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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung der Übernahme der Fahrfunktion durch einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs von einer autonomen Fahrfunktion des Kraftfahrzeugs und umgekehrt sowie eine entsprechende Vorrichtung.
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Bei autonom oder bei teilautonom fahrenden Fahrzeugen wird in normalen Verkehrssituationen, wie beispielsweise eine Fahrt auf einer Autobahn, der Fahrbetrieb durch ein autonome Fahrfunktion eines entsprechenden Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs ausgeführt. Mit zunehmender Komplexität der Verkehrssituation kann die Fahraufgabe für das autonom fahrende Fahrzeug zu schwierig werden, so dass der Fahrer des Fahrzeugs die Fahraufgabe oder Fahrfunktion zur Wahrnehmung seiner Fahrverantwortung wieder übernehmen muss.
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So ist aus der Druckschrift
US 8 260 482 B1 ein autonomes Fahrzeug bekannt, bei welchem der Fahrer die Fahrzeugkontrolle an einen Steuerungsrechner übergeben kann, wenn der Steuerungsrechner ermittelt hat, dass er in der Lage ist das Fahrzeug in sicherer Weise durch den Verkehr bringen zu können. Selbstverständlich kann der Fahrer jederzeit die Kontrolle über sein Fahrzeug durch eine Betätigung einer entsprechenden Einrichtung wieder erlangen. Um anzuzeigen, dass der Steuerungsrechner die Kontrolle über das Fahrzeug übernommen hat, kann eine geeignete Ausleuchtung von Teilen des Lenkrades oder einer Leuchtanzeige der Armatur bewirkt werden, wobei die Ausleuchtung in verschiedenen Farben erfolgen kann. Dabei kann zusätzlich ein Dimmungseffekt, d.h. ein zeitlich veränderliches Ausleuchten, zum Einsatz kommen.
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Beim Einsteigen in oder Aussteigen aus einem konventionellen Kraftfahrzeug kommt die Innenbeleuchtung des Fahrzeugs zum Einsatz. Ferner dient die Innenbeleuchtung zum Bereitstellen einer Lesebeleuchtung für den oder die Beifahrer. Schließlich kann die Wahl der Innenbeleuchtung neben der eigentlichen Funktionalität noch zur Erhöhung der Wertigkeit des Fahrzeugs dienen, beispielsweise im Sinne einer Ambientebeleuchtung oder Effektbeleuchtung.
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Die Druckschrift
US 2010/0014711 A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern der Innenraumbeleuchtung eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels eines 3D-Sensors Informationen über den Fahrer, insbesondere den Kopf, dessen Haltung und Blickrichtung, gesammelt werden und, basierend auf diesen Informationen, diejenigen Bereiche im Innenraum des Fahrzeugs ausgeleuchtet werden, auf die sich die Aufmerksamkeit des Fahrers richtet.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2004 007 788 A1 ist eine Steuerung bekannt, welche eine auf den Beifahrersitz bezogene Komponente einer Innenraumbeleuchtung eines Kraftfahrzeugs in einer von den übrigen Innenraumbeleuchtungskomponenten abweichender Weise betreibt, falls die Anwesenheit eines Kindes auf dem Beifahrersitz festgestellt wird.
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Die Druckschrift
DE 10 2005 022 912 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem die Innenraumhelligkeit eines Kraftfahrzeugs zur Adaption der Sehfähigkeit des Fahrers als Funktion der Beleuchtungsfunktion der äußeren Scheinwerfer geregelt wird.
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Ferner zeigt die Druckschrift
DE 10 2008 043 601 A1 ein Verfahren zur Erzeugung eines Übergangslichtfeldes in der Umgebung des Fahrers durch die Innenraumbeleuchtung, wodurch eine Adaption der Augen des Fahrers an ein sich änderndes äußeres Lichtfeld bewirkt wird. Dies ist beispielsweise bei einer Einfahrt oder einer Ausfahrt aus einem Tunnel, wo sich das äußere Lichtfeld relativ plötzlich ändert, oder allgemein bei einer Blendungssituation der Fall, wodurch die Adaptionsfähigkeit des menschlichen Auges überfordert ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2009 048 954 A1 betrifft ein Verfahren zum automatischen Betreiben eines Fahrzeugs in einem keine Nutzeraktion erfordernden autonomen Fahrbetrieb. Das Verfahren weist ein Erfassen einer vorliegenden Verkehrssituation, ein Prüfen, ob die Verkehrssituation ein erstes Kriterium erfüllt, und ein Sperren einer Funktionalität auf, die einem Fahrer während des autonomen Fahrbetriebs eine Nebentätigkeit anbietet, die sich nicht auf einen Fahrbetrieb des Fahrzeugs bezieht, falls das erste Kriterium erfüllt ist.
