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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Ausrichten einer ausrichtbaren Einrichtung in einem Kraftfahrzeug.
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Ein Kraftfahrzeug weist diverse Einrichtungen wie etwa Spiegel, Lüftungsdüsen, Anzeigeinstrumente oder dergleichen auf, die in Bezug auf den Fahrer des Fahrzeugs korrekt ausgerichtet sein müssen, um ein sicheres oder komfortables Fahren zu ermöglichen. Die Art und Weise, wie diese diversen Einrichtungen auf den Fahrer auszurichten sind, kann von einem Typ Einrichtung zum anderen variieren. Während z. B. bei einem Beifahrersitz das Ausrichten im Wesentlichen eine Translation sein kann, insbesondere an einen Ort, an dem er die Sicht des Fahrers in seitlicher Richtung nicht unnötig behindert, wird bei einem Anzeigeinstrument das Ausrichten öfter eine Drehung sein, durch die z. B. die Ablesbarkeit des Instruments verbessert wird. Bei Anzeigeinstrumenten mit einem Anzeigeschirm ist meist eine Ausrichtung der Oberflächennormalen auf das Gesicht des Fahrers sinnvoll, um eine bequeme Ablesung zu ermöglichen, doch besteht bei manchen Typen von Anzeigeschirmen auch die Möglichkeit, den Winkel, aus dem eine optimale Ablesung möglich ist, ohne eine körperliche Bewegung des Anzeigeschirms, alleine über dessen elektrische Ansteuerung, zu ändern. Im Falle eines Spiegels soll die Oberflächennormale im Allgemeinen nicht auf den Kopf des Fahrers ausgerichtet sein, sondern entlang einer Winkelhalbierenden zwischen der Blickrichtung des Fahrers und der Richtung, in der der mit dem Spiegel zu überwachende Bereich hinter dem Fahrzeug liegt. Wenn im Folgenden vom Ausrichten einer ausrichtbaren Einrichtung die Rede ist, dann ist der Begriff des Ausrichtens zumindest so umfassend zu verstehen, dass diese diversen Varianten darunter fallen.
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Wenn der Fahrer seinen Sitz verstellt, z. B. um bei einer langen Fahrt Ermüdung und unbequemes Sitzen zu vermeiden, dann ändert sich dadurch die Position seines Kopfes in einem fahrzeugbezogenen Koordinatensystem, und die Orientierung der diversen winkeleinstellbaren Einrichtungen muss an die neue Position angepasst werden. Ein Gerät, mit dem dieser Vorgang automatisiert wird, ist aus
DE 31 38 712 A1 bekannt. Dieses herkömmliche Gerät umfasst Sensoren zum Erfassen von Stellungsparametern des Fahrersitzes sowie einen Mikrorechner, der aus den Messwerten der Sensoren anhand von vorgegebenen Gleichungen Zielstellungen für eine winkeleinstellbare Einrichtung wie etwa einen Außenspiegel oder ein Anzeigegerät berechnet und einen Stellmotor der betreffenden Einrichtung ansteuert, um die berechnete Stellung einzustellen.
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Um aus den Einstellungen des Sitzes eine passende Einstellung z. B. des Außenspiegels zu berechnen, ist es notwendig, zu wissen, wo sich bei gegebener Einstellung des Sitzes die Augen des Fahrers befinden. Dies hängt unter anderem von den Körpermaßen des Fahrers ab. Eine exakte Steuerung der Außenspiegel ist daher mit der herkömmlichen Vorrichtung nur möglich, wenn die Koeffizienten der verwendeten Gleichungen an den Körperbau des Fahrers angepasst sind. Dies macht die praktische Nutzung der bekannten Vorrichtung schwierig und aufwendig, denn für jeden Fahrer müssen passende Koeffizienten ermittelt und in der Vorrichtung implementiert werden.
