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Die
Erfindung betrifft ein System zum Erhöhen der Fahrsicherheit eines
Fahrzeugs mit einem Fahrzustandsrechner und einer Anzeigevorrichtung.
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Mit
dem zunehmenden Einsatz von Fahrerassistenz- und Fahrzeugsicherheitssystemen
im Auto wird das Autofahren immer sicherer und komfortabler. Die
Fahrzeuge werden aufgrund der vielen elektronischen Fahrerassistenz-
und Fahrzeugsicherheitssysteme immer komplexer und der Fahrer weiß oft nicht,
welche Systeme in seinem Fahrzeug vorhanden sind und welche Aufgaben
diese genau haben. Dabei verleiten die Fahrerassistenz – und insbesondere
die Fahrzeugsicherheitssysteme den Fahrer dazu, in bestimmten Fahrsituationen
höhere Risiken
einzugehen, so dass die Unfallgefahr steigt. Dabei ignorieren Fahrer
die mit den Fahrzeugsicherheitssystemen verbundenen Warnhinweise,
wenn ein entsprechendes Fahrzeugsystem ausgefallen ist. Fahrzeugsicherheitssysteme
können
als Electronic Break System (EBS), das Engine Management System
(EMS), Antiblockiersystem (ABS) (34), Antriebs-Schlupf-Regelung
(ASR), Elektronisches Stabilitätsprogramm
(ESP) (30), Elektroni sche Differentialsperre (EDS), Traction
Control System (TCS) (32), Elektronische Bremskraftverteilung
(EBV) (36) und/oder Motor-Schleppmomenten-Regelung (MSR) ausgeführt sein.
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Fahrerassistenzsysteme
sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Fahrzeugen zur Unterstützung des
Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte,
aber vornämlich
die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Diese Systeme greifen
teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung (z.B. Gas, Bremse)
oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeuges ein oder warnen
durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den Fahrer kurz vor
oder während kritischer
Situationen. Solche Fahrassistenzsysteme sind beispielsweise Einparkhilfe
(Sensorarrays zur Hinderniss- und Abstandserkennung), Bremsassistent
(BAS), Tempomat, Adaptive Cruise Control oder Abstandsregeltempomat
(ACC) (40), Abstandswarner, Abbiegeassistent, Stauassistent,
Spurerkennungssystem, Spurhalteassistent/Spurassistent (Querführungsunterstützung, lane
departure warning (LDW)), Spurhalteunterstützung (lane keeping support)),
Spurwechselassistent (lane change assistance), Spurwechselunterstützung (lane
change support), Intelligent Speed Adaption (ISA), Adaptives Kurvenlicht,
Reifendruckkontrollsystem, Fahrerzustandserkennung, Verkehrszeichenerkennung,
Platooning, Automatische Notbremsung (ANB), Auf- und Abblendassistent
für das
Fahrlicht, Nachtsichtsystem (Night Vision).
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Zur
Verringerung der Ablenkung und Überlastung
eines Fahrzeugführers
durch die im Fahrzeug erfolgende multimediale Informationsdarbietung
sind mittlerweile eine Vielzahl technologischer Ansätze bekannt.
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Die
DE 196 33 417 C1 beschreibt
die Steuerung der Informationsausgabe auf einer optischen Anzeige,
wobei die von der Anzeige darstellbare Information in zwei Gruppen
unterteilt wird. In die erste Gruppe fallen Informationsdarbietungen,
welche einen Fahrzeuglenker während
der Fahrt nicht oder nur unerheblich ablenken. In die zweite Gruppe
fallen diejenigen Informationsdarbietungen, welche den Fahrzeuglenker
während
der Fahrt ablenken und somit nur dargeboten werden, wenn durch das
steuernde System erkannt wird, dass entweder die Fahrzeuggeschwindigkeit
unter einer Maximalgeschwindigkeit liegt, oder dass sich weitere
Personen im Fahrzeug befinden und die Informationsanzeige spezifisch
auf diese ausgerichtet ist.
