DE19952560A1

DE19952560A1 - Verfahren zum Ein- und/oder Verstellen eines Sitzes, von Teilen des Sitzes und/oder von den Fahrer unterstützenden Vorrichtungen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19952560A1
Application number: DE19952560A
Authority: DE
Inventors: Markus Grebenstein; Bernd Gombert; Goekan Bakir; Rudolf Lein; Siegfried Angerer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; 3DConnexion GmbH
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2019-11-02
Also published as: DE19952560C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Einstellen eines mit Stellvorrichtungen versehenen Sitzes (S), von Teilen des Sitzes und/oder von den Fahrer unterstützenden Vorrichtungen unter Verwendung eines multifunktionalen, von Hand (8) betätigten Eingabegeräts (1) mit Kraft-Momenten-Sensor. Nach Festlegen von dem Sitz, den einzelnen Teilen des Sitzes und/oder von den Fahrer unterstützenden Vorrichtungen zugeordneten Bereichen auf einer Bedienoberfläche (11) des Eingabegeräts wird in einem der Bereiche der Bedienoberfläche des Eingabegeräts ein Druckimpuls erzeugt, der vom Kraft-Momenten-Sensor erfaßt und in ein Kraft-Momenten-Vektorpaar umgesetzt wird. Dieses Kraft-Momenten-Vektorpaar wird dahingehend überprüft, ob bestimmte charakteristische Impulsvorgaben erfüllt werden. Bei deren Erfüllung wird der diesem Bereich auf der Bedienoberfläche des Eingabegeräts zugeordnete Sitz, Sitzteil oder die den Fahrer unterstützende Vorrichtung in einen Aktivierungszustand geschaltet; dann wird durch Bedienen des Eingabegeräts mindestens eine dem in den Aktivierungszustand geschalteten Sitz, Sitzteil oder der den Fahrer unterstützende Vorrichtung zugeordnete Stellvorrichtung bis zum Erreichen einer gewünschten Position gesteuert. Das Verfahren dient zur Verstellung des Sitzes, von Teilen des Sitzes und/oder den Fahrer unterstützenden Vorrichtungen insbesondere in Fahrzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ein- und/oder Ver stellen eines mit Stellvorrichtungen, vorzugsweise elektri schen Stellmotoren, versehenen Sitzes, von Teilen des Sitzes und/oder von den Fahrer unterstützenden Vorrichtungen unter Verwendung eines multifunktionalen, die Stellvorrichtungen steuernden Schalters. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, z. B. in einem Kraftfahrzeug eingebaute Sitze zur Anpassung an die Körpergröße eines Fahrzeuginsassen als Ganzes in Fahrtrichtung durch Verschieben in Führungsschienen und in der Höhe jeweils mechanisch von Hand verstellbar aus zubilden. Es ist auch bekannt, zur weiteren Anpassung an eine gewünschte Sitzhaltung Teile eines Sitzes von Hand verstell bar zu gestalten. So können beispielsweise der Sitzflächen teil in der Höhe und Neigung und die Sitzrückenlehne bezüg lich Neigung und/oder Höhe durch Handbetrieb verändert wer den, genauso wie die Lordose in Höhe und/oder Tiefe und die Kopfstütze in ihrer Neigung und Höhe. Ferner ist bekannt, den Fahrer unterstützende Vorrichtungen, wie beispielsweise das Lenkrad, Innen- und/oder Außenspiegel u. ä. zu verstellen.

Zur Erhöhung des Bedienkomforts können in bekannter Weise an stelle von Stellvorrichtungen, die unmittelbar von Hand, be dient werden und in der Regel in Form von Hebeln, Kurbeln oder Handrädern realisiert sind, kleine elektrische Stellmo toren eingebaut werden, die gewöhnlich durch einzelne am Ar maturenbrett, an einer Bedienkonsole oder am Sitz selbst an gebrachte Bedientastenschalter betätigt werden. Komfortable Sitze weisen heutzutage bis zu zwölf und mehr Stellmotoren für die Positionsverstellung auf.

Um einen Sitz noch in vernünftiger und eindeutiger Weise steuern zu können, werden somit entweder hochkomplexe her kömmliche Schalteranordnungen benötigt oder besser neuartige Multifunktionsschalter verwendet, welche aufgrund ihrer klei neren Bauweise und höheren Zuverlässigkeit für solch eine Aufgabe geeignet sind.

