DE102011100586A1

DE102011100586A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Ausgabe einer haptischen Fahrempfehlung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102011100586A1
Application number: DE102011100586A
Authority: DE
Inventors: Volker Herzberg
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-05-05
Filing date: 2011-05-05
Publication date: 2012-03-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ausgabe einer Fahrempfehlung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs bereit, wobei die Vorrichtung ein Navigationssystem zum Erstellen der Fahrempfehlung und ein Lenkrad (1) umfasst, das mit dem Navigationssystem operativ gekoppelt ist, wobei die Fahrempfehlung als ein haptisches Lenkradsignal des Lenkrads (1) ausgebbar ist. Dabei weist die Vorrichtung einen Kippmechanismus zum Kippen des Lenkrads (1) auf, mittels dessen eine Lenkradebene aus einer Ruhestellung in Bezug zu dem Fahrer nach links oder nach rechts kippbar ist und wobei die Kippbewegung das haptische Lenkradsignal bereitstellt. Weiter umfasst sie eine Steuerungseinheit, die das Navigationssystem mit dem Kippmechanismus des Lenkrads (1) operativ koppelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ausgabe einer haptischen Fahrempfehlung eines Navigationssystems an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs.
Fahrempfehlungen, die ein Navigationssystem während des Zurücklegens einer vorbestimmten Route ausgibt, werden üblicherweise mittels einer optischen Ausgabe über ein Display und mit Ansagen ausgeführt. Um die Navigationsanzeige auf dem Display zu verfolgen, muss der Fahrer seinen Blick von der Straße ab- und dem Display zuwenden, so dass er, während er dort die Routenempfehlung verfolgt, die aktuelle Verkehrssituation nur eingeschränkt im Blick hat. Abgesehen davon kann aber auch erwünscht sein, das Display für andere Zwecke als die der Navigationsanzeige zu nutzen.
Die akustischen Ausgaben des Navigationssystems hingegen können in manchen Situationen störend sein, etwa wenn im Fahrzeug Ruhe erwünscht ist, falls Passagiere schlafen oder arbeiten wollen. Auch bei der Unterhaltung mit Mitfahrern, beim Telefonieren oder beim Verfolgen von Radiobeiträgen oder Musik können die Ansagen des Navigationssystems als störend empfunden werden. Zudem sind die akustischen Ansagen abhängig von örtlichen Bedingungen und der Fahrgeschwindigkeit ungenau, etwa bei dicht aufeinander folgenden Abfahrten, so dass der Abbiegezeitpunkt durch die Länge der Ansage nur bedingt angeben werden kann.
Bei Untersuchungen zur Wahrnehmung von Informationen, die ein Fahrassistenzsystem ausgibt, wurde herausgefunden, dass ein Fahrer ein haptisches Signal komfortabler empfindet und intuitiv versteht.
Dazu beschreibt die DE 10 2009 033 058 A1 eine Vorrichtung zur Ausgabe einer haptischen Fahrempfehlung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung ein Navigationssystem zum Erstellen der Fahrempfehlung umfasst, das mit einer Querregelungseinheit des Kraftfahrzeugs und der Servolenkung operativ gekoppelt ist. Damit kann die Fahrempfehlung über die Querregelungseinheit als ein haptisches Lenkradsignal der Servolenkung ausgegeben werden. Das erzeugte Lenkradsignal kann dort ein unsymmetrisches Vibrieren sein, wobei die Unsymmetrie eine Richtungsweisung beinhaltet, indem eine Vibrationsamplitude je nach Fahrempfehlung nach rechts oder links größer ist. Das Lenkradsignal kann alternativ aber auch ein Lenkimpuls sein, der vom Fahrer zu erfassen ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die unverwechselbar eine haptische Fahrempfehlung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs ausgibt, die intuitiv auch in komplexen Verkehrssituationen erfasst werden kann, jedoch einen eventuell als störend empfundenen Lenkeingriff oder Vibrationen im Lenkrad vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weiter ist es wünschenswert, über ein entsprechendes Verfahren zur Ausgabe einer haptisch erfassbaren Fahrempfehlung zu verfügen. Das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 löst diese Aufgabe.
