DE102011084087A1

DE102011084087A1 - Verstellvorrichtung zur ergonomischen Einstellung eines Fahrzeugsitzes mit mehreren verstellbaren Sitzkomponenten

Info

Publication number: DE102011084087A1
Application number: DE102011084087A
Authority: DE
Inventors: Andreas Huber
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2011-10-06
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2031-10-07
Also published as: DE102011084087B4; CN103029599A; US20130090816A1; CN103029599B; US9079510B2

Abstract

Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung weist eine Steuereinheit mit einem Speicher auf, in den Fahrzeuginsassendaten eingespeichert werden können, die eine automatische Einstellung aller verstellbaren Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten ermöglichen. Dabei ist eine Einleseeinheit beispielsweise in Form einer bekannten Standardschnittstelle vorgesehen, über die die notwendigen Fahrzeuginsassendaten von einem mobilen Datenträger in den Speicher der Steuereinheit eingelesen werden können. Der Datenträger erhält die notwendigen Fahrzeuginsassendaten in Form eines definierten zweidimensionalen Bildes von einem digitalen Bilderfassungssystem. Die Steuereinheit oder der Datenträger ist mit einem im Speicher abgelegten Algorithmus versehen, der aus dem zweidimensionalen Bild die Proportionen vorgegebener Körperteile zueinander derart ermittelt, dass daraus eine bestimmte zumindest relative automatische Einstellung der Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten abgeleitet werden kann. Dabei ist das definierte zweidimensionale Bild in der Weise aufzunehmen, dass bestimmte Körperglieder erkennbar sind, wobei eine manuell zu bedienende Eingabeeinheit in Form eines Touchscreens vorgesehen ist, auf dem definierte Positionen von Körpergliedern über mindestens einen mit dem Finger verschiebbaren Markierungsbalken nacheinander auf dem am Touchscreen dargestellten Bild (insbesondere Foto) überlagernd einzustellen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstellvorrichtung zur ergonomischen Einstellung eines Fahrzeugsitzes mit mehreren verstellbaren Sitzkomponenten und/oder zur ergonomischen Einstellung von sitzpositionsabhängigen verstellbaren Fahrzeugkomponenten.
Eine derartige Verstellvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 199 29 418 B4 bekannt. Diese bekannte Verstellvorrichtung weist zur ergonomischen Einstellung eines Fahrzeugsitzes mit mehreren verstellbaren Sitzkomponenten und/oder zur ergonomischen Einstellung von sitzpositionsabhängigen verstellbaren Fahrzeugkomponenten (wie z. B. Innen- und/oder Außenspiegel oder Lenkradverstellvorrichtung) eine Steuereinheit zur automatischen Einstellung zumindest einer Auswahl der verstellbaren Komponenten abhängig von Fahrzeuginsassendaten auf. Die Steuereinheit enthält einen Speicher, in den ohne Zuhilfenahme von fahrzeuginternen Sensoren Fahrzeuginsassendaten eingespeichert werden können, die zur automatischen Einstellung aller verstellbaren Komponenten notwendig sind. Je nach Bedarf können abhängig von diesen Fahrzeuginsassendaten eine Auswahl oder alle verstellbaren Komponenten automatisch eingestellt werden. Die automatische Einstellung kann beispielsweise durch Betätigung eines einzigen hierfür vorgesehenen Bedienelements oder ohne Betätigung eines Bedienelements bei automatischer Identifikation, z. B. über einen individuellen Funkschlüssel, ausgelöst werden. Vorzugsweise können die Daten mehrerer Fahrzeuginsassen eingegeben und über ein einziges Bedienelement, z. B. einen Taster, einen Druck-/Drehknopf oder über einen individuellen Funkschlüssel, ausgewählt werden.
In der Verstellvorrichtung bzw. in der Steuereinheit sind Algorithmen oder empirisch ermittelte Kennfelddaten vorgesehen, durch die aus den Fahrzeuginsassendaten die ergonomisch optimalen Einstellungen der Komponenten errechnet werden. Über die Steuereinheit wird anschließend abhängig von den Rechenergebnissen die zur Einstellung der jeweiligen Komponenten notwendigen Aktuatoren angesteuert.
In einer ersten Alternative ist im Fahrzeug vorzugsweise eine manuell zu bedienende Eingabeeinheit vorgesehen, über die eine Bedienperson die Fahrzeuginsassendaten, wie Körpergröße, Kniehöhe, Hüftgelenkshöhe, Schulterhöhe und Halswirbellänge, in den Speicher der Steuereinheit eingeben kann. Beispielsweise kann die Eingabeeinheit eine ohnehin im Fahrzeug vorhandene Tastatur eines Bordcomputers sein.
In einer zweiten Alternative ist vorzugsweise im Fahrzeug eine Einleseeinheit vorgesehen, über die die notwendigen Fahrzeuginsassendaten von einem Datenträger in den Speicher der Steuereinheit eingelesen werden können. Der Datenträger kann beispielsweise ein individueller Fahrzeugschlüssel im weitesten Sinne sein (z. B. auch eine Identifikationskarte oder ein Codesender), durch den ein drahtloses Einlesen per Funk möglich ist. Bei vorgesehener Benutzung eines fahrerindividuellen Schlüssels wird automatisch immer der richtige Fahrzeuginsassendatensatz aktiviert.
