DE102008039235B4 - Headrest for a vehicle seat - Google Patents
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Abstract
Kopfstütze (10) für einen Fahrzeugsitz, mit einer Detektionseinrichtung, mit der eine Position eines Kopfes (17) eines auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrgastes relativ zu der Kopfstütze detektierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kopfstütze eine Elektrodenanordnung (21) angeordnet ist, die zur Bestimmung des relativen Abstandes (d) des Kopfes von der Kopfstütze in Fahrzeuglängsrichtung (x) mehrere schichtartig in Vertikalrichtung übereinander liegende Messbereiche (45a, 45b, 45c) ausbildet.Headrest (10) for a vehicle seat, with a detection device with which a position of a head (17) of a passenger located on the vehicle seat relative to the headrest can be detected, characterized in that an electrode arrangement (21) is arranged on the headrest, which to determine the relative distance (d) of the head from the headrest in the longitudinal direction (x) of the vehicle, several measuring areas (45a, 45b, 45c) lying one above the other in the vertical direction are formed.
Description
Die Erfindung betrifft zunächst eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention initially relates to a headrest for a vehicle seat according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Kopfstütze des Standes der Technik ist aus der deutschen Patentanmeldung
Die bekannte Kopfstütze weist eine Detektionseinrichtung mit einer Elektrodenanordnung auf, die wenigstens drei Elektroden umfasst. Die Elektroden erstrecken sich jeweils über einen wesentlichen Teil der Breite der Kopfstütze und sind in Vertikalrichtung voneinander beabstandet.The known headrest has a detection device with an electrode arrangement which comprises at least three electrodes. The electrodes each extend over a substantial portion of the width of the headrest and are spaced apart in the vertical direction.
Die Elektrodenanordnung dient der Durchführung einer kapazitiven Messung. Hierzu wird zwischen jeweils zwei Elektroden eine elektrische Wechselspannung einer vorgegebenen Frequenz und einer vorgegebenen Amplitude angelegt. Auf diese Weise wird ein elektrisches Wechselfeld erzeugt. Die Elektrodenanordnung ist mit einer Steuereinheit verbunden, die mit einer Messelektronik ausgestattet ist. Die Messelektronik nimmt eine Messung vor, in die eine Veränderung der elektrischen Wechselfelder einhergeht. Durch den Kopf des Fahrgastes wird das elektrische Wechselfeld beeinflusst. Dies liegt insbesondere an dem Umstand, dass für den Fall, dass sich der Kopf eines Fahrgastes in dem elektrischen Wechselfeld befindet, dieser physikalisch betrachtet ein Medium mit einer Dielektrizitätszahl εr darstellt, die sich von der Dielektrizitätszahl εrLuft der Luft unterscheidet.The electrode arrangement serves to carry out a capacitive measurement. For this purpose, an alternating electrical voltage of a predetermined frequency and a predetermined amplitude is applied between each two electrodes. In this way, an alternating electric field is generated. The electrode arrangement is connected to a control unit, which is equipped with measuring electronics. The measuring electronics makes a measurement, which is accompanied by a change of the alternating electric fields. The passenger's head influences the alternating electric field. This is due in particular to the fact that, in the event that the head of a passenger is in the alternating electric field, this is physically a medium with a relative permittivity ε r , which differs from the dielectric constant ε r air of the air.
Bezüglich der möglichen Art der Ausgestaltung der Messschaltung wird beispielhaft auf die eingangs erwähnte vorveröffentlichte Patentanmeldung der Anmelderin verwiesen.With regard to the possible type of embodiment of the measuring circuit, reference is made, by way of example, to the applicant's prepublished patent application mentioned at the beginning.
Bei Durchführung solcher kapazitiver Messungen zur Feststellung der relativen Kopfposition des Fahrgastes bezogen auf die Kopfstütze – zum Zwecke der Erzielung einer optimalen Ausrichtung der Kopfstütze in vertikaler und/oder horizontaler Position – ist eine möglichst genaue Kapazitätsmessung erforderlich. Dabei ist einerseits eine möglichst große Reichweite der Messapparatur gewünscht, um beispielsweise auch ermitteln zu können, ob sich der Kopf des Fahrgastes
Die Kopfstütze des Standes der Technik ermöglicht eine Bestimmung der relativen Position des Kopfes des Fahrgastes zur Kopfstütze in Vertikalrichtung. Wünschenswert ist auch eine Bestimmung der relativen Kopfposition bezogen auf die Kopfstütze in Fahrzeuglängsrichtung. Ein Nachfahren der Kopfstütze in Fahrzeuglängsrichtung ermöglicht eine Optimierung der relativen Kopfstützenposition und eine Reduzierung von Verletzungsrisiken im Falle eines Unfalls.The headrest of the prior art allows a determination of the relative position of the head of the passenger to the headrest in the vertical direction. It is also desirable to determine the relative head position relative to the headrest in the vehicle longitudinal direction. Trailing the headrest in the vehicle's longitudinal direction allows for optimization of the relative headrest position and a reduction in the risk of injury in the event of an accident.
Besondere Probleme bereitet dabei die Ausgestaltung der Messschaltung, der Elektrodengeometrie und der Art der Messung. Typischerweise werden die Elektroden von einem Bezugsstoff oder von einer Lederschicht oder dergleichen und gegebenenfalls auch noch von einer Polsterschicht umhüllt. Dies bereitet Probleme bei der Bemessung der erforderlichen Feldstärken. Zudem ist die Möglichkeit, an einer Kopfstütze Elektroden anzuordnen, aufgrund der vorgegebenen Größe und Geometrie der Kopfstütze ohnehin sehr begrenzt.Particular problems are the design of the measuring circuit, the electrode geometry and the type of measurement. The electrodes are typically enveloped by a covering material or by a leather layer or the like and possibly also by a cushioning layer. This creates problems in sizing the required field strengths. In addition, the possibility of arranging electrodes on a headrest is anyway very limited due to the given size and geometry of the headrest.
Des Weiteren ist zu beachten, dass der Komfort, der eine Kopfstütze für einen Fahrgast bereitstellen soll, durch eine Elektrodenanordnung nicht vermindert werden darf. Mit anderen Worten wäre eine Verwendung von z. B. hart ausgebildeten Elektroden, die der Fahrgast bei Anlehnen seines Kopfes an die Vorderseite der Kopfstütze spüren würde, unakzeptabel.Furthermore, it should be noted that the comfort that is to provide a headrest for a passenger, may not be reduced by an electrode assembly. In other words, a use of z. As hard-trained electrodes, which would feel the passenger in leaning his head to the front of the headrest, unacceptable.
Schließlich spielen bei der Messung der Kapazitäten bzw. bei der Berechnung der elektrischen Felder Streukapazitäten eine große Rolle. Neben der Grundproblematik, wonach das Kraftfahrzeug selbst nach Art eines Faraday'schen Käfig besondere elektromagnetische Rahmenbedingungen mit sich bringt, beeinflussen auch andere elektronische Baugruppen im Fahrzeug mit ihren elektromagnetischen Signalen die kapazitiven Raumverhältnisse und stellen ungewünschte Störquellen dar.Finally, in the measurement of the capacities or in the calculation of the electric fields, stray capacitance plays an important role. In addition to the basic problem, according to which the motor vehicle, even in the manner of a Faraday cage, brings with it special electromagnetic conditions, other electronic assemblies in the vehicle with their electromagnetic signals also influence the capacitive spatial conditions and constitute unwanted sources of interference.
