DE10151014A1

DE10151014A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers

Info

Publication number: DE10151014A1
Application number: DE2001151014
Authority: DE
Inventors: Torsten Karnahl; Robert Dr Zobel; Juergen Hoffmann; Holger Dr Pries
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-17
Also published as: DE10151014B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers, mittels eines Signalgebers (3) und eines Betätigungsschalters (4), wobei der Signalgeber (3) in Intervallen (T¶0¶ bis T¶n¶) ein Signal erzeugt, dessen Intensität I sich bei Nichtbetätigung des Betätigungsschalters (4) dynamisch erhöht und bei Betätigung des Betätigungsschalters (4) zurückgesetzt wird, wobei die Länge (T¶0¶ bis T¶n¶) mindestens eines der Intervalle des Signals situativ veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers.

Bekanntlich ist eine häufige Unfallursache nicht nur Alkoholgenuß, sondern auch die Ermüdung des Autofahrers und die damit zusammenhängenden Wahrnehmungs- und Reaktionsbeeinträchtigungen. Die aufgrund von Müdigkeit sich einstellenden Beeinträchtigungen stellen sich nicht schlagartig ein, sondern eher schleichend, was folglich auch vom Fahrer selbst aufgrund dann vorhandener mangelnder Selbsteinschätzung nicht erkannt wird

Laute Musik, Zufuhr von Frischluft oder andere Mittel zur Bekämpfung der Müdigkeit können die Müdigkeit nur begrenzt bekämpfen und wiegen unter Umständen sogar den Fahrer in einer trügerischen Sicherheit, weil der Einschlafpunkt und völlige Zusammenbruch des Wahrnehmungsvermögens nur bedingt verzögert werden kann.

Es sind jedoch noch viele weitere Gründe, warum ein Kraftfahrzeugführer unaufmerksam ist. Hierzu gehören beispielsweise verbale oder haptische Interaktionen mit anderen Fahrzeuginsassen, Ablenkung durch psychische Belastung, Müdigkeit oder das Suchen von Zigaretten oder Radiosendern.

Aus der DE 298 08 089 U1 ist ein programmierbarer Einschlafverhinderer für Kraftfahrzeugführer bekannt, umfassend eine programmierbare Uhr, die ein akustisches Warnsignal aktiviert, das dynamisch seine Lautstärke steigert und sich bei jeder Deaktivierung automatisch neu aktiviert. Mit einer ergonomisch, großen Drucktaste wird das Warnsignal ausgeschaltet und gleichzeitig der programmierte Zeitablauf neu gestartet. Das System wird vorzugsweise am Lenkrad fixiert, so daß es mit nur einem Finger bedient werden kann, ohne die Hand von Lenkrad nehmen zu müssen.

Aus der DE 195 18 914 A1 ist eine Einrichtung zur Aufmerksamkeits- und/oder Reaktionsprüfung eines Autofahrers bekannt, bestehend aus einem Kontaktmittel, welches am Lenkrad eines Fahrzeuges angeordnet ist, und einer mit dem Kontaktmittel verbundenen schaltbaren, eine Schaltuhr aufweisenden Signalerzeugungseinrichtung, welche mittels eines Warnsignalgebers ein visuelles und/oder akustisches Signal erzeugt, wenn über einen vorgebbaren Zeitraum das Kontaktmittel vom Fahrer nicht betätigt bzw. in seinem Zustand verändert worden ist. Die Signalerzeugung ist durch Herstellung eines Kontaktes der Kontaktmittel durch den Autofahrer abschaltbar. Die Signalwiedergabe erfolgt in aufeinanderfolgenden Stufen, wobei mit ansteigenden Stufen niedrigere Aufmerksamkeitsstufen angesprochen werden. Vorzugsweise erfolgt die Aktivierung der Warnsignalwiedergabe nur, wenn über einen längeren Zeitraum die Lenkradstellung sich nicht verändert.

Aus der DE 29 71 9123 U1 ist eine Vorrichtung zum Wachhalten des Fahrers eines Kraftfahrzeuges mit einer optischen Anzeige im oberen Bereich der Windschutzscheibe bekannt, die in vorgegebenen Zeitabständen aufleuchtet, einem Kontakt, der vom Fahrer in einem vorgegebenen Zeitintervall nach dem Aufleuchten der optischen Anzeige betätigbar ist und einer akustischen Anzeige, die bei Nichtbetätigung des Kontakts in dem vorgegebenen Zeitintervall nach dem Aufleuchten der optischen Anzeige ertönt, wobei der Kontakt als Fußkontakt ausgebildet und im Bereich des linken Fußes des Fahrers im Fußraum angeordnet ist. Um eine Überbrückung der Vorrichtung durch permanente Betätigung des Fußkontaktes zu verhindern, ist vorgesehen, daß ein dauerndes Drücken ebenfalls das akustische Warnsignal auslöst.