Trotz der Sitzjustierbarkeit mittels elektrischer Stellmoto ren ergeben sich wegen der umständlichen und oft nicht ein deutigen Betätigung der Schalteranordnungen und Multifunkti onsschalter langwierige und häufig nicht zufriedenstellende Sitzeinstellvorgänge, was sich insbesondere dann als beson ders störend erweist, wenn in einem Fahrzeug häufig ein Fah rerwechsel stattfindet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ein- und/oder Verstellen eines mit elektrischen Stellmotoren oder anderen vergleichbaren Stellvorrichtungen versehenen Sitzes, von Tei len des Sitzes und/oder von den Fahrer unterstützenden Vor richtungen und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wodurch es dem Bediener, also einer im Sitz platznehmenden Person, ermöglicht wird, intuitiv räumlich in seine gewünschte Sitzposition zu gelangen sowie den Fahrer unterstützende Vorrichtungen in die gewünschte Stellung zu bringen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Ein- und/oder Verstellen eines mit Stellvorrichtungen, vorzugsweise elektrischen Stellmotoren, versehenen Sitzes, von Teilen des Sitzes und/oder von den Fahrer unterstützenden Vorrichtungen unter Verwendung eines multifunktionalen, die Stellvorrichtungen steuernden Schalters in Form eines von Hand betätigten Eingabegeräts mit Kraft-Momenten-Sensor ge löst, wobei nach Festlegen von dem Sitz, den einzelnen Teilen des Sitzes und/oder von bestimmten, den Fahrer unterstützen den Vorrichtungen zugeordneten Bereichen auf einer Bedien oberfläche des Eingabegeräts ein Druckimpuls in einem der Be reiche der Bedienoberfläche des Eingabegeräts erzeugt wird. Hierbei wird der Druckimpuls mit Hilfe des Kraft-Momenten- Sensors erfaßt und in ein aus einem Kraft- und einem Mo mentenvektor gebildetes Vektorpaar umgesetzt, welches dahin gehend überprüft wird, ob bestimmte charakteristische Impuls vorgaben erfüllt werden. Dann wird, wenn diese Impulsvorgaben als erfüllt erkannt worden sind, der diesem Bereich auf der Bedienoberfläche des Eingabegeräts zugeordnete Sitz, Sitzteil oder die den Fahrer unterstützende Vorrichtung in einen Akti vierungszustand geschaltet. Durch Bedienen des Eingabegeräts wird mindestens eine dem in den Aktivierungszustand geschal teten Sitz, Sitzteil oder der den Fahrer unterstützenden Vor richtung zugeordnete Stellvorrichtung bis zum Erreichen einer von einer Bedienungsperson gewünschten Position oder Stellung gesteuert.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß die intuitive räumliche Steuerung maximal aller sechs Freiheitsgrade auf die Steuerung der Sitzposition übertragen werden kann. Der Bediener kann sich somit in der Tat intuitiv insbesondere in seine gewünschte, ihm angenehm ste Sitzposition bringen.

Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Er findung zeichnet sich dadurch aus, daß ein Eingabegerät eine Bedienoberfläche aufweist, daß auf der Bedienoberfläche eine Anzahl von Bereichen zum Eingeben mindestens eines Druckim pulses festgelegt und/oder ausgebildet ist, und daß in dem oder für das Eingabegerät vorgesehen sind:
eine Einrichtung zur Auswertung und Erkennung eines mittels des Kraft-Momenten-Sensors erfaßten und in ein Kraft- und Mo menten-Vektorpaar umgesetzten Druckimpulses,
eine Einrichtung, die aufgrund des den Impulsvorgaben ent sprechend erkannten Kraft-Momenten-Vektorpaares jeweils den jenigen Sitz, denjenigen Teil eines Sitzes oder die den Fah rer unterstützende Vorrichtung in Aktivierungszustand schal tet, der dem vom Druckimpuls angeregten Bereich auf der Be dienoberfläche des Eingabegeräts zugeordnet ist, und
eine Einrichtung zum Ansteuern mindestens einer dem in den Aktivierungszustand geschalteten Sitz, Teil eines Sitzes oder der den Fahrer unterstützenden Vorrichtung zugeordneten Stellvorrichtung.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch ge kennzeichnet, daß die Bedienoberfläche des Eingabegeräts in Form eines ein-/verstellbaren Sitzes oder Teilen des Sitzes nachgebildet oder nachgezeichnet ist. In diesem Zusammenhang ist es in besonderer Weise möglich, daß die Bedienoberfläche des Eingabegeräts der Form eines ein-/verstellbaren Kraft fahrzeugsitzes nachgebildet oder nachgezeichnet ist, daß auf der Bedienoberfläche des den Kraft-Momenten-Sensor enthalten den Eingabegeräts abgegrenzte Bereiche zum Eingeben eines Druckimpulses vorgesehen sind, die dem Sitz selbst sowie des sen Teilen zugeordnet sind.

