DE102013224118A1

DE102013224118A1 - Verfahren und System zum Steuern eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102013224118A1
Application number: DE102013224118.6A
Authority: DE
Inventors: William Brian LATHROP; Erik Glaser; Nathaniel Coser; Bryan GRANT; James TOGGWEILER
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2014-06-05
Also published as: US9031729B2; US20140148988A1

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: Erhalten von Verhaltensinformationen eines Fahrers in dem Fahrzeug über mindestens eine Erfassungsvorrichtung und Wechseln von Steuerstatus des Fahrzeugs gemäß den Fahrerverhaltensinformationen.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge und insbesondere betrifft sie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Fahrzeugsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12 zum Steuern des Kraftfahrzeugs und ein Fahrzeug mit dem Fahrzeugsystem.
Allgemeiner Stand der Technik
Der Betrieb von modernen Kraftfahrzeugen wird immer autonomer, sodass immer mehr Kontrolle mit immer weniger Eingreifen durch den Fahrer bereitgestellt werden kann. Autonom fahrende Fahrzeuge wurden in der Vergangenheit als fahrerlose Robotermaschinen definiert, die zum Betreiben in verschiedenen Umgebungen und Fahrsituationen ohne Eingreifen, Eingabe oder Unterstützung von einem menschlichen Bediener fähig waren. Bei dem autonomen Fahrstatus fährt das Fahrzeug mithilfe von Sensoren, die Umgebungsinformationen erhalten, und Steuervorrichtungen, die das Fahren in Längs- und Seitenfahrrichtung des Fahrzeugs übernehmen, selbst. Die neuesten Fortschritte in diesem Bereich kommen von der Defense Advanced Research Projects Agency (DAPRA), die verschiedene Wettkämpfe zum Vorantreiben des Status der Robotertechnologie bei Spezialanwendungen gesponsert hat.
Allgemein wird die autonome Fahrzeugtechnologie Fahrerassistenzsystem (DAS) oder erweitertes Fahrerassistenzsystem (ADAS) genannt. Diese Systeme assistieren dem Fahrer beim Treffen von Entscheidungen und bei der Steuerung, jedoch sind die Entscheidungen und Steuerungen unvermeidlich Verantwortung des Fahrers. Ferner können diese Systeme entweder "aktiv" oder "passiv" sein, je nachdem, wie sie implementiert sind. Aktives DAS bedeutet, dass das Fahrzeug selbst verschiedene Längs- und/oder Seitenrichtungsaspekte des Fahrzeugfahrverhaltens oder vielmehr sehr spezifische Fahraufgaben mithilfe von Sensoren, Algorithmen, Verarbeitungssystemen und Aktoren steuert. Ein passives DAS besagt, dass das Fahrzeug den Fahrer lediglich durch Sensoren, Algorithmen, Verarbeitungssysteme und Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI) unterstützt, wobei verschiedene Längen- und/oder Seitenrichtungsaspekte der Fahrzeugsteuerung gesteuert werden. Zum Beispiel würde bei einer Situation zur Vermeidung eines Unfalls bei einem aktiven System das Fahrzeug gestoppt oder auf dem kürzesten Weg um das Hindernis herum gelenkt werden. Ein passives System würde eine Art visuelle, hörbare oder haptische Tipps für den Fahrer ausgeben, um das Fahrzeug zu stoppen oder um das Hindernis zu lenken.
Wie oben erwähnt, hilft das DAS-System dem Fahrer bei vielen Aufgaben, die dem Fahrprozess innewohnen und speziell für den Zweck der Erhöhung von Pkw- und Straßensicherheit sowie für den Komfort des Fahrers implementiert wurden. Ein solches DAS-System weist ein Geschwindigkeitsregelungssystem, adaptives Geschwindigkeitsregelungssystem (ACC), Servolenkung zum Halten der Spur, Spurwechselhilfe, Autobahnauffahrthilfe, Unfallabschwächungs- und -schutzsysteme, Fußgängerschutzsysteme, automatisches Parken und/oder Parkhilfe, Straßenschilderkennung, Erkennung des toten Winkels zur Unfallabschwächung und Stop-and-Go-Verkehrshilfe auf, ist aber nicht darauf beschränkt.