Vorzugsweise erhält der Datenträger zur Optimierung der Genauigkeit die notwendigen Fahrzeuginsassendaten von einem Scannersystem, durch das der jeweilige Fahrzeuginsasse dreidimensional abgetastet wurde. Derartige Scannersysteme sind beispielsweise in der Modebrache bereits in Benutzung.
Weiterhin sind allgemein mechanische und elektrische Sitzverstellvorrichtungen mit einer Vielzahl von zu betätigenden Hebeln oder Schaltern für die Sitzkomponenten und Einstellmöglichkeiten, wie Längs- und Höhenverstellung der Sitzkissen, Neigung der Rückenlehne und/oder des Gesamtsitzes, Position der Lordosenstütze, Höhe und Neigung der Kopfstützen, Breite der Sitzwangen, Länge der Beinauflage usw., bekannt. Zur Reduzierung des Einstellaufwandes sind bei elektrischen Sitzverstellvorrichtungen sog. Memory-Schalter bekannt, wodurch mit der Betätigung nur eines Schalter meist eine von zwei vorprogrammierten Sitzeinstellungen, die jedoch zuvor mittels der Vielzahl der Schalter manuell eingestellt werden müssen, auswählbar sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verstellvorrichtung eingangs genannter Art hinsichtlich einer genauen ergonomischen Einstellung von verstellbaren Komponenten und einer Reduzierung des Einstellaufwands weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung stellt eine Weiterbildung der von der Anmelderin eingereichten nicht vorveröffentlichten DE 10 2010 028 580 dar, die eine Vereinfachung der Bestimmung der notwendigen Fahrzeuginsassendaten betrifft und auf die hier vollinhaltlich Bezug genommen wird. Hierbei wird auf ein einfaches zweidimensionales Bilderfassungssystem zurückgegriffen, insbesondere ein Gerät zur Erstellung oder Speicherung von digitalen Fotos, das der Fahrzeuginsasse griffbereit hält. Besonders vorteilhaft sind digitale mobile Endgeräte, wie Mobiltelefone mit Fotofunktion, tragbare Digitalkameras, PCs oder Laptops mit angeschlossener Webcam oder andere digitale Speichermittel mit standardisierten Schnittstellen (wie beispielsweise das iPod, iPad, iPhone oder andere Multimediaeinheiten).
Es ist bekannt mobile Endgeräte (wie Mobiltelefone oder Digitalkameras oder andere tragbare digitale Speichermittel) mit einer Bluetooth- oder USB-Schnittstelle zu versehen. Auch Kraftfahrzeuge sind bereits mit derartigen standardisierten Schnittstellen als Einleseeinheit zum Anschluss für derartige Geräte ausgestattet. Weitere verwendbare Standardschnittstellen als Einleseeinheit sind beispielsweise die Diagnoseschnittstelle, das Internet oder WLAN.
Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung weist im Speziellen eine Steuereinheit mit einem Speicher auf, in den Fahrzeuginsassendaten eingespeichert werden können, die eine automatische Einstellung aller verstellbaren Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten ermöglichen. Dabei ist eine Einleseeinheit beispielsweise in Form einer bekannten Standardschnittstelle vorgesehen, über die die notwendigen Fahrzeuginsassendaten von einem fahrzeugexternen bzw. mobilen Datenträger in den Speicher der Steuereinheit eingelesen werden können. Der Datenträger erhält zumindest die notwendigen Fahrzeuginsassendaten in Form eines definierten zweidimensionalen Bildes von einem digitalen Bilderfassungssystem. Die Steuereinheit ist mit einem im Speicher abgelegten Algorithmus versehen, der insbesondere aus dem zweidimensionalen Bild die Proportionen vorgegebener Körperteile zueinander derart ermittelt, dass daraus eine bestimmte zumindest relative automatische Einstellung der Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten abgeleitet werden kann.
Alternativ zur Steuereinheit kann auch der Datenträger, insbesondere der Speicher eines mobilen Endgerätes in Form einer „App”, den Algorithmus zur Ermittlung der Körperproportionen aus dem zweidimensionalen Bild, wie auch den auf empirischen Untersuchungen beruhenden Algorithmus für die ergonomisch optimale Einstellung der Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten enthalten. Folglich werden dann direkt an die Steuereinheit die anzufahrenden Positionen der einzustellenden Komponenten über den Datenträger transferiert. Die Steuereinheit legt beispielsweise die Positionen im Speicher ab und fährt diese dann gegebenenfalls automatisch an. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine einfach wartbare Implementierung der Funktion.