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Die
DE 101 44 752 A1 beschreibt
ein System zur Darstellung von optischen Informationen in einem Kraftfahrzeug,
bei welchem die Information kontextbezogen in Abhängigkeit
von der Fahrsituation, insbesondere der Fahrzeuggeschwindigkeit
gefiltert und dargestellt wird. Dabei nimmt die Filterung eine Klassifizierung
der Information vor und stellt diese angepasst auf die augenblickliche
Fahrsituation dar. Ein ähnliches
System wird in der
DE
100 52 654 A1 beschrieben.
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Die
Darbietung optischer Information lässt sich dadurch optimieren,
dass das Informationssystem mit einer Einrichtung zur Erkennung
der Blickrichtung des Fahrzeugführers
gekoppelt wird. Hierdurch wird es beispielsweise, wie in der Patentschrift
DE 199 51 001 C2 beschrieben,
möglich
die Informationsdarstellung auf die aktuelle Fahrertätigkeit
abzustimmen. Hierzu wird die Blickrichtung des Fahrers bestimmt,
so dass die Information in seinem direkten Blickfeld dargeboten
werden kann. Hierdurch wird der Fahrer nicht genötigt, seinen Blick vom Verkehrsgeschehen
auf eine spezifische Anzeige hin abzuwenden.
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In
vergleichbarer Weise wird auch in der Patentschrift
DE 100 05 566 C2 vorgeschlagen
die optische Information mittels eines Frontscheibenprojektors in
Blickrichtung des Fahrers darzubieten. Hierbei wird zusätzlich vorgeschlagen,
dass dann wenn die Information im Blickfeld des Fahrers dargeboten wird,
mittels der Blickrichtungserfassung auch erkannt wird, welcher Teil
der Information augenblicklich betrachtet wird, um hieraus Eingabeaufforderungen
ableiten zu können;
so beispielsweise die Aktivierung von Funktionalitäten nach
länger
andauerndem Blick auf ein optisch dargestelltes Bedien- bzw. Auswahlelement.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zum Erhöhen der
Fahrsicherheit eines Fahrzeugs zu schaffen, das den Fahrer von der Vielzahl
der Einzelinformationen entlastet, die Unfallgefahr verringert und
einfach im Aufbau ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Fahrzustandsrechner mit den im Fahrzeug vorhandenen aktiven
und passiven Fahrzeugsicherheits- und Fahrerassistenzsystemen über eine
Datenleitung verbunden ist und anhand der Signale bzw. der Daten
der Fahrzeugsicherheits- und Fahrerassistenzsysteme auf der Anzeigeeinrichtung Fahrsicherheitsinformationen
im Bereich des Fahrers anzeigt, wobei die Fahrsicherheitsinformationen
in Form von Fahrsicherheitsstufen dargestellt werden. Fahrsicherheitsstufen
geben die jeweilige Gefahrstufe unter Beachtung der dem System zugeführten Informationen
wieder.
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Es
ist erfindungsgemäß vorgesehen,
das eine Auswertung der Gefahrensituation durch beispielsweise einen
Gefahrenrechner, der als Fahrzustandsrechner ausgeführt ist,
erfolgt, wie sie in der WO 2004/085220 und der Anmelderin vorgeschlagen
und offenbart wird.
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Durch
die Erfindung sind nicht mehr eine Vielzahl von Warnleuchten in
Verbindung mit Geschwindigkeitsanzeigen und sonstigen Anzeigen im Fahrzeug
im Hinblick auf die Fahrsicherheit zu beach ten, sondern es wird
bevorzugt eine Fahrsicherheitsstufe angezeigt, die alle Informationen
aus den Fahrzeugsicherheits- und Fahrerassistenzsystemen berücksichtigt.
Dabei ist vorteilhaft vorgesehen, dass das System die Funktion der
einzelnen Fahrzeigsicherheits- und Fahrerassistenzsysteme prüft und beim
Ausfall oder einer Einschränkung
eines Systems, dann die entsprechende Gewichtung permanent abschätzt und
bei der gesamten Fahrzustandsauswertung berücksichtigt.