1a und 1b sind eine teilweise perspektivische Ansicht eines Lenkrads mit einer Schnittstelle zur Geschwindigkeitsregelung in Fahrzeugen aus dem Stand der Technik. Verschiedene Varianten der Geschwindigkeitsregelungs-HMI werden von verschiedenen Herstellern verwendet. Wie in 1a dargestellt, sind einige Steuertaster an der linken Seite des Lenkrads vorgesehen. Diese Taster schließen On/off, Set+, Set- und Resume zum Aktivieren des Systems, Erhöhen der Geschwindigkeit, Verringern der Geschwindigkeit bzw. Wiederaufnahme der Geschwindigkeitsregelung ein. In 1b. sind die Steuertaster auf der rechten Seite des Lenkrads angeordnet. Diese Taster schließen On/off, Cancel, Res/Accel und Coast/Set zum Aktivieren des Systems, Abbruch der Systemaktivierung, Wiederaufnahme der Geschwindigkeitsregelung / Erhöhen der Geschwindigkeit bzw. Fahren mit / Einstellen der Geschwindigkeitsregelung ein. Die Auswirkung des Einsatzes von verschiedenen DAS-HMI ist, dass die Steuerungen oft schwierig zu verstehen und zu verwenden sind. Ferner werden alle diese Systeme auf ganz bestimmte Weise verwendet, wobei von dem Fahrer erfordert wird, freie, wissensbasierte Entscheidungen zu treffen und sein Verhalten zum Betreiben des Systems anzupassen (z. B. explizite Steuerschemata).
Außerdem muss sogar ein Fahrzeug, das bei jeder Fahrsituation autonom betrieben werden kann, immer noch in der Lage sein, einen nahtlosen, intuitiven Steuerwechsel unverzüglich und ohne großes Bemühen seitens des Fahrers bereitzustellen. Autonomes Fahren bedeutet, dass ein Fahrzeug mithilfe von Sensoren, die Informationen aus der Umgebung erhalten, und Sensoren mit Aktoren, die das Fahren in Längsrichtung und Seitenrichtung des Wagens ohne Fahrerbetrieb bedienen, selbst fährt. Ein Computer koordiniert sämtliche Informationen und Betriebsabläufe. Diese Fahrsituation wird auch autonomer Steuerstatus genannt. Wenn der Fahrer das Fahrzeug ohne jegliche Unterstützung in Längs- und/oder Querrichtung des Wagens steuert, wird dies als Fahrersteuerstatus bezeichnet. Der halbautonome Status liegt vor, wenn der Fahrer von mindestens einem Fahrerassistenzsystem unterstützt wird, z. B. wenn der Fahrer die Lenkung verwendet und das Fahrzeug das Fahren in Längsrichtung durch Bremsen oder Beschleunigen übernimmt.
Die meisten diesbezüglichen HMI für DAS sind mit den Ausführungsformen mit Geschwindigkeitsregelung aus 1a und 1b vergleichbar. Um den Fahrstatus des Fahrzeugs ungeachtet der Stufe oder Anzahl von verfügbaren DAS zu wechseln, nimmt der Fahrer einen expliziten Eingriff des Systems vor, d. h. er drückt einen Taster, dreht einen Knopf, schiebt einen Schalter oder verwendet irgendeine Art von verbalem Befehl.
Die US-Patentanmeldung 2009/0287367 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Fahrersteuerung für ein eingeschränkt autonomes Fahrzeug. Sie konzentriert sich darauf, wie ein Fahrer ein Fahrzeug steuern kann, das mit den notwendigen Technologien ausgestattet ist, um ein mehr oder weniger vollständiges autonomes Fahren bereitzustellen. Das Fahrzeug besitzt die notwendige Sensortechnologie (z. B. Kameras, Lidar, usw.), Navigationstechnologie (z. B. Straßen- und Verkehrsbeurteilungsmodule), Fahrerüberwachung, Navigationsplanung, Überwachungsvorrichtungen für die Bewegung in Vorwärts- und Seitwärtsrichtung und schließlich einen Fahrerbefehl-Prozessor.
