-
Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur automatischen Anpassung eines Sitzes eines Fortbewegungsmittels während der Fahrt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung einer Kongruenz zwischen der Sitzposition, der Fahrsituation bzw. des Fahrzustandes und einem Befinden eines Insassen des Fortbewegungsmittels.
-
Heutige Sitze in einem Fahrzeug sind in der Regel dazu in der Lage, mit sehr langsamen Verfahrgeschwindigkeiten und eher mit geringen Lasten (das Körpergewicht des Fahrers) eine Sitzeinstellung aktiv zu verändern. Insbesondere aufgrund des Umstandes, dass die autonome Fahrzeugführung deutlich mehr Freiheiten für die Sitzposition der Insassen während autonomer Fahrzustände ermöglicht, werden derzeit Überlegungen angestellt, wie auf bevorstehende Unfälle/Kollisionen diesbezüglich zu reagieren ist. Hierbei würde es erforderlich werden, Fahrer jeden Körpergewichts innerhalb kürzester Zeit (z.B. 200 ms) von einer fast liegenden Sitzposition (Relax-Position, Rückenlehne ~60°, Sitzaufliegefläche ~40°) in eine aufrechte und damit crash-optimale Position zu bringen. Dazu sind einige Veränderungen, insbesondere hinsichtlich der Leistungsklasse der Sitzaktuatoren notwendig.
-
Je nach Fahrzustand des Fortbewegungsmittels kann ein Anwender eine eher aufrechte oder eine eher flache Sitzposition bevorzugen, obwohl er selbst keine unmittelbaren Aufgaben der Fahrzeugführung zu übernehmen hat. Gründe hierfür können beispielsweise sein, dass der Anwender ein in der Umgebung des Fortbewegungsmittels herrschendes Gefahrenpotential/Kollisionsrisiko selbst einschätzen können möchte und hierzu sein Augenmerk auf die Fahrzeugumgebung richten möchte. Alternativ oder zusätzlich kann der Fahrer aufgrund bestimmter Umstände (komplexe Verkehrssituation, schlechte Sicht, etc.) der Sensorik des Fortbewegungsmittels misstrauen und daher möglichst kurzfristig zur Übernahme der Fahrzeugführung imstande sein.
-
Ein dem Fahrzeug vertrauender Anwender kann hingegen völlig gelassen den etwaigen Unwägbarkeiten gegenüberstehen. Er ist froh, die Verantwortung an das Fahrzeug abzugeben und sich zu entspannen.
-
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen etwaigen Widerspruch zwischen dem emotionalen, inneren Zustand des Fahrers und seiner körperlichen Position bzw. dem Fahrzustand seines Fortbewegungsmittels automatisch aufzulösen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Sitzposition automatisiert und adaptiv entsprechend den vorgenannten Umständen zu verstellen. Mit anderen Worten wird eine automatische Anpassung der Sitzposition eines Insassen derart vorgeschlagen, dass die Vorlieben des Anwenders in Anbetracht der Fahrzeugsituation bestmöglich antizipiert und zur Anpassung der Sitzposition verwendet werden. Ist beispielsweise die Fahrsituation sehr überschaubar und die Geschwindigkeit gering, somit der Fahrer selbst auch entspannt, kann die Sitzposition in eine weit zurückgelehnte „Relax-Position“ verfahren werden und das Fahren wird so besonders komfortabel. Ist die Fahrsituation aber unübersichtlich, beispielsweise durch starken Niederschlag, viel Verkehr mit hohen Relativgeschwindigkeiten zueinander oder der Fahrer befindet sich in einem ihm unbekannten Gebiet, dann wird die Sitzposition in eine aufrechte „Fokus-Position“ bzw. „Beobachtungs-Position“ verfahren.