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Mit
dem System zur Erhöhung
der Fahrsicherheit kann jeder Fahrer ohne technisches Wissen und
fahrerischer Erfahrung sich über
den momentanen Sicherheitsstatus des Fahrzustands informieren. Das
trägt dazu
bei, dass der Fahrer fern von Grenz- und Gefahrenbereichen fahren
kann, was zu einer Reduzierung der Verkehrsunfälle führt.
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Das
System nach der Erfindung integriert die einzelnen Fahrzeugsicherheits-
und Fahrerassistenzsysteme und Funktionen auf ein Display.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
wir mit einer Code-Eingabe,
die zur eindeutigen Identifikation des Fahrzeugführers diet, und der Speicherung
der Fahrzeit und des Fahrverhaltens, das sich z.B. durch Erstellung
eines Geschwindigkeitsprofils über
die Fahrtdauer erfolgt, kann erfindungsgemäß bei LKW Fahrern festgestellt,
wie lange und wie die Fahrt erfolgt ist. Hierdurch werden die zulässigen Lenkzeiten
der LKW Fahrer nicht überschritten
und ein Fahrverhalten gemäß der jeweils
gültigen
Rechtnorm entsprochen. Die Identifikation des Fahrers erfolgt beispielsweise
durch eine PIN-Eingabe. Es ist auch vorgesehen, das biometrische
Merkmale des jeweiligen Fahrers zur Identifikation herangezogen werden,
wobei die biometrischen Merkmale über eine entsprechende Schnittstelle
ausgelesen werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführung, überprüft der Fahrzustandsrechner
die Sicherheits- und Assistenzsysteme permanent im Hinblick auf
Fehler, Funktionsausfall und Abweichungen von Regelschwellen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung nimmt der Fahrzustandsrechner
in Abhängigkeit
von der Überprüfung der
Fahrzeugsicherheits- und Fahrerassistenzsysteme eine Gewichtung
vor, so dass bei Veränderungen
der Sicherheits- und Assistenzfunktionen dieser Zustand in der Anzeige
der Fahrsicherheitsstufe berücksichtigt
wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
werden mittels des System Informationen über die Fahrbedingungen, die
Fahrweise und die Fahrzeugumgebung ermittelt
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In
einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Systems erfolgt
mittels einer Code-Eingabe eine Speicherung der Fahrzeit und des
Geschwindigkeitsprofils während
der Fahrt des jeweiligen Fahrzeugs.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
wird mittels der erfassten Fahrtzeit überprüft, ob eine Übermüdung des
jeweiligen Fahrers vorliegt.
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In
ein weiteren besonders bevorzugten Ausführung wir bei Eintritt eines
Ausfalls eines Fahrzeugsicherheitssystem und/oder eines Fahrerassistenzsystems
der Ausfall des jeweiligen ausgefallen Systems auf dem Display angezeigt
und der Ausfall bei der Fahrzustandsabschätzung berücksichtigt, wobei mittels des
Wiedergabe durch die Anzeige der Fahrsicherheitsstufe im Dis play
der Fahrer in Kenntnis über
die Wichtigkeit des ausgefallenen Systems gesetzt wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführung
wird die Fahrsicherheitsstufe in Form eines Balkens dargestellt,
der entweder digital oder kontinuierlich insbesondere mit zwei Farben
rot und grün
im Kombiinstrument die Fahrsicherheitsstufe optisch anzeigt.
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Die
den Fahrerassistenzsystemen zur Verfügung stehenden Umfeldsensoren
erlauben es dabei, den Bereich des Fahrzeugumfeldes zu erkennen
und den Fahrzustand unter Berücksichtigung
des Fahrzeugumfeldes zu bewerten. Hierbei werden zusätzliche
Informationen wie von einem Positionsbestimmungssystem empfangen.
Die Positionsbestimmungssysteme dienen zur Bestimmung der eigenen Position.