Die US-Patentanmeldung schlägt eine Art von Tastatur, Berührungstafel oder Steuerknüppel zum Anweisen des Fahrzeugs zum Durchführen von Manövern während des Fahrens unter Bedingungen und bei Situationen bei niedrigen und hohen Geschwindigkeiten vor. Der Hauptaspekt dieser Patentanmeldung ist die Art und Weise, mit der diese Kommunikation stattfindet, wobei die Kommunikationsart explizit definiert wird. Zum Beispiel erfordern die Befehle, die dem autonomen Fahrzeug mitgeteilt werden, einen spezifischen Tasterdruck, Berührungsbildschirm-Elementaktivierung oder Steuerknüppelbewegung, um einen spezifischen Vorgang oder Manöver für die Durchführung durch das Fahrzeug anzuweisen. Im Grunde werden die Befehle für einen Statuswechsel (d. h. Wechsel von Steuerung durch den Fahrer zu Steuerung durch das Fahrzeug) dem Fahrzeug explizit über verschiedene vorgeschlagene Schnittstellenvorrichtungen mitgeteilt.
Es ist wünschenswert, eine verbesserte Steuerart zwischen dem Fahrer und dem Fahrzeug bereitzustellen, um das autonome Fahren nahtlos und wirksam zu implementieren.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft nicht nur das autonome Fahrzeug selbst, sondern ist auch eine Lösung, die verwendet werden würde, um ein solches autonomes Fahrzeug zu steuern. In der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerschema für halbautonome Fahrzeuge vorgeschlagen, bei dem der Fahrstatuswechsel nicht explizit durchgeführt wird, sondern durch Beobachtung des Fahrerverhaltens gesteuert wird. Der Übergang von einem Fahrstatus wie einem autonomen Fahrstatus zu einem halbautonomen Status wird in dieser Erfindung auch als Wechsel bezeichnet. Die Steuerstufe oder Fahraufgabe, die in einem autonomen oder nicht-autonomen Status durchgeführt werden soll, wird darüber gesteuert, was der Fahrer tut oder unterlässt, wenn er in der Fahrposition des Fahrzeugs sitzt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeuges, umfassend: Erhalten von Verhaltensinformationen eines Fahrers in dem Fahrzeug über mindestens eine Erfassungsvorrichtung und Wechseln zwischen Steuerstatus des Fahrzeugs gemäß den Fahrerverhaltensinformationen.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Fahrerverhaltensinformationen eine Interaktion des Fahrers mit dem Fahrzeug und dem Fahrerkörperzustand in dem Fahrzeug. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Steuerstatus des Fahrzeugs den Fahrersteuerstatus, den halbautonomen Steuerstatus und den autonomen Steuerstatus. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Wechseln des Steuerstatus das Steuern von mindestens einer Fahrzeugsteuereinheit in dem Fahrzeug zum Durchlaufen des Steuerstatus. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden dem Fahrer Video- und/oder Audioinformationen für unterschiedliche Steuerstatus bereitgestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Erhalten von Verhaltensinformationen das Erkennen eines Kontakts oder Nicht-Kontakts zwischen mindestens einer Hand des Fahrers und einem Lenkrad des Fahrzeugs; das Erkennen eines Kontakts oder Nicht-Kontakts zwischen einem Fuß oder einem Schuh des Fahrers und einer Brems- oder Gaspedaloberfläche des Fahrzeugs; und das Erkennen, ob die Augen des Fahrers in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Wechseln das Wechseln des Fahrzeugsteuerstatus gemäß der Kombination der Fahrerverhaltensinformationen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Wechseln das Wechseln des Fahrzeugs zu einem autonomen Steuerstatus von dem Fahrersteuerstatus, wenn die Augen des Fahrers nicht in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Wechseln das Wechseln des Fahrzeugs zu einem Fahrersteuerstatus, wenn die Fahrerverhaltensinformationen sind, dass mindestens eine