DE102010030308A1

DE102010030308A1 - Verfahren und Vorrichtung für Gymnastikübungen in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010030308A1
Application number: DE102010030308A
Authority: DE
Inventors: Rainer Busch; Urs Christen; Uwe Gussen; Markus Kees; Dr. Müller-Lerwe Armin; Thomas Rambow
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2030-06-22
Also published as: CN102309838A; CN102309838B; DE102010030308B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für Gymnastikübungen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Betätigungseinrichtung und mindestens einem Insassensitz, wobei sowohl die mindestens eine Betätigungseinrichtung als auch der mindestens eine Insassensitz jeweils mit mindestens einem aktiven Aktor für die Unterstützung der normalen Funktion der Betätigungseinrichtung bzw. Sitzverstellung vorgesehen sind, und mit einer Steuerung für die Ansteuerung der Aktoren. Dabei können die Aktuatoren des Fahrzeugs wahlweise von der Steuerung angesteuert werden, um durch eine sich wiederholende Bewegung des mindestens einen Betätigungsmittels und/oder des Insassensitzes den Körper des Insassen zu stimulieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für Gymnastikübungen, das eine einfache körperliche Betätigung eines Fahrzeuginsassen im angehaltenen Fahrzeug ermöglicht.
Viele Menschen verbringen eine nicht unerhebliche Zeit in einem Fahrzeug, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug oder einem Schienenfahrzeug, sei es als Fahrzeugführer oder als Fahrgast.
Die Möglichkeiten einer körperlichen Betätigung/Bewegung in einer Fahrgastzelle sind begrenzt, aufgrund des Raums. Hieraus können gesundheitliche Schäden, gerade bei langen Reisen auftreten. Aus diesem Grunde wird von Ärzten empfohlen, regelmäßig anzuhalten und Gymnastikübungen durchzuführen. Dies ist jedoch nicht immer möglich.
Andererseits besteht bei vielen Menschen der Wunsch sich fit zu halten. Es wäre also wünschenswert, wenn es möglich wäre, im Fahrzeug sich entsprechend zu bewegen um Gymnastikübungen etc. durchzuführen.
So ist aus der DE 10 2006 052 576 A1 ein Fahrzeug mit zumindest einer Trainingsvorrichtung zur Erhaltung und/oder Steigerung der körperlichen Fitness eines Fahrzeugführers und/oder Fahrgastes während des Aufenthaltes in dem Fahrzeug bekannt, wobei die Trainingsvorrichtung innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs fest angeordnet oder anordenbar ist und eine Mehrzahl Trainingsfunktionen umfasst, die in Abhängigkeit von den zu trainierenden Körper- und/oder Muskelpartien des Körpers eines Fahrzeugführers und/oder eines Fahrgastes miteinander beliebig kombinierbar sind.
Aus der DE 199 10 877 B4 ist eine Vorrichtung an einem Sitz eines Fortbewegungsmittels bekannt, insbesondere einem Fahrersitz eines Kraftfahrzeugs, enthaltend wenigstens zwei in der Sitzlehne und/oder dem Sitzkissen angeordnete, etwa senkrecht zur Oberfläche der Sitzlehne und/oder des Sitzkissens hin- und her-bewegliche Elemente, von denen je eines auf je einer Seite einer Längsmittelebene des Sitzes im Bereich des Rückens und/oder des Gesäßes einer auf dem Sitz befindlichen Person angeordnet ist, eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Hin- und Herbewegung der beweglichen Elemente, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der Antriebseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung die Hin- und Herbewegung der Elemente in einem nach Frequenz und Ablauf vorgebbaren Muster steuert, wobei das vorgebbare Muster, nach dem die Steuereinrichtung den Ablauf der Bewegung der Elemente steuert, von Betriebsparametern des Fortbewegungsmittels abhängt.
Aus der EP 1 485 287 B1 ist ein System und ein Verfahren zum Steuern der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem Antrieb und einem ersten Fußpedal bekannt, wobei das Verfahren einen Schritt der Wahl zwischen einer Geschwindigkeitssteuerung, die eine Geschwindigkeitssteuerungsausgabe bereitstellt, die einen ersten Modus und einen zweiten Modus unterstützt, umfasst, wobei: (a) im ersten Modus die Geschwindigkeit des Fahrzeugs hauptsächlich mit einer Distanz korreliert, um die das erste Pedal niedergedrückt ist; und (b) Im zweiten Modus Geschwindigkeit des Fahrzeugs hauptsächlich mit der Rate korreliert, mit der das erste Pedal wiederholt zwischen zwei Positionen bewegt wird, wobei die Wahl die Ansprechfreudigkeit des Antriebs auf den Betrieb des ersten Fußpedals verändert.