Als Positionsbestimmungssysteme eignen sich GPS-Empfänger sowie
Navigationssysteme, aus denen der Fahrverlauf des Fahrzeugs ermittelt wird.
Erfindungsgemäß können auch
integrierte Positionsbestimmungssysteme, die beide Funktionalitäten in einem
Gerät vereinen
eingesetzt werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher beschrieben.
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Es
zeigen
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1 eine
schematische Darstellung eines Informations- und Datenflusses zum
Fahrzustandsrechner sowie Anzeige des momentanen Fahrzustands.
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2 einen
schematischen Aufbau eines Fahrzustandsrechners.
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In 1 ist
der Fahrzustandsrechner mit 10, das Anzeigeinstrument mit 11 und
als Beispiel für
ein Sicherheitssystem, das ESP- Steuergerät mit 12,
ein Motorsteuergerät
mit 18, ein Positionsbestimmungssystem, zum Beispiel GPS
mit 13 und ein Airbagsteuergerät mit 14 bezeichnet.
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Die
Fahrzeugsicherheits- und Fahrerassistenzsysteme 12, 13, 14, 18 sind über einen
Datenbus 15 mit dem Fahrzustandsrechner 10 verbunden,
der seinerseits über
die Verbindung 16 mit der Anzeigeeinrichtung 11 verbunden
ist. Die Sicherheits- und Assistenzsysteme 12, 13, 14, 18 sind über entsprechende
Verbindungsleitungen 17, 19, 20, 21, 22, 23, mit
den, den Systemen zugeordneten, Sensoren 24 bis 29 verbunden.
Durch das System zum Erhöhen der
Fahrsicherheit eines Fahrzeugs wird der Fahrer von der permanenten
Beibehaltung des Überblicks entlastet,
welche Systeme in seinem Fahrzeug verbaut sind, welche Aufgaben
und Grenzen sie haben, und wann sie aktivaktiviert oder aktiv gesetzt
werden.
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Erfindungsgemäß übernimmt
diese Aufgabe das System mit dem Fahrzustandsrechner 10 und
einem Display 11 zum Anzeigen der Fahrsicherheitsstufe.
Das System gibt dem Fahrer permanent Feedback über den Fahrzustand und warnt
frühzeitig, wenn
er im Grenz- (vor der Regelung) und Gefahrenbereich fährt. Somit
ist das System für
jeden Fahrer nutzbringend, wodurch Unfälle hiermit vermieden werden.
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Der
Fahrzustandsrechner 10 gewinnt relevante Daten direkt oder
indirekt über
die von allen im Fahrzeug verbauten Fahrzeugsicherheits- und Fahrerassistenzsystemen
implementierten Funktionen, Fahrbahnbeschaffenheit und Fahrweg,
Fahrzeugumfeld, Umwelt- und
Fahrverhalten und wertet diese Daten und deren Zusammenspiel permanent
aus und informiert den Fahrer über
seinen aktuellen Fahrzustand. Das bedeutet, der Fahrer erhält über die
Anzeigeeinrichtung 11 eine Information, wie sicher das Fahrzeug
momentan fährt.
Das wird als momentane Fahrsicherheitsstufe bezeichnet.
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Der
aktuelle Fahrzustand wird dabei bevorzugt in Form von einem Balken
mit Nebenanzeige für die
Warnung und Fehlerprotokollierung dargestellt.
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Wie 1 zeigt,
hat das System Verbindung und/oder Kommunikation mit allen im Fahrzeug
verbauten Fahrzeugsicherheitssystemen, nämlich passiven und aktiven
Systemen, wie zum Beispiel Gurtstraffer, Airbag, ABS, ASR, ESP und
Assistenzsystemen, wie zum Beispiel Navigationsgerät, ACC,
APIA und dergleichen. Das System prüft zuerst die Funktion der
einzelnen Fahrzeugsicherheits- und Fahrerassistenzsysteme 12, 18, 13, 14.
