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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch eine Vorrichtung zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeugsitze bekannt, welche bei einem Heckunfall den Insassen vor Verletzungen im Nackenbereich, insbesondere vor einem Schleudertrauma, bewahren sollen. Bei einem Heckunfall besteht eine erhöhte Gefahr, dass der Insasse ein Schleudertrauma erleidet und wochenlang Schmerzen hat bzw. beruflich ausfällt. Der Fahrzeugsitz kann beispielsweise einen Widerhalter aufweisen, welcher bei einem Heckunfall kontrolliert die Sitzlehne kippen lässt und dabei Energie absorbiert. Dadurch werden die wirkenden Kräfte auf den Insassen reduziert. Zudem können die Fahrzeugsitze aktive Kopfstützen umfassen, welche bei einem Heckunfall automatisch in Richtung Kopf des jeweiligen Insassen bewegt werden, wenn der Insasse die Kopfstütze weit vom Kopf entfernt eingestellt hat. Durch den verringerten Abstand von Kopf zu Kopfstütze kann das Risiko eines Schleudertraumas reduziert werden.
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Aus der
DE 10 2016 215 805 A1 sind ein Verfahren und ein Steuergerät zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an einen Betriebsmodus des Fahrzeugs bekannt. Hierbei wird in einem Schritt des Begrenzens ein Begrenzungssignal für einen Aktor zumindest eines Elements eines Sitzes des Fahrzeugs und/oder eines Lenkrads des Fahrzeugs bereitgestellt, um einen erlaubten Positionsbereich des Elements zu begrenzen, wenn ein zumindest assistierter Betriebsmodus des Fahrzeugs aktiviert wird. Dadurch wird die Abweichung einer bequemen Komfortsitzposition von einer Normalposition begrenzt, indem ein möglicher Bewegungsumfang des Sitzes eingeschränkt wird, solange das Fahrzeug assistiert, teilautomatisiert, automatisiert, teilautonom oder autonom betrieben wird.
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Aus der
DE 103 03 148 A1 sind ein Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Unfallwahrscheinlichkeit eines Fahrzeugs bekannt. Hierbei wird die Unfallwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von einem Ortungssignal einer Ortungsvorrichtung bestimmt. Weitere Sensorsignale können zur Bestimmung der Unfallwahrscheinlichkeit berücksichtigt werden. In Abhängigkeit von der Unfallwahrscheinlichkeit kann ein Rückhaltesystem und/oder eine Fahrdynamikregelung zur Prävention von Gefahrensituationen angesteuert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Das Verfahren zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und die Vorrichtung zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 8 haben jeweils den Vorteil, dass die Insassen insbesondere bei Fahrzeugen mit assistierten, teilautomatisierten, automatisierten, teilautonomen und/oder autonomen Fahrfunktionen mehr Freiheiten bei ihren Sitzpositionen haben und trotzdem bei einem Heckunfall durch mindestens eine Sicherheitsposition vor einer Hals- und/oder Nackenverletzung, insbesondere vor einem Schleudertraum geschützt werden. In Fahrzeugen mit assistierten, teilautomatisierten, automatisierten, teilautonomen und/oder autonomen Fahrfunktionen ist es mögliche in Abhängigkeit von der Betriebsart des Fahrzeugs neue Sitzpositionen, wie beispielsweise eine Komfortposition, in welcher eine Sitzlehne des Fahrzeugsitzes aus der aufrechten (90°) Position nach hinten geneigt ist und einen Winkel zwischen 100° und 120° aufweist, oder eine Liegeposition einzunehmen, in welcher die Sitzlehne aus der aufrechten (90°) Position sehr weit (über 130°) nach hinten geneigt ist. Dadurch kann der Insasse eine bequemere Sitzposition einnehmen. Hierbei kann es sein, dass der Insasse beispielsweise aufrecht sitzt, der Fahrzeugsitz sich aber noch in der Komfortposition oder Liegeposition verbleibt. Bei einem Heckunfall hat der Insasse dann keinen Rückhalt und es besteht die Gefahr einer Hals- und/oder Nackenverletzung. Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen eine optimale Behandlung von drohenden Heckunfallszenarien und damit eine Reduzierung von Hals- und/oder Nackenverletzungen. Dies ist besonderes für Fahrzeuge mit assistierten, teilautomatisierten, automatisierten, teilautonomen und/oder autonomen Fahrfunktionen von Vorteil, da für diese Fahrzeuge das Risiko für einen Frontalunfall reduziert ist, aber solange noch viele Verkehrsteilnehmer ohne diese Fahrfunktionen unterwegs sind, das Risiko für einen Heckunfall erhöht ist.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko zur Verfügung. Hierbei wird das Unfallrisiko in Abhängigkeit von Karteninformationen, welche auf Heckunfälle bezogene Unfallschwerpunkte umfassen, und von Umfeldinformationen und von Betriebsdaten des Fahrzeugs ermittelt und bewertet, wobei die Sitzposition des Insassen über mindestens ein verstellbares Sitzelement eines Fahrzeugsitzes vorgegeben wird. Das Unfallrisiko wird zur Erkennung eines bevorstehenden Heckunfalls bewertet, wobei das Unfallrisiko eines bevorstehenden Heckunfalls in verschiedene Stufen eingeteilt wird. Das mindestens eine Sitzelement ist in Abhängigkeit der eingeteilten Stufe in mindestens eine Sicherheitsposition verstellbar, wobei in der mindestens einen Sicherheitsposition eine Wahrscheinlichkeit reduziert ist, dass der Insasse eine Hals- und/oder Nackenverletzung erleidet.
