DE10148535A1 - Verfahren zur Erfassung der Lenkbereitschaft eines Fahrers - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Lenkbereitschaft bzw. des Lenkverhaltens des Fahrers eines Kraftfahrzeuges, wobei in das Lenkrad des Fahrzeuges mindestens ein Druck- und/oder Berührungssensor, welcher bei Berührung und/oder Druckausübung ein elektrisches Signal liefert, integriert oder am Lenkrad angebracht ist. Der Druck- und/oder Berührungssensor weist eine Mehrzahl entlang des Lenkradumfanges angeordnete Sensorelemente bzw. -segmente auf. Jedes der Sensorelemente bzw. -segmente weist im Querschnitt des Lenkradkranzes eine Mehrzahl von druck- und/oder berührungsempfindlichen Zonen auf, so dass detektiert werden kann, ob die Hand des Fahrers von innen, außen, oben oder unten an das Lenkrad greift. DOLLAR A Mit Hilfe eines die Lenkbereitschaft repräsentierenden Signals kann in einer Auswerteeinheit z. B. eine akustische, optische, haptische oder dergleichen Warnung in Abhängigkeit von der momentanen Fahrsituation bzw. des um das Fahrzeug herum detektierten Verkehrsgeschehens an den Fahrer erzeugt werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Lenkbereitschaft bzw. des Lenkverhaltens eines Fahrers und ein Verfahren zur Generierung von adaptiven Warnzeiten.
• Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erfassung der Lenkbereitschaft bzw. des Lenkverhaltens des Fahrers eines Kraftfahrzeuges, wobei in das Lenkrad des Fahrzeugs mindestens ein Druck- und/oder Berührungssensor, welcher bei Berührung und/oder Druckausübung ein elektrisches Signal liefert, integriert oder am Lenkrad angebracht ist.
• Eine derartige Vorrichtung wird in der DE 198 02 249 C2 zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges verwendet. Die Erfassung der Lenkbereitschaft wird hierbei nicht erfasst.
• Bei bekannten Fahrerassistenzsystemen wie z. B. Abstandsregeltempomat, Kurvenwarnung oder Automatische Fahrspurerkennung- oder führung gibt es oft kritische Situationen, bei denen der Fahrer gewarnt wird bzw. sehr schnell selbst wieder die Steuerung des Fahrzeugs übernehmen muss.
• Dies erfolgt bei den bekannten Systemen meist durch ein akustisches Warnsignal. Die Vorwarnzeit bzw. die Warnintensität ist meist eine konstante Größe und wird nicht an den Grad der Aufmerksamkeit bzw. Aktionsbereitschaft des Fahrers angepasst. Dies hat den Nachteil, dass in manchen Situationen die Warnung zu spät kommt und in manchen Situationen eher zu früh, was der Fahrer als Bevormundung empfindet.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe die Lenkbereitschaft bzw. das Lenkverhalten des Fahrers ermittelt werden kann. Darüber hinaus soll der Fahrer abhängig von seiner Lenkbereitschaft vor bevorstehenden Gefahren gewarnt werden. Es soll somit die Aufmerksamkeit des Fahrers situationsabhängig erhöht werden können.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen.
• Demgemäss weist der Druck- und/oder Berührungssensor eine Mehrzahl entlang des Lenkradumfanges angeordnete Sensorelemente bzw. -segmente auf. Jedes der Sensorelemente bzw. -segmente weist im Querschnitt des Lenkradkranzes eine Mehrzahl von druck- und/oder berührungsempfindlichen Zonen auf, so dass detektiert werden kann, ob die Hand des Fahrers von innen, außen, oben oder unten an das Lenkrad greift.
• Mit dieser einfachen Maßnahme lässt sich die Lenkbereitschaft des Fahrers leicht ermitteln.
• Die momentane Position und der Druck der Hände können ausgewertet werden, und ein Signal bzw. Koeffizient kann generiert wird, welches bzw. welcher die momentane Bereitschaft des Fahrers, eine erforderliche Lenkbewegung auszuführen, darstellt.
• Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung können mit Hilfe dieses Signals bzw. Koeffizienten in einer Auswerteeinheit z. B. eine akustische, optische, haptische oder dergleichen Warnung in Abhängigkeit von der momentanen Fahrsituation bzw. des um das Fahrzeug herum detektierten Verkehrsgeschehens an den Fahrer erzeugt werden.
• Die Warnung kann zeitlich abhängig von der momentanen Bereitschaft des Fahrers, eine erforderliche Lenkbewegung auszuführen, erzeugt wird.
• Alternativ oder zusätzlich kann die Warnung abhängig vom Fahrertyp erzeugt werden, welcher durch eine längere Messung und zeitliche statistische Auswertung bzw. Mittelwertbildung als eine weitere Signalgröße bzw. Koeffizient abgeleitet wird.
• Mittels des Druck- und/oder Berührungssensors kann der Druck, mit dem der Fahrer das Lenkrad greift, ermittelt werden, wodurch von der Auswerteeinheit ein Drucksignal erzeugt wird.
• Schließlich ist vorgesehen, dass das Drucksignal der Ansteuerung von fahrzeugeigenen, einen Unfall verhindernden oder vermindernden Insassenschutz- und/oder Fahrerassistenzsystemen dient. Derartige Systeme sind mit Umgebungssensoren, z. B. Kameras, Radar usw., und/oder Aktoren zur Beeinflussung der Quer- und/oder Längsbewegung für einen Lenk- bzw. Bremseingriff ausgestattet.
• Anhand der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen werden weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung deutlicher.
• Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild, anhand dessen die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht werden soll.
• Ein an einem (nicht gezeigten) Lenkrad angeordnetes segmentiertes Sensorband 1 erzeugt einen Messwert MW, welcher die Griffposition der Hände des Fahrers repräsentiert. In einer Auswerteeinheit 2, wird ein Koeffizient für Warnzeit KW, welcher an ein Fahrerwarnsystem 3 abgegeben wird, ein Koeffizient für den Fahrertyp KF, welcher an ein Fahrertypklassifizierungselement 4 abgegeben wird, und ein Koeffizient für Unfallwahrscheinlichkeit KU, welcher an ein Element zur Unfallvorhererkennung 5 abgegeben wird, erzeugt. Das Fahrerwarnsystem 3 gibt ein Warnsignal WS mit adaptiver Warnzeit an den Fahrer ab.
• Vorteil der Erfindung ist, dass eine Warnung zeitlich an die momentane Lenkbereitschaft u. damit auch letztlich an die momentane Aufmerksamkeit des Fahrers angepasst werden kann.
• In das Lenkrad wird ein druck- und/oder berührungsempfindlicher Sensor in Form einer Folie bzw. eines Sensorbands 1 integriert, wie es beispielsweise in der DE 198 02 249 C2 beschrieben ist. Das Sensorband 1 misst die Position der Hände des Fahrers und/oder den Druck, mit dem der Fahrer das Lenkrad greift, misst. Im Gegensatz zu dem in DE 198 02 249 verwendeten Drucksensor, der aus einem einzigen Element besteht, ist erfindungsgemäß ein (nicht näher dargestelltes) Sensorelement vorgesehen, das in mehrere Segmente unterteilt ist, damit lokalisiert werden kann, wo der Druck anliegt, bzw. die Berührung durch die Hände erfolgt. Typischer Weise sind etwa 7-12 Segmente entlang des Lenkradumfanges erforderlich. Jedes Segment muss im Querschnitt des Lenkradkranzes wiederum mehrere, vorzugsweise 4 empfindliche Zonen aufweisen, so dass detektiert werden kann, ob die Hand des Fahrers von innen, außen, oben oder unten an das Lenkrad greift.
