-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Steuerung zumindest einer Kommunikationsausgabe einer Diensteinrichtung eines Kraftfahrzeugs.
-
Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl verschiedener Diensteinrichtungen mit unterschiedlichen Anzeige- und Bedienelementen auf, die durch den Fahrer beobachtet bzw. überwacht und ggf. bedient werden müssen. Zu diesen Diensteinrichtungen zählen u. a. Klimaanlage, Beleuchtungssysteme, Fahrerassistenzsysteme, Navigationsgerät und externe Kommunikationseinrichtungen (wie z. B. Mobiltelefon), aber auch Informations- und Unterhaltungssysteme wie Radio, CD- oder MP3-Player, TV, Betriebsparameteranzeigen für Geschwindigkeit, Drehzahl, Motoröltemperatur, Kontrollleuchten und Signal-/Alarmgeber etc. Optische Informationen bzw. Kommunikationsausgaben dieser Diensteinrichtungen werden zumeist an der gleichen Stelle angezeigt und berücksichtigen nicht die aktuelle Blickrichtung des Fahrers. Somit hat der Fahrer einen erhöhten Aufwand, alle essenziellen Informationen im Fahrzeug zu erfassen und alle Ausgabemöglichkeiten im Blick zu behalten. Zudem wird es für den Fahrer bei einer steigenden Anzahl von zu bedienenden Einrichtungen immer schwieriger, neben der Konzentration auf das aktuelle Verkehrsgeschehen den Überblick über alle Einstellungsmöglichkeiten zu behalten.
-
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und ein System zur Steuerung zumindest einer Kommunikationsausgabe einer solchen Diensteinrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welche für den Fahrer mit einer möglichst geringen Ablenkung von seinen eigentlichen Fahrzeug-Steuertätigkeiten im Straßenverkehr verbunden ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die Gegenstände der Patentansprüche 1 und 9 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche sowie die weitere Beschreibung und die Zeichnung enthalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, wobei insbesondere die Möglichkeit besteht, die Ansprüche einer Kategorie entsprechend den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weiterzubilden.
-
Das Verfahren zur Steuerung der Kommunikationsausgabe der Diensteinrichtung eines Kraftfahrzeugs erfolgt dabei erfindungsgemäß unter Zuhilfenahme von zumindest zwei, vorzugsweise mindestens drei, Parametern:
Zum einen wird zumindest ein Insassenparameterwert, umfassend zumindest einen Blickrichtungsparameterwert eines Insassen, vorzugsweise des Fahrers, ermittelt. Dieser Blickrichtungsparameterwert kann z. B. mit Hilfe einer im Fahrzeuginnenraum befindlichen Kamera und einem Bildauswertesystem gewonnen werden, welches Daten einer Blickrichtung des betreffenden Insassen über dessen Augenstellung und/oder Kopfstellung ermittelt. Hierzu sind bereits geeignete Systeme und Verfahren bekannt.
-
Zum anderen werden zusätzlich zumindest ein kraftfahrzeugspezifischer Zustandsparameterwert und/oder zumindest ein Ambienteparameterwert ermittelt. Unter einem „kraftfahrzeugspezifischen Zustandsparameterwert” wird dabei ein Wert verstanden, der einen aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs repräsentiert, wie z. B. die Geschwindigkeit. Verschiedene Beispiel werden hierfür später noch erläutert. Ein „Ambienteparameterwert” ist dagegen im Sinne der Erfindung ein Wert, der eine für die Umwelt in oder außerhalb des Kraftfahrzeugs relevante, messbare, insbesondere atmosphärische, Größe beschreibt, wie Temperatur, Beleuchtung, Feuchtigkeit etc. Nicht zu den „Ambienteparametern” zählen dagegen Umfeldangaben wie die aktuelle Verkehrsdichte, der Abstand des Fahrzeuges zu Gegenständen, Gebäude in der Umgebung etc. Auch zu möglichen Ambienteparameterwerten werden später noch verschiedene Beispiele erläutert.
-
Auf Basis des Insassenparameterwerts sowie zusätzlich des kraftfahrzeugspezifischen Zustandsparameterwerts und/oder des Ambienteparameterwerts wird dann ein Steuerungswert für die Kommunikationsausgabe der Diensteinrichtung ermittelt und an eine Kommunikationsausgabeeinheit der Diensteinrichtung übermittelt. Unter einer Kommunikationsausgabe einer Diensteinrichtung ist hierbei eine Ausgabe einer Information oder einer Abfrage an einen Insassen, vorzugsweise den Fahrer, des Kraftfahrzeugs beispielsweise in Form einer optischen Anzeige auf einem Display oder in Form einer Sprachausgabe zu verstehen. Insbesondere sind solche Kommunikationsausgaben von Diensteinrichtungen im Sinne der Erfindung nicht relevant für den Fahrzeugantrieb bzw. das Fahrzeugfahrwerk, d. h. sie betreffen nicht Fahrzeugantrieb und Fahrzeugfahrwerk selbst und weisen keinen Bezug zur Steuerung des Motors, des Antriebsstranges oder der Bremsen etc. auf bzw. dienen nicht zur direkten Steuerung dieser Komponenten. Die Kommunikationsausgabeeinheit kann dabei Teil der Diensteinrichtung selber sein. Es kann sich aber auch um eine gemeinsame Komponente, z. B. eines allgemeinen, vorzugsweise multimodalen, Dialogsystems, handeln, die mit mehreren Diensteinrichtungen steuerungstechnisch verbunden ist und von diesen gemeinsam genutzt werden kann.
-
Wie nachfolgend anhand von verschiedenen Beispielen noch verdeutlicht wird, kann auf Basis der speziellen Parameterwerte, nämlich Blickrichtungsparameterwert einerseits und kraftfahrzeugspezifischer Zustandsparameterwert und/oder Ambienteparameterwert anderseits, recht gut automatisch eine Kontexterkennung durchgeführt werden. D. h. es kann nicht nur die Blickrichtung beispielsweise des Fahrers erkannt werden, sondern auch aus dem Kontext aller Parameterwerte auf die aktuellen Informationsbedürfnisse geschlossen werden, so dass die Informationen in einer möglichst optimalen Weise ausgegeben werden können und ggf. automatisch weitere Hilfe angeboten werden kann. Somit ist insbesondere der Informations- und Bedienaufwand für den Fahrer und damit die Ablenkung des Fahrers von den eigentlichen Fahraufgaben im Straßenverkehr geringer und die Fahrt wird sicherer.