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Zudem wird eine Vorrichtung zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko, mit einer Auswerte- und Steuereinheit, welche eingerichtet ist, um das Verfahren zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko auszuführen, mindestens einem internen Speicher, mindestens einer internen Sensoreinheit und einem aktiven Fahrzeugsitz vorgeschlagen, welcher mindestens ein verstellbares Sitzelement umfasst. Die Auswerte- und Steuereinheit bewertet das Unfallrisiko in Abhängigkeit von Karteninformationen, welche auf Heckunfälle bezogene Unfallschwerpunkte umfassen, und von Umfeldinformationen und von Betriebsdaten des Fahrzeugs. Zudem gibt die Auswerte- und Steuereinheit die Sitzposition des Insassen über das mindestens eine verstellbare Sitzelement des Fahrzeugsitzes vor, welches mittels mindestens einem Aktor verstellbar ist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit das Unfallrisiko zur Erkennung eines bevorstehenden Heckunfalls bewertet und das Unfallrisiko eines bevorstehenden Heckunfalls in verschiedene Stufen einteilt. In Abhängigkeit der eingeteilten Stufe ist das mindestens eine Sitzelement durch die Auswerte- und Steuereinheit mittels des mindestens einen Aktors in mindestens eine Sicherheitsposition verstellbar, wobei in der mindestens einen Sicherheitsposition eine Wahrscheinlichkeit reduziert ist, dass der Insasse eine Hals- und/oder Nackenverletzung erleidet.
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Ausführungsformen der Erfindung nutzen in vorteilhafter Weise Karteninformationen, welche auf Heckunfälle bezogene Unfallschwerpunkte umfassen. Diese Unfallschwerpunkte können in Abhängigkeit von der aktuellen Position des Fahrzeugs bei der Bewertung des Unfallrisikos ausgewertet werden. So kann das mindestens eine verstellbare Sitzelement in eine vorgegebene Sicherheitsposition verstellt werden, wenn sich das Fahrzeug einem bekannten bzw. voraussichtlichen Unfallschwerpunkt nähert, bei dem die Gefahr eines Heckunfalls besteht. Die Erstellung einer digitalen Karte mit auf Heckunfälle bezogenen Unfallschwerpunkten kann beispielsweise offline oder online durch Auswertung einer Stra-ßengeometrie des Unfallschwerpunkts. In manchen Fällen kann man davon ausgehen, dass ein Heckunfall unwahrscheinlich ist. Zudem können im Fahrzeug Regeln hinterlegt werden, wie digitale Karten mit Unfallschwerpunkten online analysiert werden können, beispielsweise auf Basis von GIDAS-Unfalldatenbank-Einträgen (GIDAS: German In-Depth Accident Study) und/oder auf Basis von Einträgen in anderen geeigneten Unfalldatenbanken im Vergleich zu Straßengeometrie und Umweltverhältnisse (Verkehr, Wetter, Tageszeit usw.). Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn diese Informationen bereits vorbereitet von einer Zentrale bzw. einem Server zur Verfügung gestellt werden, da dadurch der Rechenaufwand im Fahrzeug sinkt und beispielsweise im Fahrzeug nur eine Unfalldatenbank mit aktuellen Unfallschwerpunkten bereitgestellt wird. So kann beispielsweise eine Unfallrisikokarte erzeugt werden, welche auf Basis von realen Unfällen und Bremsvorgängen aufgebaut wird. Zudem können die Karteninformationen auch mit Umfeldinformationen, welche Verkehrszeichen, Fahrzeugumfeld, Wetterbedingungen, andere Verkehrsteilnehmer usw. umfassen, und mit Betriebsdaten des Fahrzeugs, welche Geschwindigkeit, Beschleunigung usw. umfassen, abgeglichen werden, um da mindestens eine Sitzelement gezielt verstellen zu können. Heckunfälle passieren in der Regel nur, wenn hinter dem Fahrzeug ein anderes Fahrzeug fährt, das auf das Fahrzeug auffahren kann. Das bedeutet, dass durch den Abgleich der Unfallrisikokarte mit den Umfeldinformationen, welche insbesondere von einer rückwärts gerichteten Umfeldsensoreinheit erfasst werden können, unnötige Verstellvorgänge des mindestens einen Sitzelements vermieden werden können. Die Umfeldsensoreinheit ist beispielsweise als Radar-, Lidar- oder Kamerasensoreinheit ausgeführt. Die Verstellung des Fahrzeugsitzes in mindestens eine Sicherheitsposition kann beispielsweise einer Sichtweite der Umfeldsensoreinheit und von einer Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs und eines nachfolgenden Fahrzeugs abhängig gemacht werden.
