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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, einen Schaltknüppel für ein solches sowie ein Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrgastraums eines solchen Fahrzeugs.
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Fahrzeuge weisen regelmäßig eine Klimatisierungseinrichtung auf, welche der Klimatisierung des Fahrgastraums des Fahrzeugs dient. Diese Klimatisierungseinrichtung wird häufig manuell von einem Insassen, insbesondere vom Fahrer über Bedienelemente, z. B. Tasten und/oder Drehräder eingestellt. Diese Bedienelemente befinden sich üblicherweise nicht im direkten Sichtfeld des Fahrers, sondern beispielsweise an oder in einer Frontkonsole, die meistens zwischen den beiden Frontsitzen des Fahrzeugs angeordnet ist. Zum Einstellen muss der Fahrer dann seinen Blick von der Straße abwenden und wird dadurch von der Fahraufgabe abgelenkt.
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In der
DE 10 2011 006 649 A1 ist ein Lenkrad für ein Fahrzeug beschrieben, mit einer in dem Lenkrad befestigten Sensoranordnung, welche eine Elektrode enthält, zur Messung eines biologischen Parameters eines Fahrers des Fahrzeugs. In einer Weiterbildung umfasst das Lenkrad weiterhin einen Temperatursensor zur Messung einer Hauttemperatur des Fahrers.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug anzugeben, bei dem eine verbesserte Messung eines biologischen Parameters realisiert ist. Weiterhin soll ein hierzu geeigneter Schaltknüppel angegeben werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen Schaltknüppel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11. Die im Zusammenhang mit dem Fahrzeug genannten Vorteile und Ausgestaltungen gelten hierbei sinngemäß auch für den Schaltknüppel sowie das Verfahren und umgekehrt.
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Das Fahrzeug ist insbesondere ein Personenkraftfahrzeug und weist eine Klimatisierungsvorrichtung auf, zur Klimatisierung eines Fahrgastraums des Fahrzeugs, in welchem eine Anzahl von Insassen, insbesondere ein Fahrer des Fahrzeugs Platz nehmen kann. Das Fahrzeug weist einen Schaltknüppel auf, welcher vorrangig zum Einstellen eines Fahrmodus des Fahrzeugs dient und welcher in der Nähe eines Sitzes für den Fahrer des Fahrzeugs angeordnet ist, insbesondere zwischen einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz. Der Schaltknüppel weist nun zusätzlich einen Sensor auf, zur Messung eines biologischen Parameters des Fahrers des Fahrzeugs, wobei die Klimatisierungsvorrichtung den Fahrgastraum in Abhängigkeit des biologischen Parameters klimatisiert. Der biologische Parameter wird kurz auch lediglich als Parameter bezeichnet.
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Der Schalknüppel, alternativ auch als Wählhebel bezeichnet, dient insbesondere zum Einstellen eines Getriebes des Fahrzeugs. Das Getriebe kann hierbei ein Schaltgetriebe sein, aber auch ein Automatikgetriebe. Durch Verstellen des Schaltknüppels wird dann durch den Fahrer manuell ein anderer Fahrmodus eingestellt. Solch ein Fahrmodus ist beispielsweise ein Vorwärtsfahrtmodus, ein Rückwärtsfahrtmodus, ein Leerlaufmodus, ein Parkmodus oder insbesondere bei einem manuellen Schaltgetriebe ein bestimmter Gang desselben.
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Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass bei Fahrzeugen immer häufiger ein Multifunktionslenkrad verbaut wird, d. h. ein Lenkrad, welches eine Vielzahl an zusätzlichen Bedienelementen aufweist, um Funktionen des Fahrzeugs zu steuern, z. B. Infotainmentsysteme oder dergleichen. Dadurch ergibt sich eine starke Begrenzung des Bauraums im und am Lenkrad, sodass für weitere Systeme oftmals kein oder nur sehr wenig Bauraum mehr zur Verfügung steht. Erfindungsgemäß wird nun von einer Unterbringung des Sensors zur Messung des biologischen Parameters im Lenkrad abgesehen und der Sensor stattdessen im Schaltknüppel untergebracht. Dies ergibt sich insbesondere aus der Erkenntnis, dass eine permanente Überwachung des biologischen Parameters nicht unbedingt notwendig ist und daher eine Messung auch an einer seltener berührten Stelle im Fahrzeug erfolgen kann. Zur Messung des biologischen Parameters genügen insbesondere lediglich wenige Sekunden, sodass der Paramater auch beim lediglich gelegentlichen Einstellen eines Fahrmodus zuverlässig gemessen wird. Ein besonderer Vorteil ergibt sich beim Schaltknüppel insbesondere dadurch, dass bereits bei Fahrtantritt typischerweise ein entsprechender Fahrmodus eingestellt werden muss und daher frühzeitig schon ein Messwert erfasst ist, um die Klimatisierungsvorrichtung ebenso frühzeitig geeignet einzustellen.