Weiter ist die Elektrodengeometrie derart zu bemessen, dass bei völlig unterschiedlichen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsverhältnissen sowie auch bei unterschiedlichen Beschaffenheiten des Kopf- bzw. Schulterbereiches der Person, z. B. auch für den Fall, dass der Fahrgast nasse Haare hat, keine Haare mehr hat oder eine Kopfbedeckung trägt, eine qualitativ hochwertige Aussage über die Relativposition des Kopfes bezogen auf die Position der Kopfstütze über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeuges geleistet werden kann.Next, the electrode geometry is to be dimensioned such that at completely different temperature and humidity conditions as well as different textures of the head or shoulder area of the person, z. As well as in the event that the passenger has wet hair, has no hair or wearing a headgear, a high-quality statement about the relative position of the head based on the position of the headrest over the entire life of the vehicle can be made.
Schließlich soll die Messung innerhalb einer möglichst kurz bemessenen Zeit durchgeführt werden, um den Komfort des Fahrgastes nicht zu beeinträchtigen. Des Weiteren soll die Messung eine hohe Störunanfälligkeit ermöglichen.Finally, the measurement should be performed within a shortest possible time so as not to affect the comfort of the passenger. Furthermore, the measurement should allow a high susceptibility to interference.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die in der eingangs beschriebenen Patentanmeldung der Anmelderin dargestellte Kopfstütze derartig weiterzuentwickeln, dass eine verbesserte Detektion der Kopfposition eines Fahrgastes relativ zu der Kopfstütze möglich wird. The object of the invention is to further develop the headrest shown in the applicant's patent application described above such that an improved detection of the head position of a passenger relative to the headrest is possible.
Die Erfindung löst diese Aufgabe zunächst mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass an der Kopfstütze eine Elektrodenanordnung angeordnet ist, die zur Bestimmung des relativen Abstandes des Kopfes von der Kopfstütze in Fahrzeuglängsrichtung mehrere schichtartig in Vertikalrichtung übereinander liegende Messbereiche ausbildet.The invention solves this problem initially with the features of claim 1, in particular with those of the characterizing part and is accordingly characterized in that an electrode assembly is arranged on the headrest, which for determining the relative distance of the head of the headrest in the vehicle longitudinal direction in a plurality of layers in the vertical direction forms superimposed measuring ranges.
Das Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, eine Elektrodenanordnung vorzusehen, die im Unterschied zu der Elektrodenanordnung der Kopfstütze des Standes der Technik schichtartig übereinander liegende Messbereiche ausbildet. Bei der Elektrodenanordnung des Standes der Technik bildeten sich keulenförmige Messbereiche aus. Diese waren allerdings nicht in einer schichtartigen, übereinander liegenden Anordnung getroffen.Essentially, the principle of the invention consists in providing an electrode arrangement which, in contrast to the electrode arrangement of the headrest of the prior art, forms layered superimposed measurement areas. In the electrode arrangement of the prior art, club-shaped measuring areas were formed. However, these were not hit in a layered, superimposed arrangement.
Auch aus der
Durch die erfindungsgemäße schichtartige Ausbildung der Messbereiche, also einer im Wesentlichen flächigen, d. h. entlang einer Ebenen ausgerichteten Erstreckung der Messbereiche, kann eine Messung der relativen Kopfposition in Fahrzeuglängsrichtung erfolgen. Zugleich gewährt die schichtweise Ausbildung eine hohe Reichweite der Messung. Durch die schichtartig überlappende Anordnung können dabei insbesondere zeitgleich bei einer vorgegebenen, vertikalen Position der Kopfstütze unterschiedliche, in Vertikalrichtung voneinander beabstandete Abschnitte des Kopfes des Fahrgastes, gleichzeitig oder kurz aufeinanderfolgend, Wechselfeldern ausgesetzt werden und gemessen werden. Damit kann auch eine besonders schnelle Feststellung der tatsächlichen Relativposition des Kopfes bezogen auf die Kopfstütze getroffen werden. Beispielsweise kann dies durch eine nachfolgend noch erläuterte, vergleichende Betrachtung der erhaltenen Messwerte mit abgelegten Daten über Konturen von Körperabschnitten von Fahrgästen erfolgen.Due to the inventive layered design of the measuring ranges, ie a substantially flat, d. H. along a plane aligned extension of the measuring ranges, a measurement of the relative head position in the vehicle longitudinal direction can take place. At the same time, the layered training grants a high range of measurement. Due to the layered overlapping arrangement, different, vertically spaced apart sections of the passenger's head, at the same time or in short succession, alternating fields can be exposed and measured at the same time at a predetermined, vertical position of the headrest. Thus, a particularly rapid determination of the actual relative position of the head relative to the headrest can be made. For example, this can be done by a comparative analysis of the obtained measured values with stored data on contours of body sections of passengers, which is explained below.
Die geometrische Ausbildung der Elektroden zur Erzielung mehrerer, schichtartig übereinander angeordneter Messbereiche kann auf unterschiedliche geeignete Weise erfolgen. Beispielsweise können mehrere Elektrodenpaare vorgesehen werden, die jeweils eine äußere, ringförmige Elektrode und eine zentral innen angeordnete Gegenelektrode umfassen. Es sind aber auch andere Elektrodengeometrien möglich.The geometrical design of the electrodes for achieving a plurality of measurement areas arranged one above the other in a layer-like manner can be carried out in various suitable ways. For example, a plurality of pairs of electrodes may be provided, each comprising an outer, annular electrode and a centrally located counter electrode. However, other electrode geometries are possible as well.
Die erfindungsgemäße Kopfstütze ermöglicht auch eine Messung der relativen Kopfposition bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, wobei aus dem Umstand, dass Messungen in Fahrzeuglängsrichtung entlang unterschiedlicher Vertikalabschnitte erfolgen, zugleich auch eine Aussage über die vertikale relative Kopfposition getroffen werden kann. Damit kann durch Durchführung einer einzigen Messung in den beispielsweise drei Messbereichen eine Aussage sowohl über die relative Position der Kopfstütze in Fahrzeuglängsrichtung als auch in Vertikalrichtung getroffen werden.The headrest according to the invention also allows a measurement of the relative head position with respect to the vehicle longitudinal direction, wherein from the fact that measurements take place in the vehicle longitudinal direction along different vertical sections, at the same time a statement about the vertical relative head position can be made. Thus, by carrying out a single measurement in, for example, three measuring ranges, a statement can be made both about the relative position of the headrest in the vehicle longitudinal direction and in the vertical direction.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der relative Abstand des Kopfes von der Kopfstütze in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Vertikalrichtung für die einzelnen Messbereiche einzeln ermittelbar. Insoweit können Messungen für sämtliche, schichtartig übereinanderliegende Messbereiche gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the relative distance of the head from the headrest in the vehicle longitudinal direction and / or in the vertical direction for the individual measuring ranges can be determined individually. In that regard, measurements for all layered superimposed measuring ranges can be performed simultaneously or sequentially.
Vorteilhaft ist insbesondere, dass bei dieser Ausgestaltung der Erfindung nur noch eine einzige Messung, durchgeführt in sämtlichen Messbereichen, erforderlich ist, um Informationen über die relativen Positionen in Fahrzeuglängsrichtung als auch in Vertikalrichtung zu erzielen.It is particularly advantageous that in this embodiment of the invention, only a single measurement, performed in all measuring ranges, is required to obtain information about the relative positions in the vehicle longitudinal direction as well as in the vertical direction.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Elektrodenanordnung zumindest drei in Vertikalrichtung voneinander beabstandete Paare von Elektroden. Damit kann auf eine besonders einfache, konstruktive Weise eine schichtartige, übereinander liegende Ausbildung mehrerer Messbereiche erzielt werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrode arrangement comprises at least three vertically spaced pairs of electrodes. This can be achieved in a particularly simple, constructive way, a layered, superimposed formation of multiple measuring ranges.