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Unter einem Insassen eines Fahrzeugs kann ein Fahrer des Fahrzeugs oder ein Mitfahrer des Fahrzeugs verstanden werden. Bei Fahrzeugen mit assistierten, teilautomatisierten, automatisierten, teilautonomen und/oder autonomen Fahrfunktionen steigt ein Anteil automatisierter Fahrzeugfunktionen von einer manuellen Betriebsart über eine assistierte Betriebsart, eine teilautonome Betriebsart bis zu einer autonomen Betriebsart an. Unter einer teilautonomen Betriebsart kann auch eine teilautomatisierte Betriebsart verstanden werden. Beispielsweise können im Fahrzeug in der teilautomatisierten Betriebsart Fahrassistenzsysteme zur Längsführung und/oder Querführung aktiviert sein, wobei der Fahrer jederzeit die Kontrolle übernehmen kann. Unter einer autonomen Betriebsart kann auch eine automatisierte Betriebsart verstanden werden. Unter einer automatisierten Betriebsart können sowohl eine hochautomatisierte Betriebsart als auch eine vollautomatisierte Betriebsart verstanden werden.
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Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Steuergerät, verstanden werden, welches erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Hierzu kann die Auswerte- und Steuereinheit zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die mindestens eine Schnittstelle kann hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung des Verfahrens zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko und der im unabhängigen Patentanspruch 8 angegebenen Vorrichtung zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, dass eine Sitzlehne des Fahrzeugsitzes bei der Verstellung in die Sicherheitsposition in Richtung des Insassen bewegt werden kann, um den Abstand zwischen einem Rücken des Insassen und der Sitzlehne zu reduzieren. Zudem kann eine Kopfstütze des Fahrzeugsitzes bei der Verstellung in die Sicherheitsposition bis zur Anlage in Richtung des Kopfes des Insassen bewegt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann in einer ersten Stufe, in welcher das Unfallrisiko eines Heckunfalls unter einem ersten Wahrscheinlichkeitsschwellwert liegt, keine Verstellung des mindestens einen verstellbaren Sitzelements des Fahrzeugsitzes vorgenommen werden. In einer zweiten Stufe, in welcher das Unfallrisiko eines Heckunfalls über dem ersten Wahrscheinlichkeitsschwellwert und unter einem zweiten Wahrscheinlichkeitsschwellwert liegt, kann eine Verstellung des mindestens einen verstellbaren Sitzelements des Fahrzeugsitzes so vorgenommen werden, dass der Fahrzeugsitz eine erste Sicherheitsposition aufweist, in welcher ein erster Abstand zwischen der Kopfstütze des Fahrzeugsitzes und dem Kopf des Insassen einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, und ein zweiter Abstand zwischen der Sitzlehne des Fahrzeugsitzes und dem Rücken des Insassen einen vorgegebenen zweiten Schwellwert unterschreitet. In einer dritten Stufe, in welcher das Unfallrisiko eines Heckunfalls über dem zweiten Wahrscheinlichkeitsschwellwert liegt, kann eine Verstellung des mindestens einen verstellbaren Sitzelements des Fahrzeugsitzes so vorgenommen werden, dass der Fahrzeugsitz eine zweite Sicherheitsposition aufweist, in welcher die Kopfstütze des Fahrzeugsitzes am Kopf des Insassen anliegt, und die Sitzlehne des Fahrzeugsitzes am Rücken des Insassen anliegt. So kann bei einer sehr geringen Heckunfallgefahr der ersten Stufe, wenn beispielsweise kein erkannter Unfallschwerpunkt für Heckunfälle und kein sichtbares nachfolgendes Fahrzeug vorliegt, auf eine Verstellung des mindestens einen Sitzelements verzichtet werden. Bei einer mittleren Heckunfallgefahr der zweiten Stufe, wenn beispielsweise ein erkannter Unfallschwerpunkt für Heckunfälle aber kein sichtbares nachfolgendes Fahrzeug oder ein nachfolgendes Fahrzeug mit großem Abstand vorliegt, kann beispielsweise die erste Sicherheitsposition des Fahrzeugsitzes eingestellt werden. Bei einer hohen Heckunfallgefahr der dritten Stufe, wenn beispielsweise ein erkannter Unfallschwerpunkt für Heckunfälle und ein sichtbares nachfolgendes Fahrzeug mit kleinem