Nach Auswahl eines Bereichs und der damit verbundenen Schal tung in den Aktivierungszustand sind der zugeordnete Sitz bzw. die zugeordneten Teile des Sitzes mit Hilfe des Eingabe geräts verstellbar, und zwar der ganze Sitz in Fahrtrichtung und/oder in der Höhe, dessen Sitzflächenteil in Höhe, Breite und/oder Sitzflächenneigung, dessen Lehne bezüglich Neigung und/oder Höhe, dessen Lordose in Höhe und/oder Tiefe, und/oder dessen Kopfstütze in Höhe und/oder Neigung. In ad äquater Weise können die den Fahrer unterstützenden Vorrich tungen in die gewünschte Position/Stellung gebracht werden.

Die jedem ein-/verstellbaren Sitz und jedem ein-/verstell baren Teil eines Sitzes zugeordnete(n) Stellvorrichtung(en) sind in zweckmäßiger Weise elektrische Stellmotore.

Die Verwendung eines besonders vorteilhaften Eingabegeräts mit Kraft-Momenten-Sensor ist im Anspruch 6 angegeben. Derar tige Kraft-Momenten-Sensoren sind beispielsweise aus DE 36 21 336 C2 oder DE 37 64 287 bzw. EP 0 240 023 B1 be kannt. Mit Hilfe eines solchen in einem Eingabegerät unterge brachten Kraft-Momenten-Sensors können Linearverschiebungen oder Drehauslenkungen, wie sie z. B. von einer menschlichen Hand in Form von Kräften und Momenten erzeugt werden können, erfaßt und direkt in translatorische und rotatorische Bewe gungen bzw. Geschwindigkeiten eines zu steuernden Objekts um gesetzt werden. So können beispielsweise Automaten, Roboter, Manipulatoren oder ähnliche Systeme sowie auch 3D-Computer graphiken gesteuert werden.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung des Ver fahrens ist somit auf der Basis eines Eingabegeräts mit Kraft-Momenten-Sensor eine Art multifunktionaler Schalter für eine Sitzeinstellung geschaffen, der ohne irgendwelche Kon takte, d. h. kontaktlos und damit vollkommen verschleißfrei arbeitet und somit auch eine extrem hohe Lebensdauer hat. Darüber hinaus können bei einem derartigen Eingabegerät mit Kraft-Momenten-Sensor irgendwelche auftretenden Störungen, wie beispielsweise Schockeinwirkungen oder Vibrationen, ohne weiteres gemessen und anschließend ausgefiltert werden. Eine Besonderheit des für die Sitzeinstellung eingesetzten multi funktionalen Schalters ist es, selbst bei geometrisch an spruchsvollen Konturen aufgrund ihrer räumlichen Komplexität Schaltoperationen zu erkennen. Man wäre beispielsweise in der Lage, mit diesem Kraft-Momenten-Sensor bei vier beliebig räumlich getrennten Druckpunkten 24 verschiedene Funktionen bei der Sitzeinstellung zu steuern. Bei acht solchen Druck punkten wären es 48, usw. Somit lassen sich fast unbegrenzt analoge Steuer- und Regeleinheiten über die neuartigen Schaltfunktionen auswählen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen erläu tert, welche Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens dar stellen. Es zeigen:

Fig. 1 die Darstellung eines Eingabegeräts mit einer diesem zugeordneten Hand sowie mit darüber sche matisch angedeuteten Kraft- und Momenten- Vektoren;

Fig. 2 ein Eingabegerät entsprechend Fig. 1, das im dar gestellten Beispiel zur Bewegung eines Sitzes in seiner Gesamtheit verwendet wird;

Fig. 3 ebenfalls ein Eingabegerät entsprechend Fig. 1, das im dargestellten Beispiel aber zur Bewegung eines Sitzes in seinen Lordose-Achsen verwendet wird;

Fig. 4 ebenfalls ein Eingabegerät entsprechend Fig. 1, das im dargestellten Beispiel jedoch zur Bewegung eines Sitzes in seinen Sitzflächen-Achsen verwen det wird;

Fig. 5 ebenfalls ein Eingabegerät entsprechend Fig. 1, das im dargestellten Beispiel jedoch zur Bewegung eines Sitzes in seinen Rückenlehnen-Achsen ver wendet wird;

Fig. 6 ein von einer Hand geführtes Eingabegerät, das zur einfacheren Verstellsteuerung mit den Bild symbolen von Teilen eines verstellbaren Sitzes, und beispielsweise eines Spiegels bzw. eines Lenkrades versehen ist;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Eingabegeräts mit teilweise aufgeschnittener Bedienkappe;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer in dem Einga begerät von Fig. 7 untergebrachten optoelektro nischen Anordnung;

Fig. 9 eine prinzipielle Darstellung des Verlaufs eines Kraftvektors, und

Fig. 10 eine prinzipielle Darstellung eines in die x-y-Ebene projizierten Berührbereichs.