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Desweiteren liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass in einem Lenkrad zusätzlich zu den Bedienelementen immer häufiger auch eine Lenkradheizung verbaut wird, welche nicht nur den Bauraum einschränkt, sondern potentiell auch die Messung des biologischen Parameters verfälscht. Allgemein beeinflussen jegliche zusätzlichen Bedienelemente, besonders solche mit zugehöriger Elektronik, den Sensor sowie die Messung des biologischen Parameters, da die Bedienelemente beispielsweise Abwärme erzeugen. Besonders der Schaltknüppel ist aber gerade aufgrund des zeitlich eher eingeschränkten Kontakts häufig nicht mit zusätzlichen Bedienelementen oder Zusatzsystemen versehen, sodass der Sensor hier auf vorteilhafte Weise betrieben wird und der biologische Parameter mit hoher Genauigkeit und besonders korrekt gemessen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schaltknüppel hierzu unbeheizt und frei von einer Heizvorrichtung. Zusätzlich oder alternativ ist der Schaltknüppel vorteilhafterweise frei von weiterer Elektronik, abgesehen vom Sensor.
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Insbesondere können allerdings elektrische Leuchtelemente am Schaltknüppel angebracht sein, beispielsweise um den eingelegten Fahrbetrieb anzuzeigen, ohne jedoch den Sensor zu stören.
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Vorzugsweise ist der Sensor ein Temperatursensor, d. h. zu Messung einer Temperatur ausgebildet, insbesondere zur Messung der Temperatur des Fahrers. Der biologische Parameter ist somit eine Körpertemperatur. Dadurch ist eine direkte Bestimmung des Zustands des Fahrers möglich, sodass die Klimatisierungsvorrichtung optimal eingestellt wird. Zweckmäßigerweise weist der Sensor eine Messgenauigkeit von etwa 0,2°C auf. Alternativ ist der biologische Parameter ein Hautwiderstand, ein Puls oder eine Herzfrequenz des Fahrers oder es werden sogar mehrere dieser Parameter gemessen. Der biologische Parameter wird auch als physiologischer Paramater bezeichnet und ist allgemein ein Parameter, welcher einen biologischen oder physiologischen Zustand des Fahrers beschreibt und insbesondere geeignet ist, dessen Wohlbefinden zu bestimmen.
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Zur Messung weist der Sensor geeigneterweise eine Kontaktfläche auf, die außenseitig am Schaltknüppel angeordnet ist und beim Erfassen des Schaltknüppels mit der Haut des Fahrers in Berührung kommt, wodurch auf einfache Weise direkt insbesondere die Körpertemperatur des Fahrers bestimmt wird. Geeigneterweise ist die Kontaktfläche aus einem Material gefertigt, welches möglichst keine Irritationen beim Kontakt auslöst, d. h. insbesondere eine möglichst angenehm strukturierte und/oder temperierte Oberfläche aufweist.