-
Ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem für eine Kommunikationsausgabe einer, insbesondere elektrischen bzw. elektronisch arbeitenden, Diensteinrichtung eines Kraftfahrzeugs benötigt zumindest eine Insassenparameter-Ermittlungseinheit, eine Kraftfahrzeugzustandsparameter-Ermittlungseinheit und/oder eine Ambienteparameter-Ermittlungseinheit sowie eine Steuerungswert-Ermittlungseinheit, um nach dem zuvor erläuterten Verfahren zu arbeiten. Die Insassenparameter-Ermittlungseinheit, die Kraftfahrzeugzustandsparameter-Ermittlungseinheit und die Ambienteparameter-Ermittlungseinheit können dabei über drahtlose oder drahtgebundene Eingabeschnittstellen mit einer Vielzahl von geeigneten Sensoren verbunden sein, um die jeweiligen Parameterwerte oder elektrische Größen bzw. Signale zu erfassen, die die Parameterwerte definieren oder beeinflussen. Die Sensoren können dabei auch Teil der jeweiligen Parameter-Ermittlungseinheit selbst sein. Weiterhin können die Parameter-Ermittlungseinheiten jeweils Berechnungseinheiten oder dergleichen aufweisen, um die Parameterwerte aus den von den Sensoren gelieferten Größen abzuleiten. Unter einem Sensor ist dabei auch eine Kamera zu verstehen, die Bilder für die Ableitung eines Blickrichtungsparameterwerts und/oder zur Gestikerkennung liefert. Ein vom erfindungsgemäßen Steuerungssystem genutzter Sensor kann insbesondere auch Teil der Diensteinrichtung sein, für die die Ansteuerung der Kommunikationsausgabe erfolgen soll, beispielsweise bei der Ansteuerung einer Klimaanlage ein Temperatursensor derselben.
-
Die Insassenparameter-Ermittlungseinheit, die Kraftfahrzeugzustandsparameter-Ermittlungseinheit und die Ambienteparameter-Ermittlungseinheit sind wiederum zur Übergabe der von ihnen ermittelten Parameterwerte drahtgebunden oder drahtlos mit der Steuerungswert-Ermittlungseinheit gekoppelt. Ebenso weist die Steuerungswerte-Ermittlungseinheit zur Ausgabe des Steuerungswerts an die zu steuernde elektrische und/oder elektronische Diensteinrichtung bzw. deren Kommunikationsausgabe zumindest eine drahtgebundene oder drahtlose Ausgabeschnittstelle auf. Bei den Schnittstellen kann es sich auch jeweils um rein logische Schnittstellen handeln, beispielsweise wenn die jeweiligen erfindungsgemäßen Parameterwert-Ermittlungseinheiten sowie die Steuerungswert-Ermittlungseinheit logisch und/oder strukturell in einer Steuerungseinheit zusammengefasst sind. Insbesondere können die Parameterwert-Ermittlungseinheiten sowie die Steuerungswert-Ermittlungseinheit in Form von Software, auch auf einem gemeinsamen Prozessor, realisiert sein.
-
Bei der zu steuernden Kommunikationsausgabe kann es sich insbesondere um eine Displayeinrichtung wie z. B. eine Konsolenanzeigeeinrichtung hinter dem Lenkrad (KID), eine Navigationsanzeigeeinrichtung (CID), ein Head-Up-Display (HUD) in der Front-, den Seiten- oder der Heckscheibe, Such- und Funktionsbeleuchtungen von Bedienelementen wie z. B. Schalter, Taster, Stellrädchen etc. handeln. Weiterhin kann es sich um optische und/oder akustische und/oder mechanische (taktile/haptische) externe oder interne Signal-/Alarmgeber wie z. B. Blinker/Warnblinker, Hupe, Blink- oder Summ-Elemente handeln. Ebenso kann es sich um eine Sprachausgabeeinheit handeln.
-
Die zu steuernde Kommunikationsausgabe ist bevorzugt zumindest einer der folgenden Diensteinrichtungen zugeordnet:
- – Klimaanlage;
- – Entertainmenteinrichtung wie z. B. Radio, CD-Spieler, MP3-Spieler, PC;
- – Navigationseinrichtung;
- – Telekommunikationseinrichtung, insbesondere mit daran gekoppelten Mobilfunkgeräten;
- – Beleuchtungssystem;
- – Fahrerassistenzsystem;
- – zentrales Dialogsystem, um verschiedene Diensteinrichtungen zu steuern.
-
Der steuernde kraftfahrzeugspezifische Zustandsparameterwert umfasst bevorzugt zumindest eine der folgenden Parameterwerte: Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung als positive Antriebsbeschleunigung oder negative Bremsverzögerung, Motordrehzahl, Lenkungsparameter, wie Winkel eines Lenkungseinschlags, Anzahl/Häufigkeit eines Lenkungseinschlags mit definiertem Winkel in einem definierten Zeitraum, Parameterwerte des Stoßdämpfer-Feder-Systems wie Einfeder- und/oder Ausfederlänge. Auch kann jede beliebige, auch gewichtete, Kombination aus diesen Kenngrößen den kraftfahrzeugspezifischen Zustandsparameterwert bilden.
