DE102020213906A1

DE102020213906A1 - Vibrationsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020213906A1
Application number: DE102020213906.7A
Authority: DE
Inventors: Carlos Alberto Contreras
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-11-05
Filing date: 2020-11-05
Publication date: 2022-05-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Vielzahl von Vibratoren und einer Steuereinheit, die zumindest mittelbar mit einer Fahrzeugsteuerung eines Fahrzeugs verbunden sind. Um eine Vorrichtung zu schaffen, die unabhängig von einer Geschwindigkeitsanzeige eine Abschätzung der momentanen Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung erlaubt und die den Fahrspaß mit dem Fahrzeug erhöht, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vibratoren zur Erzeugung von Vibrationen mit einer vorgebbaren Frequenz und Amplitude eingerichtet sind und die Steuereinheit die Frequenz und Amplitude der Vibrationen in Abhängigkeit der momentanen Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs vorgibt, wobei die Vibratoren derart innerhalb des Fahrzeugs angeordnet sind, dass die Vibrationen vom Fahrer wahrnehmbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Vielzahl von Vibratoren und einer Steuereinheit, die zumindest mittelbar mit einer Fahrzeugsteuerung eines Fahrzeugs verbunden ist.
Derartige Vorrichtungen sind für unterschiedliche Anwendungszwecke innerhalb eines Fahrzeugs bereits bekannt. Beispielsweise besitzen moderne Fahrzeuge Vibratoren am bzw. im Lenkrad, die ein Warnsignal in Form einer Vibration abgeben, wenn das Fahrzeug eine Fahrbahnbegrenzung überfährt oder eine sonstige Gefahrensituation erkannt wird.
Bei Fahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor werden durch den laufenden Motor Vibrationen erzeugt, deren Frequenz und Amplitude von der Drehzahl des Motors und der Fahrgeschwindigkeit abhängen. Erfahrende Fahrzeugführer können ohne einen Blick auf die Geschwindigkeitsanzeige (Tacho) bereits aus der Fahrzeugvibration ableiten, mit welcher Geschwindigkeit sich das Auto bewegt. Zudem unterstützt die Vibration des Motors insbesondere beim sportlichen Fahren den Fahrspaß.
Bei Elektrofahrzeugen oder Fahrzeugen mit einem vibrationsarmen Verbrennungsmotor fehlen solche Vibrationen des Fahrzeugaufbaus, was von manchen Fahrern als störend empfunden wird, denn es fehlt ein zuverlässiges Feedback bzw. eine zuverlässige Orientierung zur Abschätzung der momentanen Geschwindigkeit. Auch der Fahrspaß wird durch fehlende Vibrationen des Fahrzeugs und deren fahrdynamisch abhängigen Veränderungen erheblich verringert.
Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die unabhängig von einer Geschwindigkeitsanzeige eine Abschätzung der momentanen Geschwindigkeit und/oder der momentanen Beschleunigung erlaubt und die den Fahrspaß mit dem Fahrzeug erhöht.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vibratoren zur Erzeugung von Vibrationen mit einer vorgebbaren Frequenz und Amplitude eingerichtet sind und die Steuereinheit die Frequenz und Amplitude der Vibrationen in Abhängigkeit der momentanen Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs vorgibt, wobei die Vibratoren innerhalb des Fahrzeugs derart angeordnet sind, dass die Vibrationen von dem Fahrer und/oder dem Anwender wahrnehmbar sind. Hierdurch werden in Abhängigkeit der Fahrdynamik Vibrationen erzeugt, die dem Fahrer ein unmittelbares Feedback erlauben, mit welcher Geschwindigkeit sich das Fahrzeug bewegt und/oder ob das Fahrzeug beschleunigt wird. Neben diesen auch sicherheitsrelevanten Aspekten der Erfindung wird zudem der Fahrspaß erhöht, weil sich ein gewohntes Fahrgefühl für Fahrer, Beifahrer und Mitfahrer einstellt.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend und in den Unteransprüchen angegeben.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vibratoren in die Polsterung eines Fahrzeugsitzes eingebettet sind. Die Vibratoren können dabei in die Sitzfläche und/oder die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes eingebettet sein. Ebenfalls ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung optional vorgesehen, die Vorrichtung ausnahmslos am Fahrersitz oder ergänzend auch an weiteren Sitzen des Fahrzeugs auszubilden.