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Der Kontakt erfolgt typischerweise mit der Hand, vorzugsweise mit der Handinnenfläche des Fahrers, wenn dieser den Schaltknüppel betätigt und diesen dazu mit der Hand umgreift. Die Handinnenfläche stellt eine besonders geeignete Stelle zur zuverlässigen Messung der Temperatur des Fahrers dar. Entsprechend ist der Sensor, genauer gesagt dessen Kontaktfläche vorteilhafterweise derart ausgerichtet und am Schaltknüppel angeordnet, dass ein Kontakt mit der Handinnenfläche erfolgt. Dazu ist in einer geeigneten Ausgestaltung die Kontaktfläche am Schaltknüppel auf einer Seite angeordnet, die von einer Frontkonsole des Fahrzeugs abgewandt ist. Die Frontkonsole dient üblicherweise der Unterbringung bestimmter Zusatzsysteme des Fahrzeugs, beispielsweise eines Radios, eines Computersystems, eines Kameramonitors oder der Unterbringung von Bedienelementen. Die Frontkonsole ist üblicherweise zwischen einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz des Fahrzeugs positioniert. Die Kontaktfläche ist dann also bezüglich einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs nach hinten gewandt ausgerichtet. Das Kontaktelement bildet insbesondere einen Teil einer Außenfläche des Schaltknüppels und ist z. B. in diese Außenfläche eingelassen.
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Besonders zweckmäßig ist der Sensor in einem Freiraum zwischen einer Anzahl von Bedienelementen am Schaltknüppel untergebracht, wobei die Bedienelemente beispielsweise eine Arretierung für den Schaltknüppel, eine Park-Taste und/oder eine D-Taste sind.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist das Fahrzeug eine Steuereinheit auf, auch als Controller bezeichnet, welche bzw. welcher automatisch den biologischen Parameter mittels des Sensors misst und die Klimatisierungsvorrichtung in Abhängigkeit des biologischen Parameters steuert oder regelt. Damit ist auf für den Fahrer besonders komfortable Weise eine automatische und optimale Klimatisierung realisiert, ohne dass der Fahrer oder ein sonstiger Insasse aktiv oder manuell eingreifen muss, um die Klimatisierungsvorrichtung einzustellen.
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Die Steuereinheit ist in einer geeigneten Variante ein Subsystem einer übergeordneten Steuereinheit des Fahrzeugs, sodass die Klimatisierungsfunktion entsprechend integriert und mit anderen Systemen vernetzt ist, um beispielsweise die Ergebnisse der durchgeführten Messungen, d. h. den konkret gemessen biologischen Parameter vorteilhafterweise auch anderen Systemen zur Verfügung zu stellen.
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Zweckmäßigerweise erfolgt bei oder nach der Messung des biologischen Parameters eine Unterscheidung ob der gemessene Parameter tatsächlich ein Parameter des Fahrers ist oder ein Umgebungsparameter. Es wird also eine Unterscheidung vorgenommen, wobei im ersten Fall dann automatisch der gemessene Parameter als ein biologischer Parameter des Fahrers erkannt wird, der dann zur Klimatisierung verwendet wird, anderenfalls dagegen als Umgebungsparameter erkannt wird, welcher dann nicht zur Klimatisierung verwendet wird. Diese Unterscheidung und die damit einhergehende bedingte Ansteuerung und/oder Regelung der Klimatisierungsvorrichtung erfolgt vorzugsweise mittels der Steuereinheit. Durch die Unterscheidung wird der Tatsache Rechnung getragen, dass ein Kontakt lediglich gelegentlich und nicht durchgängig erfolgt und somit eine Messung des biologischen Parameters nur zu bestimmten Zeitpunkten möglich ist.
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Insbesondere in Kombination mit der Kontaktfläche ist der Sensor zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass dieser den Kontakt mit der Haut erkennt und dann automatisch die gemessene Temperatur als eine Körpertemperatur erkannt wird, während bei nicht vorhandener Berührung keine Messung erfolgt oder die Messung als Umgebungstemperatur erkannt wird. Dadurch wird vermieden, dass die Umgebungstemperatur fälschlicherweise als Körpertemperatur interpretiert wird und eine Klimatisierung auf Grundlage der im Fahrgastraum herrschenden Temperatur erfolgt. Eine Erkennung erfolgt beispielsweise dadurch, dass regelmäßig eine Temperatur gemessen wird, diese gespeichert wird und mit einer oder mehreren vorher gespeicherten Temperaturen verglichen wird. Weicht die gemessene Temperatur stark, z. B. um mehr als 5°C, von z. B. einem Mittelwert der vorhergehend gemessenen Temperaturen ab, wird auf einen Kontakt geschlossen und die Temperatur als Körpertemperatur identifiziert. Andernfalls wird die Temperatur gespeichert, insbesondere als Umgebungstemperatur.