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Ein weiterer Faktor, der die Lage der Augen bei gegebener Einstellung des Sitzes beeinflusst, ist der Körperbautyp des Fahrers, d. h. das Verhältnis zwischen Körpermaßen und Körpergewicht. Die Augenposition, die sich als Gleichgewichtslage zwischen Körpergewicht und Federung des Sitzes ergibt, ist bei einem korpulenten Fahrer anders als bei einem schlanken, auch wenn beide dieselbe Körpergröße und gleiche Proportionen haben.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zum automatischen Ausrichten einer ausrichtbaren Einrichtung zu schaffen, die eine präzise und an die Körpermaße des Fahrers angepasste Ausrichtung der ausrichtbaren Einrichtung ermöglicht, ohne dafür die Eingabe von Körpermaßen des Fahrers oder von diesen abgeleiteter Größen zu erfordern.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Vorrichtung zum automatischen Ausrichten einer ausrichtbaren Einrichtung eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der Sitzposition eines Fahrers nicht nur erste Mittel zum Erfassen von Stellungsparametern eines Fahrersitzes, sondern ferner zweite Mittel zum Erfassen wenigstens eines Stellungsparameters eines Sicherheitsgurts des Fahrersitzes umfasst und die Verarbeitungseinheit eingerichtet ist, beim Bestimmen der Zielausrichtung den Stellungsparameter des Sicherheitsgurts zu berücksichtigen. Bei gegebener Position des Sitzes variiert die zum Umspannen des Rumpfs des Fahrers erforderliche Gurtlänge, so dass aus der Stellung, die der Gurt bei Gebrauch einnimmt, auf den Leibesumfang des Fahrers geschlossen werden und dieser bei der Zielausrichtung berücksichtigt werden kann.
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Als zu erfassender Stellungsparameter des Sicherheitsgurts sollte zumindest dessen Abwickellänge erfasst werden, da die bei Gebrauch abgewickelte, sich zwischen Verankerungspunkten erstreckende Länge des Gurts einen guten Rückschluss auf den Leibesumfang des Fahrers erlaubt.
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Zum Erfassen der Abwickellänge kann ein Drehwinkelsensor an einer Gurtaufwickelspule angeordnet sein.
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Ein solcher Drehwinkelsensor kann die Drehung der Spule auch indirekt, insbesondere anhand einer Veränderung des Durchmessers des auf ihr aufgewickelten Gurts, erfassen.
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Wenn ein an sich bekannter Gurtumlenker am Fahrzeug ortsfest ist, genügt die Erfassung eines Drehwinkels der Spule durch den Drehwinkelsensor, um die Abwickellänge eindeutig abschätzen zu können.
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Wenn der Gurtumlenker in an sich bekannter Weise vertikal beweglich ist, um sich der Schulterhöhe des Fahrers anzupassen, dann sollte auch die Stellung des Gurtumlenkers erfasst werden und als ein Stellungsparameter des Sicherheitsgurts in die Bestimmung der Zielausrichtung einfließen.
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Anhand der erfassten Stellungsparameter des Sitzes und des Sicherheitsgurts kann der Ort eines Bezugspunkts am Körper des Fahrers, insbesondere seiner Augen, in einem Fahrzeugkoordinatensystem abgeschätzt und die ausrichtbare Einrichtung auf den Bezugspunkt ausgerichtet werden.
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Eine große Menge an Fettgewebe an Gesäß und Oberschenkeln eines korpulenten Fahrers vergrößert deutlich die Kontaktfläche zum Sitzpolster, so dass die Flächenpressung abnimmt und der Hüftpunkt bei einem korpulenten Fahrer trotz seines hohen Gewichtes überraschenderweise höher liegen kann als der eines schlanken Fahrer mit ansonsten gleichen Körpermaßen. Um eine korrekte Zielausrichtung unabhängig vom Körperbautyp des Fahrers zu erreichen, sollte daher die Verarbeitungseinheit eingerichtet sein, den Ort des Bezugspunkts um so höher einzuschätzen, je größer die Abwickellänge des Gurts ist.
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Wenn ein von Hand einstellbarer Gurtumlenker vorhanden ist, sollte die Verarbeitungseinheit außerdem eingerichtet sein, den Ort des Bezugspunkt umso höher einzuschätzen, je höher die Stellung des Gurtumlenkers ist. Umgekehrt kann die Verarbeitungseinheit aber auch eingerichtet sein, die Höhe eines Gurtumlenkers entsprechend der anhand anderer Kriterien geschätzten Höhe des Bezugspunkts einzustellen.