-
Der kraftfahrzeugspezifische Zustandsparameterwert kann bevorzugt mit Hilfe von zumindest einer der folgenden mechanischen und/oder elektrischen bzw. elektronischen Baueinheiten bzw. Baugruppen gewonnen werden:
- – ein das Fahrzeug antreibender Motor, der insbesondere ein Verbrennungsmotor (fossile oder nachwachsende Brennstoffe) oder ein Elektromotor oder aber ein Hybridantrieb aus einem kombinierten Elektro- und Verbrennungsmotor sein kann;
- – Ein kraftübertragender Antriebsstrang, der z. B. ein Getriebe, eine Antriebswelle sowie eine Kupplung umfassen kann, wobei aus jeder dieser Komponenten oder aus den zwischen diesen liegenden mechanischen Schnittstellen ein Zustandsparameterwert entnommen werden kann;
- – ein Fahrwerk des Fahrzeugs, welches beispielsweise ein Bremssystem, ein Feder-Dämpfer-System für die Laufräder, ein Lenkungssystem, ein Längs- und Quermomentenverteilungs-System für Vorder- und/oder Hinterachsen oder eine Wankstabilisierung (ESC/ESP, ABS, ASR, EBD/EBV) umfassen kann. Hierbei stehen „ESC/ESP” für „elektronische(s) Stabilitäts-Kontrolle/Programm”, „ABS” für „elektronisches Antiblockiersystem”, „ASR” für „elektronische Antischlupfregelung” und „EBD/EBV” für „elektronische Bremskraftverteilung”;
- – Im Fahrzeug angebrachte Fahrzeug-Beschleunigungssensoren.
-
Vorzugsweise umfasst der steuernde Ambienteparameterwert einen fahrzeuginternen (d. h. im Inneren des Fahrzeugs vorliegenden) Ambienteparameterwert. Hierunter fallen besonders bevorzugt interne Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtungsparameterwerte wie z. B. Lichtintensität oder Lichtfarben einer Ambientebeleuchtung, aber auch die durch die Außenbeleuchtung (insbesondere Sonnenlicht) beeinflussten Lichtverhältnisse im Fahrzeuginneren. Dabei können die Lichtintensität und die Lichtfarben auch richtungsabhängig erfasst werden, z. B. in Richtung des Blickwinkels des Fahrers oder Beifahrers.
-
Weiterhin umfasst der Ambienteparameterwert einen fahrzeugexternen (d. h. außerhalb des Fahrzeugs vorliegenden) Ambienteparameterwert. Vorzugsweise gehören hierzu externe Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtungsparameterwerte wie Lichtintensität und/oder Lichtfarben, wobei auch hier die Lichtintensität und die Lichtfarben richtungsabhängig erfasst werden können. Weiterhin gehören zu den fahrzeugexternen Ambienteparameterwerten bevorzugt die Niederschlagsmenge und/oder Niederschlagsart (z. B. Nieselregen, Starkregen, Schnee, Graupel, Eis, Nebel, etc.), die Fahrbahntemperatur sowie Fahrbahnbeschaffenheit, insbesondere Fahrbahn-Oberbaubeschaffenheit, welche z. B. mittels auf die Fahrbahn gerichteter Bodenkamera erfasst werden kann. Beispielsweise kann ein fahrzeugexterner Ambienteparameterwert angeben, ob das Fahrzeug über Asphalt, Beton, Pflasterstein, Schotter, Kies bzw. eine unbefestigte Fahrbahn fährt, da die Fahrbahnstruktur als Umweltparameter das Fahrgefühl u. U. stark beeinflusst.
-
Zur Steuerung der Kommunikationsausgabe kann zusätzlich zumindest ein weiterer Parameterwert herangezogen werden. Dies kann die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Kontexterkennung bzw. die Sicherheit gegen unbeabsichtigte Steuerung weiter erhöhen.
-
Bevorzugt kann der zusätzlich steuernde Parameterwert einen sogenannten „Verkehrs-Parameterwert” umfassen, wie zum Beispiel:
- – eine Verkehrsdichte, insbesondere z. B. eine Anzahl überholter oder überholender Fahrzeuge pro Streckeneinheit;
- – einen kraftfahrzeugspezifischen Zustandsparameter (wie z. B. Geschwindigkeit) zumindest eines Nachbarfahrzeuges, welches z. B. über Car-to-Car-Kommunikation übertragen werden kann;
- – ein Fahrzeugabstand relativ zu einem Nachbarfahrzeug;
- – eine allgemeine Information und/oder Status-Information über insbesondere in der Nähe des Fahrzeugs befindliche Verkehrszeichen, wie z. B. Verkehrsschilder oder Lichtzeichenanlagen (Verkehrsampeln).
-
Ebenso bevorzugt kann der zusätzlich steuernde Parameterwert einen sogenannten „Objekt-Parameterwert” umfassen, wie z. B.:
- – Allgemein-Information (z. B. Position, Anfahrtsmöglichkeiten) und/oder Status-Information (z. B. Öffnungszeiten, Belegungsstatus) über, insbesondere verkehrsrelevante, Objekte, z. B. Parkplätze, Parkhäuser, Tankstellen, Verpflegungsstätten, Unterkünfte, Plätze und Straßen sowie deren Kreuzungen und Abbiegungen, andere OVIs (Orte von Interesse).
- – Fahrzeugabstand relativ zu einem relevanten immobilen Umgebungsobjekt (z. B. ein Bauwerk, Platz etc.);
- – Entfernung von (z. B. in einem Navigationsgerät angegebenen) aktuellen Zielpunkt bzw. Zielobjekt.
-
Zur Steuerung der Kommunikationsausgabe kann zusätzlich zumindest ein weiterer steuernder Insassenparameter aus folgender Gruppe herangezogen werden:
- – Gestikparameterwert, der z. B. mittels bekannter Finger- und/oder Handstellungserkennungverfahren aus einem mit einer Kamera erzeugten Bild eines Insassen ermittelt werden kann;
- – Körperrumpfstellungserkennungwert, welcher ebenfalls z. B. aus einem mit einer Kamera erzeugten Bild eines Insassen ermittelt werden kann;
- – Stimm- und/oder Spracherkennungswerte, welche ggf. personalisierte Daten eines Inhalts und/oder einer Lautstärke und/oder einer Tonlage einer Stimme oder einer Sprache eines Fahrers und/oder Beifahrers umfassen;
- – Gewichtsparameter, der z. B. mittels eines Gewichtssensor im Sitz des Fahrers oder sonstigen Insassen bestimmt werden kann.
