Evaluierungseinheit zum Erhöhen der Sicherheit beim Führen eines
Fortbewegungsmittels und hierauf bezogenes Verfahren
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Evaluierungseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein System mit mindestens einer derartigen Evaluierungseinheit sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Stand der Technik
Fahrerassistenzsysteme (FAS) finden sich in zunehmendem Maße in modernen Kraftfehrzeugen; bereits in Serie sind diverse Sicherheits- und/oder Komfortsysteme, wie zum Beispiel die Adaptive Cruise Control (ACC), das Antiblockiersystem (ABS), das
Elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) oder der Bremsassistent. Bei diesen Systemen existiert kaum Kommunikation zwischen den Komponenten zur Ansteuerung der Aktorik, wie zum Beispiel dem Motor oder der Bremse, und den in den allermeisten Fahrzeugen vorhandenen Audio- und/oder Videokomponenten, wie zum Beispiel dem Radio, der Multifunktionsanzeige oder dem Monitor. Warnungen des Fahrers erfolgen nach dem Stand der Technik lediglich durch Aufleuchten einer Kontrolllampe oder durch Ausgabe eines Warntons, etwa während eines ESP-Eingriffs.
Aus der Druckschrift DE 44 16 507 Al ist ein Verfahren zur Erkennung der
Benutzungsberechtigung für ein Fahrzeug bekannt, das bei Identifizierung des Fahrers in die Sperrfunktion zur Inbetriebnahme des Fahrzeugs eingreift, nämlich in Abhängigkeit von der mit Hilfe einer Kamera vorgenommenen Fahreridentifizierung die Sperrfunktion zur Inbetriebnahme des Fahrzeugs freigibt.
In der Druckschrift DE 38 17495 Al ist eine Steuerungseinrichtung zur benutzerspezifischen Anpassung der Parametrisierung von verschiedenen elektronisch einstellbaren Funktionen in einem Kraftfahrzeug offenbart. Gemäß dieser Steuerungseinrichtung werden jedoch ausschließlich die benutzerspezifischen Merkmale, nicht aber die jeweilige Verkehrssituation für die Anpassung der Funktionen herangezogen.
Um Ablenkungen des Fahrers eines Fortbewegungsmittels vom Verkehrsgeschehen zu vermeiden, wird in der Druckschrift DE 102 55435 Al eine sogenannte Speed-Lock- Funktion beschrieben, die die Bedienungsmöglichkeit eines fahrzeuginternen Geräts, insbesondere eines Fahrerinforrnationssystems, zum Beispiel eines Navigationssystems, während der Fahrt einschränkt oder unterbindet. Hierbei wird die automatische Einschränkung der Bedienungssteuerung (Speed-Lock-Funktion) in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Fortbewegungsmittels, beispielsweise in Abhängigkeit von der Sitzbelegung des Beifahrersitzes oder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, aktiviert. Bei der Beurteilung des Fahrzustandes wird hierbei lediglich die eigene Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt, nicht aber das Fahrzeugumfeld. Die Speed- Lock-Funktion verhindert zwar, dass der Fahrzeugführer durch die Bedienung eines Fahrerinformationssystems vom Verkehrsgeschehen abgelenkt wird, sie unterstützt jedoch den Fahrzeugführer nicht bei der Selektion der vom Fahrerinformationssystem gelieferten Informationen.
Vor allem in gefährlichen Verkehrssituationen ist es jedoch wichtig, dass der Fahrer nur mit den allernotwendigsten, das heißt nur mit sicherheitsrelevanten Informationen versorgt wird, so dass er seine verbleibende Konzentration auf die Aufnahme dieser wichtigen Informationen richten kann.
Eine Vorrichtung zur Filterung der vom Fahrerinformationssystem gelieferten Informationen ist aus der Druckschrift DE 19952 857 Cl bekannt. Diese Vorrichtung
erfasst mittels Kamera und Mikrophon den Fahrerzustand und stellt je nach Gemütslage des Fahrers nur bestimmte Informationen dar. Im Notfall, das heißt bei Erkennen einer hohen Stresssituation des Fahrers, können neben dem Fahrerinformationssystem auch der Motor und die Bremse automatisch angesteuert werden. Mittels der Vorrichtung gemäß der Druckschrift DE 199 52 857 Cl wird somit eine fahrerzustandsäbhängige
Bedienungssteuerung des Fortbewegungsmittels ermöglicht Als nachteilig wird bei der bekannten Vorrichtung jedoch erachtet, dass für die Bedienungssteuerung im Wesentlichen der Fahrerzustand, nicht aber die Verkehrssituation maßgeblich ist. Des Weiteren wird der Fahrzeugzustand nur sehr eingeschränkt berücksichtigt, etwa hinsichtlich der Geschwindigkeit, der Kühlwassertemperatur, des Reifendrucks und des
Tankstands.