Weiterbildungen der vorgenannten Vorrichtung und des Verfahrens sind in den jeweiligen Unteransprüchen ausgeführt.
Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausgabe einer haptischen Fahrempfehlung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs bezieht sich auf eine Vorrichtung, die ein Navigationssystem zum Erstellen der Fahrempfehlung und ein Lenkrad umfasst, das mit dem Navigationssystem operativ gekoppelt ist, so dass die Fahrempfehlung als ein haptisches Lenkradsignal des Lenkrads ausgegeben werden kann. Dazu weist die Vorrichtung einen Kippmechanismus zum Kippen des Lenkrads auf, wobei die Lenkradebene aus einer Ruhestellung in Bezug zu dem Fahrer nach links oder nach rechts kippbar ist, wobei die Kippbewegung das haptische Lenkradsignal bereitstellt. Die operative Kopplung des Navigationssystems mit dem Lenkrad verläuft über eine Steuerungseinheit, die mit dem Kippmechanismus des Lenkrads gekoppelt ist.
Damit kann die Fahrempfehlung des Navigationssystems dem Fahrer genau und intuitiv verständlich mitgeteilt werden, ohne dass dieser seinen Blick von der Verkehrssituation abwenden muss oder in einem Gespräch mit einem Beifahrer unterbrochen wird. Das Navigationssystem kann die Ausgabe des Lenkradsignals exakt zum richtigen Zeitpunkt veranlassen, so dass dem Fahrer eindeutig die richtige Abfahrt beziehungsweise Richtung angezeigt wird. Dadurch, dass er seinen Blick nicht von der Straße abwenden muss, kann der Fahrer zusätzlich zur Anzeige des Navigationssystems die Straßenbeschilderung erfassen. Ferner können störende Navigationsansagen etwa beim Musikhören vermieden werden und das Kippen als haptisches Lenkradsignal lässt gleichzeitig die Nutzung der Freisprechanlage zu. Außerdem kann auch Ruhe im Fahrzeug bestehen bleiben. Anders als ein richtungsvorgebendes Lenkradsignal durch Rucken oder unsymmetrisches Vibrieren stellt das Kippen keinen Lenkeingriff dar, der von einem Fahrer als störend empfunden werden kann, und kann somit klar als Fahrempfehlung des Navigationssystems erkannt werden.
Die Steuerungseinheit umfasst zur Umwandlung der Fahrempfehlung in ein Ansteuerungssignal für den Kippmechanismus des Lenkrads eine Verarbeitungseinheit, in die über eine Eingangsschnittstelle zu dem Navigationssystem die Fahrempfehlung eingeht und aus der das Ansteuerungssignal für den Kippmechanismus des Lenkrads über eine Ausgangsschnittstelle an dem Kippmechanismus ausgegeben wird.
Die Steuerungseinheit kann dabei Teil des Navigationssystems sein, sie kann aber auch eine separate Komponente, etwa in eine zentrale Recheneinheit des Fahrzeugs integriert, darstellen oder einer Lenkradanordnung im Bereich des Kippmechanismus zugeordnet sein.
Ferner kann die Vorrichtung das Gaspedal des Fahrzeugs umfassen, das ebenfalls über eine Steuerungsvorrichtung mit dem Navigationssystem operativ gekoppelt ist, so dass mit einem haptischen Pedalsignal des Gaspedals der Fahrer auf die Ausgabe des Lenkradsignals hingewiesen werden kann.
Bei dieser Steuerungsvorrichtung kann es sich um die oben genannte Steuerungseinheit handeln, die eine Eingangsschnittstelle zu dem Navigationssystem aufweist, bei der dann aber die Verarbeitungseinheit zusätzlich konfiguriert ist, bei Erstellung der Fahrempfehlung von dem Navigationssystem ein Ansteuerungssignal für das Gaspedal zu erzeugen, das dann über eine entsprechende Ausgangsschnittstelle an das Gaspedal ausgegeben werden kann. Wird eine zusätzliche Steuerungsvorrichtung verwendet, so weist diese selbstverständlich die genannten Komponenten:

– Eingangsschnittstelle zu dem Navigationssystem,
– eine entsprechend konfigurierte Verarbeitungseinheit und
– die Ausgangsschnittstelle zu dem Gaspedal auf.

