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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermöglichung sportlicher Betätigung in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, wobei das Fahrzeug zumindest teilweise eigenständig in einem autonomen Modus betrieben werden kann, wobei für das Fahrzeug eine sichere Zone definiert wird, in der der Fahrer des Fahrzeugs von seiner Fahraufgabe entbunden werden kann, wenn das Fahrzeug sich im autonomen Modus befindet oder wenn das Fahrzeug im Stillstand ist.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Lenkrad, mit mindestens einem Fahrersitz mit einer Rückenlehne und mit mehreren Pedalen,
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Es wird erwartet, dass zukünftige Fahrzeuge dem Fahrer immer mehr Fahraufgaben abnehmen können. Der Fahrer ist in diesen Situationen seiner Fahraufgabe entbunden und kann die Fahrzeit durch neue bisher nicht ermöglichte Nebentätigkeiten nutzen. Denkbar wäre das Verrichten von Büroarbeiten, sodass Fahrzeiten während der Arbeitszeit effizient genutzt werden können.
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Die
DE 10 2018 005 789 A1 zeigt beispielsweise ein Verfahren zum Einsatz von Fahrpedalen eines Fahrzeugs während eines autonomen Fahrbetriebs des Fahrzeugs. Dabei ist vorgesehen, dass das Fahrpedal während des Fahrens in einem autonomen Modus mit einer neuen Funktion belegt werden kann.
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Die
DE 10 2018 103 259 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit Mitteln zum Bedienen des Kraftfahrzeugs. Dabei ist vorgesehen, dass die Mittel in Betriebsmodi versetzt werden können, in denen verschiedene Funktionen nutzbar sind. Die Betriebsmodi können abhängig vom Zustand des Kraftfahrzeuges eingestellt werden.
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Die vorgenannten zusätzlichen Funktionen können beispielsweise dazu dienen, ein Sportprogramm zu aktivieren. Ein Nachteil des vorgenannten Standes der Technik besteht unter anderem darin, dass die Flexibilität und das Abwechslungsreichtum der vorgegebenen und ausführbaren Sportübungen eingeschränkt sind. Darüber hinaus ist nicht immer gewährleistet, dass die Sicherheit des Fahrers und der Insassen höchste Priorität besitzt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermöglichung sportlicher Betätigung in einem Fahrzeug sowie ein Fahrzeug anzugeben, bei denen die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird bei der vorliegenden Erfindung zunächst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass ein Sportprogramm durch den Fahrer aktiviert werden kann, wenn sich das Fahrzeug in der sicheren Zone befindet, dass das Sportprogramm Kräftigungs- beziehungsweise Ausdauerübungen beinhaltet, die mittels Einrichtungen durchgeführt werden können, die im Fahrzeug angeordnet sind.
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Bei der sicheren Zone handelt es sich um Zustände des Fahrzeugs, in denen der Fahrer des Fahrzeugs von seiner Fahraufgabe entbunden werden kann, sodass es ihm erlaubt ist, sich sportlich zu betätigen, sprich sich das Fahrzeug in einer Domäne befindet in der es sicher eigenständig fahren kann oder gar nicht in Bewegung ist. Dabei kann eine definierte Rückholzeit vorgesehen sein, beispielsweise eine Rückholzeit von 10 Sekunden. Innerhalb der definierten Rückholzeit muss der Zustand des Fahrzeugs beziehungsweise der Einrichtungen des Fahrzeugs, die für das Sportprogramm genutzt werden, wieder in den Ausgangszustand, vor Aktivierung des Sportprogramms, versetzt werden können.
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Entsprechend kann von dem Fahrzeug in einem ersten Schritt automatisch eine sichere Zone erkannt werden. Wenn es sich bei dem Fahrzeug um ein Elektrofahrzeug handelt, kann die sichere Zone auch erreicht werden, wenn sich das Fahrzeug im Stilstand in einem Ladevorgang befindet.
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Bei dem Sportprogramm sind verschiedenste Ausgestaltungen denkbar. Zunächst können über ein möglicherweise vorhandenes Infotainmentsystem Übungsausführungen, Anweisungen und beispielsweise Zeiten für die Ausführung von Übungen ausgegeben werden. Diese Informationen können über Displayvorrichtungen, beispielsweise in der Mittelkonsole des Fahrzeugs oder mittels Head-Up-Display an den Fahrer übermittelt werden. Dabei kann der Fahrer des Fahrzeugs das Sportprogramm über das Infotainmentsystem, beispielsweise mittels Touchdisplay oder dedizierten Sensoren und/oder Knöpfen aktivieren.