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Um eine korrekte Zielausrichtung trotz eventuell unterschiedlicher Körperproportionen verschiedener Fahrer erreichen zu können, sollten ferner dritte Mittel zum Erfassen von Stellungsparametern eines Lenkrades vorgesehen sein und sollte die Verarbeitungseinheit eingerichtet sein, beim Bestimmen der Zielausrichtung die Stellung des Lenkrades zu berücksichtigen. Aus Stellungsparametern des Fahrersitzes, insbesondere aus der Position einer Sitzfläche des Fahrersitzes in Bezug auf die Pedale des Fahrzeugs kann zwar (ggf. unter Berücksichtigung weiterer Parameter) auf die Beinlänge des Fahrers geschlossen werden, da jedoch das Verhältnis von Bein- zur Rumpflänge von einer Person zur anderen variieren kann, ist eine Abschätzung der Augenhöhe des Fahrers anhand der Stellungsparameter des Sitzes mit einer entsprechenden Unsicherheit behaftet. Indem jedoch zusätzlich auch die Stellung des Lenkrades ausgewertet wird, kann zusätzlich Aufschluss über Rumpf- und Armlänge erhalten und die Position der Augen des Fahrers folglich genauer abgeschätzt werden.
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Dabei ist es nicht unbedingt notwendig, zur Abschätzung der Augenposition auf lineare Gleichungen zurückzugreifen, wie in
DE 31 38 712 A1 beschrieben; es ist auch möglich, mit mehreren unterschiedlich großen und unterschiedlich proportionierten Probanden Messreihen durchzuführen, um zu ermitteln, welche Kombinationen von Sitz- und Lenkradeinstellungen Probanden mit gegebenen Körpermaßen und -proportionen bevorzugen, um anschließend in der Praxis aus den vom Fahrer vorgenommenen Einstellungen an Sitz und Lenkrad auf dessen Körpermaße zu schließen und den Ort eines Bezugspunkts am Körper des Fahrers, insbesondere seiner Augen, anhand dieser Körpermaße abzuschätzen.
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Ein wichtiges Hilfskriterium zum Abschätzen des Orts des Bezugspunkts, insbesondere der Augen, ist die Tatsache, dass ein Fahrer das Lenkrad im Allgemeinen nicht so einstellen wird, dass es ihm den Blick auf wichtige Instrumente des Armaturenbretts versperrt. Die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung ist daher vorzugsweise eingerichtet, den Ort des Bezugspunkts so abzuschätzen, dass eine Sichtlinie, die den Bezugspunkt mit einem Anzeigeinstrument am Armaturenbrett des Fahrzeugs verbindet, nicht durch das Lenkrad unterbrochen ist.
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Eine solche Sichtlinie kann sich insbesondere durch eine Öffnung des Lenkrads erstrecken.
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Wenn das Lenkrad in Richtung seiner Lenksäule axial verstellbar ist, sollten die zweiten Mittel einen Sensor zum Erfassen der axialen Position des Lenkrads umfassen.
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Die Lenksäule des Lenkrads kann ferner um eine in Fahrzeugquerrichtung orientierte Achse schwenkbar sein; dann sollten die zweiten Mittel einen Sensor zum Erfassen der Schwenkstellung des Lenkrads umfassen.
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Als mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausrichtbare Einrichtung kommen insbesondere ein Spiegel, ein Anzeigeinstrument, ein Beifahrersitz, eine Nackenstütze des Fahrersitzes, ein Airbag oder eine Düse in Betracht.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf ein mit einer erfindungsgemäßen Anpassungsvorrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug;
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2 eine schematische Darstellung eines großen Fahrers und der von ihm voraussichtlich vorgenommener Einstellungen an Fahrersitz und Lenkrad;
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3 eine schematische Ansicht eines kleinen Fahrers und der von ihm vorgenommenen Einstellungen;
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4 eine zu 2 analoge Ansicht mit einem normalgewichtigen Fahrer;
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5 eine zu 2 analoge Ansicht mit einem korpulenten Fahrer;
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6 eine Überlagerung der Darstellungen von 4 und 5; und
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7 ein Flussdiagramm eines Arbeitsverfahrens der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausrichten diverser ausrichtbarer Einrichtungen ausgestattet ist. Als Beispiele für solche insbesondere winkeleinstellbaren Einrichtungen sind in 1 ein linker und ein rechter Außenspiegel 2, 3, ein Innenrückspiegel 4, eine Düse 5 einer Fahrzeugklimaanlage sowie ein Bildschirm eines Anzeigeinstruments 6, z. B. eines Fahrzeugnavigationssystems, dargestellt. Als auszurichtendes Anzeigeinstrument käme auch ein Head-Up-Display in Betracht. Im Folgenden wird der Einfachheit halber angenommen, dass alle diese Einrichtungen in zwei Schwenkfreiheitsgraden mit Hilfe von nicht dargestellten Stellmotoren unter der Kontrolle einer Verarbeitungseinheit 7, typischerweise einem Mikroprozessor oder einem Mikrocontroller, ausrichtbar sind. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Ausgestaltungen der Erfindung die Menge der ausrichtbaren Einrichtungen größer oder kleiner als in 1 gezeigt sein kann, dass es Einrichtungen wie etwa einen Beifahrersitz geben kann, die nicht oder nicht nur durch Drehung, sondern auch (oder nur) durch Translation ausrichtbar sind, und dass es eine Gruppe von ausrichtbaren Einrichtungen geben kann, die der Steuerung durch die Verarbeitungseinheit unterliegen, während andere lediglich von Hand ausrichtbar sind.