In Fig. 1 ist einem Eingabegerät 1, das insbesondere in den Fig. 7 und 8 genauer dargestellt ist, eine Hand 8 in der Weise zugeordnet, daß deren Zeigefinger 81 in einer Position über einem Berührungspunkt P gehalten ist, während der Daumen 80 und die übrigen Finger das Eingabegerät 1 umgreifen. In Fig. 1 sind über der das Eingabegerät 1 umgreifenden Hand 8 durch Pfeile angedeutete Kraftvektoren wiedergegeben, die in Rich tung der drei Koordinaten X, Y und Z verlaufen, während durch mit Pfeilspitzen versehene Teilkreise die um die jeweiligen Achsen erzeugten Momenten-Vektoren A, B und C angedeutet sind.

Der in Fig. 1 dargestellte und im Eingabegerät 1 realisierte Kraft-Momenten-Sensor erfaßt sämtliche Linear- und Drehaus lenkungen, wie sie von der menschlichen Hand 8 in Form von Kräften und Momenten erzeugt werden können, um die Steuerung eines Sitzes, von Teilen eines Sitzes und/oder von den Fahrer unterstützenden Vorrichtungen durchzuführen. Dabei werden die gemessenen Kräfte und Momente direkt in translatorische und rotatorische Bewegungsgeschwindigkeiten des zu steuernden Sitzes umgesetzt.

In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist das von der Hand 8 ge führte Eingabegerät 1 schematisch dargestellt und soll einen Sitz S komplett in seinen durch Doppelpfeile am Sitz S darge stellten Hauptachsen bewegen. Diese Hauptachsen entsprechen der Verstellung des Sitzes S in seiner Länge, seiner Höhe und seiner Rückenlehne L. Im Eingabegerät 1 erfolgt mit der Hand 8 die Steuerung in Richtung der Kraftvektoren X und Y sowie des Momentenvektors C, nachdem ein vorher an gezielter Stelle der Bedienoberfläche ebenfalls mit der Hand 8, vorzugsweise mit dem Zeigefinger 81, ausgeführter Druckimpuls als charak teristische Impulsvorgaben erfüllend erkannt worden ist und deswegen die dieser Stelle zugeordneten Stellmotoren in einen Aktivierungszustand geschaltet hat.

In dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel ist das von der Hand 8 ge führte Eingabegerät 1 ebenfalls schematisch dargestellt und soll einen Sitz S in seinen durch Doppelpfeile am Sitz S dar gestellten Lordosen-Achsen bewegen. Diese Achsen entsprechen der Verstellung der Lordose D des Sitzes S in ihrer Höhe und Tiefe. Im Eingabegerät 1 erfolgt die Verstellung durch Hand- Aktivierung in Richtung der Kraftvektoren X und Y, nachdem ein vorher an gezielter Stelle der Bedienoberfläche ebenfalls mit der Hand 8 ausgeführter Druckimpuls als charakteristische Impulsvorgaben erfüllend erkannt worden ist und deswegen die dieser Stelle zugeordneten Stellmotoren in einen Aktivie rungszustand geschaltet hat.

In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist das von der Hand 8 ge führte Eingabegerät 1 ebenfalls schematisch dargestellt und soll einen Sitz S in seinen durch Doppelpfeile am Sitz S dar gestellten Sitzflächen-Achsen bewegen. Diese Achsen entspre chen der Verstellung des Sitzflächenteils G des Sitzes S in seiner Neigung, Tiefe und Breite. Im Eingabegerät 1 erfolgt die Verstellung durch Hand-Aktivierung in Richtung der Kraft vektoren X und Y sowie des Momentenvektors C, ebenfalls nach dem ein vorher an gezielter Stelle der Bedienoberfläche eben falls mit der Hand 8 ausgeführter Druckimpuls als charakteri stische Impulsvorgaben erfüllend erkannt worden ist und des wegen die dieser Stelle zugeordneten Stellmotoren in einen Aktivierungszustand geschaltet hat.

In dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel ist das von der Hand 8 ge führte Eingabegerät 1 ebenfalls schematisch dargestellt und soll einen Sitz S in seinen durch Doppelpfeile am Sitz S dar gestellten Rückenlehnen-Achsen bewegen. Diese Achsen entspre chen der Verstellung der Rückenlehne L des Sitzes S an ihrem Lehnenkopf M, in der Höhe ihrer Kopfstütze K und in ihrer Lehnenbreite. Im Eingabegerät 1 erfolgt die Verstellung nach Hand-Aktivierung des zugeordneten Bereiches in Richtung der Kraftvektoren X und Y sowie des Momentenvektors C, nachdem ein vorher an gezielter Stelle der Bedienoberfläche ebenfalls mit der Hand 8 ausgeführter Druckimpuls als charakteristische Impulsvorgaben erfüllend erkannt worden ist und deswegen die dieser Stelle zugeordneten Stellmotoren in einen Aktivie rungszustand geschaltet hat.

