-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Einstellung eines beweglichen Einbauteils eines Kraftfahrzeugs durch einen Probanden.
-
Die
US 5 774 969 offenbart ein modulares Fahrzeugmodell, das dem Interieur und dem Exterieur eines realen Fahrzeugs sehr ähnlich ausgestaltet ist. Das Modell umfasst einen Aufnehmer zum Messen der Kontur des Interieurs. Ein weiteres Fahrzeugmodell ist in der
US 6 371 766 B1 offenbart. Die
US 7 447 616 B2 offenbart ein computerimplementiertes Fahrzeugmodell. Die
DE 103 25 120 A1 offenbart ein für die Beurteilung eines virtuellen Fahrzeuges geeignetes Simulationssystem, wobei das Simulationssystem ein optisches Sensorsystem zum Erfassen eines Abbildes eines Probanden und eine Recheneinrichtung umfasst, auf der das virtuelle Fahrzeug implementierbar ist und mittels der das Abbild des Probanden in dem virtuellen Fahrzeug und/oder in einer Umgebung des virtuellen Fahrzeuges simulierbar ist.
-
Kraftfahrzeugmodelle können zum Beispiel zur Analyse der Fahrgastergonomie verwendet werden. Studien zur Fahrgastergonomie werden im Prototypenstadium zum Beispiel in gefrästen Sitzkisten durchgeführt. Dabei ist es insbesondere von Interesse, für die Ergonomiebewertung die vom Probanden eingestellte Sitzposition, Lenksäulenposition, Kopfstützenposition, Sitzlehnenposition etc. zur weiteren Verwendung zu ermitteln. Zur Ergonomiebewertung in Bezug auf einen Fahrzeugsitz werden zum Beispiel Markierungen oder Skalen am Sitz und an der Karosse angebracht. In einer derart eingerichteten Sitzkiste stellt der Proband die Sitzposition nach eigenem Ermessen ein, zum Beispiel durch Schieben des Sitzes und Einstellen der Höhe. Die eingestellten Positionen werden zum Beispiel mittels eines Maßbandes gemessen. Dabei ist eine Umrechnung aufgrund der Sitzfeldkinematik notwendig (bei Einstellung der Höhe verschiebt sich der H-Punkt nach vorn). Zudem ist die Messung mittels Maßband ungenau, wobei es zu Messfehlern bis zu 20 mm über alle Achsen kommen kann.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, vorgenannte Nachteile zu vermeiden.
-
Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erfassung eines genutzten Bereiches eines Verstellfeldes eines beweglichen Einbauteils eines Kraftfahrzeuges bzw. zur Erfassung einer Einstellung eines beweglichen Einbauteils eines Kraftfahrzeuges durch einen Probanden, gelöst, wobei ein zumindest einen (insbesondere translatorischen oder rotatorischen) ersten Freiheitsgrad umfassendes bewegliches Einbauteil in einem Kraftfahrzeugmodell montiert wird, und wobei ein Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystem festgelegt wird, das eine erste Achse/Koordinate umfasst, die entlang dem zumindest (insbesondere translatorischen oder rotatorischen) ersten Freiheitsgrad verläuft. Das bewegliche Einbauteil kann zumindest einen (insbesondere translatorischen oder rotatorischen) zweiten Freiheitsgrad umfassen. Das bewegliche Einbauteil kann zumindest einen (insbesondere translatorischen oder rotatorischen) dritten Freiheitsgrad umfassen.
-
Ein bewegliches Einbauteil eines Kraftfahrzeugs ist im Sinne der Erfindung ein im Kraftfahrzeug verbautes Teil, dessen Lage durch einen Fahrgast bei bestimmungsgemäßen Betrieb (des Kraftfahrzeugs) einstellbar ist. Ein bewegliches Einbauteil eines Kraftfahrzeugs im Sinne der Erfindung kann zum Beispiel ein Sitz, eine Lenksäule bzw. ein Lenkrad, eine Kopfstütze und/oder eine Sitzlehne sein. Ein Kraftfahrzeugmodell im Sinne der Erfindung ist zum Beispiel eine Sitzkiste. Ein Kraftfahrzeugmodell im Sinne der Erfindung kann auch ein Prototyp einer Karosserie sein. Ein Kraftfahrzeugmodell im Sinne der Erfindung kann eine Fahrzeugkarosserie oder ein Teil einer Fahrzeugkarosserie sein. Ein Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystem ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Koordinatensystem, das dem Kraftfahrzeugmodell zugeordnet ist bzw. "fest mit diesem verbunden" ist. Ein Verstellfeld im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere die Lage aller möglichen Positionen eines beweglichen Einbauteils eines Kraftfahrzeugs. Ein Freiheitsgrad eines beweglichen Einbauteils ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine unabhängige Bewegungsmöglichkeit des beweglichen Einbauteils. Ein Freiheitsgrad eines beweglichen Einbauteils ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine unabhängige translatorische Bewegungsmöglichkeit des beweglichen Einbauteils.