-
Mit anderen Worten wird ein Verfahren zur automatischen Anpassung eines Sitzes eines Fortbewegungsmittels während der Fahrt vorgeschlagen. Der Sitz kann als Fahrersitz, Beifahrersitz, Fondsitz oder Sitzbank des Fortbewegungsmittels ausgestaltet sein. Das Fortbewegungsmittel selbst kann ein für den Straßenverkehr zugelassenes Fortbewegungsmittel sein. Insbesondere kann es sich um einen PKW, Transporter, LKW, ein Luft- und/oder Wasserfahrzeug handeln. Das Fortbewegungsmittel kann ein (anteilig) elektrisch antreibbares Fortbewegungsmittel sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Fortbewegungsmittel ein autonom oder teilautonom fahrfähiges Fortbewegungsmittel sein.
-
In einem ersten Schritt des Verfahrens wird ein erster Parameter auf Basis einer vordefinierten Veränderung eines Fahrzustandsparameters ermittelt. Dies erfolgt insbesondere sensorgestützt und kann Umgebungssensorik des Fortbewegungsmittels verwenden. Mit anderen Worten wird ein erster Parameter automatisch ermittelt, welcher den Fahrzustand des Fortbewegungsmittels in weitestem Sinne repräsentiert. Der Fahrzustand kann die Verkehrssituation sowie weitere, insbesondere für die Fahrzeugführung und/oder die Sensorik des Fortbewegungsmittels relevante Umstände umfassen. Zusätzlich wird ein zweiter Parameter auf Basis eines Vitalparameters (auch „Vitalwert“) eines Insassen des Fortbewegungsmittels ermittelt. Diese Ermittlung kann zeitgleich, der Ermittlung des ersten Parameters zeitlich vorgelagert oder der Ermittlung des ersten Parameters nachgelagert erfolgen. Unter „Vitalparameter“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine sensorisch automatisch feststellbare Kenngröße für den Gesundheits- bzw. Gemütszustand des Insassen verstanden. Er gibt somit Aufschluss darüber, ob der Anwender z.B. eine entspannte oder erregte Grundhaltung aufweist. Beide Parameter werden anschließend verwendet, automatisch eine Position des Sitzes des Fortbewegungsmittels anzupassen, um dem Wunsch des Insassen möglichst automatisch zu entsprechen. Dies kann ein Abfragen einer Eingabe des Insassen umfassen, mittels welcher dieser sein Einverständnis bezüglich der Anpassung der Position des Sitzes erklärt oder dieses verweigert. Die Position des Sitzes kann auch als „Konfiguration“ des Sitzes verstanden werden, also eine unterschiedliche Anordnung der Sitzbestandteile zueinander. Insbesondere können Zero-Gravity-Positionen ebenso wie Beobachtungspositionen für den Sitz vordefiniert sein. Im Ergebnis wird eine dem Anwenderwunsch bestmöglich entsprechende Position des Sitzes automatisch hergestellt oder zumindest vorbereitet.
-
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Der Fahrzustandsparameter kann eine Verkehrssituation, einen Betriebszustand oder einen Fahrzustand des Fortbewegungsmittels kennzeichnen. Beispielsweise kann eine Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels, eine Relativgeschwindigkeit des Fortbewegungsmittels bezüglich anderer Verkehrsteilnehmer oder auch eine Relativgeschwindigkeit zwischen anderen Verkehrsteilnehmern den Fahrzustandsparameter verändern. Die Relativgeschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer gibt häufig Auskunft darüber, wie risikoreich die Verkehrssituation von Anwendern empfunden wird, da Kollisionen mit hoher Relativgeschwindigkeit häufig gefährlicher sind als Kollisionen bei geringen Relativgeschwindigkeiten. Zusätzlich können eine Verkehrsdichte oder ein vom Fortbewegungsmittel befahrener Straßentyp, eine Niederschlagsstärke sowie ein Abstand des Fortbewegungsmittels zu einem weiteren Verkehrsteilnehmer darüber Auskunft geben, wie risikoreich die Verkehrssituation bzw. der Fahrzustand des Fortbewegungsmittels ist oder vom Anwender empfunden wird. Eine Vertrautheit des Fahrers des Fortbewegungsmittels mit der aktuell befahrenen Wegstrecke kann beispielsweise auf Basis einer Bewegungshistorie des Fahrers (über Smartphone oder Fortbewegungsmittel) ermittelt werden. Insbesondere kann hierbei der Zeitraum, welcher zwischen einer letzten Fahrt und einem aktuellen Zeitpunkt liegt, berücksichtigt werden. Daher können die vorgenannten Kenngrößen für den Fahrzustandsparameter alleinig oder in einer beliebigen Kombination miteinander den Fahrzustandsparameter bilden bzw. auf die automatische Anpassung der Position des Sitzes hinwirken.