Ein Verfahren, das die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet, um die haptische Fahrempfehlung des Navigationssystems an den Fahrer des Kraftfahrzeugs auszugeben, umfasst zunächst das Erstellen der Fahrempfehlung durch das Navigationssystem, die dann von der Steuerungseinheit in ein Ansteuerungssignal für den Kippmechanismus umgewandelt wird, das dann entsprechend mit dem Ansteuerungssignal zur Ausgabe der Fahrempfehlung als Lenkradsignal angesteuert wird. Dazu wird dann das Lenkrad mit seiner Lenkradebene aus der Ruhestellung abhängig von der Fahrempfehlung in Bezug zu dem Fahrer nach links oder nach rechts gekippt.
Dabei wird festgelegt, ob das Ausführen der Kippbewegungsrichtung des Lenkrads zu dem Fahrer hin oder von dem Fahrer weg als Fahrempfehlung verstanden werden soll. So kann ein Kippen des Lenkrads nach links, d. h. mit der linken Lenkradseite von dem Fahrer weg als Lenkradsignal für eine Fahrempfehlung nach links festgelegt sein, wobei dann analog das Kippen des Lenkrad nach rechts entsprechend mit der rechten Lenkradseite vom Fahrer weg als Lenkradsignal für eine Fahrempfehlung nach rechts festgelegt ist.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann beim Erstellen der Fahrempfehlung durch das Navigationssystem und dem Ansteuern des Kippmechanismus des Lenkrads das Ansteuern des Gaspedals und Erzeugen des haptischen Pedalsignals des Gaspedals, mit dem der Fahrer auf das Lenkradsignal hingewiesen wird, umfasst sein.
Vorteilhaft kann durch die richtungsunterstützenden haptischen Lenkradsignale ein Fahrer, der Rechts-Links-Verwechsler ist und der durch akustische Informationen oft irritiert wird, die Weisung eindeutig zuordnen, da die gedankliche Transformation von der akustischen Meldung zur Richtungsidentifizierung entfällt.
Anders als bei einem Lenkeingriff zur haptischen Fahrempfehlung muss hier der Fahrer, wenn er der Fahrempfehlung nicht folgen möchte, nicht das Lenksignal überlenken.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitende Figur dargelegt. Der Bezug auf die Figur in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figur ist lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; sie zeigt ein Lenkrad aus Sicht eines Fahrers.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, mit der eine Fahrempfehlung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs als haptisches Lenkradsignal ausgegeben werden kann, umfasst ein Navigationssystem, das die Fahrempfehlung erstellt, und ein Lenkrad 1, wie in der Fig. zu sehen, das über eine Steuerungseinheit mit dem Navigationssystem operativ gekoppelt ist. Das Lenkrad 1 ist kippbar gelagert und weist einen Mechanismus auf, der das Kippen bewirkt. Beim Kippen des Lenkrads 1 wird dabei die Lenkradebene aus einer Ruhestellung in Bezug zu dem Fahrer nach links oder nach rechts bewegt. Die Pfeile a, b deuten eine Kippbewegung nach links an, wobei die linke Lenkradseite vom Fahrer weg und die rechte Lenkradseite auf den Fahrer zu geschwenkt wird. Diese Kippbewegung nach links entspricht einer Fahrempfehlung des Navigationssystems nach links und kann von dem Fahrer unmissverständlich festgestellt werden.
So wird dem Fahrer durch ein leichtes Kippen des Lenkrads 1 die Fahrempfehlung in die jeweilige Richtung gegeben, in die das Navigationssystem leitet, indem das Lenkrad 1 leicht in die Richtung kippt, in die zu lenken ist, vorzugsweise nach hinten weg.