-
Wenn das bewegliche Einbauteil ein Fahrzeugsitz ist, ist insbesondere vorgesehen, dass die erste Achse/Koordinate der Verschiebungsrichtung der Sitzschiene des Fahrzeugsitzes folgt.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird eine zweite Achse/Koordinate des Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystems orthogonal zur ersten Achse/Koordinate festgelegt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird eine dritte Achse/Koordinate des Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystems orthogonal zur ersten Achse/Koordinate und orthogonal zur zweiten Achse/Koordinate festgelegt.
-
In alternativer Ausgestaltung wird eine zweite Achse/Koordinate des Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystems derart festgelegt, dass sie entlang dem zumindest (insbesondere translatorischen oder rotatorischen) zweiten Freiheitsgrad verläuft. In alternativer Ausgestaltung wird eine dritte Achse/Koordinate des Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystems derart festgelegt, dass sie entlang dem zumindest (insbesondere translatorischen oder rotatorischen) dritten Freiheitsgrad verläuft.
-
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Ursprung des Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystems in einen Anschlag für eine Bewegung des beweglichen Einbauteils entlang des zumindest (insbesondere translatorischen) ersten Freiheitsgrades gelegt. Ein Anschlag für eine Bewegung eines beweglichen Einbauteils ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Extremposition des beweglichen Einbauteils bzw. der Endpunkt einer möglichen Bewegung des beweglichen Einbauteils bzw. ein Punkt auf dem Rand des Verstellfeldes des beweglichen Einbauteils.
-
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Position des beweglichen Einbauteils im Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystem, insbesondere berührungslos, mittels eines Positionserfassungssystems gemessen. Ein Positionserfassungssystem im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Echtzeit-Positionserfassungssystem. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Position des beweglichen Einbauteils im Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystem optisch mittels des oder eines Positionserfassungssystems gemessen. Es kann jedoch auch ein akustisches, ein magnetisches, ein inertiales oder ein hybrides Messsystem zum Einsatz kommen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das bewegliche Einbauteil mit einer Mehrzahl mittels des Positionserfassungssystems erfassbarer Markierungen versehen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Kraftfahrzeugmodell mit einer Mehrzahl mittels des Positionserfassungssystems erfassbarer Markierungen versehen. Eine Mehrzahl mittels des Positionserfassungssystems erfassbarer Markierungen ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Gruppe von Markierungen mittels der eine Bewegung oder Ausrichtung eines beweglichen Einbauteils bzw. eines Kraftfahrzeugmodells, insbesondere in sechs Freiheitsgraden, ermittelt werden kann.
-
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird ein Einbauteil-Koordinatensystem festgelegt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Bewegung des beweglichen Einbauteils als Bewegung des Einbauteil-Koordinatensystems im Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystem oder als Differenz der beiden Koordinatensysteme ermittelt bzw. ausgegeben wird.
-
Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor beschränkt.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Durchführung eines unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Verfahrens zur Erfassung eines genutzten Bereiches eines Verstellfeldes eines beweglichen Einbauteils eines Kraftfahrzeuges bzw. zur Erfassung einer Einstellung eines beweglichen Einbauteils eines Kraftfahrzeuges durch einen Probanden,
-
2 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Erfassung eines genutzten Bereiches eines Verstellfeldes eines beweglichen Einbauteils eines Kraftfahrzeuges bzw. zur Erfassung einer Einstellung eines beweglichen Einbauteils eines Kraftfahrzeuges durch einen Probanden,
-
3 eine Karosserie bzw. ein Karosserieteil als Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugmodells mit einem Fahrzeugsitz 40 als Ausführungsbeispiel eines beweglichen Einbauteils,
-
4 den Fahrzeugsitz gemäß 3 in seiner Ausgangsposition,
-
5 den Fahrzeugsitz gemäß 3 nach einer Verschiebung entlang seiner Sitzschiene,
-
6 Fahrzeugsitz gemäß 3 in seiner Ausgangsposition und
-
7 den Fahrzeugsitz gemäß 3 nach einer Höhenverstellung.