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Die Druckschrift
DE 43 30 721 C1 betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Fahrzeuginnenraumbeleuchtung. Dabei erfolgt der jeweilige Ein und/oder Ausschaltvorgang der Fahrzeuginnenraumbeleuchtung gedimmt, wobei die Dimmparameter, wie Ein- oder Ausschaltdimmzeit oder gewünschte Endhelligkeit, in Abhängigkeit von dem den Steuerungsvorgang aktivierenden Fahrzeugzustand vorgegeben werden.
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Die Druckschrift
DE 696 20 705 T2 betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Innenraumlampe eines Automobils, wobei die Innenraumlampe in dem Moment für einen vorgegebenen Zeitraum eingeschaltet wird, wenn der Zündschlüssel abgezogen wird.
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Bei autonom fahrenden Fahrzeugen möchte ein Fahrer während des autonomen Fahrens beispielsweise Zeitung lesen oder die Zeit ohne Fahraufgabe anderweitig nutzen. Bei Dunkelheit muss hierzu die Innenraumbeleuchtung eingeschaltet werden. Daraufhin sind die Augen hell adaptiert. Bei einem Abschalten der Innenraumbeleuchtung, wie es in einer prognostizierbaren Übernahmesituation notwendig ist, kann der Fahrer die Umwelt nur sehr schlecht zu erkennen, da Zeit zur Adaption der Augen des Fahrers an die recht dunkle Umgebung benötigt wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Übernahme der Fahrverantwortung durch einen Fahrer von einer autonomen Fahrfunktion eines Kraftfahrzeug oder umgekehrt bei einer Dunkelfahrt sicherer zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Übernahme der Fahrfunktion während einer Dunkelfahrt durch einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs von einer autonomen Fahrfunktion eines autonomen Fahrzeugs oder durch eine autonome Fahrfunktion von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs erfolgt zwischen dem Einleiten einer Übernahme der Fahrfunktion und der tatsächlichen Übernahme der Fahrfunktion eine Dimmung der Innenraumbeleuchtung zur Adaption des Sehvermögens des Fahrers. Das Einleiten eines Übergangs bzw. einer Übernahme der Fahrfunktion kann dabei sowohl von dem autonomen Fahrzeug ausgehen als auch vom Fahrer selbst initiiert werden. Unabhängig davon wird also die Innenraumbeleuchtung des Kraftfahrzeugs zur Adaption der Augen des Fahrers an die zukünftigen Lichtverhältnisse vor dem tatsächlichen Übergang der Fahrverantwortung gedimmt. Unter Dimmen oder Dimmung wird an dieser Stelle allgemein eine Zunahme als auch eine Abnahme der Lichtintensität verstanden.
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Ferner teilt der Fahrer bei einer von ihm beabsichtigten Abgabe der Fahrfunktion an die autonome Fahrfunktion dieses der autonomen Fahrfunktion mit und es erfolgt eine Dimmung der Innenraumbeleuchtung für ein vorgegebenes Zeitintervall. Nach Ablauf des Zeitintervalls wird die Fahrfunktion von der autonomen Fahrfunktion übernommen. Mit anderen Worten, hier liegt der Fall vor, in welchem der Fahrer beabsichtigt das Fahrzeug wieder autonom fahren zu lassen. In diesem Fall teilt er diese Absicht der autonomen Fahrfunktion mit, so dass bei Dunkelfahrt eine Aufdimmung der Innenraumbeleuchtung erfolgen kann, um die auf die dunkele äußere Umgebung adaptierte Sehfähigkeit des Fahrers in eine helladaptierte Sehfähigkeit zu ändern.
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Vorzugsweise prognostiziert die autonome Fahrfunktion während der autonomen Fahrt bei einer Dunkelfahrt aufgrund einer zukünftigen Verkehrssituation einen Zeitpunkt zur Übernahme der Fahrfunktion durch den Fahrer und der Fahrer wird durch eine Dimmung der Innenraumbeleuchtung auf die Übernahme der Fahrfunktion vorbereitet. Da bei einer Fahrt durch die autonome Fahrfunktion die Innenraumbeleuchtung hell ist, um dem Fahrer beispielsweise das Lesen zu ermöglichen, wird zur Adaption der Sehfähigkeit des Fahrers an das nach der Übernahme herrschende dunkle Umfeld die Innenraumbeleuchtung abgedimmt, mit anderen Worten, die Helligkeit herabgesetzt. Als Nebeneffekt der unterschiedlichen Innenbeleuchtung ist daher erkennbar, ob der Fahrer oder die autonome Fahrfunktion die Fahrverantwortung innehat.