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Bei den Einrichtungen kann es sich um gängige Bedienelemente eines Fahrzeugs handeln, die normalerweise bereits in einem aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeug verbaut sind. Dabei können beispielsweise das Lenkrad, Fahrpedale, Handbremshebel et cetera als Sportgerät verwendet werden. Denkbar ist auch, dass zusätzliche Einrichtungen im Fahrzeug angeordnet sind, die lediglich zur Ausführung von Sportübungen vorgesehen sind. Dabei können Griffe im Himmelbereich des Fahrzeugs vorgesehen sein, die der Fahrer gegen einen Widerstand in Richtung des Fahrzeugbodens ziehen kann, um den Rücken zu kräftigen. Denkbar ist auch, dass der Fahrersitz in Längsrichtung des Fahrzeugs verschiebbar ist, sodass der Fahrer des Fahrzeugs den Sitz des Fahrzeugs gegen einen Widerstand, durch Strecken der Beine, bewegen kann.
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Bei den Übungen ist denkbar, dass es sich um Kräftigungsübungen und/oder um Übungen zur Steigerung der Ausdauer handelt.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen,
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Bei einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Sportprogramm mittels Sprachsteuerung und/oder Gestensteuerung aktiviert werden kann. Auf diese Weise kann der Fahrer des Fahrzeugs sich bereits in die Position der auszuführenden Übung beziehungsweise Übungen begeben, ohne noch zusätzliche Vorkehrungen über Eingabegeräte treffen zu müssen. Da davon auszugehen ist, dass sich das Fahrzeug nicht beliebig lang in einer sicheren Zone befindet, wird dem Fahrer des Fahrzeugs durch die Sprach- beziehungsweise Gestensteuerung ermöglicht, das Sportprogramm mit minimaler Verzögerung starten zu können.
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Vorteilhafterweise ist bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass die Vorgaben einer jeweiligen Kräftigungs- beziehungsweise Ausdauerübung durch den Fahrer des Fahrzeugs eingestellt werden können. Unter Vorgaben einer jeweiligen Kräftigungsbeziehungsweise Ausdauerübung ist beispielsweise die Intensität einer Übung zu verstehen. Daneben kann die Anzahl der Wiederholungen und die Art der Übung durch den Fahrer eingestellt werden. Es ist denkbar, dass beispielsweise Intervalltrainings aktivierbar sind. Zusätzlich kann ein Speicher vorgesehen sein, in dem die letzten Einstellungen und Intensitäten der Übungen abgelegt werden, sodass diese bei der nächsten Aktivierung des Sportprogramms automatisch geladen werden können. Denkbar ist auch, dass ein Trainingsplan auswählbar ist, der das Training progressiv steigert, beispielsweise die Intensität einer Übung beim nächsten Training um 10% erhöht.
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Um eine Kräftigungsübung mit bereits vorhandenen Einrichtungen des Fahrzeugs realisieren zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei dem Sportprogramm ein Lenkrad des Fahrzeugs von der Lenkfunktion zur Richtungsänderung des Fahrzeugs entkoppelt wird und dass das Lenkrad als Einrichtung für eine Kräftigungs- und/oder Ausdauerübung genutzt wird.