Im Rahmen einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vibratoren in einer Sitzauflage eingebettet sind, die lösbar auf einen Fahrzeugsitz aufgelegt werden kann. Solche Sitzauflagen bieten eine kostenschonende Nachrüstlösung für solche Fahrzeuge, bei denen die Vibratoren nicht unmittelbar in die Polsterung eines Fahrzeugsitzes eingebunden sind. Auch hier ergibt sich die optionale Möglichkeit, Sitzauflagen nicht nur am Fahrersitz, sondern auch an weiteren Sitzen des Fahrzeugs lösbar zu befestigen.
Nach einer weiteren optionalen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vibratoren in ein oder mehrere Kleidungsstücke eingebunden sind. Die Kleidungsstücke werden bei der Fahrt mit dem Fahrzeug getragen, so dass sich ebenfalls unmittelbar ein vibrierendes Feedback ergibt, das einen Rückschluss auf die momentane Geschwindigkeit und eine etwaige Beschleunigung des Fahrzeugs erlaubt. Die Integration der Vibratoren in Kleidungsstücke hat zudem den Vorteil, dass die Vibratoren nicht nur auf die Sitzfläche sowie auf den Rücken des Fahrers / Anwenders wirken, sondern, dass die Vibratoren nahezu auf den gesamten Körper einwirken können, was den Fahrspaß um ein Vielfaches erhöht. In diesem Zusammenhang kann das Kleidungsstück eine Hose, eine Jacke, eine Weste, eine Mütze, ein Pullover oder dergleichen sein.
Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung unmittelbar mit einer mobilen Stromversorgung oder mittelbar mit der Stromversorgung des Fahrzeugs verbunden ist. Als mobile Stromversorgung kommt beispielsweise ein Akkumulator in Frage, der unmittelbar in die Sitzauflage oder das Kleidungsstück integriert ist. Alternativ kann über eine Kabelverbindung oder über sonstige elektrische Kontakte eine Stromverbindung zur Stromversorgung des Fahrzeugs hergestellt werden.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fahrer / Anwender unterschiedliche Vibrationsprofile vorgeben kann, die sich insbesondere durch ihre fahrdynamisch abhängige Frequenz- und Amplitudenänderung sowie in räumlicher Hinsicht durch die vibrierenden Bereichen bzw. die angesteuerten Vibratoren unterscheiden. Vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass eine Startfrequenz F₀ und eine Startamplitude A₀ vorgegeben werden kann, so dass die Frequenzen und Amplituden auf die Bedürfnisse und Wünsche des Fahrers bzw. Anwenders angepasst werden kann. Auch die fahrdynamisch abhängige Frequenz- und/oder Intensitätsänderung ΔF, ΔA ist mittels einer geeigneten Schnittstelle wählbar. In diesem Zusammenhang ist selbstverständlich auch vorgesehen, dass die Vorrichtung sitzpositionsabhängig aktiviert und/oder deaktiviert werden kann.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mit einer Müdigkeitserkennung des Fahrzeugs verbunden ist, so dass im Bedarfsfall anstatt der fahrdynamisch abhängigen Vibration ein Warnsignal in Form einer vergleichsweise intensitätsstarken Weckvibration abgegeben wird, die bestenfalls dafür sorgt, dass ein einschlafender Fahrer aufgeweckt wird oder zumindest zur Einlegung einer Pause angeregt wird.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass das Fahrzeug, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden werden kann, vorzugsweise einen Verbrennungsmotor und/oder einen Elektroantrieb aufweist. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen ist die erfindungsgemäße Vibrationsvorrichtung sowie ihre bevorzugten Ausführungsformen vorteilhaft, weil bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen fahrdynamisch abhängige Vibrationen weitestgehend fehlen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie konkrete Ausgestaltungen werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren erläutert. Es zeigen:

1 ein Fahrzeug mit einer in die Fahrzeugsitze eingebetteten Vibrationsvorrichtung,
2 ein Fahrzeug mit in zwei Sitzauflagen eingebetteten Vibrationsvorrichtungen,
3a, b unterschiedliche Kleidungsstücke mit integrierten Vibrationsvorrichtungen und
4 eine perspektivische Ansicht einer Sitzauflage mit eingebetteter Vibrationsvorrichtung.

1 zeigt ein erstes konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dargestellt ist ein Fahrzeug 1 in einer teilgeschnittenen Ansicht, so dass die Fahrzeugsitze 2 erkennbar sind. In die Fahrzeugsitze 2 sind eine Vielzahl von Vibratoren 3 eingebettet, die mit einer Steuereinheit 4 verbunden sind. Die Steuereinheit 4 ist wiederrum zum Datenaustausch mit der Fahrzeugsteuerung 5 verbunden, so dass die Steuereinheit 4 Informationen über die momentane Geschwindigkeit und die momentane Beschleunigung des Fahrzeugs 1 erhält. In Abhängigkeit dieser fahrdynamischen Parameter werden die Vibratoren 3 zur Abgabe von Vibrationen mit einer bestimmten Frequenz F und Amplitude A angeregt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Frequenz F und die Amplitude A mit zunehmender Geschwindigkeit und bei zunehmender Beschleunigung steigen.
2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, wonach die Vibratoren 3 der Vibrationsvorrichtung in eine Sitzauflage 6 integriert sind. Die Sitzauflage 6 ist von den Fahrzeugsitzen 2 lösbar, so dass sich hierdurch eine Nachrüstlösung für Fahrzeuge 1 ergibt, bei denen die Vibratoren 3 nicht unlösbar in die Fahrzeugsitze 2 eingebettet sind. Unabhängig hiervon sind die Sitzauflagen 6 mit der Steuereinheit 4 kabelgebunden oder drahtlos verbindbar, so dass die Vibratoren 3 der Sitzauflagen 6 in identischer Weise wie im Ausführungsbeispiel nach 1 angesteuert werden. Zur Stromversorgung der Vibratoren 3 ist ein in die Sitzauflagen 6 integrierter Akkumulator 7 (s. Vordersitz) oder eine unmittelbare Verbindung 8 zum Bordnetz des Fahrzeugs 1 (s. Rücksitz) vorgesehen.
Die 3a und b zeigen jeweils unterschiedliche Kleidungsstücke 9, nämlich jeweils eine Hose 91 und eine Weste 92, in denen mehrerer Vibratoren 3 eingebettet sind. Diese Kleidungsstücke 9 können bei der Fahrt mit einem Fahrzeug (wie in 1, 2 gezeigt) getragen werden, so dass sich die Vibrationen von den Vibratoren 3 unmittelbar auf die Körperoberfläche des Fahrers bzw. des Anwenders übertragen. Insbesondere bei Kleidungsstücken 9 mit einer erfindungsgemäßen Vibrationsvorrichtung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Kleidungsstücke 9 einen Akkumulator 7 zur Stromversorgung der Vibratoren 3 und ggf. der Steuereinheit 4 aufweisen, so dass eine kabelgebundene Verbindung mit dem Fahrzeug 1 entbehrlich ist. Gleichwohl ist eine solche lösbare Kabelverbindung optional vorgesehen.
4 zeigt in perspektiver Ansicht eine Sitzauflage 6 mit einem Rückenteil 61 und einem Sitzteil 62 sowie einer eingebetteten Vibrationseinrichtung aus einer Vielzahl von Vibratoren 3. Die Vibratoren 3 können in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Muster angeordnet sein und die Vibratoren 3 können nicht nur bei der vorliegend dargestellten Sitzauflage 6, sondern auch bei den Ausführungsbeispielen nach den 1, 3a und 3b mit unterschiedlichen Vibrationsprofilen angesteuert werden, so dass unterschiedliche Körperteile des Anwenders mit unterschiedlichen Intensitäten beaufschlagt werden. Die Steuerung der Vibrationsprofile, insbesondere der Startfrequenzen F₀ und der Startamplituden A₀ sowie die räumliche Verteilung der Vibrationen kann unmittelbar an der Steuereinheit 4 der Vibrationsvorrichtung bzw. mittelbar über eine geeignete Schnittstelle des Fahrzeugs 1 vom jeweiligen Anwender vorgenommen werden.
Insgesamt ergibt sich durch die unterschiedlichen Optionen der Vibrationsvorrichtung ein unmittelbares Feedback für Fahrer, Beifahrer und Mitfahrer, das eine Abschätzung der momentanen Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung erlaubt, was nicht nur den Fahrspaß erhöht, sondern auch zu einer erhöhten Fahrsicherheit führt, da Fehleinschätzungen der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung vermieden werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeugsitz
3: Vibrator
4: Steuereinheit
5: Fahrzeugsteuerung
6: Sitzauflage
61: Rückenteil
62: Sitzteil
7: Akkumulator
8: Verbindung zum Bordnetz
9: Kleidungsstück
91: Hose
92: Weste
F: Frequenz
F0: Startfrequenz
A: Amplitude
A0: Startamplitude

Claims

Vorrichtung mit einer Vielzahl von Vibratoren (3) und einer Steuereinheit (4), die zumindest mittelbar mit einer Fahrzeugsteuerung (5) eines Fahrzeugs (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibratoren (3) zur Erzeugung von Vibrationen mit einer vorgebbaren Frequenz F und Amplitude A eingerichtet sind und die Steuereinheit (4) die Frequenz F und Amplitude A der Vibrationen in Abhängigkeit der momentanen Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs (1) vorgibt, wobei die Vibratoren (3) innerhalb des Fahrzeugs (1) derart angeordnet sind, dass die Vibrationen von dem Fahrer und/oder dem Anwender wahrnehmbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibratoren (3) in die Polsterung eines Fahrzeugsitzes (2) eingebettet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibratoren (3) in einer Sitzauflage (6) eingebettet sind, die lösbar auf einem Fahrzeugsitz (2) aufgelegt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibratoren (3) in ein oder mehrere Kleidungsstücke (9) eingebunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kleidungsstück (9) eine Hose (91), eine Jacke, eine Weste (92), eine Mütze und/oder ein Pullover ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung unmittelbar mit einer mobilen Stromversorgung oder mittelbar mit der Stromversorgung des Fahrzeugs (1) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Vibrationsprofile vorgebbar sind, wozu vorzugsweise eine Startfrequenz F₀, eine Startamplitude A₀, eine fahrdynamisch abhängige Frequenzänderung ΔF und/oder eine fahrdynamisch abhängige Amplitudenänderung ΔA vorgebbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer Müdigkeitserkennung des Fahrzeugs (1) verbunden ist, so dass anstatt der fahrdynamisch abhängigen Vibration im Bedarfsfall ein Warnsignal in Form einer Weckvibration abgegeben wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) einen Verbrennungsmotor und/oder einen Elektroantrieb aufweist.