In Fig. 6 ist ein von einer Hand 8 geführtes, in seiner äuße ren Form modifiziertes Eingabegerät 1' dargestellt, das zur noch bedienungsfreundlicheren und eingängigeren Verstell steuerung auf seiner Bedienoberfläche 11 mit den Bildsymbolen eines Sitzes bzw. von dessen verstellbaren Teilen, nämlich 11D für die Lordose D, 11G für den Sitzflächenteil G, 11K für die Kopfstütze K, 11L für die Rückenlehne L und 11M für den Lehnenkopf sowie von den Fahrer unterstützenden Vorrichtun gen, nämlich 11SP für den Innenspiegel und 11LR für das Lenk rad, versehen ist. Funktionell entspricht dieses Eingabegerät 1' dem Eingabegerät 1, das im folgenden anhand der Fig. 7 und 8 im einzelnen beschrieben wird.

In Fig. 7 ist eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt, welche ein Eingabegerät 1 mit Kraft-Momenten- Sensor in Form einer in Fig. 8 schematisch dargestellten opto elektronischen Anordnung aufweist. Ferner ist entweder im Eingabegerät 1 selbst eine in Fig. 7 gestrichelt angedeutete Einrichtung 12 zum Auswerten und Erkennen eines mittels des Kraft-Momenten-Sensors erfaßten und in ein Kraft-Momenten- Vektorpaar umgesetzten Impulses oder anstelle davon eine in Aufbau und Funktion identische, mit ausgezogenen Linien dar gestellte Auswerte- und Erkennungseinrichtung 12' vorgesehen, die dann mit dem Eingabegerät 1 verbunden ist.

In Fig. 7 weist das abgebildete Eingabegerät 1 eine in der dargestellten Ausführungsform kreiszylinderförmige Bedien kappe 10 mit einer leicht gewölbten Bedienoberfläche 11 auf, die in Fig. 7 teilweise aufgeschnitten ist, so daß ein Teil des schematisch dargestellten Aufbaus eines schematisch ange deuteten Kraft-Momenten-Sensors in Form der optoelektroni schen Anordnung zu erkennen ist.

In der in Fig. 8 schematisch wiedergegebenen optoelektroni schen Anordnung sind sechs lichtemittierende Einrichtungen 2-1 bis 2-6, vorzugsweise in Form von sechs lichtemittieren den Dioden, in einer Ebene angeordnet. Den lichtemittierenden Einrichtungen 2-1 bis 2-6 ist in einem festen Abstand jeweils eine Schlitzblende 3-1 bis 3-6 zugeordnet. Hierbei sind be nachbarte Schlitzblenden in einem zylindrischen Ring 3 je weils um 90° gegeneinander versetzt ausgebildet, so daß bei spielsweise die Schlitzblende 3-1 horizontal und die beiden benachbarten Schlitzblenden 3-2 und 3-6 vertikal ausgerichtet sind. In der, opto-elektronischen Anordnung von Fig. 8 sind sechs photoempfindliche Detektoren 4-1 bis 4-6 in einem zy lindrischen Ring 5 bezüglich der ihnen zugeordneten Schlitz blenden 3-1 bis 3-6 entsprechend ausgerichtet angeordnet. Ferner ist der Ring 5 mit den sechs Detektoren 4-1 bis 4-6 fest an der Innenseite der zylinderförmigen Bedienkappe 10 des Eingabegeräts 1 angebracht.

Da die sechs lichtemittierenden Dioden 2-1 bis 2-6 in Fig. 8 in einer schematisch als Zylinder angedeuteten Halterungsein richtung 6 untergebracht sind, welche ihrerseits im Eingabe gerät 1 stationär angeordnet ist, ist über die Bedienkappe 10 der mit dieser fest verbundene Ring 5 mit den sechs Dioden 2-1 bis 2-6 und des ihnen fest zugeordneten Schlitzblenden rings 3 bewegbar. Die stationäre, in Fig. 8 schematisch als Zylinder angedeutete Halterungseinrichtung 6 kann bei einer praktischen Ausführungsform beispielsweise auch als eine sta tionäre Scheibe ausgeführt sein, deren Durchmesser etwa dem Außendurchmesser des die Detektoren 4-1 bis 4-6 tragenden Ringes 5 entspricht und welche über oder unter dem Ring 5 an geordnet sein kann.