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Zukünftige Fahrzeuge werden dem Fahrer des Fahrzeugs immer mehr Fahraufgaben abnehmen können (Level 3 und Level 4 autonomes Fahren). Diese Fahrzeuge können über redundante Systeme zur Steuerung des Fahrzeugs verfügen. Denkbar ist ein „Steer by wire“ Lenksystem. In diesem System gibt es eine Entkoppelung von Lenkrad und Lenkung, so dass eine Lenkbewegung nicht zwangsläufig eine Bewegung der Räder hervorruft. Diese Systeme können über einen hochdynamischen und leistungsstarken Elektromotor verfügen, der die Haptik am Lenkrad simulieren soll. Auf diese Weise kann das Lenkrad als Einrichtung für eine Sportübung genutzt werden, ohne, dass ein nennenswerter, mechanischer Verschleiß zu erwarten ist.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Elektromotor vorgesehen, durch den ein Widerstand entgegen der Drehrichtung des Lenkrads aufgebracht wird. Wenn in dem Fahrzeug ein „Steer by wire“ Lenksystem verbaut ist, kann der Elektromotor dazu verwendet werden, die Lenkbewegung zu erschweren, also ein Moment entgegen der vom Fahrer durchgeführten Lenkbewegung aufbringen. Je nach Stärke des Moments ist es für den Fahrer des Fahrzeugs entsprechend anstrengend, die Lenkbewegung durchzuführen. Auf diese Weise kann die Intensität der Übung „Truck Driver“ beeinflusst werden, durch die eine Kräftigung des Bizeps, Trizeps und der Schultermuskulatur hervorgerufen werden kann. Der Fahrer des Fahrzeugs dreht das Lenkrad folglich gegen den bestromten Elektromotor. Das Verhalten des Elektromotors ist frei applizierbar. Dabei kann sowohl der Weg, also die Drehbewegung als solche, als auch die Kraft frei eingestellt werden. Denkbar ist auch, dass beispielsweise hochfrequente Vibrationen des Lenkrads genutzt werden, um besondere Trainingseffekte zu erzielen.
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Zusätzlich ist bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Position des Lenkrads verändert werden kann. Die Position kann beispielsweise in Höhe und Abstand verändert werden, sodass andere Muskelgruppen trainiert werden können. Dabei ist sicherzustellen, dass die Fahrposition jederzeit innerhalb der Rückholzeit des Automatisierungssystems wiederhergestellt werden kann.
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Denkbar ist auch, dass ein zweiter Elektromotor für die Verstellung des Abstandes zwischen Lenkrad und Fahrer vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das Lenkrad in Längsrichtung des Fahrzeugs translatorisch bewegt werden, sodass weitere Kräftigungsübungen, beispielsweise zur Kräftigung der Brustmuskulatur, durchgeführt werden können. Die Intensität kann durch den Elektromotor eingestellt werden, wobei der Fahrer des Fahrzeugs das Lenkrad gegen den Elektromotor in Richtung der Windschutzscheibe drücken muss.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass überprüft wird, ob das Lenkrad zur Übungsausführung durch den Fahrer des Fahrzeugs korrekt gegriffen wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Lenkrad kapazitiv ausgestaltet ist, sodass die Berührung des Fahrers registriert werden kann. Dadurch kann festgestellt werden, wie der Fahrer das Lenkrad greift. Auf diese Weise ist eine Kontrolle der korrekten Ausführung einer Übung möglich, beispielsweise, ob die richtige Griffposition gewählt wurde oder ob die Übung korrekterweise einhändig oder beidhändig ausgeführt wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass ein Fahrersitz mit einer Rückenlehne vorgesehen ist, dass für eine Kraft- beziehungsweise Ausdauerübung eine Kraft auf die Rückenlehne ausgeübt wird, sodass ein zu überwindendes Moment in Richtung des Lenkrads ausgeübt wird. Auf diese Weise kann eine Kräftigung des Rückens erreicht werden, wobei weiterhin Einrichtungen des Fahrzeugs verwendet werden, die in Fahrzeugen vorhanden sind, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens sind Pedale vorgesehen, wobei die Pedale bei Aktivierung des Sportprogramms von der Fahrfunktion des Fahrzeugs entkoppelt werden und wobei die Pedale als Einrichtung für eine Kräftigungs- und/oder Ausdauerübung genutzt werden. Zusätzlich können auch Übungen für die Bein und/oder Wadenmuskulatur bei entkoppelten Brems- beziehungsweise Fahrpedalen angeboten werden. Entsprechend müssen die Pedalen via „Brake by wire“ im Fahrzeug angebunden sein.