Aus der DE 101 50 156 C1 ist eine passive Fußablage eines Kraftfahrzeugs bekannt, die mit einem Vibrationselement versehen ist, das anhand der Ermüdung des Fahrers gesteuert wird.
Dem gegenüber ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren für Gymnastikübungen bereitzustellen, das eine einfache körperliche Betätigung eines Fahrzeuginsassen im angehaltenen Fahrzeug ermöglicht und dabei keine Sicherheitsgefährdung darstellt und möglichst ohne zusätzliche Einbauten und Veränderungen auskommt.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren gelöst.
Da das erfindungsgemäße Verfahren für Gymnastikübungen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Betätigungseinrichtung und mindestens einem Insassensitz, wobei sowohl die mindestens eine Betätigungseinrichtung als auch der mindestens eine Insassensitz jeweils mit mindestens einem aktiven Aktor für die Unterstützung der normalen Funktion bzw. Sitzverstellung versehen sind, und mit einer Steuerung für die Ansteuerung der Aktoren, also mit den ohnehin in modernen Fahrzeugen vorhandenen Aktoren für die Unterstützung der Betätigungsfunktion und/oder Feedbackfunktion durchgeführt wird, ist es anders als bisher möglich, Gymnastikübungen ohne zusätzliche Einbauten im Fahrzeug durchzuführen.
Wenn es sich bei dem Insassen um den Fahrzeugführer handelt, kann vorgesehen sein, dass die Gymnastikübungsfunktion nur im Stillstand aktivierbar ist.
Erfindungsgemäß werden die Aktuatoren des Fahrzeugs nach Aktivierung von der Steuerung angesteuert, um durch eine sich wiederholende Bewegung des mindestens einen Betätigungsmittels und/oder des Insassensitzes den Körper des Insassen zu stimulieren.
Somit können Müdigkeit und Ermüdung abgebaut und vorgebeugt werden und auch die Fitness der Insassen erhöht werden.
Da das Fahrzeug dazu nicht mehr verlassen werden muss, können die Übungen auch in folgenden Fällen durchgeführt werden: bei ungünstigen Witterungsbedingungen, z. B. bei Regen, Schnee, Kälte oder Hitze; im Stau, wenn das Fahrzeug steht, auch der Fahrer; Fahrzeuginsassen sind behinderte Personen, die das Fahrzeug nicht einfach verlassen können.
Zur Erzeugung der Bewegung kann die übliche Unterstützungsrichtung der Aktoren umgekehrt werden.
Prinzipiell sollen Gymnastikübungen nach zwei Methoden erfolgen, einer entspannenden und einer Fitness aufbauenden.
Bei einer Bewegung mit einer hohen Wiederholungrate mit niedriger Kraft erfolgt eine entspannende Stimulation, z. B. nach Art einer Vibrationsmassage.
Bei einer Bewegung mit einer niedrigen Wiederholungrate mit hoher Kraft erfolgt dagegen eher eine Fitness-aufbauende Stimulation, insbesondere wenn der Insasse noch eine Kraft zum Halten einer Gegenbewegung aufbringen muss.
Die sich wiederholende Bewegung kann eine Vibrationsbewegung, eine Schüttelbewegung oder eine Gegenbewegung sowie eine Kombination mehrerer der zuvor genannten Bewegungen sein.
Unter Gegenbewegung wird also eine Bewegung verstanden, bei der der Insasse eine in der Bewegungsrichtung entgegengesetzte Kraft mindestens gleicher Größe aufbringen muss.
Die Gymnastikübungen können aktiv oder passiv durchgeführt werden, also unter Aufbringen einer Kraft durch den Insassen oder nur durch „Mitmachen” der Bewegung. Im aktiven Modus wird der Insasse seine Muskeln verwenden und diese so trainieren.
Bevorzugterweise werden ohnehin im Fahrzeug vorhandene Aktoren eingesetzt. Zur Erzeugung der Bewegung können z. B. die Aktoren des Lenksystems, die Aktoren der Pedale (Bremsen, Kupplung) oder die Aktoren der Sitzverstellung sowie eine Kombination mehrerer der zuvor genannten Aktoren verwendet werden.
Es muss lediglich die Steuerung der Aktoren bzw. die Bordelektronik angepasst werden. In modernen Fahrzeugen wird sich eine solche Anpassung auf eine „Umprogrammieren” der elektronischen Steuerung beschränken.
Der Fahrzeuginsasse kann zusätzlich visuell und/oder sprachlich angeleitet werden, um die Gymnastikübungen korrekt durchzuführen.
Ferner kann ein Speicher (z. B. tragbar als USB Stick oder Fahrzeugschlüssel, iPod etc.) die Historie und/oder das Profil der Gymnastikübungen speichern, um eine persönliche Nachverfolgung oder Auswertung am PC zu erlauben.