Zwischen dem die Detektoren 4-1 bis 4-6 tragenden Ring 5 und einer solchen scheibenförmigen Halterungseinrichtung sind Fe derelemente 7 (siehe Fig. 7) in Form von Schraubenfedern vor gesehen, welche mittels nicht näher dargestellten Schraubbol zen sowohl dem Ring 5 als auch der Halterungseinrichtung fest 'zugeordnet sind. Durch die Schraubenfedern 7 wird erreicht, daß der die Detektoren 4-1 bis 4-6 tragende Ring 5 über die Bedienkappe 10 bezüglich der stationären Anordnung der licht emittierenden Dioden 2-1 bis 2-6 und dem diesen fest zugeord neten Schlitzblendenring 3 in Richtung der drei Achsen X, Y, Z eines Koordinatensystems (siehe Fig. 1) und um diese drei Achsen bewegbar ist und nach jeder Verschiebung oder Win keldrehung jeweils wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt.

Die sechs Detektoren 4-1 bis 4-6 sind in gleichen Winkelab ständen voneinander, d. h. unter einem Winkel von 60°, in ei ner Ebene angeordnet und weisen die abwechselnd zu dieser Ebene horizontal und vertikal ausgerichteten Schlitzblenden 3-1 bis 3-6 auf. Wie aus der Lage der einzelnen Schlitzblen den 3-1 bis 3-6 und der durch Schraffur hervorgehobenen und von den einzelnen Dioden 2-1 bis 2-6 ausgehenden Ebenen zu ersehen ist, sind die Achsen der einzelnen positionsempfind lichen Detektoren 4-1 bis 4-6 immer senkrecht zu den ihnen zugeordneten Schlitzblenden 3-1 bis 3-6 ausgerichtet.

Mit der opto-elektronischen Anordnung ist eine vollständige Erfassung aller sechs möglichen Bewegungskomponenten, nämlich der drei translatorischen Bewegungen in Richtung der drei Achsen X, Y und Z (siehe Fig. 1) eines Koordinatensystems und der drei rotatorischen Bewegungen A, B und C um diese drei Achsen X, Y und Z erreicht. Da die Bedienkappe 10 fest an dem die Detektoren 4-1 bis 4-6 tragenden Ring 5 angebracht ist und dieser Ring 5 mittels der Federelemente 7 (Fig. 7) federnd mit der stationären Halterungseinrichtung 6 verbunden ist, welche die sechs Dioden 2-1 bis 2-6 und die diesen zuge ordneten Schlitzblenden 3-1 bis 3-6 trägt, halten die Feder elemente 7 das gesamte Meßsystem in der mechanischen Null stellung, wenn keine Kommandos auf die Bedienkappe 10 aufge bracht werden.

Hierbei läßt sich durch Variation der Federeigenschaften (insbesondere deren Steifigkeit) die Betriebscharakteristik der Bedienkappe in weiten Grenzen beeinflussen. Bei Verwen dung von verhältnismäßig weichen Federelementen wirkt das Eingabegerät 1 eher als ein wegempfindlicher Sensor, während bei Verwenden von härteren Federelementen 7 Kommandos mehr durch Ausüben von Kräften und Momenten erteilt werden.

Ferner ist bei der opto-elektronischen Anordnung jedem posi tionsempfindlichen Detektor je eine eigene Lichtquelle zuge ordnet, welche durch eine einfache Regelelektronik angesteu ert wird. Mit Hilfe dieser Regelelektronik werden dann bei spielsweise unterschiedliche Detektor-Empfindlichkeiten, un terschiedliche Leuchtdioden-Wirkungsgrade, Toleranzen in den elektronischen Bauelementen sowie Temperaturdriften automa tisch und schnell ausgeregelt. Auf diese Weise ist auch kein zusätzlicher Abgleich erforderlich.

In Fig. 9 ist ein Verlauf während des Schaltens in einen Ak tivierungszustand dargestellt, was nachstehend als "Schaltoperation" bezeichnet wird, durch welche mindestens eine mittels des Eingabegeräts 1 auszuführende, technische Steueroperation ausgelöst wird. Hierbei ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate der Absolutwert einer Kraft |F| aufgetragen. In Fig. 9 ist mit S₁ der Beginn einer solchen "Schaltoperation" und mit S₂ das Ende dieser "Schalt operation" angezeigt. Mit S_E ist der Zeitpunkt bezeichnet, zu welchem ein erzeugter Druckimpuls als Schaltoperation vom Eingabegerät 1 erkannt und als solche ausgewertet worden ist. In dem Zeitabschnitt zwischen dem Beginn S₁ der Schaltopera tion und dem Zeitpunkt S_E, zu welchem die Schaltoperation als solche erkannt wird, kann beispielsweise viermal ein Kraft- und Momenten-Vektorpaar gebildet werden, das durch einen bei spielsweise auf einen Berührpunkt P in Fig. 10 ausgeübten Druck und einen dadurch erzeugten Druckimpuls hervorgerufen worden ist.