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Die vorgenannte Aufgabe wird außerdem gelöst von einem vorgenannten Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Lenkrad, mit mindestens einem Fahrersitz mit einer Rückenlehne und mit mehreren Pedalen. Es ist vorgesehen, dass durch das Fahrzeug ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Die obigen Ausführungen betreffend das erfindungsgemäße Verfahren gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Fahrzeug.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines autonom fahrenden Fahrzeugs in einer sicheren Zone,
- 2 eine schematische Darstellung einer Sportübung in einem Fahrzeug,
- 3 eine schematische Darstellung einer Sportübung in einem Fahrzeug zur Kräftigung der Beinmuskulatur,
- 4 eine schematische Darstellung einer Sportübung in einem Fahrzeug zur Kräftigung der Rückenmuskulatur und
- 5 eine schematische Darstellung einer Sportübung in einem Fahrzeug zur Kräftigung der Brustmuskulatur.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10 auf einem Streckenabschnitt. Das Fahrzeug 10 befindet sich in einem autonomen Modus, sodass der Fahrer des Fahrzeugs 10 nicht in den Fahrbetrieb eingreifen muss und von der Fahraufgabe befreit werden kann. Auf dem Streckenabschnitt befindet sich das Fahrzeug 10 in einer sicheren Zone 12. Innerhalb der sicheren Zone 12 kann der Fahrer des Fahrzeugs 10 derart von der Fahraufgabe entbunden werden, dass er sich anderen Nebentätigkeiten widmen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann durch den Fahrer des Fahrzeugs 10 in der sicheren Zone 12 ein Sportprogramm aktiviert werden, sodass sich der Fahrer im Fahrzeug 10 sportlich betätigen kann.
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Das Sportprogramm kann solange aktiviert bleiben, wie sich das Fahrzeug 10 in der sicheren Zone 12 befindet. Dazu ist zusätzlich vorgesehen, dass eine Rückholzeit definiert wird. Sollten hier nicht dargestellte Einrichtungen 14 des Fahrzeugs 10, die als Trainingsgerät genutzt werden, den Zustand des Fahrzeugs im Vergleich zum Zustand vor Aktivierung des Sportprogramms in Ihrer Position und/oder Ausrichtung verändern, muss gewährleistet werden, dass der Ausgangszustand innerhalb der Rückholzeit wiederhergestellt werden kann. Die Rückholzeit kann dabei fest definiert oder dynamisch anhand des Streckenabschnitts festgelegt werden. Wenn sich das Fahrzeug 10 allein auf einem geraden Streckenabschnitt befindet und keine Signale von anderen Verkehrsteilnehmern empfangen werden, kann die Rückholzeit beispielsweise verlängert werden, wohingegen die Rückholzeit verkürzt wird, wenn sich das Fahrzeug 10 in einem Bereich befindet, in dem sich das Fahrzeug 10 zwar in einer sicheren Zone 12 befindet, der Fahrer des Fahrzeugs 10 aber schneller seine Fahraufgaben wahrnehmen können muss.
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Das Sportprogramm kann durch den Fahrer des Fahrzeugs 10 mittels Sprachsteuerung, Gestensteuerung und physische Eingabe mittels Touchdisplay erfolgen. Über ein hier nicht dargestelltes Display in der Mittelkonsole des Fahrzeugs 10 können Übungsabläufe grafisch dargestellt, die Wiederholungsanzahl und weitere Daten in Bezug auf das Sportprogramm angezeigt werden.
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Ferner kann der Fahrer des Fahrzeugs die Intensität der Übung und/oder die Wiederholungszahl der Übungen selbst einstellen oder sich mittels eines, an seine körperlichen Voraussetzungen angepasstes, automatischen Sportprogramms die entsprechenden Übungen vorgeben lassen.
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2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Durchführung von Sportübungen. Das Fahrzeug 10 umfasst unter anderem ein Lenkrad 16, einen Fahrersitz 18 mit einer Rückenlehne 20 und Pedale 22. Bei dem hier dargestellten Fahrzeug 10 handelt es sich um ein Elektrofahrzeug. Das Lenksystem ist dabei durch ein „Steer by wire“ Lenksystem gebildet. Das bedeutet, dass das Lenkrad 16 derart entkoppelt werden kann, dass eine Lenkbewegung, also eine Rotation des Lenkrads 16, nicht zu einer Bewegung der Vorderräder führt. Auf diese Weise kann das Lenkrad 16 als Einrichtung 14 zur Ausführung einer Kräftigungs- beziehungsweise Ausdauerübung genutzt werden.