-
Außer durch die oben bereits genannten Sensoren und insbesondere eine oder mehrere Kameras (wobei es sich z. B. um Kameras handeln kann, die im sichtbaren Lichtbereich arbeiten, aber auch um Infrarot-Kameras) kann bevorzugt auch zumindest ein steuernder Parameterwert über ein Mobiltelekommunikationsendgerät wie beispielsweise ein Mobiltelefon, Car-to-X- und/oder Car-to-Car-Kommunikationsgerät über Mobilfunk etc. oder ein Nahkommunikationsgerät, wie z. B. Car-to-X- und/oder Car-to-Car-Kommunikationsgerät über WLAN, eine Bluetooth-Verbindung etc. ermittelt werden. Auch eine Erfassung von zusätzlichen steuernden Parameterwerten über ein Navigationsgerät und/oder eine Spracheingabe sind möglich.
-
Die oben erwähnten, zur Steuerung herangezogenen Parameterwerte können aktuelle, zeitnahe (d. h. kurzfristig gesammelt), langfristig gespeicherte (historische) Parameterwerte und/oder geschätzte, zukünftige Parameterwerte sein.
-
Der Begriff „aktuell” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Parameterwerte möglichst verzögerungsfrei, z. B. innerhalb eines Zeitintervalls bis max. 1 Sekunde, oder für „zeitnah” kurzfristig z. B. innerhalb eines Zeitintervalls zwischen 1 und 10 Sekunden nach dem Zeitpunkt der sensorischen Erfassung der physikalischen Größe für den jeweiligen Parameter ermittelt werden. Im Gegensatz zum Begriff „gespeichert” werden die „gesammelten” Parameter nur für ein relativ kurzes Zeitintervall von z. B. 1 bis 10 Sekunden zwischengespeichert und danach wieder verworfen. Das Speichern der Parameter kann über ein längeres Zeitintervall erfolgen, so z. B. für eine Fahrt oder über Tage, Wochen oder Monate bis hin zum gesamten Fahrzeugleben. Unter dem Begriff „geschätzt” sind prädiktive Parameter zu verstehen, die aus einer Vielzahl von in einem Speicher gesammelten und/oder in einer fahrzeuginternen Datenbank gespeicherten Parameterwerten rechnerisch inter- oder extrapoliert wurden.
-
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügte Figur anhand eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems noch einmal näher erläutert.
-
Das Steuerungssystem 1 umfasst hier (in einer in der Figur dargestellten oberen Ebene) eine Anzahl von Sensoren 10, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 für die Erfassung physikalischer Größen und deren Umwandlung in elektrische Größen.
-
Diese Größen werden über Schnittstellen 30 in Form von drahtgebundenen elektrisch leitenden Verbindungen und/oder drahtlosen Funkverbindungen an eine Insassenparameter-Ermittlungseinheit 8, eine Kraftfahrzeugzustandsparameter-Ermittlungseinheit 12 bzw. eine Ambienteparameter-Ermittlungseinheit 14 (in einer in der Figur dargestellten zweiten Ebene) übermittelt.
-
Zu den Sensoren 10, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 gehören hier Insassenparameter-Sensoren 10, 19, 20, 21 zur Erfassung physikalischer Größen (u. a. Bilder) für die Ermittlung eines Insassen-Parameterwerts IP, Kraftfahrzeugzustands-Parametersensoren 22, 23, 24, 25 zur Erfassung physikalischer Größen für die Ermittlung eines kraftfahrzeugspezifischen Zustandsparameterwerts KP und Ambienteparameter-Sensoren 26, 27, 28, 29 zur Erfassung physikalischer Größen für die Ermittlung eines Ambienteparameterwerts AP.
-
Die Insassenparameter-Ermittlungseinheit 8, die Kraftfahrzeugzustandsparameter-Ermittlungseinheit 12 und die Ambienteparameter-Ermittlungseinheit 14 wählen aus den von den Sensoren 10, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 gelieferten Daten geeignete bzw. nötige Größen aus und ermitteln jeweils die Parameterwerte IP, KP, AP zur Weiterleitung an eine Steuerungswert-Ermittlungseinheit 16 (die sich in der Figur in der dritten Ebene befindet). D. h. die (logische) Verschaltung kann so sein, dass alle Parameter-Ermittlungseinheiten 8, 12, 14 auf Daten bzw. Werte von allen Sensoren 10, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 zugreifen können.
-
Der Insassenparameter-Sensor 10 ist hier eine Kamera, welche u. a. die Blickrichtungen des Fahrers (und/oder eines Mitfahrers) bzw. deren Augen- und/oder Kopfstellung in einem Bild (ggf. auch einer Bildserie bzw. einem Video) erfasst und an die Insassenparameter-Ermittlungseinheit 8 weiterleitet. Diese weist eine Bildanalyseeinheit 11 mit einem geeigneten Blickrichtungserkennungsalgorithmus auf, um aus der Augen- und/oder Kopfstellung im Bild die Blickrichtung zu erkennen und einen Blickrichtungsparameterwert BP zu generieren, welcher dann als Insassen-Parameterwert IP bzw. als Teil desselben (z. B. kombiniert mit einem Gestikparameterwert) von der Insassenparameter Ermittlungseinheit 8 zur Verfügung gestellt werden kann. Mit geeigneten Gestikanalyseverfahren (mittels entsprechender Softwaremodule) lassen sich aus den Bildern auch Fingerstellungen und/oder Handstellungen und/oder Körperrumpfstellung erkennen. Die Kamera 10 kann im Fahrzeuginneren angeordnet sein oder außerhalb des Fahrzeugs angeordnet und ins Fahrzeuginnere gerichtet sein.
-
Weitere Sensoren zur Ermittlung von Größen für einen Insassenparameterwert IP sind hier z. B. Sensoren 19, 20, 21 zur Bestimmung der Belegung der Plätze im Kraftfahrzeug, von Gewicht und Größe der Insassen.