Wenn von der in oder bei dem Eingabegerät 1 vorgesehenen Ein richtung 12 bzw. 12' zum Erkennen und Auswerten eines solchen in ein Kraft- und Momenten-Vektorpaar umgesetzten Impulses festgestellt worden ist, daß die Werte der vier gemessenen und erfaßten Vektorpaare in einem vorgegebenen, verhältnismä ßig engen Toleranzbereich liegen, wird zum Zeitpunkt S_E der auf die Bedienoberfläche 11 ausgeübte Druck und der dadurch erzeugte Druckimpuls als eine "Schaltoperation" erkannt, so daß danach die dieser "Schaltoperation" zugeordnete und mit dem Eingabegerät 1 auszuführende Schaltoperation ausgelöst wird. Hierbei ist in Fig. 10 der Toleranzbereich durch paral lel zu der ausgezogenen kreisbogenförmigen Linie in einem Ab stand R voneinander verlaufende gestrichelte Linien sowie durch einen grau ausgelegten, den Berührpunkt P umgebenden Kreis in Fig. 10 angedeutet.

Dies ist ein Beispiel für eine der Möglichkeiten, wie ein Kraft- und Momenten-Vektorpaar über einen vorgegebenen Zeit abschnitt ausgewertet werden kann, um letztendlich zu erken nen, daß bestimmte vorgegebene charakteristische Impulsvorga ben erfüllt sind. Somit ist nicht die Position bzw. das Be rühren eines Berührpunktes P das Kriterium, daß eine "Schaltoperation" und keine Steueroperation getätigt worden ist.

Vielmehr ist die Verknüpfung des im Berührpunkt P ausgeübten Drucks und des dadurch mittels des Eingabegeräts 1 erzeugten Kraft-Momenten-Vektorpaares, das beispielsweise über einen vorgegebenen Zeitabschnitt ausgewertet worden ist, das Krite rium, daß eine "Schaltoperation" durchgeführt worden ist, und dadurch die einem bestimmten Teil des Sitzes, dem kompletten Sitz und/oder einer den Fahrer unterstützenden Vorrichtung zugeordnete Steuerfunktion ausgelöst worden ist.

Bezugszeichenliste

1

,

1

' Eingabegerät

2-1

bis

2-6

Lichtemittierende Einrichtungen

3

Schlitzblendenring

3-1

bis

3-6

Schlitzblenden

4-1

bis

4-6

Detektoren

5

Ring

6

Halterungseinrichtung

7

Federelemente

8

Hand

10

Bedienkappe

11

Bedienoberfläche

11

D,

11

G,

11

K,

11

L,

11

LR,

11

M,

11

SP Bereiche auf

11

12

,

12

' Auswerte- und Erkennungseinrichtung

80

Daumen

81

Zeigefinger
A, B, C Momentenvektoren
D Lordose
|F| Kraft
G Sitzflächenteil
K Kopfstütze
L Rückenlehne
M Lehnenkopf
P Berührungspunkt
R Abstand
S Sitz
S₁