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2 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahrersitzes 8 und von Teilen des Cockpits des Fahrzeugs 1, die eingestellt sind auf einen Fahrer 9 mit großen Körpermaßen. Der Fahrersitz 8 umfasst ein Basisteil 14, das in an sich bekannter und hier nicht im Detail dargestellter Weise auf Schienen in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar geführt und vertikal verstellbar ist, und eine mit dem Basisteil 14 über eine Achse 16 schwenkbar verbundene Rückenlehne 15. Die eingestellte Position des Basisteils 14 bestimmt die Lage einer Hüftpunkts 11 des Fahrers. Eine parallelogrammähnliche Form veranschaulicht die Grenzen eines Sitzverstellfelds 10, in dem der Hüftpunkt 11 durch Verstellen des Fahrersitzes 8 bewegbar ist. Sensoren 12, 13 sind an dem Basisteil 14 angebracht, um dessen Position in Fahrzeuglängsrichtung und in der Vertikalen zu erfassen, und mit der Verarbeitungseinheit 7 verbunden. Ein weiterer Sensor 17 ist an der Rückenlehne 15 zum Erfassen ihres Schwenkwinkels bezüglich der Achse 16 vorgesehen.
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Das Lenkrad 18 ist aus seiner in der 2 dargestellten Mittelposition in Richtung seiner Lenksäule 19 verstellbar; darüber hinaus ist die Lenksäule 19 um eine in Fahrzeugquerrichtung orientierte Achse 20 schwenkbar. Die Grenzen des daraus resultierenden Verstellbereichs der Lenkradnabe sind in 2 durch ein Viereck 21 bezeichnet. Mit der Verarbeitungseinheit 7 verbundene Sensoren 22, 23 erfassen die Position des Lenkrads 18 in diesen beiden Freiheitsgraden. Wie an der Position der Hände des Fahrers 9 zu erkennen, wäre die ideale Position der Lenkradnabe, dargestellt durch einen Kreis 24, aus der Mittelposition axial nach hinten, zum Fahrer 9 hin, verschoben und leicht nach unten geschwenkt.
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3 zeigt Fahrersitz 8 und Cockpit des Fahrzeugs 1, eingestellt auf einen kleinen Fahrer 9. Wie an der Form 10 und der Lage des Hüftpunkts 11 darin zu erkennen, ist das Basisteil 14 nach oben und nach vorn verstellt, damit der Kopf des Fahrers 9 in eine für einen freien Blick über die Kühlerhaube hinweg auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug günstige Höhe kommt. Die Lenkradnabe 24 ist aus der Normalposition angehoben und axial nach vorn verschoben, um dem Fahrer trotz hoher Sitzposition eine bestmögliche Sicht auf ein Anzeigeinstrument 26 wie etwa ein Tachometer zu bieten, das hinter dem Lenkrad 18 am Armaturenbrett 27 montiert ist. Zwei vom Anzeigeinstrument ausgehende strichpunktierte Linien 31 bezeichnen die Grenzen eines Bereichs, in dem die Augen des Fahrers durch eine von der Nabe 24 und einem Kranz 32 des Lenkrads begrenzte Öffnung hindurch freie Sicht auf das Anzeigeinstrument 26 haben. Die Ausdehnung des Anzeigeinstruments 26 ist im hier dargestellten Fall etwas größer als die der Öffnung, so dass der Bereich freier Sicht mit zunehmender Entfernung vom Lenkrad enger wird. Je enger dieser Bereich ist, desto genauer kann die Verarbeitungseinheit aus der Stellung des Lenkrads 18 auf die Höhe der Augen 28 schließen.