Vorteilhafter Weise beträgt die Messreichweite der jeweiligen Messbereiche in Fahrzeuglängsrichtung nach Vorn wenigstens 30 mm. Gemäß weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung sind größere Reichweiten vorgesehen. Die Messreichweite der einzelnen Messbereiche kann bis zu 200 mm betragen. Die einzelnen Messbereiche können dabei auch unterschiedliche Messreichweiten aufweisen.Advantageously, the measuring range of the respective measuring ranges in the vehicle longitudinal direction to the front is at least 30 mm. According to further advantageous embodiments of the invention, greater ranges are provided. The measuring range of the individual measuring ranges can be up to 200 mm. The individual measuring ranges can also have different measuring ranges.
Die schichtartig ausgebildeten Messbereiche sind entlang paralleler Ebenen ausgerichtet. Sie sind des Weiteren vorzugsweise in Vertikalrichtung zumindest teilweise überlappend ausgebildet. Dies bedeutet, dass in Vertikalrichtung eine Messung im Wesentlichen lückenfrei durchgeführt werden kann.The layered measurement areas are aligned along parallel planes. Furthermore, they are preferably designed to be at least partially overlapping in the vertical direction. This means that in the vertical direction, a measurement can be carried out substantially gap-free.
Die Erfindung löst diese Aufgabe darüber hinaus mit den Merkmalen des Anspruches 7, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speicher der Detektionseinrichtung Vergleichswerte angeordnet sind, die einen Verlauf der Kontur von Körperabschnitten eines Menschen repräsentieren, und die zum Zwecke eines Vergleiches mit den Messwerten, die bei Durchführung einer Messung erhalten werden, heranziehbar sind. The invention further solves this problem with the features of claim 7, and is accordingly characterized in that in a memory of the detection device comparison values are arranged, which represent a profile of the contour of body parts of a human, and for the purpose of comparison with the measured values that can be obtained when performing a measurement.
Das Prinzip der Erfindung soll wie folgt erläutert werden: Die Detektionseinrichtung weist einen Speicher auf oder ihr ist ein Speicher zugeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um einen elektronischen, elektrischen, optischen, elektromagnetischen oder sonstigen flüchtigen oder nicht flüchtigen Speicher handeln. In diesen Speicher sind Vergleichswerte eingeschrieben. Diese Vergleichswerte sind herstellerseitig eingeschrieben worden und repräsentieren einen Konturverlauf von Körperabschnitten eines menschlichen Körpers. Der relevante Konturverlauf umfasst insbesondere den Verlauf der hinteren Seite des menschlichen Kopfes, und gegebenenfalls auch noch den Konturverlauf der Rückseite des Halsbereiches eines Menschen und des oberen Schulterbereiches. Die in den Speicher eingeschriebenen Vergleichswerte stellen dabei typische Verlaufskurven dar, die einen typischen Fahrgast charakterisieren. Beispielsweise kann hierzu auf Normwerte zurückgegriffen werden.The principle of the invention will be explained as follows: The detection device has a memory or it is associated with a memory. This may be, for example, an electronic, electrical, optical, electromagnetic or other volatile or non-volatile memory. In this memory comparison values are written. These comparison values have been inscribed by the manufacturer and represent a contour of body sections of a human body. The relevant contour profile comprises, in particular, the course of the rear side of the human head, and optionally also the contour of the back of the neck region of a human and of the upper shoulder region. The comparison values written in the memory represent typical trajectories that characterize a typical passenger. For example, standard values can be used for this purpose.
Die Konturverläufe der Körperabschnitte können beispielsweise kontinuierlich oder in Form einzelner ausgewählter Punkte gespeichert werden.The contour curves of the body sections can be stored, for example, continuously or in the form of individual selected points.
Die Detektionseinrichtung kann im Betrieb eine Kalibrierungsmessung durchführen, beispielsweise wenn ein Fahrgast die Fahrzeugtür öffnet oder entriegelt. Die Kalibrierungsmessung erfolgt also bei Nicht-Anwesenheit eines Fahrgastes. Sobald der Fahrgast auf dem Fahrzeugsitz Platz genommen hat, was beispielsweise durch Betätigung der Motorzündung automatisch festgestellt werden kann, kann eine Messung der relativen Kopfposition des Fahrgastes bezogen auf die Kopfstütze durchgeführt werden. Die aufgrund dieser Messung erhaltenen Messwerte können nun mit den Vergleichswerten verglichen werden. Hierzu können die Vergleichswerte herangezogen werden.The detection device may perform a calibration measurement during operation, for example when a passenger opens or unlocks the vehicle door. The calibration measurement thus takes place in the absence of a passenger. Once the passenger is seated on the vehicle seat, which can be automatically determined, for example, by actuating the engine ignition, a measurement of the relative head position of the passenger relative to the headrest can be made. The measured values obtained on the basis of this measurement can now be compared with the comparison values. For this purpose, the comparison values can be used.
Durch Vornahme des Vergleiches können die durch eine Messung an dem realen Fahrgast erhaltenen Messwerte mit den in dem Speicher abgelegten Vergleichswerte verglichen werden. Infolge einer Vornahme des Vergleiches kann optimiert festgestellt werden, welche Messwerte welchen Körperabschnitten des Fahrgastes entsprechen. Damit kann die relative Kopfposition optimiert bestimmt und eine optimierte Nachführung der Kopfstütze erreicht werden.By making the comparison, the measured values obtained by a measurement on the real passenger can be compared with the comparison values stored in the memory. As a result of making the comparison, it can be determined optimally which measured values correspond to which body sections of the passenger. Thus, the relative head position can be determined optimized and optimized tracking of the headrest can be achieved.
Vorteilhafter Weise erfolgen die Durchführung des Vergleiches und die Nachführung der Kopfstütze voll automatisch.Advantageously, the implementation of the comparison and the tracking of the headrest done fully automatically.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kopfstütze nach dem Oberbegriff des Anspruches 8.The invention further relates to a headrest according to the preamble of claim 8.
Dieser Erfindung liegt gleichermaßen die Aufgabe zugrunde, die vorbekannte Kopfstütze der Anmelderin zu verbessern und die Kopfstütze insbesondere derartig weiterzuentwickeln, dass eine höhere Sicherheit des Fahrgastes erzielbar ist.This invention is equally based on the object to improve the previously known headrest of the Applicant and further develop the headrest in particular such that a higher level of safety of the passenger can be achieved.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 8, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung eine Kalibrierungsmessung, gesteuert durch ein erstes Ereignis, vornimmt, bevor der Fahrgast Platz genommen hat, und dass die Detektionseinrichtung nachfolgend, gesteuert durch ein zweites Ereignis, oder zeitgesteuert, eine zweite Messung zur Bestimmung der Position des Kopfes relativ zu der Kopfstütze vornimmt.The invention achieves this object with the features of claim 8, in particular with those of the license plate part, and is accordingly characterized in that the detection device performs a calibration measurement, controlled by a first event, before the passenger has taken place, and that the detection device below controlled by a second event, or timed, makes a second measurement to determine the position of the head relative to the headrest.
Das Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass die Detektionseinrichtung jedes Mal vor Fahrtantritt und bevor ein Fahrgast Platz genommen hat, eine Kalibrierungsmessung durchführt. Die Kalibrierungsmessung wird also bei Nicht-Anwesenheit eines Fahrgastes durchgeführt.Essentially, the principle of the invention is that the detection device performs a calibration measurement each time before the journey starts and before a passenger takes a seat. The calibration measurement is thus carried out in the absence of a passenger.
Die Kalibrierungsmessung wird gesteuert durch ein erstes Ereignis vorgenommen. Dieses Ereignis kann beispielsweise die Feststellung einer Türöffnung oder Türentriegelung des Fahrzeuges sein. Alternativ kann das Ereignis auch die Feststellung einer Annäherung des Fahrgastes an das Fahrzeug oder dergleichen sein.The calibration measurement is controlled by a first event. This event may be, for example, the detection of a door opening or door unlocking of the vehicle. Alternatively, the event may also be the determination of an approach of the passenger to the vehicle or the like.