Abstand vorliegt, kann beispielsweise die zweite Sicherheitsposition des Fahrzeugsitzes eingestellt werden. Idealerweise soll der Insasse nur sehr wenig von der Verstellung des Fahrzeugsitzes mitbekommen und die Verstellung nur dann vorgenommen werden, wenn das Risiko eines Heckunfalls bzw. einer Hals- und/oder Nackenverletzung erhöht ist. Die Rückenlehne und die Kopfstütze sind hier nur beispielhaft genannt. Andere Verstellvorgänge des Fahrzeugsitzes gegebenenfalls unter Mitwirkung eines Sicherheitsgurts sollen nicht ausgeschlossen werden. So kann beispielsweise ein Neigungswinkel eines Sitzkissens des Fahrzeugsitzes bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung bei der Verstellung in die Sicherheitsposition so verändert werden, dass der Insasse in Richtung Sitzlehne gekippt wird. Zudem ist es möglich je nach Risikostufe, welche auch eine Zeitspanne bis zu einem möglichen Heckunfall berücksichtigt, die verschiedenen Sicherheitspositionen unterschiedlich schnell anzufahren.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens können die Umfeldinformationen Verkehrslageinformationen und/oder Wetterinformationen und/oder Tageszeitinformationen und/oder Informationen über nachfolgende Fahrzeuge umfassen. Hierbei können die Karteninformationen und/oder die Umfeldinformationen durch Kommunikation mit mindestens einer fahrzeuginternen Sensoreinheit und/oder mit mindestens einem anderen Verkehrsteilnehmer und/oder mit mindestens einer stationären Einrichtung und/oder mit einer Zentrale zur Verfügung gestellt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung kann das mindestens eine verstellbare Sitzelement ein Sitzkissen und/oder eine Sitzlehne und/oder eine Kopfstütze sein. So kann beispielsweise ein Sitzgestell mit dem Sitzkissen des in einer Fahrzeuglängsrichtung nach vorne und hinten linear bewegt werden, um die Sitzposition des Fahrers an eine Beinlänge des Fahrers anzupassen. Zudem kann das Sitzkissen auf dem Sitzgestell auf und ab bewegt werden, um eine Sitzhöhe an eine Größe des Fahrers anzupassen. Zusätzlich kann ein Winkel des Sitzkissens relativ zu dem Sitzgestell eingestellt werden, um einen Sitzwinkel so anzupassen, dass die Oberschenkel des Fahrers unterstützt werden. Ein Winkel bzw. Neigung der Sitzlehne kann relativ zu dem Sitzgestell angepasst werden, um die Sitzposition an eine Armlänge des Fahrers anzupassen. Die Kopfstütze kann in Höhe und Relativposition zu der Sitzlehne eingestellt werden, um den Kopf des Fahrers nach hinten abzustützen. Hierbei kann mindestens ein erster Aktor eine Position des Sitzkissen in Fahrzeuglängsrichtung oder in Fahrzeughochrichtung oder eine Neigung des Sitzkissens relativ zur Fahrzeuglängsrichtung einstellen. Zudem kann mindestens ein zweiter Aktor eine Neigung der Sitzlehne bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung einstellen. Mindesten ein dritter Aktor kann eine Position der Kopfstütze in Fahrzeughochrichtung oder in Fahrzeuglängsrichtung oder eine Neigung der Kopfstütze bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung einstellen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Auswerte- und Steuereinheit die Karteninformationen aus einer Unfalldatenbank erhalten, welche in dem mindestens einen internen Speicher oder in einem Speicher einer Zentrale abgelegt ist. Hierbei kann die Auswerte- und Steuereinheit über eine korrespondierende Kommunikationsverbindung mit der Zentrale kommunizieren. Zudem kann die Auswerte- und Steuereinheit Umfeldinformationen und Betriebsdaten des Fahrzeugs von der mindestens einen internen Sensoreinheit empfangen. Zusätzlich kann die mindestens eine interne Sensoreinheit eine Innenraumsensorik umfassen, welche eine Position von mindestens einem Insassen bestimmt. Die Positionen der einzelnen Insassen können dann bei der Bewertung des Unfallrisiko eines Heckunfalls für den jeweiligen Insassen berücksichtigt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Auswerte- und Steuereinheit zusätzlich Umfeldinformationen über korrespondierende Kommunikationsverbindungen von anderen Verkehrsteilnehmern oder stationären Einrichtungen empfangen.