-
Die Sensoren zur Ermittlung von Daten für einen kraftfahrzeugspezifischen Zustandsparameterwert KP umfassen hier u. a. Sensoren 22 zur Ermittlung von Kenngrößen des Antriebsmotors, des Getriebes, der Antriebswelle oder der Kupplung, z. B. deren Abtriebsleistung, oder der Anzahl der Getriebeschalt- oder Kupplungsvorgänge pro Zeiteinheit, Sensoren 23 zur Ermittlung von Kenngrößen des Fahrwerks wie z. B. Ein- und/oder Ausfederlängen des Feder-Dämpfer-Systems oder Anzahl der Bremsvorgänge mit einer vordefinierten Zeitdauer, Winkel und/oder Häufigkeit der Lenkungseinschläge unter einem vordefinierten Winkel sowie Motordrehzahl, einen Sensor 24 zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Sensor 25 zur Ermittlung der Fahrzeugbeschleunigung oder -verzögerung.
-
Die Sensoren zur Ermittlung von Daten für einen Ambienteparameterwert AP umfassen u. a. Sensoren 26 für die Fahrzeug-Innen- und/oder Außen-Lufttemperatur, für die Fahrzeug-Innen- und/oder Außen-Luftfeuchtigkeit, sowie für die Fahrbahntemperatur, Sensoren 27 für die Fahrzeug-Innen- und/oder Außen-Lichtintensität, Sensoren 28 für die Niederschlagsmenge oder -art. Ein Sensor 29 kann hier auch eine auf die Straße gerichtete Außenkamera sein, so dass die Ambienteparameter-Ermittlungseinheit 14 durch Auswertung der Bilder die Fahrbahn-Beschaffenheit ermitteln kann.
-
Die angegebenen Sensoren sind keine abschließenden Aufzählung.
-
Die Steuerungswert-Ermittlungseinheit 16 ermittelt aus den einzelnen Parameterwerten IP, KP, AP der Parameter-Ermittlungseinheiten 8, 12, 14 einen gemeinsamen Steuerungswert SW und übersendet diesen dann über die Schnittstelle 18 zu der zu steuernden Kommunikationsausgabeeinheit 17 der gewünschten Diensteinrichtungen 2, 3, 4, 5, 6, 7 des Kraftfahrzeugs (in der oben gesehen vierten Ebene). Zur Ermittlung des Steuerungswerts SW kann die Steuerungswert-Ermittlungseinheit 16 z. B. auch auf eine Datenbank zurückgreifen, in der für verschiedene Kombinationen von Parameterwerten, insbesondere Blickrichtungsparameterwerte BP, Kraftfahrzeugzustands-Parameterwerte KP und Ambienteparameterwerte AP, passende Steuerungswerte SW bzw. Sätze von Steuerungswerten für verschiedene geeignete Anzeigeszenarien hinterlegt sind. Die Parameterermittlungs-Einheiten 8, 12, 14 sowie die Steuerungswert-Ermittlungseinheit 16 bilden hier eine Steuerungseinheit 41 zur Steuerung der Kommunikationsausgabe.
-
Als mögliche Diensteinrichtungen 2, 3, 4, 5, 6, 7 sind hier nicht abschließend eine Navigationseinrichtung 2, eine Entertainment-Einheit 3, eine Telekommunikationseinrichtung 4, ein Beleuchtungssystem 5, eine Klimaanlage 6 und ein allgemeines Dialogsystem 7 aufgezählt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist für alle Diensteinrichtungen 2, 3, 4, 5, 6, 7 hier eine gemeinsame Kommunikationsausgabeeinheit 17 vorhanden. Einzelne oder alle der Diensteinrichtungen 2, 3, 4, 5, 6, 7 können aber auch eigene, separate Kommunikationsausgabeeinheiten aufweisen, die in gleicher Weise angesteuert werden können.
-
Die Kommunikationsausgabeeinheit 17 sorgt dann dafür, dass für die jeweilige elektrischen Diensteinrichtung 2, 3, 4, 5, 6, 7 eine mit dem Steuerungswert SW korrelierte Kommunikationsausgabe wie z. B. eine Anzeige auf einem Display, eine Sprachmitteilung, ein Alarmton oder ein Vibrationssignal im Lenkrad erfolgt, welche eine Information an einen Insassen (Fahrer und/oder Beifahrer) des Fahrzeugs enthält.
-
Das Steuerungssystem umfasst (hier nicht dargestellt) vorzugsweise auch eine Spracheingabe- und -erkennungseinrichtung bzw. kann auf eine solche Einrichtung zugreifen.
-
Im Folgenden werden zur weiteren Veranschaulichung der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmale einige konkrete Beispiele angeführt:
-
Beispiel 1: Anzeige von relevanten Objekten/Plätzen (z. B. Parkplätzen)
-
Abhängig von einem Fahrerverhalten bezüglich der Blickrichtung sollen Umgebungsinformationen über z. B. häufig angefahrene Ziele wie beispielsweise eigene Wohngegend, ein Arbeitsplatz usw. auf einer der Anzeigemöglichkeiten (z. B. einem Display in der Mitte (CID), hinter dem Lenkrad (KID) oder einem Head-Up-Display (HUD)) im Fahrzeug dem Fahrer präsentiert werden. Diese Umgebungsinformationen sollen weiterhin von Fahrzeuggrößen wie z. B. der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit sowie äußeren Umgebungsgrößen wie z. B. den Wetter- und/oder Lichtverhältnissen abhängig sein. Zusätzlich können die angezeigten Umgebungsinformationen von der aktuellen Fahrsituation wie z. B. Verkehrsdichte, Ampelschaltung usw. und/oder einem weiteren Fahrerverhalten abhängig sein. Nach der Ausgabe der Umgebungsinformationen kann der Fahrer dann seinen Wunsch nach weiteren Informationen oder einer Navigations-Zieleingabe mündlich einem Spracheingabesystem eingeben.