Die Detektionseinrichtung nimmt nachfolgend, nachdem der Fahrgast Platz genommen hat, eine Messung zur Bestimmung der relativen Kopfposition vor. Diese Messung wird ereignisgesteuert oder zeitgesteuert durchgeführt. Als geeignetes zweites Ereignis zur Initiierung der Durchführung einer Messung der relativen Kopfsposition kann beispielsweise ein von einem Sitzbelegungserkennungssensor geliefertes Signal verwendet werden. Alternativ kann eine Feststellung, dass ein Fahrgast seinen Anschnallgurt geschlossen hat, oder eine Feststellung einer erfolgten Motorzündung, das Einlegen eines Ganges, das Erreichen einer Mindestgeschwindigkeit, oder dergleichen, als zweites Ereignis herangezogen werden.The detection device subsequently takes a measurement for determining the relative head position after the passenger has taken a seat. This measurement is event-controlled or time-controlled. As a suitable second event for initiating the performance of a relative head position measurement, for example, a signal provided by a seat occupancy detection sensor may be used. Alternatively, a determination that a passenger has fastened his seatbelt, or a determination of a successful engine ignition, engagement of a gear, the achievement of a minimum speed, or the like, may be used as a second event.
Alternativ kann auch eine zeitgesteuerte Messung erfolgen, so dass jedes Mal, wenn ein bestimmter Zeitraum nach Durchführung der Kalibrierungsmessung vergangen ist, eine Messung der relativen Kopfsposition durchgeführt werden. Die geeignete Zeitspanne kann beispielsweise 30 oder 60 Sekunden betragen.Alternatively, a timed measurement may be performed so that each time a certain period of time passes after the calibration measurement has been made, a measurement of the relative head position are performed. The suitable period of time may be, for example, 30 or 60 seconds.
Die durchzuführende Messung dient in Kenntnis der bei der Kalibrierungsmessung erhaltenen Messwerte der möglichst exakten Feststellung einer relativen Kopfposition. Die Durchführung der Kalibrierungsmessung erfolgt bei einer bestimmten Temperatur und Luftfeuchtigkeit und bei bestimmten elektrischen, elektronischen und elektromagnetischen Bedingungen im Fahrzeug. Die Durchführung der relativen Kopfpositionsmessung erfolgt – kurz darauf – unter den gleichen Bedingungen. Auf diese Weise kann eine optimierte Berücksichtigung der gegebenen realen Verhältnisse erfolgen.The measurement to be carried out is in knowledge of the measured values obtained during the calibration measurement of the most exact determination of a relative head position. The calibration measurement is carried out at a certain temperature and humidity and under certain electrical, electronic and electromagnetic conditions in the vehicle. Performing the relative head position measurement takes place - shortly thereafter - under the same conditions. In this way, an optimized consideration of the given real conditions can take place.
Vorteilhafter Weise kann eine Messung während einer Fahrt regelmäßig wiederholt werden. Beispielsweise kann eine Messung alle 30 Minuten oder alle 60 Minuten oder dergleichen, gegebenenfalls auch regelmäßig in kürzen Abständen, erfolgen. Eine Wiederholung der Messung macht selbstverständlich nur Sinn, wenn die Detektionseinrichtung durch Erhalt eines entsprechenden Signals feststellt, dass sich das Fahrzeug noch in Bewegung oder der Fahrgast sich noch auf dem Sitz befindet.Advantageously, a measurement can be repeated regularly during a journey. For example, a measurement every 30 minutes or every 60 minutes or the like, if necessary, also regularly in short intervals, take place. Of course, a repetition of the measurement makes sense only if the detection device determines by receiving a corresponding signal that the vehicle is still moving or the passenger is still in the seat.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Kopfstütze nach dem Oberbegriff des Anspruches 11.The invention further relates to a headrest according to the preamble of
Ausgehend von der eingangs beschriebenen vorbekannten Kopfstütze der Anmelderin liegt die Aufgabe der Erfindung darin, die bekannt Kopfstütze zu verbessern und insbesondere derart weiterzuentwickeln, dass eine höhere Sicherheit der Fahrzeuginsassen erreichbar ist.Based on the above-described prior art headrest of the Applicant, the object of the invention is to improve the known headrest and in particular to further develop such that a higher level of safety of the vehicle occupants can be achieved.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 11, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass mit der Detektionseinrichtung auch der Abstand des Kopfes relativ zu der Kopfstütze in Fahrzeuglängsrichtung detektierbar ist, und dass die Detektionseinrichtung eine Messung des Abstandes des Kopfes von der Kopfstütze in Vertikalrichtung zeitgleich zu einer Messung des Abstandes des Kopfes von der Kopfstütze in Fahrzeuglängsrichtung vornimmt.The invention solves this problem with the features of
Das Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass zusätzlich zur Messung der relativen Kopfposition in Vertikalrichtung nach eine Messung der relativen Kopfposition in Fahrzeuglängsrichtung erfolgt. Weiter ist vorgesehen, dass eine Messung der Relativposition in Fahrzeuglängsrichtung zeitgleich zu der Messung der relativen Position in Vertikalrichtung erfolgt. Durch die Vornahme einer zeitgleichen Messung kann der erforderliche Zeitraum zur Feststellung und gegebenenfalls Berechnung der relativen Kopfposition und für eine Nachführung der Kopfstützenposition minimiert werden. Damit kann die Sicherheit des Fahrgastes erhöht werden. Auch wird auf diese Weise eine möglichst schnelle Optimierung der relativen Kopfstützenposition möglich.The principle of the invention essentially consists in that, in addition to the measurement of the relative head position in the vertical direction, the relative head position in the vehicle longitudinal direction is measured. It is further provided that a measurement of the relative position in the vehicle longitudinal direction takes place simultaneously with the measurement of the relative position in the vertical direction. By performing a simultaneous measurement, the time required to detect and, if necessary, calculate the relative head position and track the headrest position can be minimized. Thus, the safety of the passenger can be increased. Also, the fastest possible optimization of the relative headrest position is possible in this way.
Als zeitgleiche Messung im Sinne der Erfindung wird insbesondere eine Messung angesehen, bei der sämtliche Messwerte aus einer bestimmten, insbesondere auch beliebigen, relativen Kopfstützenposition erhalten werden, ohne dass während der Messung eine Verlagerung der Kopfstütze erforderlich ist.As a simultaneous measurement within the meaning of the invention, in particular a measurement is considered in which all measured values are obtained from a specific, in particular also arbitrary, relative headrest position, without a displacement of the headrest being necessary during the measurement.
Im Stand der Technik war es teilweise erforderlich, dass die Kopfstütze entlang ihres möglichen Verstellweges in Vertikalrichtung vollständig verfährt, und in verschiedenen Punkten zur Durchführung mehrerer Messungen stehen bleibt.In the prior art, it has sometimes been necessary for the headrest to fully travel along its possible vertical displacement path, and to stop at various points to perform multiple measurements.
Die
Erfindungsgemäß kann aus einer einzigen relativen Kopfstützenposition heraus die Messung durchgeführt werden und sämtliche erforderlichen Messwerte erhalten werden.According to the invention, the measurement can be carried out from a single relative headrest position and all required measured values can be obtained.