Ein System sowie eine Verfahren der eingangs genannten Art ist in der Druckschrift DE 102 18 681 Al offenbart. Gemäß diesem System bzw. diesem Verfahren wird die Bedienungssteuerung von elektronischen Geräten eines Fortbewegungsmittels graduell unterstützt. Die Ausprägung der graduellen Unterstützung ist abhängig von der Belastung des Fahrers bzw. vom Fahrerzustand sowie von der Komplexität der Verkehrssituation, gemessen an der Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels, am Fahrzeugaufkommen sowie an den Wetterverhältnissen. Mit Hilfe dieses Systems bzw. Verfahrens wird also ein Maß für die Belastung eines Bedieners eines elektronischen Gerätes bestimmt und in ι
Abhängigkeit vom bestimmten Maß die Bedienungseingabe mittels Vorgäben unterstützt. Mittels des in der Druckschrift DE 102 18 681 Al beschriebenen Systems bzw. Verfahrens wird jedoch die Verkehrssituation lediglich pauschal beurteilt; eine konkrete Gefahrensituation, zum Beispiel ein zu dichtes Auffahren auf ein voranfahrendes Fahrzeug, wird nicht erkannt, insbesondere wird nicht auf eine individuelle
Gefahrensituation reagiert.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Evaluierungseinheit der eingangs genannten Art, ein System der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art so
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weiterzuentwickeln, dass das an den Führer des Fortbewegungsmittels gerichtete Informationsangebot sowohl quantitativ als auch qualitativ an die jeweilige Fahrsituation angepasst wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Evaluierungseinheit mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen, durch ein System mit den im Anspruch 4 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteranspriichen gekennzeichnet.
Mithin basiert die vorliegende Erfindung auf dem vorzugsweise automatischen Ansteuern der Benutzerschnittstelle des Fortbewegungsmittels; insbesondere kann beispielsweise die Schnittstelle mindestens eines Fahrerinformationssystems modifiziert werden, und somit können Informationen zugefügt, abgeschaltet oder ausgeblendet werden.
Zweckmäßigerweise kann eine Ankopplung der Evaluierungseinheit und/oder des übergeordneten Systems gemäß der vorliegenden Erfindung an eine an sich aus dem Stand der Technik bekannte Einrichtung zur Erkennung von Fahrsituationen mit erhöhtem Gefahrdungspotential vorgenommen werden. BJ.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass eine gezielte Ansteuerung der Benuteerschnittstelle, insbesondere für eine geeignete Zeitspanne und/oder in kritischen Fahrsituationen, gewährleistet ist. Durch die erfindungsgemäße Selektion und/oder Modifikation der Information kann der Fahrer in unkritischen Situationen nicht fahrzeugfiihrungsrelevante Lαfoπnation aufnehmen, etwa telephonieren oder ein
Navigationsmodul bedienen.
Ih kritischen Situationen werden aber die Kanäle der mformationsversorgung, zum Beispiel über Rundfunk empfangbare Ihfotainmentangebote, unterbrochen, und es erfolgt für eine geeignete Dauer ausschließlich gezielte Information zur aktuellen Fahrsituation, zum Beispiel spezifische Warnungen. Durch die automatisierte Selektion der Informationsausgabe wird eine Überforderung der Fahreraufmerksamkeit vermieden und die Konzentration mit hoher Priorität auf die Fahrzeugfuhrung gelenkt.
Der Führer des Fortbewegungsmittels wendet also bei erfindungsgemäßem Einsatz der Evaluierungseinrichtung, des Systems sowie des Verfahrens seine Aufmerksamkeit vom über die Benutzerschnittstelle zur Verfügung gestellten Infotainment ab und konzentriert sich voll auf die kritische Fahrsituation. Dabei kann er gegebenenfalls wiederum über die Benutzerschnittstelle selektiv und ausschließlich über die Fahrsituation informiert, insbesondere vor der kritischen Fahrsituation auf geeignete Weise akustisch und/oder optisch und/oder haptisch gewarnt, werden.