-
Der Vitalparameter kann unterschiedliche, sensorisch wahrnehmbare Äußerungen oder Kenngrößen des Körpers des Insassen kennzeichnen. Beispielsweise kann eine Kenngröße der Pupillenbewegung mittels einer optischen Kamera im Innenraum des Fortbewegungsmittels ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Herzfrequenz und/oder eine Herzfrequenzvariabilität sensorisch (z.B. mittels vom Anwender berührter Sensorflächen) ermittelt werden. Der Blutdruck des Anwenders kann beispielsweise über Smart Clothes oder Wearables (intelligente Armbanduhren, etc.) ermittelt werden. Hinzu kommt der elektrische Widerstand der Haut, welcher für die Schweißbildung des Anwenders steht. Als weitere Größen können die Blutsauerstoffsättigung und die Atmung (z.B. in Form eines Atemzugvolumens und/oder einer Atemfrequenz) des Anwenders berücksichtigt werden, um einen Vitalparameter zu ermitteln, welcher über den Gemütszustand und die Interessenslage des Anwenders zur aktiven Beobachtung des Verkehrsgeschehens herangezogen werden kann. Die Überwachung des Vitalparameters kann während der Fahrt kontinuierlich bzw. wiederholt und/oder ereignisbasiert erfolgen. Auf diese Weise kann über die Präferenz des Anwenders bzw. geeignete, automatisch anzufahrende Sitzpositionen, äußerst kurzfristig und damit bedarfsgerecht entschieden werden.
-
Die Anpassung der Position des Sitzes kann insbesondere eine Absenkung der Rückenlehne und/oder eine Neigung einer Sitzfläche umfassen. Mit anderen Worten werden eben diejenigen Anpassungsschritte erfindungsgemäß ermöglicht, welche im Rahmen einer grundsätzlich bereits bekannten Pre-Crash-Sitzverstellung gerade nicht vorgenommen würden. Auch eine Verlängerung und/oder Verkürzung einer Sitzfläche sowie insbesondere das Herstellen einer Zero-Gravity-Konfiguration können Bestandteile der Anpassung sein. Insbesondere wird durch die Anpassung also eine für den Anwender besonders komfortable Position des Sitzes vorgeschlagen. Es versteht sich von selbst, dass auch die umgekehrte Richtung der Anpassung in erfindungsgemäßer Weise automatisiert erfolgen kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ermittelt wird, dass der Anwender in Anbetracht der Fahrzeugsituation bzw. in Anbetracht seines Vitalparameters vermutlich eine aufrechtere Sitzposition bevorzugen würde.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Soll-Position für die Anpassung der Position des Sitzes in Abhängigkeit der beiden Parameter vordefiniert wird. Dies kann beispielsweise werksseitig erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Anwender in einem Konfigurationsmenü eine Definition der gewünschten Position des Sitzes in Abhängigkeit der beiden Parameter vordefinieren. Hierzu können Zahlenwerte für die Parameter einander zugeordnet werden, welche in der Kombination wiederum einer Soll-Position des Sitzes zugeordnet wird. Eine auf diese Weise vordefinierte Vielzahl von Soll-Sitzpositionen kann einer Identität des Anwenders zugeordnet werden. Die Identität des Anwenders kann auch als Fahrerprofil verstanden werden, welches beispielsweise über eine kamerabasierte Gesichtserkennung, ein vom Anwender mitgeführtes Anwenderendgerät (Smartphone, Fahrzeugschlüssel, o.ä.) oder durch die Auswertung bestimmter Handlungen des Anwenders erkannt und aktiviert werden kann. Somit kann für jeden vordefinierten Anwender des Fortbewegungsmittels eine individuelle Soll-Position angefahren werden, sobald der erste Parameter und der zweite Parameter während der Fahrt ermittelt worden sind.