Die Erfindung umfasst auch ein entsprechendes Fahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 10, das eine Steuerung für die Ansteuerung der Aktoren umfasst, die programmtechnisch eingerichtet und elektrotechnisch ausgestaltet sowie mit den Aktoren verbunden ist, um die Aktoren im Stillstand des Fahrzeugs wahlweise anzusteuern, um durch eine sich wiederholende Bewegung des mindestens einen Betätigungsmittels und/oder des Insassensitzes den Körper des Insassen zu stimulieren, wodurch der Fahrzeuginsasse Gymnastikübungen durchführt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, in der
1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugfahrersitzes mit Pedalen und Lenkrad zeigt und
2 ein schematisches Kraft-Zeit-Diagramm der Bewegungen der Aktoren zeigt.
In 1 ist ein als Ganzes mit 1 bezeichneter Kraftfahrzeugfahrersitz mit Fahrer F gezeigt, der mit einer elektrischen Verstellung der Rückenlehne 2 und der Sitzfläche 3 über entsprechende elektromotorische Antriebe 2A und 3A versehen ist.
Vor dem Brustkorb des Fahrers F befindet sich ein Lenkrad 4, das über eine elektrische Servolenkung 4A und eine elektromotorische Höhen- und Seitenverstellung 4B verfügt.
Vor den Füßen des Fahrers F befinden sich ein Bremspedal 5 und ein Kupplungspedal 6, die beide über umkehrbare elektronische Kraftverstärker 5A und 6A zur Unterstützung des Bremsens bzw. des Kuppelns verfügen.
In 1 sind 4 unterschiedliche Gymnastikübungen in den Quadranten A, B, C und D gezeigt.
Im Quadranten A wird das Lenkrad 4 über die Aktoren 4A, B von der nicht gezeigten Steuerung bewegt, um den Oberkörper im Allgemeinen und insbesondere die Arme und den Bauch zu stimulieren bzw. zu trainieren und dort die Muskeln.
Die Bewegung umfasst neben der gezeigten zyklischen horizontalen und vertikalen Bewegung auch die kreisförmige Drehbewegung des Lenkradkranzes an sich.
Der Fahrer F kann z. B. mit den Armen durch Kraftaufbringen der Drehbewegung entgegenwirken und so seine Arme trainieren.
Im Quadranten B werden die Pedale 5 und 6 über die Aktoren 5A, 6A von der nicht gezeigten Steuerung bewegt, um die Beine im Allgemeinen und insbesondere die Unterschenkel, Oberschenkel und die Füße zu stimulieren bzw. zu trainieren, wobei einerseits die Bein- und Fußmuskeln trainiert werden und andererseits die Beweglichkeit des Fußgelenks.
Die Bewegung umfasst eine sich wiederholende im Wesentlichen vertikale Hin- und Her-Bewegung in der üblichen Bewegungsrichtung der Pedale 5, 6.
Der Fahrer F kann z. B. mit dem Bein durch Kraftaufbringen der vertikalen Bewegung entgegenwirken und so seine Beine trainieren. Das linke Pedal 6 und das rechte Pedal 5 erlauben eine gleichzeitige Bewegung beider Beine.
Im Quadranten C wird die Rückenlehne 2 in Ihrer Neigung durch den elektromotorischen Antrieb 2A von der nicht gezeigten Steuerung vor- und zurück bewegt, um den Oberkörper im Allgemeinen und insbesondere die Brust, den Bauch und den Rücken zu stimulieren bzw. zu trainieren, wobei einerseits die Muskeln im Brust-, Bauchbereich sowie im Rücken trainiert werden.
Die Bewegung umfasst eine vor und zurück Schwenkbewegung in der üblichen Bewegungsrichtung der Rückenlehne 2. Der Fahrer F kann z. B. mit dem Oberkörper durch Kraftaufbringen der Schwenkbewegung entgegenwirken und so seine Muskeln des Oberkörpers trainieren.
Im Quadranten D wird die Sitzfläche 3 in Ihrer horizontalen Position durch den elektromotorischen Antrieb 3A von der nicht gezeigten Steuerung vor- und zurück bewegt, um die Arme und Beine sowie den Bauch im Allgemeinen zu stimulieren bzw. zu trainieren, wobei einerseits die Muskeln im Bauchbereich sowie in den Beinen und Armen trainiert werden.
Die Bewegung umfasst eine vor und zurück Schiebebewegung in der üblichen Bewegungsrichtung der Sitzfläche 3. Der Fahrer F kann z. B. mit dem Armen und Beine sowie Bauch durch Kraftaufbringen der Bewegung entgegenwirken und so seine Muskeln so trainieren.