Vorzugsweise ist eine manuell zu bedienende Eingabeeinheit vorgesehen, über die eine Bedienperson zumindest ihre Größe in die Steuereinheit oder in den Datenträger einspeichern kann. Durch entsprechende Programmierung der Steuereinheit oder des Datenträgers kann dann in Verbindung mit den ermittelten Proportionen eine bestimmte absolute automatische Einstellung der Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten abgeleitet werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das digitale Bilderfassungssystem die Kamerafunktionalität eines mobilen Endgerätes, das über eine Standardschnittstelle, wie insbesondere USB oder Bluetooth, mit der Steuereinheit im Fahrzeug verbindbar ist. Der Datenträger ist eine Speicherkarte dieses mobilen Endgerätes (z. B. Mobiltelefons bzw. Smartphones).
Das definierte zweidimensionale Bild ist in der Weise aufzunehmen, dass bestimmte Körperglieder erkennbar und zumindest in Ihrer relativen Größe zueinander erfassbar sind.
Beispielsweise kann der Fahrzeuginsasse – vorzugsweise beim Händler – vor einer Referenzwand von einem festgelegten Abstand aus mit seinem Fotohandy fotografiert werden. Aus dem so gewonnenen Foto, der dahinter liegenden Referenzwand und dem Abstand werden automatisch die Körperproportionen, z. B. Verhältnis der Beine zum Oberkörper, ermittelt. Gegebenenfalls ist daraus auch die absolute Körpergröße ermittelbar. Ist dies nicht der Fall, kann die Körpergröße als Zusatzinformation vom Fahrzeuginsassen in die Steuereinheit des Fahrzeugs manuell eingegeben werden. Aus den so gewonnenen Daten werden mittels empirisch ermittelter Erfahrungswerte automatisch eine optimale Sitzposition und gegebenenfalls weitere damit verbundene oder zusammenhängende Fahrzeugkomponenten (wie z. B. Innen- und/oder Außenspiegel oder Lenkradverstellvorrichtung) eingestellt.
Alternativ zu einer automatischen Konturenkennung aus dem abgelegten Foto, z. B. vor einer Referenzwand, ist eine besonders komfortable Möglichkeit eine manuelle Kontureneingabe basierend auf einem Foto ohne Referenzwand, zusätzlich zur manuellen Eingabe der Körpergröße. Dabei ist eine besonders einfache Lösung die Kontureneingabe über eine manuell zu bedienende Eingabeeinheit zu realisieren, bei der ein oder mehrere mit dem Finger verschiebbare Balken, welche dem Foto oder einem anderen zweidimensionalen Insassen-Bild (z. B. äußere Kontur einer Person) überlagert sind, zur Kennzeichnung definierter Körperglieder angeboten werden.
Erfindungsgemäß ist im Einzelnen zur Realisierung dieser zweiten Alternative, bei der die Konturen über mindestens einen mit dem Finger verschiebbaren, dem Foto zu überlagernden Balken zu kennzeichnen sind, die manuell zu bedienende Eingabeeinheit ein sogenannter Touchscreen (auch Tastschirm, Berührungsbildschirm oder Sensorbildschirm genannt), wie im Zusammenhang mit mobilen Endgeräten (Mobiltelefonen, Smartphones oder anderen digitalen mobilen Endgeräten mit Kamerafunktion, wie z. B. „iPhone”, „iPod touch” usw.) bereits bekannt.
Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung weist also eine Steuereinheit mit einem Speicher auf, in den Fahrzeuginsassendaten eingespeichert werden können, die eine automatische Einstellung aller verstellbaren Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten ermöglichen. Dabei ist eine Einleseeinheit beispielsweise in Form einer bekannten Standardschnittstelle vorgesehen, über die die notwendigen Fahrzeuginsassendaten von einem mobilen Datenträger in den Speicher der Steuereinheit eingelesen werden können. Der Datenträger erhält die notwendigen Fahrzeuginsassendaten in Form eines definierten zweidimensionalen Bildes von einem digitalen Bilderfassungssystem. Die Steuereinheit oder der Datenträger ist mit einem im Speicher abgelegten Algorithmus versehen, der aus dem zweidimensionalen Bild die Proportionen vorgegebener Körperteile zueinander derart ermittelt, dass daraus eine bestimmte zumindest relative automatische Einstellung der Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten abgeleitet werden kann. Dabei ist das definierte zweidimensionale Bild in der Weise aufzunehmen, dass bestimmte Körperglieder erkennbar sind, wobei eine manuell zu bedienende Eingabeeinheit in Form eines Touchscreens vorgesehen ist, auf dem definierte Positionen von Körpergliedern über mindestens einen mit dem Finger verschiebbaren Markierungsbalken nacheinander auf dem am Touchscreen dargestellten Bild (insbesondere Foto) überlagernd einzustellen sind. Die Steuereinheit und/oder der Datenträger sind mit einem Algorithmus versehen, der aus dem Bild und den darin durch die Markierungsbalken gekennzeichneten Positionen von Körpergliedern die Proportionen vorgegebener Körperteile zueinander derart ermittelt, dass daraus eine bestimmte automatische Einstellung der Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten ableitbar ist.
Vorzugsweise wird hierbei ein Anwendungsprogramm (z. B. „App”) für das mobile Endgeräte mit folgender Funktionalität angeboten:

• Der Datenträger ist ein Speicher des mobilen Endgeräts, das das Anwendungsprogramm im Zusammenhang mit der Sitzeinstellung zur Auswahl anbietet.
• Nach einem (in bekannter Weise durch Berührung ausgelöstes) Startsignal zur Ausführung des Anwendungsprogrammes fordert das mobile Endgerät zur Aufnahme eines zweidimensionalen Fotos in vorgegebener Weise (sitzend oder stehend) auf. Hierbei sollen insbesondere vorgegebene erforderliche Körperglieder bzw. Konturen erkennbar sein.
• Nach Aufnahme des Fotos (ebenfalls mittels des mobilen Endgerätes) wird dieses auf dem Touchscreen des Endgerätes zusammen mit der Aufforderung zur Positionierung eines ersten Markierungsbalkens (z. B. für die Kopfhöhe) dargestellt.
• Nach Eingabe des ersten Markierungsbalkens durch den Bediener kann eine Aufforderung zur Positionierung eines zweiten Markierungsbalkens (z. B. für die Beckenhöhe) und auch weiterer Markierungsbalken erfolgen.
• Nach Eingabe aller Markierungsbalken und einem Bestätigungssignal durch den Bediener werden die Daten im Datenträger gespeichert und/oder sofort über eine entsprechende Schnittstelle (Beispiele siehe oben) an das fahrzeuginterne Steuergerät übermittelt.
• Daraufhin stellt das Steuergerät (wie oben näher beschrieben) abhängig von den aus den eingegebenen Markierungsbalken berechneten Proportionen insbesondere die Sitz- und/oder Spiegelpositionen und/oder Lenkradposition und/oder Innenraumspiegelposition ein (soweit diese elektrisch verstellbar sind).