Als zeitgleiche Messung im Sinne der Erfindung wird auch angesehen, dass in einer kurzen zeitlichen Abfolge bei feststehender Kopfstütze unterschiedliche Elektrodenpaare zum Zwecke einer Prüfung unterschiedlicher Messbereiche angesprochen werden. So kann beispielsweise bei einer Kopfstütze, die eine Elektrodenanordnung aufweist, die mehrere, schichtartige, in Vertikalrichtung übereinander liegende Messbereiche bereitstellt, in einer kurzen zeitlichen Abfolge jeder der drei Messbereiche abgefragt werden. Eine solche Messung wird als eine zeitgleiche Messung im Sinne der Erfindung angesehen.As a simultaneous measurement in the sense of the invention, it is also considered that different electrode pairs are addressed for the purpose of testing different measuring ranges in a short chronological sequence with the headrest fixed. Thus, for example, in the case of a headrest which has an electrode arrangement which provides a plurality of layer-like measuring areas which lie one above the other in the vertical direction, each of the three measuring areas can be interrogated in a short time sequence. Such a measurement is considered as a simultaneous measurement in the sense of the invention.
Durch zahlreiche Versuche der Anmelderin hat sich herausgestellt, dass die geschilderten, und in den unterschiedlichen unabhängigen Ansprüchen zum Ausdruck kommenden Besonderheiten eine besonders optimierte Messung, eine besonders hohe Störunanfälligkeit, eine besonders hohe Reichweite und eine in qualitativer Hinsicht besonders hochwertige Aussage über die relative Kopfposition zulassen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer geschlossenen, ringförmig ausbildeten Elektrode, die eine besonders hohe Zahl bzw. Dichte an elektrischen Feldlinien ermöglicht. Da die Zahl bzw. Dichte der Feldlinien ein Maß für die Stärke des elektrischen Feldes ist, können mit der gewählten Geometrie der Elektroden offensichtlich sehr weit reichende elektrische Felder erzielt werden, die eine große Reichweite der Messung ermöglichen. Zugleich können die elektrischen Felder aber sehr stark fokussiert werden, so dass die EMV-Grenzwerte insgesamt eingehalten werden können. Numerous attempts by the Applicant have revealed that the described features, which are expressed in the various independent claims, permit a particularly optimized measurement, a particularly high susceptibility to interference, a particularly high range and a particularly high-quality statement about the relative head position , Particularly advantageous is the use of a closed, ring-shaped electrode, which allows a particularly high number or density of electric field lines. Since the number or density of the field lines is a measure of the strength of the electric field, can be achieved with the selected geometry of the electrodes obviously very far reaching electric fields that allow a long range of measurement. At the same time, however, the electric fields can be very strongly focused, so that the EMC limit values can be maintained overall.
Die besondere Elektrodengeometrie findet bereits vorteilhaft Anwendung, wenn lediglich zwei Elektrodenpaare, jeweils bestehend aus einer ersten, äußeren, ringförmigen und einer zweiten inneren Elektrode an der Kopfstütze angeordnet ist. Gleichermaßen kann die Erfindung aber vorteilhaft auch genutzt werden, wenn drei oder mehr Elektrodenpaare, jeweils zusammengesetzt aus einer inneren und einer äußeren Elektrode, vorgesehen werden.The particular electrode geometry is already used advantageously when only two pairs of electrodes, each consisting of a first, outer, annular and a second inner electrode is arranged on the headrest. Equally, however, the invention can also be advantageously used if three or more electrode pairs, each composed of an inner and an outer electrode, are provided.
Neben einer besonders großen Reichweite hat sich die besondere Elektrodengeometrie in Testreihen auch als besonders störunanfällig gegenüber Streukapazitäten bewiesen. Insbesondere erweist sich die erfindungsgemäße Elektrodengeometrie unter Verwendung ringförmiger äußerer und zentral innen angeordneter Elektroden geeigneter als andere Elektrodengeometrien. Dabei erscheint diese Geometrie für den konkreten Anwendungszweck an einer Kopfstütze an einem Fahrzeugsitz besonders vorteilhaft.In addition to a particularly long range, the special electrode geometry in test series has also proven to be particularly susceptible to stray capacitance. In particular, the electrode geometry according to the invention using ring-shaped external and centrally arranged electrodes proves more suitable than other electrode geometries. This geometry appears to be particularly advantageous for the specific application on a headrest on a vehicle seat.
Als ringförmige Elektrode wird jede Elektrode verstanden, die eine innere, im Wesentlichen zentrale Ausnehmung aufweist, wobei in der Ausnehmung, elektrisch von der äußeren Ringelektrode isoliert, eine zweite Elektrode angeordnet ist. Die ringförmige Elektrode ist im Wesentlichen flächenförmig ausgebildet. Sie kann kreisringförmig, im Wesentlichen rechteckförmig, oder beliebiger anderer Kontur sein. Umfasst sind auch solche Elektroden, bei denen eine unregelmäßige Randkontur, beispielsweise vorstehende Eckbereiche, vorgesehen sind.An annular electrode is understood to be any electrode which has an inner, essentially central recess, a second electrode being arranged in the recess, electrically insulated from the outer annular electrode. The annular electrode is substantially planar. It may be circular, substantially rectangular, or any other contour. Also included are those electrodes in which an irregular edge contour, for example projecting corner regions, are provided.
Denkbar sind auch Elektrodengeometrien, bei denen eine flächenhafte große Elektrode zwei oder mehr Ausnehmungen aufweist, wobei in jeder Ausnehmung eine kleinere, innere Elektrode angeordnet ist, die von der äußeren Elektrode umgeben wird.Also conceivable are electrode geometries in which a planar large electrode has two or more recesses, wherein in each recess a smaller, inner electrode is arranged, which is surrounded by the outer electrode.
Weiter ist auch denkbar, dass eine äußere ringförmige Elektrode eine Ausnehmung aufweist, in der zwei oder mehr innere Elektroden angeordnet sind, die gemeinsam von der äußeren Elektrode umgeben sind.Further, it is also conceivable that an outer annular electrode has a recess in which two or more inner electrodes are arranged, which are jointly surrounded by the outer electrode.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die erste Elektrode entlang einer Ebene, die im Wesentlichen parallel zu der in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Seite der Kopfstütze ausgerichtet ist. Die in Fahrzeuglängsrichtung vordere Seite der Kopfstütze ist die Vorderseite, d. h. die Seite der Kopfstütze, die dem Kopf des Fahrgastes zugewandt ist. Die Kopfstütze weist in der Regel eine entlang einer Ebene ausgerichtete, gegebenenfalls auch leicht gekrümmte Vorderseite auf. Zu dieser Ebene erstreckt sich die erste Elektrode im Wesentlichen parallel.According to an advantageous embodiment of the invention, the first electrode extends along a plane which is aligned substantially parallel to the vehicle longitudinal direction front side of the headrest. The front in the vehicle longitudinal direction of the headrest is the front, d. H. the side of the headrest facing the passenger's head. The headrest usually has an aligned along a plane, possibly also slightly curved front. To this level, the first electrode extends substantially parallel.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die innere, zweite Elektrode, von einer punktförmigen Elektrode gebildet sein. Alternativ kann die innere Elektrode von einer fadenförmigen Elektrode gebildet sein. Als punktförmige Elektrode wird im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung jede Elektrode bezeichnet, die eine gegenüber der ersten Elektrode deutlich kleinere Fläche aufweist. Insbesondere eine Ausführungsform, bei der die erste Elektrode kreisringförmig und die innere Elektrode punktförmig ausgebildet ist, erwies sich in Testreihen als vorteilhaft.According to a further advantageous embodiment, the inner, second electrode may be formed by a point-shaped electrode. Alternatively, the inner electrode may be formed by a filamentary electrode. For the purposes of the present patent application, the term "point-shaped electrode" denotes any electrode which has a significantly smaller area than the first electrode. In particular, an embodiment in which the first electrode is annular and the inner electrode is punctiform, proved in test series to be advantageous.