Bei Ausfall oder Einschränkung
eines Systems wird dann die entsprechende Gewichtung permanent abgeschätzt und
bei der gesamten Fahrzustandsauswertung im Fahrzustandsrechner 10 berücksichtigt.
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So
wird beispielsweise bei einem festgestellten ESP-Fehler bei langsamer
Geschwindigkeit und unter normalen Fahrbedingungen und bei verfügbarem ABS
dem Fahrer trotz ESP-Ausfall angezeigt, dass er unter den momentanen
Fahrbedingungen noch Sicherheitsreserven hat. Bei höheren Geschwindigkeiten,
scharfen Kurven, Regen und bei tiefen Temperaturen, z.B. um die
0°C etc.
wird dagegen eine Warnung herausgegeben und dem Fahrer angezeigt,
dass er kaum noch Sicherheitsreserven hat. Der Fahrer kann dann
seine Fahrweise entsprechend der angezeigten Fahrsicherheitsstufe
anpassen, zum Beispiel frühzeitig
vom Gaspedal gehen. Damit wird ein möglicher Unfall vermieden, ohne dass
der Fahrer die ESP-Funktionsaufgabe der Fahrerassistenz- und Fahrzeugsicherheitssysteme
verstehen muss. Durch diesen Aufbau wird der Ausfall eines Fahrzeugsicherheitssystems
und/oder eines Fahrerassistenzsystems durch andere im Fahrzeug befindliche
Fahrzeugsicherheitssysteme oder Fahrerassistenzsysteme kompensiert.
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Die
Gewichtung der einzelnen im Fahrzeug verbauten Fahrzeugsicherheits-
und Fahrerassistenzsysteme 12, 13, 14, 18 in
Abhängigkeit
von Faktoren, wie Fahrgeschwindigkeit, Fahrbahn, Regen, tiefe Temperaturen
etc. kann nur der Fahrzeughersteller angeben werden. Der Fahrzeughersteller
definiert genau, welches System für welche Aufgaben vorgesehen
ist und dessen Grenzen und Abhängigkeiten
von anderen Faktoren. Diese Informationen über Systemaufgaben, Systemgrenzen
und Abhängigkeiten
von anderen Faktoren werden im Fahrzustandsanzeigersystem eingebunden.
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Basierend
auf diesen Informationen und von den einzelnen im Fahrzeug verbauten
Fahrerassistenz- und Fahrzeugsicherheitssysteme 12, 13, 14, 18 erhaltenen
Daten, zum Beispiel bei ESP Regelschwellen, die momentane Schwellen
etc., sowie den implementierten Informationen werden die momentane
Fahrsituation und der Fahrzustand abgeschätzt. Der Faktor jeder Funktion
oder jedes Fahrzeugsicherheits- und Fahrerassistenzsystems ist abhängig von
den Fahrbedingungen und der Fahrweise. So wird ein hoher Faktor
zur Berechnung herangezogen, wenn der Fahrer immer im Grenzbereich
fährt, die
Sicherheitssysteme jedoch noch nicht eingreifen.
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In
der Anzeigeeinrichtung 11 können neben für den Fahrer
relevanten Informationen wie Fahrgeschwindigkeit, Außen- und
Innentemperatur auch die vorhandenen Fehlfunktion der jeweiligen
Systeme fortlaufend angezeigt werden. Der Fahrer kann auch über mögliche Gefahren
sowie ein Protokoll über Fahrzeit,
Fahrzustand und Fahrerfahrverhalten beispielsweise der letzten 24
Stunden informiert werden. Das aufgezeichnete Protokoll kann bei
einem Unfall auch aufgerufen werden, was bei einer Klärung von
rechtlichen Fragen eingesetzt wird. Der Fahrer wird bei einem mit
diesem System zum Erhöhen
der Fahrsicherheit ausgestatteten Fahrzeug eine angepasste Fahrverhalten
aneignen.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass die Funktionalität des Fahrtenschreiber bei
LKWs mit diesem System ausgeführt
werden kann, indem der Fahrer erst nach Angabe eines Codes fahren
darf. Damit wird für
jeden Fahrer ein Protokoll über
Geschwindigkeit, Fahrzeit, Fahrzustände, Fahrverhalten etc. gespeichert.