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Bei der Bewertung des Unfallrisikos eines Heckunfalls kann beispielsweise abgeschätzt werden, wie hoch eine mögliche Aufprallgeschwindigkeit bzw. Relativgeschwindigkeit beim Heckunfall voraussichtlich sein wird. Dann kann die Verstellung des Fahrzeugsitzes in mindestens eine Sicherheitsposition vorgenommen werden, wenn die Relativgeschwindigkeit in einem für die Hals- und/oder Nackenverletzung bzw. das Schleudertrauma relevanten Relativgeschwindigkeitsbereich ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Verstellung des Fahrzeugsitzes in mindestens eine Sicherheitsposition nur dann erfolgt, wenn die Gefahr einer Hals- und/oder Nackenverletzung bzw. eines Schleudertraumas besteht. Besteht keine Gefahr für eine Hals- und/oder Nackenverletzung bzw. ein Schleudertraum kann auf die Verstellung des Fahrzeugsitzes in mindestens eine Sicherheitsposition verzichtet werden, wodurch der Insasse möglichst wenig gestört wird. Ein unmittelbar mit sehr geringem Abstand fahrendes nachfolgendes Fahrzeug kann beispielsweise beim Bremsen des Fahrzeugs nur wenig Relativgeschwindigkeit aufbauen, sodass das Risiko einer Hals- und/oder Nackenverletzung bzw. eines Schleudertraumas gering ist und auf eine Verstellung des Fahrzeugsitzes in mindestens eine Sicherheitsposition verzichtet werden kann. Bei weit nach hinten einsehbarer Strecke und fehlendem nachfolgenden Fahrzeug kann ebenfalls auf eine sofortige Verstellung des Fahrzeugsitzes in mindestens eine Sicherheitsposition verzichtet werden, da ein auftauchendes nachfolgendes Fahrzeug eine so hohe Geschwindigkeit haben müsste, um schneller zu sein als das Erreichen der mindestens einen Sicherheitsposition.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko.
- 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen eines Fahrzeugs an ein Unfallrisiko.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Verstellung eines Fahrzeugsitzes in eine erste Sicherheitsposition.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Verstellung eines Fahrzeugsitzes in eine zweite Sicherheitsposition.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen 4 eines Fahrzeugs 20 an ein Unfallrisiko eine Auswerte- und Steuereinheit 14, mindestens einen internen Speicher 16, mindestens eine interne Sensoreinheit 12 und einen aktiven Fahrzeugsitz 20, welcher mindestens ein verstellbares Sitzelement 22 umfasst. Die Auswerte- und Steuereinheit 14 bewertet das Unfallrisiko in Abhängigkeit von Karteninformationen, welche auf Heckunfälle bezogene Unfallschwerpunkte umfassen, und von Umfeldinformationen und von Betriebsdaten des Fahrzeugs 1. Hierbei gibt die Auswerte- und Steuereinheit 14 die Sitzposition des Insassen 4 über das mindestens eine verstellbare Sitzelement 22 des Fahrzeugsitzes 20 vor, welches mittels mindestens einem Aktor 24 verstellbar ist. Die Auswerte- und Steuereinheit 14 bewertet das Unfallrisiko zur Erkennung eines bevorstehenden Heckunfalls und teilt das Unfallrisiko eines bevorstehenden Heckunfalls in verschiedene Stufen ein, wobei das mindestens eine Sitzelement 22 in Abhängigkeit der eingeteilten Stufe durch die Auswerte- und Steuereinheit 14 mittels des mindestens einen Aktors 24 in mindestens eine Sicherheitsposition verstellbar ist. In der mindestens einen Sicherheitsposition ist eine Wahrscheinlichkeit reduziert, dass der Insasse 4 eine Hals- und/oder Nackenverletzung bzw. ein Schleudertrauma erleidet.