, S₂

, S₃

Zeitpunkte
t Zeit
X, Y, Z Koordinatenachsen

Claims

1. Verfahren zum Ein- und/oder Verstellen eines mit Stellvor richtungen, vorzugsweise elektrischen Stellmotoren, versehe nen Sitzes (S), von Teilen des Sitzes und/oder von den Fahrer unterstützenden Vorrichtungen unter Verwendung eines multi funktionalen, die Stellvorrichtungen steuernden Schalters in Form eines von Hand (8) betätigten Eingabegeräts (1) mit Kraft-Momenten-Sensor,
wobei nach Festlegen von dem Sitz, den einzelnen Teilen des Sitzes und/oder von den Fahrer unterstützenden Vorrichtungen zugeordneten Bereichen auf einer Bedienoberfläche (11) des Eingabegeräts ein Druckimpuls in einem dieser Bereiche der Bedienoberfläche des Eingabegeräts erzeugt wird,
wobei der Druckimpuls mit Hilfe des Kraft-Momenten-Sensors erfaßt und in ein aus einem Kraft- und einem Momentenvektor gebildetes Vektorpaar umgesetzt wird, welches dahingehend überprüft wird, ob bestimmte charakteristische Impulsvorgaben erfüllt werden,
wobei dann, wenn diese Impulsvorgaben als erfüllt erkannt worden sind, der diesem Bereich auf der Bedienoberfläche des Eingabegeräts zugeordnete Sitz, Sitzteil und/oder die den Fahrer unterstützende Vorrichtung in einen Aktivierungszu stand geschaltet wird, und
wobei dann durch Bedienen des Eingabegeräts mindestens eine dem in den Aktivierungszustand geschalteten Sitz, Sitzteil und/oder der den Fahrer unterstützenden Vorrichtung zugeord nete Stellvorrichtung bis zum Erreichen einer von einer Be dienungsperson gewünschten Position gesteuert wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingabegerät (1) eine Bedien oberfläche (11) aufweist,
daß auf der Bedienoberfläche (11) eine Anzahl von Bereichen (11D, 11G, 11K, 11L, 11LR, 11M, 11SP) zum Eingeben mindestens eines Druckimpulses festgelegt und/oder ausgebildet ist, und daß in dem oder für das Eingabegerät (1) vorgesehen sind:
eine Einrichtung (12, 12') zur Auswertung und Erkennung eines mittels des Kraft-Momenten-Sensors erfaßten und in ein Kraft- und Momenten-Vektorpaar umgesetzten Druckimpulses,
eine Einrichtung, die aufgrund des den Impulsvorgaben ent sprechend erkannten Kraft-Momenten-Vektorpaares jeweils den jenigen Sitz (S), denjenigen Teil eines Sitzes und/oder die den Fahrer unterstützende Vorrichtung in Aktivierungszustand schaltet, der dem vom Druckimpuls angeregten Bereich auf der Bedienoberfläche (11) des Eingabegeräts (1) zugeordnet ist, und
eine Einrichtung zum Ansteuern mindestens einer dem in den Aktivierungszustand geschalteten Sitz (S), Teil (D, G, K, L, M) eines Sitzes und/oder einer den Fahrer unterstützenden Vor richtung (LK, SP) zugeordneten Stellvorrichtung.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienoberfläche (11) des Eingabegeräts (1) in Form eines ein-/verstellbaren Sitzes (S), von Teilen (D, G, K, L, M) des Sitzes und/oder einer den Fahrer unterstützenden Vorrichtung (LK, SP) nachgebildet oder nachgezeichnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienoberfläche (11) des Eingabegeräts (1) der Form eines ein-/verstellbaren Kraftfahrzeugsitzes (S), von Teilen (D, G, K, L, M) des Sitzes und/oder einer den Fahrer unterstüt zenden Vorrichtung (LK, SP) nachgebildet ist, daß auf der Bedienoberfläche (11) des den Kraft-Momenten- Sensor enthaltenden Eingabegeräts (1) abgegrenzte Bereiche (11D, 11G, 11K, 11L, 11LK, 11M, 11SP) zum Eingeben eines Druckimpulses vorgesehen sind, die dem Sitz selbst sowie des sen Teilen und/oder den den Fahrer unterstützenden Vorrich tungen zugeordnet sind, und daß nach Auswahl eines Bereiches und der damit verbundenen Schaltung in den Aktivierungszustand der zugeordnete Sitz bzw. die zugeordneten Teile des Sitzes bzw. die den Fahrer unterstützenden Vorrichtungen mit Hilfe des Eingabegeräts verstellbar sind, und zwar der ganze Sitz (S) in Fahrt richtung und/oder in der Höhe, dessen Sitzflächenteil (G) in Höhe, Breite und/oder Sitzflächenneigung, dessen Lehne (L) bezüglich Neigung und/oder Höhe, dessen Lordose (D) in Höhe und/oder Tiefe, und/oder dessen Kopfstütze (K) in Höhe und/oder Neigung.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die jedem ein-/verstellbaren Sitz (S), je dem ein-/verstellbaren Teil eines Sitzes und jeder den Fahrer unterstützenden Vorrichtung zugeordnete(n) Stellvorrich tung(en) jeweils Stellmotore sind.

6. Verwenden eines Eingabegeräts (1) mit Kraft-Momenten-Sen sor, zum Ein- und/oder Verstellen eines Sitzes (S), von Tei len des Sitzes und/oder von den Fahrer unterstützenden Vor richtungen, wobei der Kraft-Momenten-Sensor eine optoelek tronische Anordnung zum gleichzeitigen Eingeben von sechs Komponenten (X, Y, Z; A, B, C) in bzw. um die drei Achsen ei nes kartesischen Koordinatensystems ist, wobei jede von min destens sechs in gleichen Winkelabständen voneinander in ei ner Ebene angebrachten lichtemittierenden Einrichtungen (2-1 bis 2-6) mit jeweils vorgeschalteter, fest angeordneter Schlitzblende (3-1 bis 3-6) gegenüber je einem mit seiner De tektorachse senkrecht zur Schlitzrichtung der jeweils zuge ordneten Schlitzblende (3-1 bis 3-6) ausgerichteten, posi tionsempfindlichen Detektor (4-1 bis 4-6) so vorgesehen ist, daß die lichtemittierenden Einrichtungen (2-1 bis 2-6) mit zugeordneten Schlitzblenden (3-1 bis 3-6) und die positions empfindlichen Detektoren (4-1 bis 4-6) relativ gegeneinander bewegt, und die jedem positionsempfindlichen Detektor (4-1 bis 4-6) einzeln zugeordnete lichtemittierende Einrichtung (2-1 bis 2-6) jeweils mit einer Regelelektronik angesteuert wird.