-
Ein konkreter Ablauf könnte in diesem Szenario sein:
Eine Navigations-Zielführung läuft und eine Kartenansicht ist geöffnet. Das Ziel ist in der Nähe und wird in wenigen Minuten erreicht werden, abhängig von der Geschwindigkeit. Der Fahrer sieht sich suchend nach dem Ziel oder einem Objekt in dessen Umgebung um, was sich z. B. durch häufige Wechsel zwischen Blick nach rechts und links bemerkbar macht. Dies wird mit einer Kamera im Fahrzeug und die Blickrichtungserkennung registriert. Der Fahrer reduziert die Geschwindigkeit, obwohl er freie Fahrt hat, da z. B. keine Ampel auf dem Weg liegt oder kaum begleitender Verkehr herrscht, was über eine Außen-Kamera und/oder eine Car-to-X- und/oder Car-to-Car-Kommunikation ermittelt werden kann. Es herrscht gerade Dämmerung oder schlechtes Wetter mit Niederschlägen, so dass der Fahrer keine ausreichende Sicht auf das Zielgebiet hat, was ebenfalls mit einer Außen-Kamera und/oder Niederschlagssensoren ermittelt werden kann. Das erfindungsgemäße Steuerungssystem blendet automatisch geeignete Parkmöglichkeiten in der Nähe des Ziels in der Navigationskarte des CID ein, da es annimmt, dass der Fahrer diese sucht. Ob eine Parkmöglichkeit geeignet ist, kann zusätzlich von den Öffnungszeiten und dem Belegungsstatus der Parkmöglichkeit abhängen, also ob die Parkmöglichkeit geöffnet ist und ob es noch freie Parkplätze gibt, was z. B. mittels Car-to-X-Kommunikation ermittelt werden kann.
-
Beispiel 2: Klimasteuerung über Spracheingabe
-
Wenn ein Fahrer eine Klimaanlagensteuerung eines Fahrzeugs eingeschaltet hat und das Gebläse seiner Erwartungshaltung nicht entspricht, kann er durch Hinschauen auf die Luftausströmer und ggfs. zusätzliches Zeigen mit dem Finger auf diese Objekte indirekt darauf hinweisen, dass er mit der Klimaeinstellung nicht zufrieden ist. Ein Dialogsystem kann dann den Fahrer auffordern, Fragen zu stellen, wie z. B. „Warum kommt da keine Luft raus?”, „Wieso ist die Lüftung so stark/laut?”, „Wieso ist es im Fußraum so kalt?”, dann die Fragen des Fahrers erfassen, analysieren und geeignete Antworten ausgeben.
-
Das Hinschauen des Fahrers auf einen Luftausströmer der Klimaanlage wird durch eine Kamera und die Blickrichtungserkennung erfasst. Im Fahrzeug kann hierzu an einer bestimmten Stelle ein Fokuspunkt für eine Sprachsteuerung definiert sein. Zusätzlich können noch weitere Parameter einbezogen werden, um die Wahrscheinlichkeit der richtigen Aktivierung zu erhöhen, wie z. B. die Fixationsdauer des Blickes auf den Fokuspunkt (z. B. ist die Fixationsdauer länger als eine Sakkade = Blickdauer), gibt es weitere Insassen im Auto, die gemeint sein könnten, die z. B. über Gewichtssensoren in den Sitzen ermittelt werden könnten, läuft ein Telefongespräch, „Art der Sprache” (Tonlage, Lautstärke usw.).
-
Die Aktivierung des Dialogsystems bzw. die Aktivierung eines Spracherkennungssystems kann hierbei abhängig von z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. größer 100 km/h) und der Innenraum-Lufttemperatur (d. h. einen Ambienteparameterwert) im Fahrzeug (z. B. kleiner 20°C oder größer 30°C) und der Außen-Lufttemperatur (z. B. kleiner 0° oder größer 30°C) sein. Nur wenn der Fahrer durch eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit abgelenkt ist und daher keine selbständige Analyse des Zustands der Klimaanlage möglich ist, kann z. B. die Spracherkennung für die Klimaanlage aktiviert werden. Weiterhin wird die Spracherkennung für die Klimaanlage nur aktiviert, wenn die Innenraum-Lufttemperatur des Fahrzeugs und/oder die Außen-Lufttemperatur außerhalb eines Intervallbereichs liegen. Hiermit kann die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, dass der Fahrer tatsächlich die Klimaanlageneinstellungen ändern will und nicht z. B. lediglich ein zufälliger Blick des Fahrers auf die Luftausströmer der Klimaanlage und eine Unterhaltung mit dem Beifahrer oder einem Telefonpartner erfolgt.
-
Die Antworten des Steuerungssystems des Fahrzeugs auf die Fragen könnten sein: „Sie haben die Luftverteilung an die Scheibe gerichtet.” „Das Gebläse ist auf Stufe 5 eingestellt. Soll ich es für Sie reduzieren?” Bei einer weiteren Spracheingabe des Fahrers könnte dann die Gebläsestärke gemäß den Wünschen des Fahrers angepasst werden.
-
Beispiel 3: Anzeige von externen Verkehrsdaten
-
Bei längeren Ampelphasen ist ein Fahrer eines Fahrzeugs häufig abgelenkt und hat die Ampel nicht im Blick, wenn er z. B. Einstellungen im Fahrzeugmenü vornimmt. Dadurch bekommt er eventuell nicht mit, wenn die Ampel wieder auf Grün schaltet, und es verzögert sich die Weiterfahrt – der Verkehr wird behindert.
-
Über die Blickrichtungserkennung kann detektiert werden, dass der Fahrer eine Ampel nicht beobachtet oder aber sucht und nicht findet, da die Suche sich z. B. über eine relativ lange Zeit (z. B. mehr als 10 Sekunden) hinzieht, in welcher der Blick des Fahrers sich um den vermuteten Ampelbereich herum bewegt. Ausgeschlossen werden könnte hier beispielsweise, dass der Fahrer die Ampel sehen kann und seinen Blick regelmäßig zwischen Ampel und Verkehr hin und her wandern lässt, so dass hiermit das Steuerungssystem nicht aktiv wird. Weiterhin registriert das Steuerungssystem, dass das Fahrzeug an einer Ampel steht und daher bei laufendem Motor oder zumindest bei eingeschalteter Zündung die Fahrgeschwindigkeit Null ist oder das Fahrzeug an eine Ampel mit geringer Fahrgeschwindigkeit von z. B. 20 km/h dahin rollt und sich die Fahrgeschwindigkeit ständig reduziert. Zusätzlich wird die aktuelle Ampelphase (rot oder gelb oder grün) z. B. über Kamera oder Car-to-X- oder Car-to-Car-Kommunikation in das Steuerungssystem des Fahrzeugs übertragen.
