden und durch die Verarbeitungseinheit die Aktoren der einzelnen Fahrzeugeinbauten über deren Steuergeräte angesteuert werden, um die Fahrzeugeinbauten auf die jeweiligen Soll-Positionen einzustellen und dadurch die ermittelten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn der Fahrzeugeinbauten einzustellen. Auf diese Weise ist eine vollständige Einstellung der einbezogenen Fahrzeugeinbauten auf die körpermaßlichen Anforderungen der jeweiligen Person in kurzer Zeit und auf für die Person unkompliziertem Weg möglich.
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Eine weitere Funktion des Verfahrens ist eine selbstlernende Optimierung. Nachdem die Fahrzeugeinbauten mit den vorhandenen fahrzeugeigenen elektrischen Verstelleinheiten, d. h. mit deren Aktoren auf die individuell ermittelten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn gebracht wurden, hat die Person nun nachfolgend die Gelegenheit, eine Feinjustierung F vorzunehmen, die von der Verarbeitungseinheit als individuelle Vorgabe dieser Person bei der nächsten Ermittlung der geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn als Korrekturfaktor K mitberücksichtigt werden kann. Diese Funktion kann von der jeweiligen Person vorzugsweise optional gewählt/aktiviert oder deaktiviert werden.
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Die anthropometrisch-ergonomisch optimierten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn, d. h. die Gesamtheit GSP der geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn, wird auf der von der Person mitgeführten Speichereinheit, z. B. dem Fahrzeugschlüssel, abgelegt und bei einer erneuten Benutzung des Fahrzeugs als eine Art Memory-Funktion verwendet. Zusätzlich wird auch der Korrekturfaktor K auf der Speichereinheit gespeichert. Auf diese Weise können die ergänzten individuellen Vorgaben der Person mit berücksichtigt werden.
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Alternativ kann die Speichereinheit beispielsweise ein Schlüsselanhänger sein. Auf diese Weise kann die Person, beispielsweise der Fahrer, unterschiedliche Fahrzeuge verwenden, da die geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn nicht auf einem nur für ein spezielles Fahrzeug geeigneten Fahrzeugschlüssel gespeichert sind. Die auf der als Schlüsselanhänger ausgebildeten Speichereinheit gespeicherten geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn können dann in der Verarbeitungseinheit des jeweils benutzten Fahrzeugs verarbeitet werden, wobei aus den geometrischen Soll-Parametern SP1 bis SPn der Person fahrzeugspezifisch die Soll-Positionen der einzelnen Fahrzeugeinbauten ermittelt werden, um die für die Person passenden geometrischen Soll-Parameter SP1 bis SPn zu erreichen, beispielsweise einen optimierten Abstand der Sitzlehne zum Lenkrad und gleichzeitig zur Pedalerie.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006032769 A1 [0002]
- DE 19522897 C2 [0003]