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist beispielhaft nur ein Fahrzeugsitz 7 dargestellt, wobei zumindest die Fahrzeugsitze 7 in einer Frontreihe des Fahrzeugs 1 mindestens ein verstellbares Sitzelement 22 aufweisen. Vorzugsweise sind alle Fahrzeugsitze 7 des Fahrzeugs 1 mit mindestens einem verstellbaren Sitzelement 22 ausgeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Fahrzeugsitz 7 ein als Sitzkissen 22A ausgeführtes erstes verstellbares Sitzelement 22, ein als Sitzlehne 22B ausgeführtes zweites verstellbares Sitzelement 22 und ein als Kopfstütze 22C ausgeführtes drittes verstellbares Sitzelement 22. Hierbei stellt mindestens ein erster Aktor 24A eine Position des Sitzkissens 22A in Fahrzeuglängsrichtung x oder in Fahrzeughochrichtung z oder eine Neigung des Sitzkissens 22B relativ zur Fahrzeuglängsrichtung x ein. Mindestens ein zweiter Aktor 24B stellt eine Neigung der Sitzlehne 22B bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung x ein. Mindesten ein dritter Aktor 24C stellt eine Position der Kopfstütze 22C in Fahrzeughochrichtung z oder in Fahrzeuglängsrichtung x oder eine Neigung der Kopfstütze 22C bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung x ein. Die Aktoren23 können beispielsweise als Elektromotor oder als Pneumatikzylinder oder als Hydraulikzylinder ausgeführt werden.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist entnimmt die Auswerte- und Steuereinheit 14 die Karteninformationen aus einer in dem mindestens einem Speicher 12 abgelegten Unfalldatenbank 16.1. Zusätzlich empfängt die Auswerte- und Steuereinheit 14 im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine korrespondierende Kommunikationsverbindung Karteninformationen von einer Unfalldatenbank 16.1, welche in einem Speicher 3.1 einer Zentrale 3 gespeichert ist. Zum Aufbau der Kommunikationsverbindung umfasst die Vorrichtung 10 zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen 4 eines Fahrzeugs 20 an ein Unfallrisiko im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kommunikationseinheit 9. In den Unfalldatenbanken 16.1 sind vorzugsweise Unfallrisikokarten gespeichert, an Hand derer Unfallschwerpunkte für Heckunfälle herausgesucht werden können. Unfallschwerpunkte für Heckunfälle können beispielsweise durch Auswertung Stra-ßengeometrie erkannt werden. So ergibt sich beispielsweise an T-Kreuzungen ein erhöhtes Unfallrisiko für Heckunfälle. Bei anderen Straßengeometrien, wie beispielsweise an seitlichen Einmündungen, ist ein Heckunfall eher unwahrscheinlich. Die Auswertung der Straßengeometrien zur Erkennung von Unfallschwerpunkten für Heckunfälle erfolgt vorzugsweise offline. Diese Unfallschwerpunkte für Heckunfälle werden dann vorab in die Unfalldatenbank 16.1 eingetragen und beispielsweise als Unfallrisikokarte der Auswerte- und Steuereinheit 14 zur Verfügung gestellt.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist eine erste interne Sensoreinheit 12 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Umfeldsensoreinheit 12A ausgeführt und erfasst Informationen über das Fahrzeugumfeld, wie beispielsweise Verkehrslageinformationen, Wetterinformationen, Informationen über nachfolgende Fahrzeuge, Verkehrszeichen usw. Die Informationen über nachfolgende Fahrzeuge können beispielsweise über ein nach hinten gerichtetes Abstandsmesssystem ermittelt werden, welches beispielsweise als Lidarsystem oder Radarsystem oder Kamerasystem ausgeführt ist. Die Verkehrslageinformationen können beispielsweise durch Auswerten der im Umfeld des Fahrzeugs 1 erfassten anderen Verkehrsteilnehmer 1A ermittelt oder durch Auswerten von Verkehrsmeldungen erzeugt werden. Eine zweite interne Sensoreinheit 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Innenraumsensoreinheit 12B ausgeführt und erfasst eine Position von Insassen 4, aus welcher ein Abstand des Kopfs 5 des Insassen 4 von einer korrespondierenden Kopfstütze 22C und/oder ein Abstand des Rückens 7 des Insassen 4 von einer Sitzlehne 22B bestimmt werden kann. Die Innenraumsensoreinheit 12B kann beispielsweise als Ultraschall- oder Infrarotabstandsmesssystem oder als Kamerasystem ausgeführt werden. Eine dritte interne Sensoreinheit 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Betriebsdatensensoreinheit 12C ausgeführt und erfasst beispielsweise eine aktuelle Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs 1, Uhrzeit usw.