Erfindungsgemäß wird also die aktuelle Ausgäbe von an den Führer des Fortbewegungsmittels gerichteten Informationen modifiziert; zum Beispiel wird in einer
Gefahrensituation unwichtige Information, wie Kraftstoffverbrauch, Landkarte, Reisezeit oder Telephongespräch, automatisch ausgeblendet. Daneben kann zusätzlich die Bedienungsführung von im Fahrraum befindlichen Geräten, wie beispielsweise Navigationssystem, Radio oder Telephon, gesteuert werden, insbesondere können in Gefahrensituationen unwichtige Eingäbemöglichkeiten automatisch unterbunden werden.
Bei der Berechnung und/oder Interprelation des für die Modifikation der Benutzerschnittstelle relevanten Gefährdungsmaßes wird erfindungsgemäß die konkrete Verkehrssituation mittels der Erfassungseinheit, zum Beispiel mittels Umfeldsensorik, erfasst und einbezogen. Es erfolgt also keine pauschale Beurteilung der Situation, zum
Beispiel indem einzig die eigene Geschwindigkeit berücksichtigt wird, sondern vielmehr wird das Gefährdungsmaß aufgrund einer konkreten, individuellen Fährsituation berechnet und somit im Falle einer Ansteuerung der Benutzerschnittstelle, beispielsweise einer Fahrerinformationssystemschnittstelle, diese Ansteuerung aufgrund der konkreten, individuellen Fahrsituation vorgenommen.
Unabhängig hiervon oder in Verbindung hiermit wird zur Ansteuerung der Benutzerschnittstelle, zum Beispiel der Audioschnittstelle und/oder der Videoschnittstelle, in der Evaluierungseinheit vorteilhafterweise - in Abhängigkeit vom berechneten Gefährdungsmaß und/oder
- in Abhängigkeit von der Aktivität der Sicherheits- und/oder Komforteinrichtung ein Kritikalitätsmaß für die jeweilige Fahrsituation, insbesondere für eine Gefahrensituation, gebildet.
Vorteilhafterweise wird somit im Sinne einer Einschränkung der Informationsausgabe die insbesondere zur Ausgäbe von Informationen vorgesehene Benutzerschnittstelle, zum Beispiel die Audioschnittstelle und/oder die Videoschnittstelle, in Abhängigkeit von der Kritikalität der Fahrsituation gesteuert. Die Kritikalität der Fahrsituation kann dabei aus Fahrzeugsensordaten, zum Beispiel mittels der Fahrzeuggeschwindigkeit, bestimmt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet somit ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bildung eines Maßes für die Kritikalität einer Fahrsituation. Hierbei erfolgt die Ansteuerung der Benutzerschnittstelle vorzugsweise bei Überschreiten mindestens eines Schwellenwertes des Kritikalitätsmaßes. Die Aufhebung der Ansteuerung der Benutzerschnittstelle erfolgt hingegen vorteilhafterweise bei Unterschreiten aller Schwellenwerte des Kritikalitätsmaßes und/oder mit zumindest geringer Zeitverzögerung.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich die Verwendung mindestens einer Evaluierungseinheit gemäß der vorstehend dargelegten Art und/oder mindestens eines Systems gemäß der vorstehend dargelegten Art und/oder eines Verfahrens gemäß der vorstehend dargelegten Art - zum akustischen und/oder optischen und/oder haptischen Warnen des Führers des
Fortbewegungsmittels in einer Gefahrensituation und/oder
- zur automatischen Selektion der an den Führer des Fortbewegungsmittels auszugebenden Informationen während einer Gefahrensituation.
Die vorliegende Erfindung kann also zum Beispiel in folgenden Verkehrssituationen zum
Einsatz gelangen:
(i) Der Führer des Fortbewegungsmittels befählt eine kurvenreiche Straße, wobei die Geschwindigkeit zum Durchfahren der vor dem Führer des Fortbewegungsmittels liegenden Kurve zu hoch ist. (ii) Der Führer des Fortbewegungsmittels fahrt auf eine Kreuzung zu, wodurch eine
Kollision mit einem sich von links oder von rechts nähernden Fahrzeug droht.
(iii) Der Führer des Fortbewegungsmittels fährt mit nicht angepasster
Geschwindigkeit auf einen Stau zu, speziell wenn das Ende dieses Staus hinter einer
Kuppe und/oder hinter einer Kurve liegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die den Ansprüchen 1 und 5 nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend anhand der beiden durch die Figuren 1 und 2 veranschaulichten Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausfuhrungsbeispiel für ein System gemäß der vorliegenden Erfindung, das nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung arbeitet; und
Fig.2 in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel für ein System gemäß der vorliegenden Erfindung, das nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet.