-
Informationen über eine Ampelphase könnten dann auf einem Display wie einem Head-Up-Display in der Frontscheibe des Fahrzeugs eingeblendet werden. Auch könnte zusätzlich oder alternativ der Fahrer darauf hingewiesen werden, dass die Ampel gleich umschalten wird, wenn z. B. eine Zeit bis zum Umschalten der Ampel mit in das Steuerungssystem des Fahrzeugs übertragen und z. B. in einem Display oder durch einen akustischen oder taktilen bzw. haptischen (z. B. Vibrationssignal, das über das Lenkrad in die Hand des Fahrers übertragen wird) Countdown angezeigt wird. Die aktuelle oder künftige Ampelphase könnte auch über eine Sprachausgabe („rot”, „gelb”, „grün”, oder „es wird erst in 90 Sekunden wieder „grün” – schalten Sie bitte den Motor aus!”) oder Alarmausgabe (z. B. Summton bei Umschalten auf „grün”) dem Fahrer mitgeteilt werden. Dadurch kann sich der Fahrer auf die Weiterfahrt vorbereiten, die Ampelphase wird effektiv genutzt und nachfolgende Fahrzeuge werden nicht behindert.
-
Beispiel 4: Steuerung von Anzeigen auf Displays
-
In einem Fahrzeug sollen immer alle notwendigen Informationen angezeigt und ablesbar sein. Diese Informationen sind verbunden mit den im Fahrzeug verteilten Funktionen, d. h. Such- und Funktionsbeleuchtung aller Schalter oder den Inhalten in den Displays. Diese Anzeigeelemente leuchten vor allem bei Nacht, um jederzeit gut ablesbar zu sein. Nachteile dabei sind eine Spiegelung der Anzeigen in den Scheiben und eine unerwünschte Adaptation der Augen an die Helligkeit im Fahrzeug gegenüber einer dunklen Umgebung draußen.
-
Das Blickverhalten des Fahrers, welches wieder z. B. mittels einer Kamera überwacht wird, kann dazu genutzt werden, um die Helligkeit im Fahrzeug herunter zu dimmen, solange er auf die Straße schaut. Wenn er in den Fahrzeuginnenraum schaut, wird der betreffende Bereich im Fahrzeug, insbesondere ein Anzeigebereich, mit einer Hysterese auf eine genormte, gut ablesbare Helligkeit hoch gedimmt. Die variablen Inhalte im Display kann man nicht nur in der Helligkeit, sondern auch im Informationsgehalt verändern. Auch kann der Ort der Anzeige in einem Display verändert werden oder das Display selbst aus der Anzahl von Display entsprechend ausgewählt werden.
-
Voraussetzung für diese Steuerung der Anzeigen der Displays kann z. B. weiterhin sein, dass der Fahrer eine hohe Aufmerksamkeit benötigt, beispielsweise wegen einer Landstraßenfahrt mit hoher Fahrgeschwindigkeit und/oder kurviger Streckenführung mit vielen Gangwechseln. Alternative oder zusätzliche Voraussetzung für diese Steuerung der Anzeigen der Displays können z. B. die aktuelle Lichtintensität und/oder die aktuellen Lichtfarben im Fahrzeuginneren und/oder außen in der Umgebung oder aber Niederschläge wie Schnee oder Regen sein. Überschreitet also beispielsweise der Unterschied zwischen der aktuellen Lichtintensität im Fahrzeuginneren und in der Umgebung einen vordefinierten Schwellenwert, dann kann die Anzeige einem Display oder einem Anzeigeort eines Displays zugeordnet werden und/oder in der Helligkeit verändert werden, falls der Fahrer auf die Fahrbahn sieht und z. B. eine steile Passstraße insbesondere bei Regen oder Nebel befährt.
-
Ein konkreter Ablauf könnte wie folgt sein:
Das Steuerungssystem erkennt über die Blickrichtungserkennung, ob der Fahrer zu einem Display sieht, z. B. auf ein Kombinationsdisplay der Konsole, ein Display des Klimabedienteils, ein Display des Navigationssystems, ein Head-Up-Display oder ein anderes Display oder andere Funktionsleuchten von Bedienelementen. Wenn der Fahrer nicht auf das Display oder allgemein in den Innenraum sieht, sondern nach außerhalb auf die Straße, wird – unter den oben erwähnten Voraussetzungen – der Informationsgehalt und/oder die Helligkeit aller oder ausgewählter Displays und optional die Helligkeit aller oder ausgewählter Funktionsleuchten von Bedienelementen reduziert. Weiterhin angezeigt werden aber für die Fahrsicherheit relevante Informationen, Anzeigen, die den Ort im Fahrzeug identifizieren und gesetzlich vorgeschriebene Informationen. Sobald der Fahrer wieder auf das Display sieht, wird der volle Informationsgehalt möglichst verzögerungsfrei angezeigt, da keine Wartezeiten entstehen sollen.