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, empfängt die Auswerte- und Steuereinheit 14 im dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzliche Umfeldinformationen über die Kommunikationseinheit 9 und korrespondierende Kommunikationsverbindungen von anderen Verkehrsteilnehmern 1A oder stationären Einrichtungen 2.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Anpassen einer Sitzposition eines Insassen 4 eines Fahrzeugs 1 an ein Unfallrisiko in einem Schritt S100 das Unfallrisiko in Abhängigkeit von Karteninformationen, welche auf Heckunfälle bezogene Unfallschwerpunkte umfassen, und Umfeldinformationen und Betriebsdaten des Fahrzeugs 1 ermittelt und im Schritt S110 bewertet, wobei das Unfallrisiko im Schritt S110 zur Erkennung eines bevorstehenden Heckunfalls bewertet wird. Das Unfallrisiko eines bevorstehenden Heckunfalls wird im Schritt S120 in verschiedene Stufen eingeteilt, wobei die Sitzposition des Insassen 4 über mindestens ein verstellbares Sitzelement 22 eines Fahrzeugsitzes 20 vorgegeben wird. Das mindestens eine Sitzelement 22 ist im Schritt S130 in Abhängigkeit der eingeteilten Stufe in mindestens eine Sicherheitsposition verstellbar, wobei in der mindestens einen Sicherheitsposition eine Wahrscheinlichkeit reduziert ist, dass der Insasse 4 eine Hals- und/oder Nackenverletzung erleidet.
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Wie aus 3 und 4 weiter ersichtlich ist, wird bei der Verstellung in die Sicherheitsposition die Sitzlehne 22B des Fahrzeugsitzes 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel in Richtung des Insassen 4 bewegt, um den Abstand zwischen einem Rücken 7 des Insassen 4 und der Sitzlehne 22B zu reduzieren. Zudem wird die Kopfstütze 22C des Fahrzeugsitzes 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel bei der Verstellung in die Sicherheitsposition bis zur Anlage in Richtung des Kopfes 5 des Insassen 4 bewegt. Zudem kann ein Neigungswinkel des Sitzkissens 22A des Fahrzeugsitzes 20 bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung x bei der Verstellung in die Sicherheitsposition im dargestellten Ausführungsbeispiel so verändert werden, dass der Insasse 4 in Richtung Sitzlehne 22B gekippt wird.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird in einer ersten Stufe, in welcher das Unfallrisiko eines Heckunfalls unter einem ersten Wahrscheinlichkeitsschwellwert liegt, keine Verstellung des mindestens einen verstellbaren Sitzelements 22 des Fahrzeugsitzes 20 vorgenommen. In einer zweiten Stufe, in welcher das Unfallrisiko eines Heckunfalls über dem ersten Wahrscheinlichkeitsschwellwert und unter einem zweiten Wahrscheinlichkeitsschwellwert liegt, wird eine Verstellung des mindestens einen verstellbaren Sitzelements 22 des Fahrzeugsitzes 20 so vorgenommen, dass der Fahrzeugsitz 20 eine erste Sicherheitsposition aufweist, in welcher ein erster Abstand zwischen der Kopfstütze 22C des Fahrzeugsitzes 20 und dem Kopf 5 des Insassen 4 einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, und ein zweiter Abstand zwischen der Sitzlehne 22B des Fahrzeugsitzes 20 und dem Rücken 7 des Insassen 4 einen vorgegebenen zweiten Schwellwert unterschreitet.