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An 2 und 3 wird deutlich, dass die Einstellungen, die ein Fahrer an der Position des Sitzes 8 in Fahrtrichtung, der Höhe des Basisteils 14, der Neigung der Rückenlehne 15 und der Stellung des Lenkrads 18 vornehmen kann, diversen Randbedingungen unterliegen. Ein großer Fahrer 9, wie in 2 gezeigt, neigt dazu, den Sitz 8 relativ weit hinten zu platzieren, um genügend Platz für seine Beine zu haben, wobei allerdings die genaue Position des Sitzes nicht nur von der Beinlänge abhängt, sondern auch von einem Beugewinkel der Knie, den der Fahrer 9 als zum Betätigen eines Pedals 25 (Gas-, Brems- oder Kupplungspedal) bequem empfindet. Ein großer Fahrer wird auch die Rückenlehne 15 eher weit nach hinten neigen, damit sein Kopf sich nicht zu nah am Dachhimmel befindet und eine Position einnimmt, die ihm eine gute Sicht ins Freie und einen ungehinderten Blick durch eine Öffnung des Lenkrads 18 auf das Anzeigeinstrument 26 bietet. Ein kleiner Fahrer wird, wie in 3 gezeigt, das Basisteil 14 relativ weit nach vorn verschieben und die Rückenlehne 15 steil einstellen, um gute Sicht ins Freie und auf das Anzeigeinstrument 26 zu haben.
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Die Stellung des Sitzes alleine erlaubt jedoch noch keinen sicheren Schluss auf die Körpergröße des Fahrers, da auch das Verhältnis von Bein- zu Rumpflänge variieren kann. Eine Person mit relativ zur Beinlänge großem Rumpf, auch als „Sitzriese” bezeichnet, wird den Sitz 8 im Allgemeinen weit nach vorn stellen und die Rückenlehne 15 relativ stark neigen, ähnlich einer normalproportionierten, aber größeren Person, die eine relativ stark gewinkelte Knieposition bevorzugt. Die Unterscheidung zwischen einer solchen normalproportionierten Person und dem Sitzriesen ist möglich anhand der Lenkradstellung: der Sitzriese kann das Lenkrad 18 weiter absenken als eine normalproportionierte Person, ohne die Bewegungsfreiheit seiner Beine zu beeinträchtigen, und er wird, um Bewegungsfreiheit für seine relativ langen Arme zu haben, das Lenkrad 18 relativ weit nach vorn einstellen.
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Ein Sitzzwerg hingegen, d. h. eine Person mit relativ langen Beinen und kurzem Rumpf, wird den Sitz relativ weit hinten platzieren und die Rückenlehne 15 steil stellen, ähnlich einer normalproportionierten aber kleineren Person, die eine gestreckte Beinstellung bevorzugt, doch muss der Sitzzwerg das Lenkrad 18 relativ hoch und vom Armaturenbrett 27 entfernt positionieren, um es bequem handhaben zu können.
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Aus der Zusammenschau von Einstellungen des Sitzes 8 und des Lenkrads 18 ist somit ein recht zuverlässiger Aufschluss nicht nur über die Körpergröße, sondern auch über die relativen Proportionen des Fahrers 9 zu gewinnen. Um der Verarbeitungseinheit 7 einen solchen Aufschluss zu ermöglichen, kann sie mit einer Nachschlagetabelle ausgestattet sein, in der eine Vielzahl von Kombinationen von Einstellungen der Freiheitsgrade von Sitz 8 und Lenkrad 18 jeweils in Verknüpfung zu Körpermaßen und Proportionen von Probanden abgelegt sind, die in einer Testphase des Fahrzeugs 1 die entsprechenden Einstellungen gewählt haben.
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Wie eingangs dargelegt, haben nicht nur Körpergröße und Proportionen einen Einfluss auf die Einstellungen, die ein Fahrer am Sitz 8 vornehmen wird, um eine gute Sicht auf Instrumente 26 und umgebenden Verkehr zu haben, sondern auch sein Körperbautyp. 4 zeigt den Fahrersitz 8 und das Lenkrad 18, eingestellt auf einen normalgewichtigen Fahrer, und 5 zeigt die Einstellungen für einen korpulenten Fahrer 9. Um einen Vergleich zwischen den Einstellungen zu erleichtern, sind in 6 die Darstellungen der 4 und 5 einander überlagert.