Nachteilig an allen bekannten Systemen ist, daß eine permanente Überprüfung der Aufmerksamkeit oft als störend empfunden wird und zu einer mangelnden Akzeptanz derartiger Vorrichtungen führt.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers zu schaffen, die eine verbesserte Anpassung an die Situation aufweist und so eine größere Akzeptanz beim Nutzer hat.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu wird die Länge mindestens eines der Intervalle des Signals situativ verändert, wobei die Veränderung sowohl in einer Verlängerung als auch in einer Verkürzung der Intervalle liegen kann. Dabei wird ausgenutzt, daß in bestimmten Situationen ein zu häufiges Warnen, also kurze Intervalle als störend empfunden werden, wobei aufgrund der Situation das Warnen ohnehin nicht notwendig wäre. Andererseits muß bei einer konkreten Gefahr der Unaufmerksamkeit der Kraftfahrzeugführer möglichst schnell gewarnt werden, so daß dann die Intervalle verkürzt werden müssen, wobei dann auch eine schnelle Warnung hintereinander nicht als störend empfunden wird. Die Anpassung der Intervallänge kann sich dabei auf das erste Intervall beschränken, wo kein Warnsignal erzeugt wird, oder aber mehrere oder alle Intervalle betreffen.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden daher die Intervalle verkürzt, wenn die Betätigung des Betätigungsschalters erst bei höheren Intensitäten des Signals erfolgt, da dies bereits als erstes Anzeichen für mangelnde Aufmerksamkeit aufgefaßt werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Länge der Intervalle in Abhängigkeit von Fahrzeugzustandsdaten und/oder Betriebsdaten veränderbar. Dabei wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß es zu Beginn einer Fahrt die Aufmerksamkeit normalerweise sehr hoch ist, so daß die Intervalle lang gewählt werden können, wohingegen bei längerer Fahrtzeit die Gefahr von Übermüdung oder Unaufmerksamkeit zunimmt. Des weiteren können die Intervalle bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten größer gewählt werden, da die Gefahr schwerer Unfälle abnimmt. Auch die Erfassung weiterer Fahrzeugzustandsdaten wie Lenkbewegungen oder Bremsbetätigungen lassen den Rückschluß auf einen konzentrierten Kraftfahrzeugführer zu, so daß dann ebenfalls die Länge der Intervalle verlängert werden kann bzw. eine derartige Betätigung zur Rücksetzung des Signals verwendet werden kann.