-
Bevorzugt kann anhand eines dritten Parameters eine Präferenz des Insassen des Fortbewegungsmittels berücksichtigt werden, wenn das automatische Anpassen der Position des Sitzes erfolgt. Mit anderen Worten kann der dritte Parameter eine vorab definierte Präferenz (z.B. eine erlernte Soll-Konfiguration unter bestimmten Umständen oder eine explizit per Konfigurationsmenü durch den Insassen) definierte Präferenz durch den dritten Parameter repräsentiert werden. Beispielsweise kann der dritte Parameter dafürstehen, dass der Anwender generell lieber tendenziell erhöht bzw. in einer Beobachtungsposition verbleibt, wenn das Verkehrsgeschehen nicht vollständig ruhig bzw. unkritisch ist. Ein anderer Insasse kann eine andere Definition des dritten Parameters vornehmen, wodurch er (dem Fahrzeug bzw. Fahrroboter mehr vertrauend) bereits im mittleren sowie in unübersichtlichen Fahrzustandssituationen automatisch tendenziell in eine flache Position wechselt. Hierzu werden der erste Parameter, der zweite Parameter sowie der dritte Parameter sämtlich berücksichtigt, wenn die automatische Anpassung der Position des Sitzes erfolgt.
-
Der dritte Parameter kann auch eine vordefinierte Gewichtung des ersten Parameters gegenüber dem zweiten Parameter definieren. Mit anderen Worten kann der Anwender vordefinieren, dass die automatische Anpassung sich eher an seiner Stimmung (den Vitalparametern) als an der Fahrzustandssituation (erste Parameter) orientiert (oder anders herum).
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur automatischen Anpassung eines Sitzes eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst einen Dateneingang (z.B. einen Busteilnehmer), eine Auswerteeinheit (z.B. eine digitale Auswerteeinheit, eine Prozessoreinheit, einen Mikroprozessor, o.ä.) und einen Datenausgang (z.B. Steuerausgang für eine Sitzgelegenheit oder Busteilnehmer). Die Auswerteeinheit ist mittels des Dateneingangs eingerichtet, den ersten Parameter auf Basis eines Fahrzustandsparameters zu ermitteln. Hierzu kann der Dateneingang die Werte eines Raddrehzahlsensors, eines Regensensors, einer Umfeldsensorik, etc., aufnehmen und verarbeiten. Zusätzlich ist die Auswerteeinheit mittels des Dateneingangs eingerichtet, einen zweiten Parameter auf Basis eines Vitalparameters eines Insassen des Fortbewegungsmittels zu ermitteln. Der Vitalparameter kann beispielsweise über eine Kamera und/oder über Sensorflächen und/oder über Smart Wearables etc. ermittelt werden. Somit ist die Auswerteeinheit imstande, mittels des Datenausgangs und in Abhängigkeit beider Parameter eine Position des Sitzes des Fortbewegungsmittels automatisch anzupassen. Dies erfolgt während der Fahrt insbesondere dann, wenn keine Kollision droht. Zudem erfolgt die erfindungsgemäße Anpassung unabhängig von der Aktivierung einer etwaig vorgesehenen Zustiegshilfe/Ausstiegshilfe, durch welche die Sitzposition während des Einsteigens/Aussteigens verändert wird, um den Zustieg/Ausstieg zu erleichtern.