Durch eine Erweiterung des Anwendungsprogramms können weitere sitzpositionsabhängige Einstellungen vorgenommen werden. Beispielsweise können auf dem Bildschirm folgenden Zusatzfunktionen zur Auswahl von vorgegebenen Standardpositionen vorgesehen werden:

• Einstellung einer „Schlafstellung”
• Einstellung einer „Putzstellung”
• Einstellung einer „Kindersitzeinbaustellung”
• Einstellung einer eigenen Standardstellung
• Überlagerte fahrzeugcharakterbezogene Einstellung (sportlich, komfortabel ...)
• Hilfe

Neben der Erkennung der Proportionen über Balken ist zusätzlich auch eine automatische Erkennung über Bilderkennungsalgorithmen denkbar (wie oben bereits kurz als erste Alternative erwähnt). Der Benutzer kann beim Fotografieren mit einer dem Kamerabildschirm hinterlegten Grafik beim Fotografieren unterstützt werden. Bei korrekter Ausrichtung der Kamera und korrekter Positionierung der Person kann das Foto automatisch aufgenommen werden. Die automatische Proportionenerkennung über Bilderkennung kann dadurch unterstützt werden, dass der Nutzer bestimmte, markante Proportionsmerkmale, z. B. den Hüftknochen oder den Beckenknochen während des Fotografierens mit einer Hand anzeigt.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Eingabeeinheit und deren Funktionalität ist in der Zeichnung dargestellt. Die einzige Figur zeigt beispielhaft drei mögliche Eingabefunktionalitäten auf einem Bildschirm in Form eines Touchscreens:
Nach Aufnahme eines Fotos durch das mobile Endgerät und der Anzeige des Fotos auf dem Touchscreen des mobilen Endgerätes wird zuerst zur Eingabe der Kopfhöhe aufgefordert, indem ein (Schiebe-)Balken mit dem Finger auf die gewünschte Position eingestellt werden kann (linkes Bild der Zeichnung). Durch Berührung des rechten Pfeiles „vor” wird die Eingabe der Position des Beckens ermöglicht (mittleres Bild der Zeichnung). Durch erneute Berührung des rechten Pfeiles „vor” wird beispielsweise die Eingabe der Position der Fußhöhe ermöglicht (hier nicht dargestellt). Weitere Markierungsbalken können beispielsweise zur Positionierung von Schulterhöhe, Achselhöhe, Fingerspitzenhöhe oder Kniehöhe vorgegeben werden (auf dem rechten Bild der Zeichnung gestrichelt dargestellt).
Bei Berührung eines Eingabefeldes „alle Balken anzeigen” erscheinen (hier im rechten Bild der Zeichnung) sämtliche eingegebene Positionen. Diese können über den „zurück” Pfeil korrigiert werden oder durch erneute Betätigung des „vor” Pfeiles bestätigt werden.
Nach erneuter Betätigung des „vor” Pfeiles, nachdem der Bediener alle angezeigten Balken als korrekt angesehen hatte, wird zuletzt zur Eingabe der Köpergröße und vorzugsweise auch des Namens aufgefordert. Durch die Eingabe des Namens können verschiedene Profile im Datenträger und/oder im Steuergerät wieder abrufbar abgespeichert werden.
Durch diese Erfindung wird sowohl der Aufwand zur Sitzverstellung und/oder zur Verstellung sitzpositionsabhängiger Fahrzeugkomponenten reduziert als auch eine Vielzahl von bisher benötigten Bedienelementen eingespart. Das Erfassen von individuellen Personendaten wird erleichtert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19929418 B4 [0002]
DE 102010028580 [0011]

Claims

Verstellvorrichtung zur ergonomischen Einstellung eines Fahrzeugsitzes mit verstellbaren Sitzkomponenten und/oder zur ergonomischen Einstellung von sitzpositionsabhängigen verstellbaren Fahrzeugkomponenten mit einer Steuereinheit zur automatischen Einstellung zumindest einer Auswahl der Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten abhängig von Fahrzeuginsassendaten, wobei die Steuereinheit einen Speicher aufweist, in den die Fahrzeuginsassen-Daten oder daraus abgeleitete Daten speicherbar sind, die eine automatische Einstellung der verstellbaren Sitz- und/oder Fahrzeugkomponenten ermöglichen, und wobei eine Einleseeinheit vorgesehen ist, über die die Daten von einem mobilen Datenträger in den Speicher einlesbar sind, wobei der Datenträger die Fahrzeuginsassen-Daten in Form eines definierten zweidimensionalen Bildes von einem digitalen Bilderfassungssystem erhält, wobei das Bild in vorgegebener Weise aufzunehmen ist und wobei eine manuell zu bedienende Eingabeeinheit in Form eines Touchscreens vorgesehen ist, auf dem definierte Positionen von Körpergliedern über mindestens einen mit dem Finger verschiebbaren Markierungsbalken auf dem am Touchscreen dargestellten Bild überlagernd einstellbar sind.
Verstellvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die manuell zu bedienende Eingabeeinheit ein Touchscreen eines mobilen Endgerätes mit Fotofunktion zur Erstellung eines zweidimensionalen Bildes mittels eines Fotos ist.
Verstellvorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabe der Positionen von Körpergliedern mittels Markierungsbalken auf dem zweidimensionalen Bild durch ein Programmmodul für die Ausführung eines Anwendungsprogramms auf einem mobilen Endgerät ermöglicht wird.
Verstellvorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabe der Positionen von Körpergliedern auch mittels automatischer Bilderkennung auf dem zweidimensionalen Bild durch ein Programmmodul für die Ausführung eines Anwendungsprogramms auf einem mobilen Endgerät ermöglicht wird.
Verstellvorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anwendungsprogramm dem Bediener zusätzlich eine Auswahl von vorgegebenen Standardpositionen ermöglicht.