Zur Vermeidung überflüssiger Wiederholungen beziehen sich die nachfolgenden Erläuterungen hinsichtlich der Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung - soweit nicht anderweitig angegeben - auf beide Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung (Figur 1 und Figur 2). Gleiche oder ähnliche
Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in den Figuren 1 und 2 mit identischen Bezugszeichen versehen.
Bester Weg zur Ausfuhrung der Erfindung
In den Figuren 1 bzw. 2 ist jeweils ein Fahrerassistenzsystem 100 bzw. 100' zur Modifikation zweier einem Fortbewegungsmittel zugeordneter Benutzerschnittstellen 10, 12, nämlich einer Audioschnittstelle 10 und einer Videoschnittstelle 12, dargestellt.
Das Fahrerassistenzsystem 100 bzw. 100' weist zwei Erfassungseinheiten 20, 22, nämlich einen ersten Umfeldsensor 20 sowie einen zweiten Umfeldsensor 22, zum Erfassen interner bzw. externer Bedingungen des Fortbewegungsmittels auf. Den Erfassungseinheiten 20, 22 ist eine Auswertungseinheit 30 nachgeordnet, die
- mit den von der Erfassungseinheit 20 in Form von Daten 26 erfassten internen Bedingungen sowie
- mit den von der Erfassungseinheit 22 in Form von Daten 28 erfassten externen Bedingungen beaufschlagbar ist. Diese Auswertungseinheit 30 berechnet an Hand der gelieferten Daten 26, 28 ein Gefährdungsmaß 32.
Das Fahrerassistenzsystem 100 bzw. 100' weist des Weiteren zwei Sicherheitseinrichtungen 40, 50, nämlich ein A[ntiJB[lockier]S[ystem] 40 und ein E[lektronisches]S[tabilitäts]P[rogramm]-Modul 50 auf, die bei Vorliegen einer bestimmten Fahrsituation aktiviert werden. Der Auswertungseinheit 30 und den Sicherheitseinrichtungen 40, 50 ist eine Evaluierungseinheit 60 nachgeordnet.
Beim ersten Ausfuhrungsbeispiel des Systems 100 gemäß Figur 1 wird die Evaluierungseinheit 60 mit dem Gefährdungsmaß 32, mit einem Eingriffssignal 42 des A[nti]B[lockier]S[ystems] 40 sowie mit einem Eingriffssignal 52 des E[lektronischen]S[tabilitäts]P[rogramm]-Moduls 50 beaufschlagt.
Gemäß dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel des Systems 100' gemäß Figur 2 kann die Auswertungseinheit 30 auch mit von den beiden Sicherheits- und/oder Komforteinrichtungen 40 bzw. 50 gesendeten Daten 44 bzw. 54 beaufschlagt werden. In diesem Falle werden bei der Berechnung des Gefahrdungsmaßes 32 neben den von den
Umfeldsensoren 20 bzw.22 gesendeten Daten 26 bzw. 28 auch die von den Sicherheitssystemen 40 bzw. 50 gesendeten Daten 44 bzw. 54 berücksichtigt.
In jedem Falle bildet (<--> Bezugszeichen 62) die Evaluierungseinheit 60 in
Abhängigkeit vom Gefährdungsmaß 32 und/oder in Abhängigkeit von der Aktivität der Sicherheitseinrichtungen 40, 50 ein Kritikalitätsmaß 64 für die jeweilige Fahrsituation.
Dieses Kritikalitätsmaß 64 wird auf einen Schwellenwert 66 hin getestet. Bei Überschreiten des Schwellenwertes 66 erfolgt eine Ansteuerung 70 der Audioschnittstelle
10 und der Videoschnitteteile 12, so dass deren Ausgabe von Informationen reguliert und modifiziert wird. Bei Unterschreiten des Schwellenwertes 66 wird die Ansteuerung 70 der Benutzerschnittstellen 10, 12 mit zumindest geringer Zeitverzögerung wieder aufgehoben.