Zusätzlich kann ein haptisches Fahrpedal verwendet werden, um dem Fahrer klar verständlich zu machen, dass das Navigationssystem leicht auf das Lenkrad wirkt.
So erhält der Fahrer zusätzlich zu dem Kippen des Lenkrads 1 durch das haptische Gaspedal, das sich im Moment der Signalausgabe etwas anders anfühlt, beispielsweise kurz nachgibt, eine Information, dass das Kippen des Lenkrads 1 durch das Navigationssystem vorgenommen wird, und er kann dieser Information folgen, d. h. in die Richtung lenken, auf der das leichte Neigen nach hinten durchgeführt wird. Durch das Kippen nach hinten weiß der Fahrer klar, dass er in diese Richtung lenken muss, um der Empfehlung des Navigationssystems zu folgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009033058 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Ausgabe einer Fahrempfehlung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung ein Navigationssystem zum Erstellen der Fahrempfehlung und ein Lenkrad (1) umfasst, das mit dem Navigationssystem operativ gekoppelt ist, wobei die Fahrempfehlung als ein haptisches Lenkradsignal des Lenkrads (1) ausgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung – einen Kippmechanismus zum Kippen des Lenkrads (1) aufweist, mittels dessen eine Lenkradebene aus einer Ruhestellung in Bezug zu dem Fahrer nach links oder nach rechts kippbar ist und wobei die Kippbewegung das haptische Lenkradsignal bereitstellt, und – eine Steuerungseinheit aufweist, die das Navigationssystem mit dem Kippmechanismus des Lenkrads (1) operativ koppelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit – eine Eingangsschnittstelle zu dem Navigationssystem für die Fahrempfehlung, – eine Verarbeitungseinheit zur Umwandlung der Fahrempfehlung in ein Ansteuerungssignal für den Kippmechanismus des Lenkrads (1) und – eine Ausgangsschnittstelle zur Ausgabe des Ansteuerungssignals zu dem Kippmechanismus des Lenkrads (1) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit in das Navigationssystem integriert ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Gaspedal des Fahrzeugs umfasst, das über eine Steuerungsvorrichtung mit dem Navigationssystem operativ gekoppelt ist, wobei ein haptisches Pedalsignal des Gaspedals als Hinweis auf die Ausgabe des Lenkradsignals ausgebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung – eine Eingangsschnittstelle zu dem Navigationssystem, – eine Verarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, bei Erstellung der Fahrempfehlung von dem Navigationssystem ein Ansteuerungssignal für das Gaspedal zu erzeugen, und – eine Ausgangsschnittstelle zur Ausgabe des Ansteuerungssignals an das Gaspedal umfasst, wobei die Steuerungsvorrichtung insbesondere die Steuerungseinheit ist.
Verfahren zur Ausgabe einer haptischen Fahrempfehlung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung der Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die Schritte: – Erstellen der Fahrempfehlung durch das Navigationssystem, – Umwandeln der Fahrempfehlung durch die Steuerungseinheit in ein Ansteuerungssignal für den Kippmechanismus des Lenkrads, – Ansteuern des Kippmechanismus des Lenkrads mit dem Ansteuerungssignal gemäß der Fahrempfehlung, – Kippen des Lenkrads mit seiner Lenkradebene aus der Ruhestellung abhängig von der Fahrempfehlung in Bezug zu dem Fahrer nach links oder nach rechts.
Verfahren nach Anspruch 6, umfassend den Schritt: – Festlegen einer Kippbewegungsrichtung des Lenkrads zu dem Fahrer hin oder von dem Fahrer weg als Fahrempfehlung.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, umfassend den Schritt: beim Erstellen der Fahrempfehlung durch das Navigationssystem und Ansteuern des Kippmechanismus des Lenkrads – Ansteuern des Gaspedals und Erzeugen des haptischen Pedalsignals des Gaspedals, mit dem der Fahrer auf das Lenkradsignal hingewiesen wird.