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Vorzugsweise erfolgt die Dimmung der Innenraumbeleuchtung über ein vorgegebenes Zeitintervall, wobei das vorgegebene Zeitintervall vorzugsweise 2 Minuten beträgt. Innerhalb dieser Zeitspanne ist die Sehfähigkeit des Fahrers im Wesentlichen adaptiert. Ist der Fahrer aufgrund der Innenraumbeleuchtung also helladaptiert, dann erweckt die Abdimmung der Innenraumbeleuchtung einerseits die Aufmerksamkeit des Fahrers, so dass er sich auf die Übernahme der Fahrfunktion vorbereiten kann, und andererseits erfolgt über den vorgesehenen Zeitraum eine Dunkeladaptierung der Sehfähigkeit des Fahrers.
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Weiter bevorzugt tätigt der Fahrer eine manuelle Eingabe, um seine Absicht zur Übertragung der Fahrfunktion auf die autonome Fahrfunktion des autonomen Fahrzeugs zu bewirken. Andere Formen der Eingabe sind ebenfalls denkbar, beispielsweise eine akustische Eingabe über einen Spracherkenner.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum autonomen Fahren eines Kraftfahrzeugs, die zur Durchführung des Verfahrens zur Übernahme der Fahrfunktion durch den Fahrer von der autonomen Fahrfunktion des Kraftfahrzeugs während einer Dunkelfahrt und umgekehrt ausgelegt ist, umfasst eine Einrichtung zur Steuerung einer autonomen Fahrfunktion, eine Einrichtung zur Bestimmung des Umfeldes des autonomen Fahrzeugs, eine Navigationseinrichtung und eine Einrichtung zur Steuerung der Bremsfunktion, Lenkfunktion und Vortriebsfunktion des Fahrzeugs. Dabei bewirkt die Einrichtung zur Steuerung einer autonomen Fahrfunktion bei einer Übergabe der Fahrfunktion von der autonomen Fahrfunktion auf den Fahrer und umgekehrt eine Dimmung der Innenraumbeleuchtung des Fahrzeugs zur Adaption des Sehvermögens des Fahrers.
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Vorzugsweise weist die Einrichtung zur Steuerung der autonomen Fahrfunktion eine Einrichtung zur Prognostizierung der Komplexität der Verkehrssituation auf, wobei die Einrichtung zur Steuerung der autonomen Fahrfunktion bei einer prognostizierten komplexen Verkehrssituation eine Übergabe der Fahrfunktion an den Fahrer durch eine Dimmung der Innenraumbeleuchtung initiiert. Ist dem autonomen Fahrzeug aufgrund einer in das Navigationssystem eingegebenen beabsichtigten Fahrstrecke beispielsweise bekannt, dass das Fahrzeug zur Erreichung des beabsichtigten Ziels in drei Kilometern die Autobahn über eine entsprechende Abfahrt verlassen muss, so wird die Verkehrssituation für die autonome Fahrfunktion zu komplex. Die Einrichtung prognostiziert daher eine komplexe Verkehrssituation und der Fahrer wird durch Dimmung der Innenraumbeleuchtung zur Übernahme der Fahrfunktion aufgefordert. Zusätzlich zur Dimmung der Innenraumbeleuchtung können weitere Hinweise an den Fahrer erfolgen.
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Weiter bevorzugt weist die Einrichtung zur Steuerung der autonomen Fahrfunktion eine Einrichtung zur Kommunikation mit dem Fahrer auf. Mittels der Kommunikationseinrichtung kann der Fahrer Instruktionen an die autonome Fahrfunktion, also an die Steuerungseinrichtung der autonomen Fahrfunktion, geben, beispielsweise dass er die fahrerische Verantwortung wieder übernehmen oder dass er die Fahrfunktion wieder abgeben möchte. Ferner kann die autonome Fahrfunktion dem Fahrer die aktuelle und die prognostizierte Verkehrssituation sowie eine Übergabe der fahrerischen Verantwortung mitteilen, so dass neben der Information durch die Dimmung der Innenraumbeleuchtung der Fahrer zu jeder Zeit ausreichend über das Fahrgeschehen informiert ist.