-
Figurenliste
-
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Fortbewegungsmittels mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Anpassung eines Sitzes eines Fortbewegungsmittels; und
- 2 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms, veranschaulichend Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Anpassung eines Sitzes eines Fortbewegungsmittels.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgestalteten PKW 10 als Fortbewegungsmittel, welcher mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eingerichtet ist, die Position II eines Sitzes 1 automatisch anzupassen. Im Erfassungsbereich 12 einer Frontkamera 9 ist ein dicht vorausfahrender Fremd-PKW 11 angeordnet. Zudem ermittelt ein Regensensor 8 Niederschlag 7, durch welchen sich die Sichtverhältnisse verschlechtern. Im Erfassungsbereich einer Innenraumkamera 13 sitzt der Fahrer 2 als Insasse des PKWs 10, so dass aus den Bilddaten der Innenraumkamera 13, den Daten des Regensensors 8 sowie den Daten der Frontkamera 9 ein elektronisches Steuergerät 3 als Auswerteeinheit über einen Dateneingang 4 ermitteln kann, dass eine vergleichsweise herausfordernde Fahrsituation vorherrscht. Anhand eines Datenspeichers 14, welcher ebenfalls an den Dateneingang 4 angeschlossen ist, kann das elektronische Steuergerät 3 aus einem dritten Parameter ermitteln, dass der Anwender 2 der Sensorik und der Auswertung der Sensorinformationen sehr vertraut. Seine Pupillenbewegungen und somit sein Vitalparameter lassen darauf schließen, dass der Sitz 1 über den Datenausgang 5 und einen Sitzaktuator 6 aus einer ersten (Beobachtungs-)Position I in eine Zero-Gravity-Position II wechseln könnte, um dem entspannten Zustand des Fahrers 2 besser zu entsprechen. Hierzu wird die Rückenlehne 3 in die gestrichelt dargestellte Position der Rückenlehne 3' abgesenkt. Die Sitzposition des Fahrers 2 ist somit abgeflacht. Der emotionale Zustand des Fahrers 2 und seine Sitzposition II stimmen nun miteinander überein.
-
2 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Anpassung eines Sitzes eines Fortbewegungsmittels während der Fahrt. In Schritt 100 wird ein erster Parameter auf Basis einer vordefinierten Veränderung eines Fahrzustandsparameters ermittelt. Dies umfasst die Auswertung von Fahrzustandskenngrößen wie beispielsweise Geschwindigkeit, Relativgeschwindigkeit zu anderen Fahrzeugen, eine Verkehrsdichte und eine Niederschlagsstärke. In einem zweiten Schritt 200 wird ein zweiter Parameter auf Basis eines Vitalparameters eines Insassen des Fortbewegungsmittels ermittelt. Mit anderen Worten wird ein Vitalwert des Insassen mittels im Innenraum des Fortbewegungsmittels enthaltener Biosensoren ermittelt. Über die Biosensoren wird ein Erregungszustand des Anwenders ermittelt. In Schritt 300 wird ein dritter Parameter ermittelt, welcher die Präferenzen des aktuellen Fahrers des Fortbewegungsmittels repräsentiert. Diesen dritten Parameter hat der Fahrer zuvor durch explizite Eingaben in einem Konfigurationsmenü definiert. Hierbei hat er die Fahrzustandsparameter gegenüber den Vitalparametern höher gewichtet, so dass der Fahrsituation/Verkehrssituation eine höhere Gewichtung beigemessen wird, als den Informationen, welche über die Biosensorik des Fortbewegungsmittels bzw. der vom Anwender mitgeführten Smart Devices ermittelt worden sind. In Schritt 400 wird in Abhängigkeit des ersten, des zweiten sowie des dritten Parameters eine Position des Sitzes des Fahrers angepasst, wodurch dem Anwenderwunsch, eine zur Fahrsituation und dem Gemütszustand des Fahrers kongruente Sitzposition automatisch herzustellen, entsprochen wird.