Bei Einsatz von derartigen Systemen in Fahrzeugen, wird über die
festgestellte Fahrzeit überprüft, ob eine
mögliche Übermüdung des
Fahrers vorliegen könnte.
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2 zeigt
eine Skizze über
den Aufbau eines Fahrzustandsrechners 10. Dabei ist der
Fahrzustandsrechner 10 neben dem in 1 dargestellten ESP-Steuergerät 12 mit
einem Antriebschlupfregelsystem TCS 32, einem Bremsschlupfregelsystem ABS 34 sowie
einer elektronischen Bremskraftverteilung, einer Berganfahrhilfe 36 und
einem Abstandsregelsystem ACC 40 verbunden.
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In
dem Fahrzustandrechner 10 sind Auswerte- und Protokolleinheiten 41–44 vorgesehen,
die die Assistenz- und Sicherheitssysteme 12, 13, 14, 18, 30 bis 40 dahingehend überprüfen, ob
Fehler in den Systemen vorhanden sind und, wenn ja, welche, die die
Funktionsfähigkeit
des Systems überprüfen und die
deren momentanen Status analysieren – insbesondere, ob die Regelschwellen
erniedrigt oder erhöht
sind. Aus den in den Bewertungs- und Protokolleinheiten 41–44 ermittelten
Daten werden im Fahrzustandsrechner 10 Faktoren geschätzt, die
den einzelnen Fahrerassistenz- und Fahrzeugsicherheitssystemen zugeordnet
werden. Aus den zugeordneten Faktoren werden Gesamtfaktoren berechnet,
die entweder die einzelnen Systeme, nämlich Fahrerassistenzsystem
oder Fahrzeugsicherheitssystem bzw. passives Fahrzeugsicherheitssystem,
aktives Fahrzeugsicherheitssystem oder Fahrerassistenzsystem separat
in der Anzeigeeinrichtung 11 darstellen oder in Form der
momentanen gesamten Fahrsicherheitsstufe.
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Der
Fahrzustandsrechner 10 gewinnt relative Daten direkt oder
indirekt von allen im Fahrzeug verbauten Systemen, implementierten
Funktionen, Fahrbahn, Fahrzeugumfeld, Umwelt- und Fahrverhalten,
wertet diese Daten und deren Zusammenspiel permanent aus und informiert
den Fahrer über seinen
aktuellen Fahrzustand zum Beispiel über einen Balken mit zwei Farben
rot und grün
im Kombiinstrument. System- oder Funktionsfehler werden bei der
Abschätzung
des Fahrzustands je nach Fahrbedingungen berücksichtigt.
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Die
Gewichtung der einzelnen im Fahrzeug verbauten Systeme in Abhängigkeit
von Faktoren, wie Fahrgeschwindigkeit, Fahrbahn etc. werden vom Fahrzeughersteller
definiert und im Fahrzustandsanzeigersystem eingebunden.
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Das
System überwacht
alle im Fahrzeug implementierten passiven, aktiven Fahrzeugsicherheitssystem
und Fahrerassistenzsysteme. Tritt irgendein Systemausfall auf, wird
dem Fahrer der Fehler im Display angezeigt und der Fehler wird bei
der Fahrzustandsabschätzung
berücksichtigt. Über die Anzeige
der Fahrsicherheitsstufe kann der Fahrer erfahren, wie wichtig das
ausgefallene System ist. Im Display können neben für den Fahrer
relevanten Informationen auch die vorhandenen Fehler fortlaufend angezeigt
werden. Der Fahrer kann auch über
mögliche
Gefahren sowie ein Protokoll über
Fahrzeit, Fahrzustand und Fahrerverhalten etc. zum Beispiel der
letzten 24 Stunden informiert werden.