• Die momentane Position und der Druck der Hände werden ausgewertet und ein Signal MW generiert, das die momentane Bereitschaft des Fahrers, eine schnelle Lenkbewegung auszuführen, darstellt. Mit Hilfe dieses Signals/Koeffizienten MW kann dann in der Auswerteeinheit 1 z. B. ein Warnton oder eine andere Warnung an den Fahrer und dessen Zeitpunkt ermittelt werden. Hierzu können natürlich noch weitere im Fahrzeug vorhandene Signale hinzugezogen werden.
• Greift z. B. der Fahrer nur mit einer Hand bzw. den Fingern das Lenkrad im unteren Bereich, so benötigt er im Notfall zusätzliche Zeit, bis er mit beiden Händen das Lenkrad richtig greifen kann, um ein Ausweichmanöver durchzuführen. In diesem Fall würde die Auswerteeinheit 1 eine längere Vorwarnzeit KW vorgeben. Umgekehrt, wenn der Fahrer das Lenkrad fest im Griff hat, genügt eine kürzere Vorwarnzeit KW.
• Weiter kann über eine längere Messung und zeitliche statistische Auswertung/Mittelwertbildung (im Bereich von mehreren Minuten) auch noch eine zusätzliche Signalgröße KF über den Fahrertyp (hektisch, lässig, vorsichtig oder dergleichen) abgeleitet werden, die zusätzlich der Bewertung zur Festlegung des Warnzeitpunktes dient.
• Die Erfindung bietet noch eine weitere Möglichkeit. Durch die Überwachung des Drucks, mit dem der Fahrer das Lenkrad greift, lässt sich eine mögliche gefährliche Fahrsituation bzw. ein drohender Unfall kurz vorher erkennen. Erfahrungsgemäß versucht sich ein Fahrer bei einer abzusehenden Kollision am Lenkrad festzuhalten, was der eingebaute Drucksensor an einem Druckanstieg erkennt. Dieses Signal bzw. dieser Koeffizient KU kann in Verbindung mit anderen im Fahrzeug vorhandenen Signalen EG (z. B. Bremsassistent) z. B. vorauslösende reversible Insassenschutzsysteme ansteuern.

Claims (7)

1. Verfahren zur Erfassung der Lenkbereitschaft bzw. des Lenkverhaltens des Fahrers eines Kraftfahrzeuges, wobei in das Lenkrad des Fahrzeugs mindestens ein Druck- und/oder Berührungssensor, welcher bei Berührung und/oder Druckausübung ein elektrisches Signal liefert, integriert oder am Lenkrad angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck- und/oder Berührungssensor eine Mehrzahl entlang des Lenkradumfanges angeordnete Sensorelemente bzw. -segmente aufweist, jedes der Sensorelemente bzw. -segmente im Querschnitt des Lenkradkranzes eine Mehrzahl von druck- und/oder berührungsempfindlichen Zonen aufweisen, so dass detektiert werden kann, ob die Hand des Fahrers von innen, außen, oben oder unten an das Lenkrad greift.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Position und der Druck der Hände werden ausgewertet werden, und ein Signal bzw. Koeffizient generiert wird, welches bzw. welcher die momentane Bereitschaft des Fahrers, eine erforderliche Lenkbewegung auszuführen, darstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe dieses Signals bzw. Koeffizienten in einer Auswerteeinheit z. B. eine akustische, optische, haptische oder dergleichen Warnung in Abhängigkeit von der momentanen Fahrsituation bzw. des um das Fahrzeug herum detektierten Verkehrsgeschehens an den Fahrer erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnung zeitlich abhängig von der momentanen Bereitschaft des, Fahrers, eine erforderliche Lenkbewegung auszuführen, erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnung abhängig vom Fahrertyp erzeugt wird, welcher durch eine längere Messung und zeitliche statistische Auswertung bzw. Mittelwertbildung als eine weitere Signalgröße bzw. Koeffizient abgeleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Druck- und/oder Berührungssensors der Druck, mit dem der Fahrer das Lenkrad greift, ermittelt wird, wodurch von der Auswerteeinheit ein Drucksignal erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal der Ansteuerung von fahrzeugeigenen, einen Unfall verhindernden oder vermindernden Insassenschutz- und/oder Fahrerassistenzsystemen dient.