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3 und 4 zeigen jeweils die erste Sicherheitsposition, in welcher die Sitzlehne 22B und die Kopfstütze 22C des Fahrzeugsitzes 20 in der Ausgangslage weiter nach hinten gestellt sind als die Sitzposition des Insassen 4. Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, sitzt der Insasse 4 aufrecht und weist in der dargestellten Ausgangslage des Fahrzeugsitzes 20, dessen Sitzlehne 22B einen Neigungswinkel von ca. 120° zur Fahrzeuglängsachse x aufweist, einen großen Abstand zur Sitzlehne 22B und zur Kopfstütze 22C auf. In der in 3 gestrichelt dargestellten ersten Sicherheitsposition ist die Sitzlehne 22B des Fahrzeugsitzes 20 senkrecht zur Fahrzeuglängsachse x aufgerichtet, wobei der zweite Abstand zwischen der Sitzlehne 22B des Fahrzeugsitzes 20 und dem Rücken 7 des Insassen 4 den vorgegebenen zweiten Schwellwert unterschreitet. Zudem unterschreitet der erste Abstand zwischen der Kopfstütze 22C des Fahrzeugsitzes 20 und dem Kopf 5 des Insassen 4 den vorgegebenen ersten Schwellwert. Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, ist der Insasse 4 nach vorne gebeugt und weist in der dargestellten Ausgangslage des senkrecht zur Fahrzeuglängsachse x aufgerichteten Fahrzeugsitzes 20 einen großen Abstand zur Sitzlehne 22B und zur Kopfstütze 22C auf. In der in 4 gestrichelt dargestellten ersten Sicherheitsposition weist die Sitzlehne 22B des Fahrzeugsitzes 20 einen Neigungswinkel von ca. 60° zur Fahrzeuglängsachse x auf, wobei der zweite Abstand zwischen der Sitzlehne 22B des Fahrzeugsitzes 20 und dem Rücken 7 des Insassen 4 den vorgegebenen zweiten Schwellwert unterschreitet. Zudem unterschreitet der erste Abstand zwischen der Kopfstütze 22C des Fahrzeugsitzes 20 und dem Kopf 5 des Insassen 4 den vorgegebenen ersten Schwellwert. In der schematischen Darstellung der ersten Sicherheitsposition in 4 soll gezeigt werden, dass die Sitzlehne 22B und die Kopfstütze 22C des Fahrzeugsitzes 20 prinzipiell auch in eine Sicherheitsposition verstellt werden können, in welcher die Sitzlehne 22B und die Kopfstütze 22C des Fahrzeugsitzes 20 einen kleineren Neigungswinkel als 90° zur Fahrzeuglängsachse x aufweisen. Hierbei wird die Verstellung in eine solche Sicherheitsposition nur vorgenommen, wenn sich biomechanische vorteilhafte Wechselwirkungen ergeben und negative Wechselwirkungen ausgeschlossen werden können. Die negativen Wechselwirkungen können beispielsweise durch eine entsprechende Auslegung der Sitzlehne 22B und Kopfstütze 22C mit einer kontrollierbaren Nachgiebigkeit oder durch eine entsprechende Auslegung der Innenraumsensorik 12B mit einer Vorhersage und Bewertung eines Auftreffpunkts des Kopfes 5 ausgeschlossen werden, um zu erkennen, dass der Schwerpunkt des Kopfes 5 nicht über der Oberkante der Kopfstütze 22C liegt.
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In einer dritten Stufe, in welcher das Unfallrisiko eines Heckunfalls über dem zweiten Wahrscheinlichkeitsschwellwert liegt, wird eine Verstellung des mindestens einen verstellbaren Sitzelements 22 des Fahrzeugsitzes 20 so vorgenommen, dass der Fahrzeugsitz 20 eine nicht dargestellte zweite Sicherheitsposition aufweist, in welcher die Kopfstütze 22C des Fahrzeugsitzes 20 am Kopf 5 des Insassen 4 anliegt, und die Sitzlehne 22B des Fahrzeugsitzes 20 am Rücken 7 des Insassen 4 anliegt.
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Wie oben bereits ausgeführt ist, umfassen die Umfeldinformationen im dargestellten Ausführungsbeispiel Verkehrslageinformationen, Wetterinformationen, Tageszeitinformationen und Informationen über nachfolgende Fahrzeuge. Hierbei werden die Karteninformationen und die Umfeldinformationen durch Kommunikation mit den fahrzeuginternen Sensoreinheiten 12 und/oder mit mindestens einem anderen Verkehrsteilnehmer 1A und/oder mit mindestens einer stationären Einrichtung 2 und/oder mit der Zentrale 3 zur Verfügung gestellt.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in der Auswerte- und Steuereinheit 14 implementiert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016215805 A1 [0003]
- DE 10303148 A1 [0004]