Als fadenförmige Elektrode wird jede innere Elektrode bezeichnet, die eine im Wesentlichen linienartige Geometrie besitzt. Eine solche Geometrie ist insbesondere von Vorteil, wenn in der ersten, ringförmigen Elektrode lediglich ein schmaler Schlitz angeordnet ist, der der Aufnahme der inneren Elektrode dient.The thread-like electrode is any inner electrode that has a substantially line-like geometry. Such a geometry is particularly advantageous if in the first, annular electrode only a narrow slot is arranged, which serves to receive the inner electrode.
Besonders vorteilhaft ist es, ein Elektrodenpaar zu verwenden, dessen erste Elektrode eine wesentlich größere Fläche aufweist als die zweite Elektrode.It is particularly advantageous to use a pair of electrodes whose first electrode has a substantially larger area than the second electrode.
Die Erfindung hat nach Durchführung zahlreicher Versuchsreihen erkannt, dass zur Erzielung einer hohen Reichweite, einer hohen Messgenauigkeit und einer hohen Störunanfälligkeit bei dem konkreten Anwendungsfall einer Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz ein möglichst extremes Verhältnis der Oberflächen von zwei Elektroden von Vorteil ist. Bei Verwendung einer solchen Elektrodengeometrie bilden sich offensichtlich bei einer Kopfstütze in einem Fahrzeugsitz, bedingt durch die besondere Art der Schar elektrischer Feldlinien, Wechselfelder aus, die für eine zuverlässige, störunanfällige und weitreichende Messung sorgen können.After carrying out numerous test series, the invention has recognized that in order to achieve a high range, a high measuring accuracy and a high susceptibility to interference in the specific application of a headrest for a vehicle seat, the most extreme possible ratio of the surfaces of two electrodes is advantageous. When using such an electrode geometry evidently form in a headrest in a vehicle seat, due to the special nature of the flock of electric field lines, alternating fields, for provide a reliable, trouble-free and far-reaching measurement.
Vorteilhaft ist die Fläche der ersten Elektrode um ein Vielfaches größer ausgebildet als die Fläche der zweiten Elektrode. Dies umfasst insbesondere Paare von Elektroden, bei denen die Fläche der ersten Elektrode wenigstens fünffach, vorzugsweise wenigstens zehnfach, weiter vorzugsweise wenigstens zwanzigfach, weiter vorzugsweise wenigstens hundertfach so groß ausgebildet ist, wie die Fläche der zweiten Elektrode.Advantageously, the area of the first electrode is made larger by a multiple than the area of the second electrode. This comprises in particular pairs of electrodes in which the surface of the first electrode is formed at least five times, preferably at least ten times, more preferably at least twenty times, more preferably at least one hundred times as large as the area of the second electrode.
Die in Fahrzeuglängsrichtung vordere Fläche der jeweiligen Elektrode wird von derjenigen Fläche der Elektrode gebildet, die dem Kopf eines auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrgastes zugewandt ist. Die Größe der Elektrode bemisst sich dabei entlang einer Ebene, die quer zur Fahrzeuglängsachse ausgebildet ist.The front surface of the respective electrode in the vehicle longitudinal direction is formed by that surface of the electrode which faces the head of a passenger seated on the vehicle seat. The size of the electrode is measured along a plane which is formed transversely to the vehicle longitudinal axis.
Die nähere geometrische Ausgestaltung der ersten und der zweiten Elektrode gemäß dieser Erfindung ist zunächst beliebig. Vorteilhaft ist aber die erste Elektrode als ringförmige Elektrode ausgebildet, die die zweite Elektrode umgibt. Alternativ kann die zweite Elektrode allerdings auch als Punkt- oder Fadenelektrode ausgebildet sein und beispielsweise neben einer großflächig ausgebildeten ersten Elektrode angeordnet sein. Schließlich kommen auch Ausführungsformen in Betracht, bei denen mehrere Paare von Elektroden vorgesehen sind, wobei jedes Paar eine erste, großflächige Elektrode und eine zweite, kleinflächige Elektrode aufweist.The closer geometric configuration of the first and the second electrode according to this invention is initially arbitrary. Advantageously, however, the first electrode is formed as an annular electrode surrounding the second electrode. Alternatively, however, the second electrode may also be formed as a point or filament electrode and be arranged, for example, next to a first electrode formed over a large area. Finally, embodiments are contemplated in which a plurality of pairs of electrodes are provided, each pair having a first, large-area electrode and a second, small-area electrode.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Fläche wenigstens dreimal so groß wie die zweite Fläche.According to an advantageous embodiment of the invention, the first surface is at least three times as large as the second surface.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Fläche wenigstens sechsmal so groß wie die zweite Fläche. Weiter vorteilhaft ist die erste Fläche wenigstens zehnmal so groß, weiter vorteilhaft wenigstens zwanzigmal so groß, weiter vorteilhaft wenigstens einhundertmal so groß wie die zweite Fläche.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first surface is at least six times as large as the second surface. Further advantageously, the first surface is at least ten times as large, more advantageously at least twenty times as large, more advantageously at least one hundred times as large as the second surface.
Als erste und zweite Fläche im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung wird jeweils die Fläche der Elektrode verstanden, die in Fahrzeuglängsrichtung ganz vorne an der Elektrode angeordnet ist. Für den Fall, dass gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beide Elektroden als Flächenelektrode ausgebildet sind, und diese Flächen entlang einer Ebene quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges ausgerichtet sind, entsprechen die ersten und zweiten Flächen im Sinne dieser Patentanmeldung den Elektrodenflächen.As the first and second surface in the sense of the present patent application, in each case the surface of the electrode is understood, which is arranged in the vehicle longitudinal direction at the very front of the electrode. In the event that according to an advantageous embodiment of the invention, both electrodes are formed as a surface electrode, and these surfaces are aligned along a plane transverse to the direction of travel of the vehicle, correspond to the first and second surfaces in the sense of this patent application the electrode surfaces.
Für den Fall, dass die Elektroden allerdings nicht flächenförmig sondern – was an sich ungünstig wäre – als dreidimensionale Körper ausgebildet sind, werden als Flächen im Sinne dieser Patentanmeldung die jeweils in Fahrtrichtung am weitesten vorne angeordneten Flächen angesehen, also diejenigen Seiten der Elektroden, die dem Kopf des Fahrgastes zugewandt sind.However, in the event that the electrodes are not formed in a planar manner but - which would be unfavorable - as three-dimensional bodies, the surfaces which are furthest forward in the direction of travel are considered as surfaces in the sense of this patent application, that is those sides of the electrodes which correspond to the Head of the passenger are facing.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Flächen im Wesentlichen entlang einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Dies kann vorzugsweise eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Ebene sein.According to an advantageous embodiment of the invention, the two surfaces are arranged substantially along a common plane. This may preferably be a plane arranged transversely to the vehicle longitudinal direction.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens zwei Elektroden vorgesehen, deren jeweils in Fahrtrichtung vorn angeordnete Flächen in der Summe eine größere Fläche darstellen als die Hälfte der vorderen Fläche der Kopfstütze. Als in Fahrzeuglängsrichtung vordere Fläche der Kopfstütze wird die Ansichtsfläche der Kopfstütze bezeichnet, also die Fläche der Kopfstütze, die dem Kopf des Fahrgastes zugewandt ist. Bei Annahme einer im Wesentlichen quaderförmigen Kopfstütze wird als vordere Fläche der Kopfstütze somit die Rechteckfläche bezeichnet, die dem auf dem Sitz befindlichen Fahrgast entgegen tritt, wenn er die Kopfstütze betrachtet.According to a further advantageous embodiment of the invention, at least two electrodes are provided, each front of which arranged in the direction of travel surfaces in the sum represent a larger area than half of the front surface of the headrest. As in the vehicle longitudinal direction front surface of the headrest, the viewing surface of the headrest is referred to, so the surface of the headrest, which faces the head of the passenger. Assuming a substantially cuboidal headrest is thus referred to as the front surface of the headrest, the rectangular area that opposes the seated passenger when he looks at the headrest.