In den Figuren 1 bzw. 2 ist somit jeweils ein Verfahren und eine Einrichtung 100 bzw. 100' zur gezielten Modifikation der Audio- und/oder Video-Schnittstelle 10, 12 in kritischen Fahrsituationen dargestellt. Mögliche Ausprägungen von kritischen Fahrsituationen sind beispielsweise Situationen, in denen das Fahrzeug instabil ist oder wird. Dies ist zum Beispiel beim Eingriff des ABS-Moduls 40 und/oder des ESP-Moduls
50 der Fall.
In einer kritischen Fahrsituation wird beispielsweise vom an sich aus dem Stand der Technik bekannten Sicherheitssystem 40, 50, zum Beispiel vom ABS 40 und/oder vom ESP 50, festgestellt, dass ein von diesem Sicherheitssystem 40, 50 zur Verfügung gestelltes Gefährdungsmaß 32 oberhalb einer festgelegten Schwelle liegt. Dieses Sicherheitssystem 40, 50 kann zur Bestimmung eines solchen Gefährdungsmaßes 32 Daten von den Umfeldsensoren 20, 22, zum Beispiel von den Radar-, Ultraschall- und/oder Videosensoren, auswerten. Das Gefahrdungsmaß 32 kann sich in verschiedenen Situationen erhöhen, zum Beispiel bei einer bevorstehenden Kollision oder beim bevorstehenden Abkommen von der Fahrbahn.
In allen Fällen erfolgt eine Benachrichtigung 32, 42, 52 (vgl. Figur 1) bzw. 32 (infolge 44, 54; vgl. Figur 2) über das Eintreten einer kritischen Fahrsituation an die erfindungsgemäße Einrichtung 60 zur Modifikation der Audio- und/oder
Videoschnittstelle 10, 12.
Im Folgenden werden Beispiele für mögliche Ausprägungen zeitlicher Verläufe einer Modifikation gegeben:
- Eine Modifikation der Audio- und/oder Video-Schnittstelle 10, 12 wird ausgelöst, sobald eine kritische Fahrsituation detektiert wird, zum Beispiel wenn eine Kollision mit hoher Wahrscheinlichkeit bevorsteht.
- Eine Modifikation der Audio- und/oder Video-Schnittstelle 10, 12 wird aufgehoben, sobald keine kritische Fahrsituation mehr detektiert wird.
- Eine Modifikation der Audio- und/oder Video-Schnittstelle 10, 12 wird aufgehoben, sobald keine kritische Fahrsituation mehr detektiert wird, frühestens jedoch nach einer minimalen Zeitspanne, zum Beispiel um Oszillationen in der Modifikation zu vermeiden.
- Eine Modifikation der Audio- und/oder Video-Schnittstelle 10, 12 wird schrittweise aufgehoben, sobald keine kritische Fahrsituation mehr detektiert wird, zum Beispiel wird zunächst die Lautstärke langsam auf das alte Niveau gesetzt und/oder zuerst die Unterbrechung eines Telephonats aufgehoben und etwas später der Monitor wieder zugeschaltet.
Des Weiteren werden im Folgenden mögliche Ausprägungen zur Modifikation der
Audio- und/oder Video-Schnittstelle 10, 12 genannt:
- Stummschalten oder deutliche Lautstärkereduktion der Audioquelle, zum Beispiel des C[ompact]D[isc]-Players oder des Radios;
- Unterbrechen eines Telephonats mit einer automatischen Nachricht an den -nii Gesprächspartner, wobei die Nachricht zum Beispiel beinhaltet, dass der Fahrer kurzzeitig nicht erreichbar ist; die Verbindung wird jedoch gehalten, und nach Beendigung der kritischen Situation wird wieder durchgeschaltet;
- Ausblenden von Videodaten aus dem Infotainment-Bereich, zum Beispiel der Fahrzeit, des aktuellen Kraftstoffverbrauchs und/oder des T[ele]V[ision]-Empfangs; - Senden eines einheitlichen Warnsignals für alle fahrkritischen Situationen als eindeutiges Signal an den Fahrer, sich ab sofort ausschließlich auf das Führen des Fahrzeugs zu konzentrieren; und/oder
- Deaktivierung aller Bedienelemente mit ausschließlicher Infotainment-Funktionalilät.
Die Ausgäbe von Audio- und/oder Videodaten, zum Beispiel durch Lautsprecher und/oder durch Monitore, und die entsprechenden Bedienelemente im Fahrzeug sind direkt zugänglich. Es kann problemlos festgestellt werden, ob sich die Audio- und/oder Video-Schnittstelle 10, 12 bei Detektion einer kritischen Fahrsituation von der "normalen" Einstellung unterscheidet.