-
Beispiel 5: Anzeige einer Auswahlmöglichkeit der Streckenführung zu einer gewählten Route
-
Eine der wichtigsten Aufgaben während der Fahrt – neben dem Führen des Fahrzeuges – ist es, den richtigen Weg zu finden. Die Ausgabe eines Navigations-Displays (CID) könnte erfindungsgemäß zu einem Dialog erweitert werden, indem das Fahrzeug in der Lage ist, das Verhalten des Menschen richtig zu interpretieren. Der Fahrer steht z. B. an einer Kreuzung und schaut in die Richtung einer Abbiegung, in welche der Fahrer vermutet, einfahren zu müssen, sich aber nicht sicher ist, da die äußeren Umgebungsbedingungen es nicht zulassen, die Verkehrsschilder (richtig) zu lesen. Grund dafür könnten z. B. blendendes Sonnen- oder Verkehrslicht oder aber starke Niederschläge (Regen, Schneefall) oder Nebel sein. Daher fragt der Fahrer zur Bestätigung das Steuerungssystem, ob er hier (tatsächlich) abbiegen soll. Das Fahrzeug erfasst und wertet die Blickrichtung des Fahrers und verknüpft diese mit der Fahrzeuggeschwindigkeit (die relativ gering ist und sich ggf. noch verringert oder, z. B. vor einer Ampel, bei laufendem Motor oder zumindest bei eingeschalteter Zündung sogar Null ist) sowie mit Umgebungsbedingungen wie etwa Informationen über schlechte Sichtverhältnisse (Regen, Schnee etc). Eine Information z. B. über ein Verkehrsschild an dieser Kreuzung kann dann mittels Car-to-X-Kommunikation ins Fahrzeug übertragen und mit dem Wunsch des Fahrers verglichen werden, den er in das Steuerungssystem über Spracheingabe und/oder über cm Navigationssystem zeitnah eingibt oder zu Beginn oder während der Fahrt bereits eingegeben hat. Zur Steigerung der Wahrscheinlichkeit einer richtigen Antwort des Steuerungssystems kann zusätzlich die aktuelle Position des Fahrzeugs (z. B. Geokoordinaten über ein Navigationssystem) herangezogen und mit dem Wunsch des Fahrers bzw. der bereits gewählten Route verglichen werden. Aufgrund dieser Informationen kann das Fahrzeug eine direkte Empfehlung zum Handeln an den Fahrer z. B. über ein Display und/oder über Sprachausgabe ausgeben.
-
Ein konkreter Ablauf könnte sein:
Ein Fahrer steht mit seinem Fahrzeug an einer Kreuzung oder allgemein an einer Auswahlmöglichkeit von zumindest zwei Straßen zur Weiterfahrt. Der Beginn zumindest einer der Straßen zur Weiterfahrt ist für den Fahrer in Sichtweite, wobei er die Straßenschilder auf Grund von blendendem Licht und/oder schlechter Witterung nicht erkennen kann. Der Fahrer fragt das Steuerungssystem: „Muss ich hier (z. B. nach Musterstadt) abbiegen?” Das Steuerungssystem überprüft zum Beispiel über eine fahrzeuginterne Kamera, wohin der Fahrer während des Fragestellens sieht, ob das Fahrzeug steht (oder zumindest eine sehr geringe Geschwindigkeit aufweist), sowie, ob der Lichteinfall in das Fahrzeug, z. B. entgegen der Blickrichtung des Fahrers, einen unzulässigen Höchstwert überschreitet und/oder ob Witterungssensoren schlechte Sichtverhältnisse melden. Sodann liest das Steuerungssystem über eine Car-to-X-Kommunikation eine Weginformation eines in der Blickrichtung stehenden Wegweisers aus oder hat diese Information bereits ausgelesen und vergleicht diese Weginformation mit dem Wunsch des Fahrers, den er zuvor zusammen mit der Frage nach der Weiterfahrt über eine Spracherkennungseinheit dem Steuerungssystem eingegeben hat. Das Steuerungssystem antwortet z. B. mit einer entsprechenden Anweisung an den Fahrer wie „Ja, an der nächsten Kreuzung/Seitenstraße nach links/rechts abbiegen” oder „Nein, nicht hier abbiegen, sondern zwei Ampeln weiter fahren und erst dann nach links/rechts abbiegen”.
-
Beispiel 6: Anzeige „Hilfe”
-
Ein Fahrer kann allein durch sein Verhalten ausdrücken, dass er gerade Hilfe bei der Bewältigung einer gewissen Aufgabe, z. B. bei der Bedienung der fahrzeuginternen Geräte oder bei der Orientierung in fremder Umgebung, benötigt. Auch wenn er einen Wunsch oder eine Frage hat, drückt der Fahrer dies meist durch eine eindeutige Körpersprache aus, zu der auch suchende Blicke gehören. Wird ein solches vom Normalen abweichendes Verhalten im Fahrzeug durch z. B. eine Kamera des Steuerungssystems detektiert, z. B. durch häufige kurze Blicke zu einem Display (z. B. CID) oder einem anderen Bedienfeld, kann das Steuerungssystem sich an den Fahrer wenden. Ähnlich einem Rezeptionisten in einer Hotellobby kann es beispielsweise eine offene Frage stellen, wie z. B. „Wie kann ich helfen?”.
-
Ein konkreter Ablauf könnte sein:
Der Fahrer fährt entlang seiner Route und zeigt ein von einem normalen Muster, welches z. B. in einer Datenbank personalisiert gespeichert ist, abweichendes Blickverhalten, wie z. B. häufige Blicke in einen Innenbereich oder ziellose suchende Blicke und optional häufige, eher wahllose Betätigungen von Bedienelementen (z. B. Tasten oder Scrollrädern einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI)). Gleichzeitig werden z. B. zahlreiche „unrunde” Lenkbewegungen durch das Steuerungssystem registriert. Alternativ oder zusätzlich wird eine gefährliche Fahrsituation durch das Steuerungssystem registriert, wie z. B. eine Tunneldurchfahrt mit nur geringer Tunnelbeleuchtung. Das Steuerungssystem fragt dann automatisch über die Sprachausgabe „Wie kann ich helfen?” Gleichzeitig können optional auf einem Display (z. B. CID) oder per Sprachausgabe nützliche Äußerungen mit häufigen/wahrscheinlichen Formulierungen dem Fahrer angezeigt werden. Der Fahrer wählt dann ggf. aus der Liste der häufigen/wahrscheinlichen Formulierungen eine Antwort aus und spricht seinen Wunsch aus, was mittels Spracheingabe an das Steuerungssystem eingegeben wird.
-
Das Steuerungssystem verarbeitet diese Eingabe und antwortet entsprechend in einer Datenbank hinterlegten Antwortmöglichkeiten, die mit den jeweiligen Parametern verknüpft sind. Diese Daten mitsamt dem Wunsch des Fahrers können als Kontextmodell in einem Speicher z. B. des Steuerungssystems abgelegt werden, um beim nächsten Mal als Vorschlag angezeigt werden zu können.
-
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich hierbei um Ausführungsbeispiele handelt, die in vieler Hinsicht modifiziert werden können. Weiterhin wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein”, „eine” nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit” nicht aus, dass diese auch aus mehreren Untereinheiten besteht.