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Der Fahrer 9 trägt in 4–6 einen Sicherheitsgurt 36, der in üblicher Weise an drei Punkten befestigt ist, einem Punkt 37 an der der Fahrzeugaußenseite zugewandten Flanke des Fahrersitzes 8, über eine lösbare Schnalle an einem nicht dargestellten Punkt an der gegenüberliegenden Flanke des Sitzes 8, und an einer B-Säule des Fahrzeugs. An dieser kann ein fest verankerter Umlenker 38 den dritten Punkt bilden; falls der Umlenker 38 entlang der B-Säule in einer Schiene beweglich ist, kann eine Spule 39 eines Gurtstraffers als dritter Befestigungspunkt angesehen werden. Ein Drehwinkelsensor 40 ist an der Spule 39 angeordnet, um anhand von deren Drehung die Gurtlänge abzuschätzen, die der Fahrer beim Anschnallen von der Spule 39 abwickelt und der Verarbeitungseinheit 7 zu melden. Wenn der Umlenker 38 ortsfest ist, kann aus der Drehung der Spule 39 eindeutig auf die abgewickelte Gurtlänge geschlossen werden. Falls der Umlenker 38 vertikal beweglich ist, um sich jeweils der Schulterhöhe des Fahrers anzupassen, dann kann ein weiterer Sensor vorgesehen sein, um die Position des Umlenkers zu erfassen und in die Berechnung der abgewickelten Gurtlänge einzubeziehen; darüber hinaus ist anhand der Position, die ein solcher beweglicher Umlenker 38 unter dem Einfluss der Gurtspannung einnimmt, auch ein unmittelbarer Rückschluss auf die Höhe der Schulter des Fahrers 9 und damit auch auf die Höhe seiner Augen 28 möglich.
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Es ist unmittelbar einsichtig, dass bei gleicher Sitzposition die abgewickelte Gurtlänge bei dem korpulenten Fahrer 9 der 5 deutlich größer ist als bei dem normalgewichtigen Fahrer der 4. Diese Information ermöglicht der Verarbeitungseinheit 7, zu erkennen, dass der Fahrer 9 korpulent sein muss und dass die relativ niedrige Einstellung des Sitzes 8 in 5 folglich nicht auf einen großen Abstand zwischen Augen und Hüftpunkt 11, d. h. auf einen langen Oberkörper des Fahrers zurückzuführen ist, sondern auf eine dicke Gewebeschicht zwischen Hüftpunkt 11 und Basisteil 14 des Sitzes und eine aufgrund der großflächigen Verteilung des Gewichts relativ geringe Stauchung des Sitzpolsters des Basisteils 14, sowie darauf, dass der Fahrer durch eine relativ niedrig und weit nach hinten eingestelltes Basisteil zwischen Bauch und Oberschenkeln Platz für das Lenkrad 18 schaffen muss und dadurch zu einer relativ aufrechten Sitzhaltung gezwungen ist. Deswegen ist die Position der Augen beim korpulenten Fahrer 9 weiter vorn im Fahrzeug als beim normalgewichtigen, wie insbesondere in der Überlagerung der 6 deutlich wird.
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Gemäß dem in 7 dargestellten Arbeitsverfahren ermittelt die Verarbeitungseinheit 7 in Schritt S1 die vom Fahrer 9 an Sitz 8, Lenkrad 18 und Sicherheitsgurt 37 vorgenommenen Einstellungen, insbesondere die abgewickelte Gurtlänge. Indem sie unter den gespeicherten Einstellungen diejenige wählt, die der aktuell eingestellten am ähnlichsten ist, gewinnt sie in Schritt S2 eine zuverlässige Schätzung der Körpermaße, einschließlich des Leibesumfangs, des Fahrers, der die aktuelle Einstellung vorgenommen hat. In Kenntnis dieser Körpermaße und der Einstellungen des Sitzes 8 errechnet die Verarbeitungseinheit 7 in Schritt S3 die Position der Augen 28 des Fahrers 9. Dies kann mittels Vektorrechnung geschehen: die Position des Hüftpunkts 11 wird aus den von den Sensoren 12, 13 erfassten Einstellungen und der abgewickelten Gurtlänge abgeschätzt. Anhand der aus der Gesamtheit der Einstellungen abgeleiteten Körpermaße ist auch die Rumpflänge bekannt, und die Rumpfneigung entspricht der vom Fahrer eingestellten und vom Sensor 17 gemessenen Neigung der Rückenlehne 15, wobei ggf. eine vom anhand der Gurtlänge abgeschätzten Körperbautyp abhängige Korrektur vorgenommen wird. Aus diesen Größen kann die Lage eines Bezugspunkts 29 an den Schultern des Fahrers berechnet werden. Die Orientierung des Kopfes ist von der Stellung der Rückenlehne 15 weitgehend unabhängig. Daher können Länge und Orientierung eines für die Entfernung zwischen dem Bezugspunkt 29 und den Augen 28 repräsentativen Vektors wie die übrigen Körpermaße des Fahrers 9 aus der Nachschlagetabelle entnommen werden.