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Weiter bevorzugt ist die Kommunikationseinrichtung zur Eingabe von Instruktionen des Fahrers an die Einrichtung zur Steuerung der autonomen Fahrfunktion und zur Übermittlung des Fahrzeugstatus von der Einrichtung zur Steuerung der autonomen Fahrfunktion an den Fahrer ausgelegt.
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Durch die Dimmung der Innenraumbeleuchtung wird eine mögliche Behinderung der Sehfähigkeit verringert. Hierdurch kann ein deutlicher Gewinn der Verkehrssicherheit erreicht werden. Ferner wird durch die Dimmung zudem ein deutlicher Komfortgewinn des Fahrers erzielt, da nun eine wenig aufdringliche Aufforderung erfolgt beispielsweise „die Zeitung zusammenzufalten und sich auf die Umgebung einzustellen“. Ein abrupter Wechsel der Beleuchtungsverhältnisse im Fahrzeug würde diesen subjektiven Komfortgewinn deutlich verringern.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
- 1a ein fahrergesteuertes Fahrzeug mit ausgeschalteter Innenraumbeleuchtung,
- 1b ein autonomes Fahren des Fahrzeug mit eingeschalteter Innenraumbeleuchtung,
- 1c ein autonomes Fahren mit dimmender Innenraumbeleuchtung zur Vorbereitung der Übernahme der Fahraufgabe durch den Fahrer, und
- 2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Übergabe der Fahrfunktion.
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Eine denkbare Ausgangslage ist, dass in einem autonom fahrenden Fahrzeug, d.h. einem Fahrzeug mit aktivierter autonomer Fahrfunktion, während einer Dunkelfahrt der Fahrer Zeitung liest oder eine ähnliche Tätigkeit verrichtet. In dieser Situation sind die Augen des Fahrers aufgrund der eingeschalteten Innenbeleuchtung helladaptiert. Muss oder will der Fahrer, aus welchen Gründen auch immer, die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen, d.h. die Fahrfunktion eigenständig wieder übernehmen, kann der Fahrer bei einem Abschalten der Innenbeleuchtung aufgrund seiner aktuellen Helladaption die Außenwelt schlecht erkennen, was zu einer Gefährdung führen kann. Dabei ist Dunkelheit bei einer Dunkelfahrt hier als eine Beleuchtungssituation mit einer so geringen Umgebungshelligkeit definiert, dass die Augen des Fahrers bei einer Selbstfahrt mit Blick nach außen bei ausgeschalteter Innenbeleuchtung dunkeladaptiert wären.
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Um nun eine Adaption des Sehvermögens der Fahrers zu erreichen, wird bei einer notwendigen prädizierten Übernahme der Fahrfunktion durch den Fahrer das Licht des Innenraums des Fahrzeugs über eine vorgegebene Zeitspanne langsam gedimmt, wobei die Zeitspanne vorzugsweise zwei Minuten beträgt. Dies hat den Vorteil, dass der Fahrer physiologisch und psychologisch auf die Übernahme der fahrerischen Verantwortung vorbereitet wird. Langt die Zeitspanne bis zur notwendigen Übernahme zur Adaption der Sehfähigkeit nicht aus, so kann das Innenlicht nur etwas gedimmt werden, um dem Fahrer die unmittelbar notwendige Übernahme anzuzeigen.
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Als Beispiel kommt die folgende Übernahmesituation in Betracht: Das autonom fahrende Fahrzeug weiß, dass der Fahrer in drei Kilometern die Kontrolle übernehmen muss, da das Verkehrsgeschehen zu komplex für die autonome Fahrfunktion werden wird. Dies kann beispielsweise bei einem Abfahren von der Autobahn oder bei einem Auflaufen des Fahrzeugs auf ein Gebiet hoher Verkehrsdichte der Fall sein. Jetzt wird der Fahrer beispielsweise akustisch oder haptisch auf die baldige Notwendigkeit einer Übernahme aufmerksam gemacht und die Dimmung der Innenraumbeleuchtung beginnt. Falls der Fahrer gerade Zeitung liest, klappt er daraufhin die Zeitung zusammen während das Innenraumlicht weiterhin bis zur Abschaltung langsam gedimmt wird. Hierdurch gewöhnen sich die Augen an die Dunkelheit und der Fahrer kann zum Zeitpunkt der Übernahme optimal sehen. Nach einer Beruhigung des Verkehrsgeschehens bestätigt der Fahrer die beruhigte Verkehrssituation manuell und aktiviert die autonome Fahrfunktion erneut. Das Innenraumlicht dimmt innerhalb einiger Sekunden auf, so dass der Vorgang des Zeitungslesens erneut begonnen werden kann.