Die Anmelderin erkennt nach Durchführung zahlreicher Versuchsreihen, dass es zur Erzielung einer hohen Reichweite, zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit und zur Erhöhung der Störunanfälligkeit in besonderem Maße darauf ankommt, die gesamte, von den mehreren Elektroden bereitgestellte Fläche möglichst groß zu gestalten. Vorteilhaft hat sich dabei herausgestellt, wenn die gesamte Elektrodenfläche wenigstens die Hälfte der Ansichtsfläche der Kopfstütze beträgt.The Applicant recognizes after carrying out numerous test series that it is important to achieve a high range, to achieve a high measurement accuracy and to increase susceptibility to interference in particular to make the total area provided by the multiple electrodes as large as possible. It has been found to be advantageous if the entire electrode surface is at least half the viewing surface of the headrest.
Dabei ist es zunächst für die Erfindung unerheblich, ob die Elektrodenanordnung lediglich zwei Elektroden aufweist, oder mehr als zwei Elektroden, z. B. sechs, sieben, acht oder zehn Elektroden.It is irrelevant for the invention first, whether the electrode arrangement has only two electrodes, or more than two electrodes, for. B. six, seven, eight or ten electrodes.
Weiter vorteilhaft beträgt die Summe der Flächen mehr als 60%, weiter vorteilhaft mehr als 70%, weiter vorteilhaft mehr als 80% und weiter vorteilhaft mehr als 90% der in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Fläche der Kopfstütze. Die Anforderungen an Messgenauigkeit und Stöunanfälligkeit der Vorrichtung werden – so das Ergebnis der Versuchsreihen – mit zunehmender Elektrodenfläche zunehmend erfüllt.Further advantageously, the sum of the surfaces is more than 60%, more advantageously more than 70%, more advantageously more than 80% and more advantageously more than 90% of the front surface of the headrest in the vehicle longitudinal direction. The requirements for measurement accuracy and susceptibility to failure of the device are - so the result of the test series - increasingly satisfied with increasing electrode surface.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an der Kopfstütze eine Elektrodenanordnung mit mehreren Elektroden angeordnet, die zur Bestimmung des relativen Abstandes des Kopfes von der Kopfstütze in Fahrzeuglängsrichtung auf eine erste Art geschaltet sind und zur Bestimmung des relativen Abstandes des Kopfes von der Kopfstütze in Vertikalrichtung auf ein zweite, von der ersten Art unterschiedliche Art geschaltet sind.According to a further advantageous embodiment of the invention, an electrode assembly having a plurality of electrodes is arranged on the headrest, which is used to determine the relative distance of the Head are switched from the headrest in the vehicle longitudinal direction in a first way and are connected to determine the relative distance of the head of the headrest in the vertical direction to a second, different from the first kind.
Das Prinzip dieser Schaltungsänderung besteht darin, dass bei einer Kopfstütze zur Messung eines Abstandes des Kopfes des Fahrgastes relativ zu der Kopfstütze in Vertikalrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung unterschiedliche Messungen erfolgen. Die Elektrodenanordnung, die mehrere Elektroden aufweist, und die an der Kopfstütze angeordnet ist, kann hierzu auf zwei Arten geschaltet werden. Bei einer ersten Messung erfolgt eine Schaltung der Elektroden derart, dass eine Bestimmung des relativen Abstandes in Vertikalrichtung vorgenommen werden kann. Hierzu werden z. B. mehrere paarweise und vertikal beabstandet voneinander angeordnete Elektroden jeweils mit Wechselspannung beaufschlagt.The principle of this circuit change is that in a headrest for measuring a distance of the head of the passenger relative to the headrest in the vertical direction and in the vehicle longitudinal direction take different measurements. The electrode arrangement, which has a plurality of electrodes and which is arranged on the headrest, can be switched in two ways for this purpose. In a first measurement, the electrodes are switched such that a determination of the relative distance in the vertical direction can be made. For this purpose, for. B. several pairs and vertically spaced from each other arranged electrodes each acted upon by AC voltage.
Zur Messung eines Abstandes der Kopfstütze zum Kopf in Fahrzeuglängsrichtung wird hingegen eine andere Schaltungsart gewählt. Hier werden die Elektroden z. B. derart geschaltet, dass mehrere großflächige Elektroden auf gleichem Potential liegen und vorzugsweise lediglich eine kleinere Elektrode auf einem Gegenpotential liegt. Dadurch, dass mehrere Elektroden während der Messung auf ein gleiches Potential geschaltet werden, kann die bei einer Messung zur Verfügung stehende Elektrodenfläche maximiert werden. Hierdurch wird eine Reichweitenmaximierung, aber auch eine besonders hohe Störunanfälligkeit erzielt.For measuring a distance of the headrest to the head in the vehicle longitudinal direction, however, another type of circuit is selected. Here are the electrodes z. B. switched such that a plurality of large-area electrodes are at the same potential and preferably only a smaller electrode is at a counter potential. By switching a plurality of electrodes to a same potential during the measurement, the electrode area available during a measurement can be maximized. As a result, a range maximization, but also a particularly high Störunanfälligkeit is achieved.
Die Detektionseinrichtung, insbesondere eine Steuereinheit der Detektionseinrichtung, kann die Umschaltung zwischen den beiden Schaltungsarten automatisch vornehmen. Insbesondere wird dazu automatisch innerhalb einer Steuereinheit, z. B. von einem Mikroprozessor, ein Schalter umgelegt, bzw. eine etwas andere Ansteuerung der Elektroden vorgenommen.The detection device, in particular a control unit of the detection device, can automatically perform the switching between the two types of circuit. In particular, automatically within a control unit, for. B. by a microprocessor, a switch folded, or made a slightly different control of the electrodes.
Die soeben beschriebene Messart, bei der zwei unterschiedliche Schaltzustände der Elektrodenanordnungen verwendet werden, wird als zeitgleiche Messung im Sinne des Anspruches 11 der vorliegenden Patentanmeldung angesehen. Grund hierfür ist, dass die beiden Messungen bei feststehender Kopfstütze durchgeführt werden können, ohne dass eine Verlagerung der Kopfstütze erforderlich ist.The type of measurement just described, in which two different switching states of the electrode arrangements are used, is considered to be a simultaneous measurement within the meaning of
Die Kopfstütze ist vorteilhafter Weise höhenverstellbar und in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar. Damit kann eine optimale Kopfstützenposition bezogen auf die festgestellte Position des Kopfes des Fahrgastes sowohl durch eine Höhenverstellung als auch durch eine Verstellung der Kopfstütze in oder entgegen der Fahrzeuglängsrichtung erzielt werden.The headrest is advantageously height adjustable and adjustable in the vehicle longitudinal direction. Thus, an optimal headrest position based on the detected position of the head of the passenger can be achieved both by a height adjustment and by an adjustment of the headrest in or against the vehicle longitudinal direction.
Weiter vorteilhaft ist die Kopfstütze mittels eines motorischen Antriebes verstellbar. Der motorische Antrieb kann die Kopfstütze vorteilhafter Weise in Vertikalrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung verstellen. Hierfür kann jeder geeignete motorische Antrieb eingesetzt werden. Dabei kommen sowohl Antriebe in Betracht, bei denen eine Verstellung der Kopfstütze in Längsrichtung unabhängig von einer Verstellung der Kopfstütze in Vertikalrichtung erfolgt, als auch alternativ solche Antriebe, bei denen überlagerte Bewegungen, beispielsweise Schwenkverlagerungen der Kopfstütze, erfolgen, die eine Bewegungsrichtungskomponente in Vertikalrichtung als auch eine Bewegungsrichtungskomponente in Fahrzeuglängsrichtung aufweisen.Further advantageously, the headrest is adjustable by means of a motor drive. The motor drive can adjust the headrest advantageously in the vertical direction and / or in the vehicle longitudinal direction. For this purpose, any suitable motor drive can be used. In this case, both drives into consideration, in which an adjustment of the headrest in the longitudinal direction is independent of an adjustment of the headrest in the vertical direction, or alternatively such drives in which superimposed movements, such as pivotal displacements of the headrest, take place, the movement direction component in the vertical direction as well have a movement direction component in the vehicle longitudinal direction.