Hält der Fahrer aktiv den jeweiligen Bewegungen entgegen (Gegenbewegungen) so werden in erster Linie Muskelaufbauübungen absolviert.
Alternativ oder zusätzlich kann es sich um Schüttet- bzw. Rüttelbewegungen und/oder Vibrationen handeln, die dann eher zu einer Entspannung führen.
Die sich wiederholenden oder zyklischen Bewegungen können in der Intensität bzw. Kraft und Amplitude sowie Geschwindigkeit variieren.
In 2 ist ein Kraft-Zeit-Diagramm gezeigt, das beispielhaft drei verschiedene Bewegungsmuster abbildet.
Das obere Muster ist ein Bewegungsmuster 10 mit relativ hoher Kraft, kleinen Amplituden und längeren Haltephasen 11 sowie Pausen 12, die um eine hohe Kraft herum regelmäßig sehr langsam schwanken. Ein solches Muster dient im Wesentlichen zur Muskelstärkung.
Das mittlere ist ein Bewegungsmuster 20 mit mittlerer Kraft, größeren bis großen Amplituden 21 und ohne Haltephasen, die um eine mittlere Kraft herum sehr schnell regelmäßig schwanken. Ein solches Muster dient im Wesentlichen zur Verbesserung der Beweglichkeit.
Das untere ist ein Bewegungsmuster 30 mit geringer Kraft, größeren bis großen Amplituden 31 und teilweise mit Haltephasen 32 sowie Pausen 33, die um eine mittlere Kraft herum langsam schwanken. Ein solches Muster dient im Wesentlichen zur Entspannung.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeugfahrersitz
2: Rückenlehne
2A: elektromotorischer Antrieb
3: Sitzfläche
3A: elektromotorischer Antrieb
4: Lenkrad
4A: Servolenkung
4B: elektromotorische Höhen- und Seitenverstellung
5: Bremspedal
5A: elektronischer Kraftverstärker
6: Kupplungspedal
6A: elektronischer Kraftverstärker
10: Bewegungsmuster
11: Haltephase
12: Pause
20: Bewegungsmuster
21: Amplitude
30: Bewegungsmuster
31: Amplitude
32: Haltephase
32: Pause
F: Fahrer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006052576 A1 [0005]
DE 19910877 B4 [0006]
EP 1485287 B1 [0007]
DE 10150156 C1 [0008]

Claims

Verfahren für Gymnastikübungen eines Fahrzeuginsassen in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Betätigungseinrichtung und mindestens einem Insassensitz, wobei die mindestens eine Betätigungseinrichtung und/oder der mindestens eine Insassensitz jeweils mit mindestens einem aktiven Aktor für die Unterstützung der normalen Funktion der Betätigungseinrichtung bzw. Sitzverstellung vorgesehen sind, und mit einer Steuerung für die Ansteuerung der Aktoren, wobei die Aktoren des Fahrzeugs von der Steuerung angesteuert werden können, wenn ein Insasse eine Bewegung des Insassensitzes und/oder der Betätigungseinrichtung durchführt derart, dass der Aktor der Bewegung eine bestimmte Kraft entgegensetzt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stimulation eine hohe Wiederholungrate der Bewegung mit niedriger Kraft erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stimulation eine niedrige Wiederholungrate der Bewegung mit hoher Kraft erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegung die übliche Unterstützungsrichtung der Aktoren umgekehrt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich wiederholende Bewegung eine Vibrationsbewegung, eine Schüttel- bzw. Rüttelbewegung oder eine Gegenbewegung sowie eine Kombination mehrerer der zuvor genannten Bewegungen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gymnastikübungen aktiv oder passiv durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Bewegung die Aktoren des Lenksystems, die Aktoren der Pedale oder die Aktoren der Sitzverstellung sowie eine Kombination mehrerer der zuvor genannten Aktoren verwendet werden.
Fahrzeug, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einer Betätigungseinrichtung und mindestens einem Insassensitz, wobei die mindestens eine Betätigungseinrichtung und/oder der mindestens eine Insassensitz jeweils mit mindestens einem aktiven Aktor für die Unterstützung der normalen Funktion der Betätigungseinrichtung bzw. Sitzverstellung vorgesehen sind, und mit einer Steuerung für die Ansteuerung der Aktoren, wobei die Aktoren des Fahrzeugs von der Steuerung angesteuert werden können, wenn ein Insasse eine Bewegung des Insassensitzes und/oder der Betätigungseinrichtung durchführt derart, dass der Aktor der Bewegung eine bestimmte Kraft entgegensetzt.
Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Aktor federkraftunterstützt ist, insbesondere in Bewegungsrichtung.
Fahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Bewegung resultierende Kraft auf den Insassen durch Sensoren gemessen und/oder durch die Steuerung berechnet wird.