Vorzugsweise werden verschiedene Signalgeber miteinander kombiniert. Die akustischen Signalgeber können als separate Einheiten ausgebildet sein oder es wird auf bereits vorhandene akustische Signalquellen zurückgegriffen. So kann beispielsweise die Lautstärke oder Balance eines Radiosignals geändert werden. Des weiteren ist es möglich, die Sprachausgabeeinheit eines Navigationssystems als akustischen Signalgeber zu verwenden. Der visuelle Signalgeber kann beispielsweise eine separate Leuchte im Armaturenbrett oder die ohnehin vorhandene Innenraumbeleuchtung sein. Ebenso ist es möglich, ein optisches Signal in ein Head-up- Display einzuspielen. Die haptische Warnung kann beispielsweise durch ein Vibrieren des Lenkrades, des Fahrzeugsitzes oder des Gaspedals erzeugt werden. Ebenso ist es möglich den Gaspedalwiederstand zu erhöhen. Als thermosensorische Warnung kann beispielsweise die Innenraumtemperatur, die Gebläsestärke oder die Fensterstellung geändert werden. Ebenso ist es möglich durch Verströmung unterschiedlicher Gerüche eine olfaktorische Warnung zu geben.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung mit weiteren Systemen zur Erkennung des Fahrerzustandes gekoppelt, wie beispielsweise Sitzhaltungssensoren oder Kamerasystemen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers,
Fig. 2 eine Darstellung der Intensität eines Signals über der Zeit, wenn der Kraftfahrzeugführer nicht reagiert,
Fig. 3 eine Darstellung eines permanenten Betätigungssignals über der Zeit und
Fig. 3b eine zeitliche Ableitung des Signals gemäß Fig. 3a.
Die Vorrichtung 1 zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers umfaßt ein Steuergerät 2, einen Signalgeber 3 und einen Betätigungsschalter 4. Dem Steuergerät 2 werden dabei ein Bremsbetätigungssignal Br, die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V, die Lenkradstellung ν und ein den Startvorgang des Kraftfahrzeuges repräsentierendes Signal Z zugeführt. Das Steuergerät 2 steuert den Signalgeber 3 in bestimmten zeitlichen Intervallen in einer Intensität I an und erhält als Reaktion darauf ein Betätigungssignal B bzw. dB/dt von dem Betätigungsschalter 4.
Ein beispielhaftes Ablaufdiagramm ist in Fig. 2 dargestellt. Wie ersichtlich befindet sich die Vorrichtung 1 zunächst für eine Zeit T₀ im Ruhezustand, d. h. der Signalgeber 3 wird nicht angesteuert. Diese Zeit T₀ kann zunächst relativ groß gewählt werden, da nach dem Startvorgang der Fahrer in der Regel noch sehr konzentriert ist. Der Startvorgang wird durch das Signal Z dem Steuergerät mitgeteilt, worauf ein interner Zähler zu laufen beginnt. Nach der Zeit T₀ steuert das Steuergerät 2 den Signalgeber 3 an, so daß dieser ein Warnsignal mit der Intensität I₁ erzeugt. Erfolgt während der Zeit T₁ kein Bestätigungssignal B, so erfolgt für einen Zeitraum T₂ ein Signal mit der Intensität I₂ und so weiter. Wird hingegen der Betätigungsschalter 4 betätigt, so erfaßt das Steuergerät 2 dies und setzt das Warnsignal zurück. Dabei wird jedoch die Zeit T₀ und gegebenenfalls die anderen Zeiten T₁-T_n verkürzt, wenn das Betätigungssignal B erst bei einer Intensität 12 oder höher erfaßt wird bzw. erst längere Zeit später während der Intensität I₁ erfolgt ist. Des weiteren wird T₀ bei länger andauernder Fahrzeit verkürzt. Neben der siuativen Veränderung der Intervalle können auch die Intensität I situativ verändert werden.
Um nun aber nicht einen Fahrer zu überprüfen, der eigentlich konzentriert ist, wird gleichzeitig durch das Steuergerät 2 erfaßt, ob die Bremse oder das Lenkrad betätigt werden, wozu die Signale Br bzw. ν ausgewertet werden. Häufige Interaktionen an Bremse oder Lenkrad lassen auf einen konzentrierten Fahrer schließen, so daß T₀ entsprechend wieder verlängert werden kann.
Um nun die Vorrichtung 1 zu überbrücken, könnte der Kraftfahrzeugführer versucht sein, den Betätigungsschalter 4 permanent zu betätigen, so daß das Warnsignal permanent zurückgesetzt wird. Ein derartiges Betätigungssignal B ist in Fig. 3a dargestellt. Zur Vermeidung dieses Problems wird daher von dem Steuergerät 2 nur die zeitliche Ableitung dB/dt oder eine Flanke des Betätigungssignals B berücksichtigt

Claims

1. Verfahren zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers, mittels eines Signalgebers und eines Betätigungsschalters, wobei der Signalgeber in Intervallen ein Signal erzeugt, dessen Intensität sich bei Nichtbetätigung des Betätigungsschalters dynamisch erhöht und bei Betätigung des Betätigungsschalters zurückgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (T₀ bis T_n) mindestens eines der Intervalle des Signals situativ veränderbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intervalle (T₀ bis T_n) verkürzt werden, wenn die Betätigung des Betätigungsschalters (4) erst bei höheren Intensitäten I des Signals erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Intervalle in Abhängigkeit von Fahrzeugzustandsdaten und/oder Betriebsdaten veränderbar sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugzustandsdaten die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit (V), die Lenkwinkelstellung (ν) und/oder ein Bremsbetätigungssignal (Br) sind.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsdaten die Fahrzeit umfassen.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine permanente Betätigung des Betätigungsschalters (4) als unzulässige Eingabe ignoriert oder als Einfach-Bestätigung aufgefaßt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Signalgeber (3) miteinander kombiniert werden.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Intervalle in Abhängigkeit weiterer Fahrerzustandsdaten veränderbar sind.

9. Vorrichtung zur Aufmerksamkeitskontrolle eines Kraftfahrzeugführers umfassend mindestens einen Signalgeber und einen Betätigungsschalter, wobei mittels des Signalgebers in Intervallen ein Signal erzeugbar ist, dessen Intensität bei Nichtbetätigung des Betätigungsschalters dynamisch erhöhbar ist und bei Betätigung des Betätigungsschalters zurücksetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (T₀ bis T_n) mindestens eines der Intervalle des Signals situativ veränderbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der (T₀ bis T_n) Intervalle in Abhängigkeit der vorangegangenen Betätigung des Betätigungsschalters (4) veränderbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (T₀ bis T_n) der Intervalle in Abhängigkeit von Fahrzeugzustandsdaten und/oder Betriebsdaten veränderbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschalter (4) mit einer Flankenerzeugungseinrichtung ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) mit weiteren Fahrerzustanderkennungssystemen gekoppelt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (3) als akustischer und/oder optischer und/oder haptischer und/oder thermosensorischer und/oder olfaktorischer Signalgeber (3) ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschalter (4) am Lenkrad oder am Fahrtrichtungsanzeiger angeordnet ist.