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Anhand der bekannten Positionen einer Decke 33 der Fahrgastzelle und einer Motorhaube 34 kann eine Plausibilitätsprüfung der so ermittelten Augenposition vorgenommen werden. Eine Augenposition unmittelbar an oder oberhalb der Decke 33 ist unmöglich, und eine Position unterhalb einer unter einem Winkel · von einigen Grad gegen die Horizontale nach vorn abschüssigen Tangente 35 auf der Motorhaube 34 ist wegen unzureichender Sicht äußerst unwahrscheinlich. Wenn eine solche unmögliche oder unwahrscheinliche Augenposition berechnet worden ist, dann ist entweder der Fahrersitz 8 oder das Lenkrad 18 unzweckmäßig eingestellt; in diesem Fall gibt die Verarbeitungseinheit 7 eine Fehlermeldung oder eine Aufforderung an den Fahrer aus, das Lenkrad 18 und/oder den Sitz 8 so einzustellen, dass das Anzeigeinstrument 26 voll sichtbar ist.
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Anhand der bekannten Position der Augen 28 wird in Schritt S4 eine daran angepasste Ausrichtung für diejenigen ausrichtbaren Einrichtungen berechnet, die der Fahrer sehen können muss, insbesondere für das Anzeigeinstrument 6 und die Spiegel 2, 3, 4, und die Einrichtungen werden ausgerichtet, so dass z. B. eine Oberflächennormale des Bildschirms des Anzeigeinstruments 6 die Augen des Fahrers trifft, bzw. eine Soll-Blickrichtung des Spiegels auf die Augen reflektiert wird. Anhand der Augenposition kann auch die Höhe einer Nackenstütze des Fahrersitzes automatisch festgelegt werden, bzw. die Höhe einer Gurtanbindung an einer B-Säule des Fahrzeugs kann an die anhand von Sitzposition und Rumpflänge abgeschätzte Schulterhöhe des Fahrers festgelegt werden.
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In Schritt S5 werden die ausrichtbaren Einrichtungen anhand der berechneten Einstellungen ausgerichtet.
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In Schritt S6 wird überprüft, ob Sitz 8 und/oder Lenkrad 18 verstellt worden ist. Wenn ja, kehrt das Verfahren zu Schritt S1 zurück.
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Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- linker Außenspiegel
- 3
- rechter Außenspiegel
- 4
- Innenrückspiegel
- 5
- Düse
- 6
- Anzeigeinstrument
- 7
- Verarbeitungseinheit
- 8
- Fahrersitz
- 9
- Fahrer
- 10
- Sitzverstellfeld
- 11
- Hüftpunkt
- 12
- Sensor
- 13
- Sensor
- 14
- Basisteil
- 15
- Rückenlehne
- 16
- Achse
- 17
- Sensor
- 18
- Lenkrad
- 19
- Lenksäule
- 20
- Achse
- 22
- Sensor
- 23
- Sensor
- 24
- Lenkradnabe
- 25
- Pedal
- 26
- Anzeigeinstrument
- 27
- Armaturenbrett
- 28
- Auge
- 29
- Bezugspunkt
- 30
- Nackenstütze
- 31
- Linie
- 32
- Kranz
- 33
- Decke
- 34
- Motorhaube
- 35
- Tangente
- 36
- Sicherheitsgurt
- 37
- Befestigungspunkt
- 38
- Umlenker
- 39
- Spule
- 40
- Drehwinkelsensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3138712 A1 [0003, 0017]