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Durchführung eines unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Verfahrens zur Erfassung eines genutzten Bereiches eines Verstellfeldes eines beweglichen Einbauteils eines Kraftfahrzeuges bzw. zur Erfassung einer Einstellung eines beweglichen Einbauteils eines Kraftfahrzeuges durch einen Probanden. Das in 1 dargestellte System weist eine Recheneinrichtung 1 und ein optisches Sensorsystem mit zumindest drei als optische Aufnehmer 6, 7 und 8, zum Beispiel Laserscanner oder Kameras, ausgestaltete Sensoren auf. Es kann alternativ auch ein 1-Kamera-System mit entsprechendem Marker (z.B. metaio-Marker) verwendet werden. Die optischen Aufnehmer 6, 7 und 8 sind auf eine Fahrzeugattrappe 2, eine sogenannte Sitzkiste, ausgerichtet. Mittels der Recheneinrichtung 1 werden die Ausgangssignale der optischen Aufnehmer 6, 7 und 8 ausgewertet. Der Recheneinrichtung 1 ist zudem ein Display 15 zugeordnet. Die optischen Aufnehmer 6, 7 und 8, die Recheneinrichtung 1 und das Display 15 bilden zusammen ein Positionserfassungssystem, insbesondere ein Ausführungsbeispiel für ein Positionserfassungssystem im Sinne der Ansprüche. Die Fahrzeugattrappe 2 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel Sitze 3 und 4 sowie ein Lenkrad 5 auf. Auf dem Sitz 4 ist ein Proband 10 platziert.
-
Das in 2 dargestellte Verfahren wird im Folgenden anhand der in 3, 4, 5, 6 und 7 dargestellten Beispiele eines der Fahrzeugattrappe 2 entsprechenden Kraftfahrzeugmodells 20 (Karosserie(teil)) mit einem dem Sitz 4 entsprechenden Fahrzeugsitz 40 als Beispiel eines beweglichen Einbauteils erläutert. Dabei werden in einem Schritt 31 von den optischen Aufnehmern 6, 7 und 8 erfassbare Markierungen 22, 23, 24, 25 und 26 an dem Kraftfahrzeugmodell 20 angebracht. Zudem werden mittels der optischen Aufnehmer 6, 7 und 8 erkennbare Markierungen 42, 43, 44 und 45 an dem Fahrzeugsitz 40 angebracht. Mittels der Markierungen 22, 23, 24, 25 und 26 bzw. 42, 43, 44 und 45 sind mittels der Recheneinrichtung 1 die Positionen bzw. Lagen von Kraftfahrzeugmodell 20 und Fahrzeugsitz 40 in sechs Freiheitsgraden ermittelbar.
-
Dem Schritt 31 folgt ein Kalibrierungsschritt 32. Dabei wird ein Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystem 21 mit seinen Achsen 2x, 2y und 2z derart festgelegt, dass die Achsen 2x, 2y, 2z zumindest teilweise den Freiheitsgraden des Fahrzeugsitzes 40 entsprechen. Dabei entspricht die Achse 2x dem Verlauf einer Sitzschiene des Fahrzeugsitzes 40, die Achse 2y ist die Hochachse, und die Achse 2z ist senkrecht zur Achse 2x sowie zur Achse 2y. Zudem wird der Ursprung des Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystems 21 festgelegt. Dabei wird der Ursprung des Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystems 21 insbesondere einer Extremposition des Fahrzeugsitzes 40 zugeordnet, vorteilhafterweise der Position „hinten-unten" des Fahrzeugsitzes 40.
-
In ergänzender bzw. alternativer Ausgestaltung werden drei Punkte zur Festlegung des Koordinatenursprungs des Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystems 21 mit dem Positionserfassungssystem ermittelt, zum Beispiel durch Antasten mit einem geeigneten Taster. Die drei Punkte sind der Nullpunkt ("hinten-unten"), ein Punkt auf der (insbesondere der Sitzschiene folgenden) Achse 2x und ein Punkt („Punkt 3“) in der Ebene, die durch die Achse 2x und die Achse 2y aufgespannt wird. Die Achse 2y wird dann als rechtwinklig auf der Achse 2x stehende Achse durch „Punkt 3“ definiert. Die Achse 2z wird als senkrecht auf der Achse 2x und der Achse 2y stehende Achse definiert.
-
Dem Schritt 32 folgt ein Schritt 33, in dem ein Proband auf dem Fahrzeugsitz 40 Platz nimmt und seine gewünschte Position des Fahrzeugsitzes 40 einstellt. Anschließend wird in einem Schritt 34 die eingestellte Position des Fahrzeugsitzes 40 als Verschiebung des Ursprungs des Fahrzeugsitz-Koordinatensystems 41 im Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystem 21 ermittelt und mittels des Displays 15 des Positionserfassungssystems angezeigt bzw. ausgegeben.
-
4 und 6 zeigen jeweils den Fahrzeugsitz 40 in seiner Ausgangsposition. 5 zeigt den Fahrzeugsitz 40 nach einer Verschiebung entlang der Sitzschiene des Fahrzeugsitzes 40. 7 zeigt den Fahrzeugsitz 40 nach einer Höhenverstellung. Beide Bewegungen werden als Positionsänderungen im Kraftfahrzeugmodell-Koordinatensystem 21 erkannt und ausgegeben.
-
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
-
- US 5774969 [0002]
- US 6371766 B1 [0002]
- US 7447616 B2 [0002]
- DE 10325120 A1 [0002]