Weiter vorteilhaft ist die Elektrodenanordnung nahe der Vorderseite der Kopfstütze angeordnet. Die Elektrodenanordnung ist dabei typischerweise von einer Polsterschicht und/oder von einem Bezug, z. B. von einer textilen Kaschierung oder gegebenenfalls auch von einer Lederkaschierung, abgedeckt. Bezüglich der Unterbringung der Elektrodenanordnung in der Kopfstütze und der Positionierung relativ zu der Polsterung kann auf die deutsche Patentanmeldung der Anmelderin
Die Erfindungen werden nun anhand der Beschreibung der Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen exemplarisch erläutert. Dabei werden der Übersichtlichkeit halber gleiche oder miteinander vergleichbare Teile oder Elemente, auch soweit sie unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zuzuordnen sind, der Übersichtlichkeit halber mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben bezeichnet.The inventions will now be explained by way of example with reference to the description of the embodiments in the drawings. For the sake of clarity, the same or comparable parts or elements, even if they can be assigned to different exemplary embodiments, are designated by the same reference numerals for the sake of clarity, partially with the addition of small letters.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Die in ihrer Gesamtheit in den Figuren mit
Hierfür kann z. B. im Bereich der Lehne
Der Kopf
An der Kopfstütze ist – wie in
Die Elektrodenanordnung
Wie in der eingangs zitierten Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben, ist die Elektrodenanordnung
Die Steuereinheit
Ziel ist es, insbesondere ausgehend von unterschiedlichen initialen Ausgangspositionen der Kopfstütze
Hierzu kann die Messung durchgeführt werden, und die Kopfstütze
Hierzu wird zunächst eine Kalibrierungsmessung zu einem Zeitpunkt durchgeführt, zu dem sich der Fahrgast
Anschließend kann auf beliebige geeignete Weise festgestellt werden, dass ein Fahrgast
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit der Ausbildung der Elektrodenanordnung
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung
Die Elektrodenanordnung
Die sechs Elektroden
Jedes Paar von Elektroden umfasst eine erste große Elektrode
Die drei äußeren Elektroden
Angemerkt sei, dass sowohl die Länge S als auch die Breite B des jeweiligen Schlitzes (beispielhaft dargestellt anhand der Ausnehmung
Die Schlitze
Jede der Elektroden
Die Elektrodenanordnung
Die mittlere Ringelektrode
Trotz der unterschiedlichen Geometrien der Elektroden
Mit der Elektrodenanordnung der
Gemäß einer ersten Ausführungsform können die Elektrodenpaare gleichzeitig oder zeitlich aufeinanderfolgend jeweils derartig mit Wechselspannung beaufschlagt werden, dass die jeweilige Ringelektrode, z. B. die Elektrode
Die drei Messfelder
Die schematische Darstellung der
In Zusammenschau der
Die Reichweiten der unterschiedlichen Messbereiche
Zunächst sei darauf hingewiesen, dass die Steuereinheit
Der Speicher
Der Speicher
In dem Speicher
Die Vergleichswerte können sich vorteilhaft auf einen Norm-Fahrgast beziehen. Dieser kann beispielsweise anhand einer Normhöhe, anhand eines Normschädeldurchmessers, eines Normhalsdurchmessers oder eines Normschulterbereiches festgelegt werden. Hierdurch kann auf durch Auswertung von Statistiken erhältliche Durchschnittswerte zurückgegriffen werden.The comparison values may relate advantageously to a standard passenger. This can be determined for example on the basis of a standard height, on the basis of a standard skull diameter, a standard neck diameter or a standard shoulder area. As a result, average values obtainable by evaluating statistics can be used.
Denkbar ist dabei auch, dass unterschiedliche Vergleichswerte in den Speicher
Die unterschiedlichen eingestellten und detektierten Sitzpositionen können eine Aussage über die ungefähre Größe des auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrgastes zulassen. In Kenntnis der ungefähren Größe des Fahrgastes könnte dann eine entsprechend geeignete Norm-Kontur V1 und V2 ausgewählt werden. Gleichermaßen ist vorstellbar, dass von einem Sitzbelegungssensor eine ungefähre Angabe über ein ungefähres Gewicht des Fahrgastes bereitgestellt wird. Die ungefähre Gewichtsangabe könnte gleichermaßen zu unterschiedlichen Konturverläufen V1, V2 unterschiedlicher Norm-Fahrgäste in Bezug gesetzt werden.The different set and detected seating positions may allow an indication of the approximate size of the passenger seated on the vehicle seat. Knowing the approximate size of the passenger then a correspondingly suitable standard contour V 1 and V 2 could be selected. Similarly, it is conceivable that an approximate indication of an approximate weight of the passenger is provided by a seat occupancy sensor. The approximate weight indication could equally be related to different contour gradients V 1 , V 2 of different standard passengers.
In den zuletzt geschilderten Fällen wäre es insoweit erforderlich, dass in dem Speicher
Im Folgenden soll aus Gründen einer erleichterten Beschreibung davon ausgegangen werden, dass in den Speicher
Bei dem Ausführungsbeispiel der
Der Konturverlauf V ist demnach durch 16 unterschiedliche Vergleichswerte bestimmt. Bezogen auf die
Die erhaltenen Messwerte können in das Register
Durch Vornahme eines entsprechenden Vergleiches kann unabhängig von Messwertverfälschungen eine Aussage über den Konturverlauf des tatsächlichen, realen, auf dem Fahrgastsitz befindlichen Fahrgastes getroffen werden. Die auf diese Weise erhaltene Information kann die Messwerte ergänzen und eine qualitativ verbesserte Aussage über die tatsächliche relative Position des Kopfes des Fahrgastes ermöglichen und eine optimierte Verlagerung und Nachführung der Kopfstütze in eine optimierte Relativposition zulassen.By making a corresponding comparison, it is possible to make a statement about the contour profile of the actual, real passenger located in the passenger seat, independently of measured value distortions. The information obtained in this way can complement the measurements and provide a qualitatively improved statement about the actual relative position of the passenger's head and allow an optimized displacement and tracking of the headrest in an optimized relative position.
Ergänzend sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße Kopfstütze vorzugsweise eine automatische Erkennung der Relativposition des Kopfes bezogen auf die Kopfstütze vornimmt und nachfolgend automatisch eine Nachführung der Kopfstütze in eine bezogen auf den Kopf relative Position durchführt. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann aber auch vorgesehen sein, dass die Detektionseinrichtung eine relative Kopfstützenposition feststellt und für den Fall, dass diese ungünstig ist, beispielsweise weil der relative Abstand in Fahrzeuglängsrichtung oder in Vertikalrichtung zu groß oder zu klein ist, dem Fahrgast ein optisches oder akustisches Signal ausgibt, so dass dieser eine Verlagerung der Kopfstütze in eine optimale Position manuell oder manuell initiiert durchführen kann.In addition, it should be noted that the headrest according to the invention preferably performs an automatic detection of the relative position of the head relative to the headrest and subsequently automatically performs a tracking of the headrest in a relation relative to the head relative position. In an alternative embodiment of the invention can also be provided that the detection device detects a relative headrest position and in the event that this is unfavorable, for example because the relative distance in the vehicle longitudinal direction or in the vertical direction is too large or too small, the passenger an optical or outputs an acoustic signal so that it can perform a displacement of the headrest in an optimal position manually or manually initiated.
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