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In einer besonders einfachen Ausgestaltung weist das Fahrzeug mehrere Fahrmodi auf und der Schaltknüppel dient zusätzlich zu der Messung des biologischen Parameters ausschließlich zum Einstellen eines der Fahrmodi. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Sensor und die Messung des biologischen Parameters möglichst wenig durch umliegende Systeme, Bedienelemente und/oder Elektronik beeinflusst sind. Insbesondere sind am Schaltknüppel lediglich solche Bedienelemente angeordnet, welche zum Einstellen eines Fahrmodus dienen oder zum Umschalten zwischen mehreren Fahrmodi. Die dann ermittelten Messungen sind besonders genau, wodurch letztendlich wiederum eine optimale Klimatisierung gewährleistet ist.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige 1 schematisch einen Schaltknüppel in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs.
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In 1 ist ausschnittweise ein Fahrgastraum 2 eines Fahrzeugs 4 dargestellt. Das Fahrzeug 4 weist einen Schaltknüppel 6 auf, welcher vor einer Frontkonsole 8 des Fahrzeugs 4 angeordnet ist, genauer gesagt zwischen einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz. Das Fahrzeug 4 weist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ein nicht gezeigtes Automatikgetriebe auf, welches mehrere Fahrmodi des Fahrzeugs 4 ermöglicht, welche wiederum mittels des Schaltknüppels 6 einstellbar sind. In der hier gezeigten Variante weist das Fahrzeug 4 als Fahrmodi einen Rückwärtsfahrmodus, einen Leerlaufmodus sowie mehrere Vorwärtsfahrmodi auf, die durch eine Bewegung des Schaltknüppels 6 auswählbar sind. Zum Einlegen der Vorwärtsfahrmodi weist der Schaltknüppel eine D-Taste 10 auf, die am Schaltknüppel 6 seitlich angeordnet ist. Außerdem weist der Schaltknüppel 6 vorderseitig, d. h. zur Frontkonsole 8 hin gewandt, eine Park-Taste 12 auf.
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Das Fahrzeug 4 weist weiterhin eine nicht näher dargestellte Klimatisierungsvorrichtung auf, zur Klimatisierung des Fahrgastraums 2. Um in diesem eine optimale Temperatur einzustellen, d. h. den Fahrgastraum 2 optimal zu klimatisieren, ist im Schaltknüppel 6 ein Sensor 14 angeordnet, zur Erfassung eines biologischen Parameters des Fahrers. Der Sensor 14 ist hier als Temperatursensor ausgebildet ist und dient der Messung einer Körpertemperatur des Fahrers. Diese wird insbesondere an eine nicht näher dargestellte Steuereinheit weitergegeben, welche dann die Klimatisierungseinrichtung steuert oder regelt.
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Der Sensor 14 ist in einem Freiraum des Schaltknüppels 6 angeordnet, der frei von anderen Komponenten und Systemen ist, und zwar hier zwischen der D-Taste 10 und der Park-Taste 12. Zudem weist der Sensor 14 eine Kontaktfläche 16 auf, die außenseitig, d. h. von außen zugänglich am Schaltknüppel 6 angeordnet ist und zwar auf einer der Frontkonsole 8 abgewandten Seite, sodass beim Erfassen oder Greifen des Schaltknüppels 6 die Handinnenfläche des Fahrers auf der Kontaktfläche 16 zum Liegen kommt und der Sensor 14 in Kontakt mit der Haut des Fahrers steht. Dadurch ist eine besonders genaue Messung der Körpertemperatur und allgemein des biologischen Parameters gewährleistet.
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Außer dem Sensor 14 und den erwähnten Bedienelementen 10, 12 zum Einstellen des Fahrmodus ist der Schaltknüppel 6 frei von weiterer Elektronik und besonders auch von einem Heizelement, sodass die mittels des Sensors 14 vorgenommene Messung nicht durch sonstige Systeme oder Komponenten verfälscht wird und entsprechend ein maximaler Komfort durch ein optimales Einstellen der Klimatisierungsvorrichtung gewährleistet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Fahrgastraum
- 4
- Fahrzeug
- 6
- Schaltknüppel
- 8
- Frontkonsole
- 10
- D-Taste
- 12
- Park-Taste
- 14
- Sensor
- 16
- Kontaktfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011006649 A1 [0003]