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Es ist vorgesehen, dass dem Lenkrad 16 mittels eines Elektromotors 24 ein Moment aufgelegt werden kann, das entgegen der Drehrichtung wirkt, in die der Fahrer des Fahrzeugs 10 das Lenkrad 16 bewegt. Es ist somit möglich, dass der Fahrer des Fahrzeugs 10 das Lenkrad 16 gegen einen frei einstellbaren Widerstand bewegen muss. Dieser Bewegungsablauf kann als Kräftigungsübung für die gesamte Armmuskulatur, also den Bizeps, Trizeps und die Schultermuskulatur genutzt werden.
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Das Lenkrad 16 ist zusätzlich höhenverstellbar, sodass bei den Übungen unterschiedliche Reize an unterschiedliche Muskelpartien gesetzt werden können. Zusätzlich ist vorgesehen, dass das Lenkrad 16 kapazitiv ausgestaltet ist, sodass eine Berührung des Fahrers des Fahrzeugs 10 registriert werden kann. Es ist dann möglich, dass überprüft werden kann, ob der Fahrer des Fahrzeugs 10 das Lenkrad 16 für die Übungsausführung korrekt greift. Darüber hinaus kann das Lenkrad 16 hochfrequente Vibrationen aussenden, die den Reiz auf die Muskelgruppen weiter verstärken und auch die Tiefenmuskulatur des Fahrers des Fahrzeugs 10 ansprechen.
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Analog zum Lenkrad 16 sind auch die Pedale 22 derart entkoppelbar, dass eine Bewegung der Pedale 22, nicht zu einem Brems- oder Beschleunigungsvorgang führt. Auf diese Weise können die Pedale 22 ebenfalls als Einrichtung 14 zur Ausführung einer Kräftigungs- beziehungsweise Ausdauerübung genutzt werden. Dazu ist ebenfalls vorgesehen, dass den Pedalen 22 mittels eines Elektromotors 24 ein Widerstand aufgelegt werden kann, der entgegen der Betätigungsrichtung wirkt, in die der Fahrer die Pedale 22 bewegt. Es ist somit möglich, dass der Fahrer des Fahrzeugs 10 die Pedale 22 gegen einen frei einstellbaren Widerstand bewegen muss. Dieser Bewegungsablauf kann als Kräftigungsübung für die Beinmuskulatur, insbesondere die Wadenmuskulatur genutzt werden.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Fahrersitz 18 in Längsrichtung des Fahrzeugs 10 verschiebbar ist. Analog zum Ausführungsbeispiel gemäß 2 kann durch einen Elektromotor 24 ein Widerstand derart wirken, dass der Fahrer des Fahrzeugs 10 den Fahrersitz 18 durch Strecken der Beine verschieben muss. Ein Beugen der Beine bringt den Fahrersitz 18 zurück in den Ausgangszustand. Auf diese Weise wird insbesondere die Oberschenkelmuskulatur des Fahrers des Fahrzeugs 10 angesprochen.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Rückenlehne 20 des Fahrersitzes 18 als Einrichtung 14 zur sportlichen Betätigung genutzt werden kann. Durch einen Elektromotor 24 kann ein Drehmoment derart auf die Rückenlehne 20 wirken, dass der Fahrer des Fahrzeugs 10 beim Zurücklehnen gegen das Drehmoment arbeiten muss. Auf diese Weise kann eine Kräftigung der Rückenmuskulatur erreicht werden, insbesondere des unteren Rückens.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Lenkrad 16 in Längsrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist. Durch einen Elektromotor 24 kann ein Widerstand derart erzeugt werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs 10 das Lenkrad 16 entweder gegen den Widerstand von sich wegdrücken oder das Lenkrad 16 gegen einen Widerstand zu sich ziehen muss. Durch die Drückbewegung kann eine Kräftigung der Brust- und Schultermuskulatur erreicht werden. Ein Heranziehen gegen einen Widerstand kann die Rückenmuskulatur, insbesondere den oberen Rücken stärken.
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Mittels eines hier nicht dargestellten Speichers und einer Auswerteeinrichtung können die Daten der einzelnen Übungen und deren Ausführung gespeichert und analysiert werden. Beim nächsten Start des Sportprogramms können einzelne Übungen dann automatisiert mit einer leicht erhöhten Intensität gestartet werden, um dem Fahrer des Fahrzeugs ein progressives Training bieten zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 12
- sichere Zone
- 14
- Einrichtung
- 16
- Lenkrad
- 18
- Fahrersitz
- 20
- Rückenlehne
- 22
- Pedale
- 24
- Elektromotor