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Durch das frühzeitige Dimmen des Innenraumlichts wird daher die baldige Übernahme der Fahrfunktion physiologisch und psychologisch vorbereitet, wobei insbesondere die Dauer des Vorgangs mit dem Ziel einer Anpassung der Augen im Falle autonomer Fahrvorgänge hervorzuheben ist. Der Prozess ist in beide Richtungen, also auch nach der Übergabe der Fahrtätigkeit an das Fahrzeug sinnvoll.
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1a zeigt ein fahrergesteuertes Fahrzeug 1, dessen Innenraumbeleuchtung 2, d.h. das Ambientelicht, ausgeschaltet ist, was anzeigt, dass der Fahrer das Fahrzeug 1 selbst fährt. Dabei wird die ausgeschaltete Innenraumbeleuchtung 2 durch eine enge Schraffierung symbolisiert.
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1b zeigt das Fahrzeug 1 bei einer autonomen Fahrt, d.h. mit aktivierter autonomer Fahrfunktion, wobei bei der autonomen Fahrt die Innenraumbeleuchtung 2 eingeschaltet ist, so dass der Fahrer beispielsweise Zeitung oder dergleichen lesen kann. Die eingeschaltete Innenraumbeleuchtung 2 wird in 1b durch eine weitere Schraffierung angezeigt.
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1 c zeigt die Situation eines Fahrzeugs mit aktivierter autonomer Fahrfunktion, bei der die Innenraumbeleuchtung 2 zur Adaption des Sehvermögens des Fahrers gerade gedimmt wird. Mit anderen Worten, 1c stellt den Zustand der Innenraumbeleuchtung 2 zur Vorbereitung der Übernahme der Fahrfunktion dar. Durch die Dimmung der Innenraumbeleuchtung 2 lässt sich daher bei einer Dunkelfahrt auf eine Übergabe der Fahrfunktion schließen. Die Dimmung der Innenraumbeleuchtung wird in 1c durch eine weite, in entgegengesetzte Richtung ausgeführte Schraffierung symbolisiert.
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2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der Vorrichtung 20 zum autonomen Fahren eines Fahrzeugs, welche für die Durchführung eines Übernahmevorgangs bei einem autonomen Fahrzeug zuständig ist. Dabei umfasst die Vorrichtung 20 eine Einrichtung 21 zum Steuern der autonomen Fahrfunktion, eine Umfeldbestimmungseinrichtung 22, eine Navigationseinrichtung 23 und eine Einrichtung 24 zur Steuerung der Aktoren für Bremsen, Lenkung und Vortrieb des Fahrzeugs. Die Einrichtung 24 zur Steuerung der Aktoren dient zum Ausführen der autonomen Fahrfunktion in üblicher Weise und braucht an dieser Stelle nicht weiter erläutert zu werden.
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Mittels einer Prädiktionseinrichtung 26, die im Beispiel der 2 ein Bestandteil der Steuerungseinrichtung 21 ist, kann die Komplexität einer zukünftigen Verkehrssituation prädiziert werden, die beispielsweise aus der Navigationseinrichtung 23 abgeleitet werden kann. Dabei umfasst die Navigationseinrichtung 23 beispielsweise telematische Dienste, Positionsbestimmung mittels GPS und digitale Karten. Aus der Prädiktion der Komplexität einer zukünftigen Verkehrssituation kann die Steuerungseinrichtung 21 die Übernahme der Fahrverantwortung durch den Fahrer verlangen und dies durch eine Einrichtung 25 zum Dimmen der Innenraumbeleuchtung in die Wege leiten. Mittels einer Kommunikationseinrichtung 27 können die Steuerungseinrichtung 21 und der Fahrer miteinander kommunizieren, wobei die Kommunikationseinrichtung 27 zumindest eine Eingabeeinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung, wie beispielsweise eine Anzeige, aufweist.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Innenraumbeleuchtung
- 20
- Vorrichtung zum autonomen Fahren eines Kraftfahrzeugs
- 21
- Einrichtung zum Steuern der autonomen Fahrfunktion
- 22
- Umfeldbestimmung
- 23
- Navigationseinrichtung
- 24
- Steuerung der Aktoren für Bremsen, Lenkung, Vortrieb
- 25
- Dimmeinrichtung
- 26
- Prädiktionseinrichtung
- 27
- Kommunikationseinrichtung