Hand des Fahrers an dem Lenkrad ist, ein Fuß oder Schuh auf dem Brems- oder Gaspedal ist und die Augen des Fahrers in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeugsystem in einem Fahrzeug zum Steuern des Fahrzeugstatus, umfassend: mindestens eine Erfassungsvorrichtung zum Erhalten von Verhaltensinformationen eines Fahrers in dem Fahrzeug und eine Steuervorrichtung zum Wechseln eines Steuerstatus des Fahrzeugs gemäß den Fahrerverhaltensinformationen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung eine Mastersteuerung zum Bestimmen einer Steuermeldung gemäß den Fahrerverhaltensinformationen, und mindestens eine Fahrzeugsteuereinheit zum Wechseln des Steuerstatus gemäß der Steuermeldung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Erfassungsvorrichtung zum Erkennen eines Kontakts oder Nicht-Kontakts zwischen mindestens einer Hand des Fahrers und einem Lenkrad des Fahrzeugs; zum Erkennen eines Kontakts oder Nicht-Kontakts zwischen einem Fuß oder einem Schuh des Fahrers und einer Brems- oder Gaspedaloberfläche des Fahrzeugs; und zum Erkennen, ob die Augen des Fahrers in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind, ausgelegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Mastersteuerung zum Durchlaufen des Fahrzeugsteuerstatus gemäß der Kombination der Fahrerverhaltensinformationen ausgelegt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Fahrzeugsystem ferner ein Infotainment-System zum Bereitstellen von Informationen für die verschiedenen Systemstatus an den Fahrer.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, das das oben genannte Fahrzeugsystem zum Steuern des Fahrzeugstatus umfasst.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Merkmale und Vorteile werden nun ausführlich in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erklärt.
Es zeigen:
1a und 1b eine teilweise perspektivische Ansicht eines Lenkrads mit Geschwindigkeitsregelungsschnittstelle in Fahrzeugen aus dem Stand der Technik;
2 ein schematisches Diagramm eines Sensorsystems, das für eine Fahrerverhaltensbeobachtung in dem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird; und
3 ein Blockdiagramm des autonomen Fahrsystems in dem Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung; und
4 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Es folgt eine Beschreibung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen zum Darlegen des Vorteils/Merkmals der vorliegenden Erfindung gemäß illustrativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Aufgrund des derzeitigen Status der DAS-Technologie und ihres Fortschritts in Richtung Fahrzeuge, die autonom fahren, schlägt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeugsteuerschema für halbautonome Fahrzeuge vor, das zeitweise in einem autonomen Status fährt, d. h. dass der Fahrer das Fahrzeug nicht steuert und das Fahrzeug mithilfe des Fahrerassistenzsystems automatisch fährt. Zu anderen Zeiten fährt das Fahrzeug in einem Fahrersteuerstatus, was bedeutet, dass der Fahrer das Fahrzeug steuert. Man wird verstehen, dass andere Fahrstatus bei Bedarf erzeugt werden können, wie ein halbautonomer Status, der von dem Fahrer und Fahrzeug gemeinsam gesteuert wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Art und Weise, wie zwischen Steuerstatus gewechselt wird, oder wie der Wechsel über implizite Verhaltensweisen und Entscheidungen des Fahrers stattfindet. Die vorgeschlagene Lösung für die Steuerstatuswechsel in der Ausführungsform der Erfindung ist kein explizites Drücken eines Tasters, Drehen eines Knopfes, Schieben eines Schalters und keine Art expliziter verbaler Kommunikation, sondern vielmehr eine Lösung, die auf der Beobachtung des Fahrerverhaltens beruht, bzw. des Nichtvorhandenseins davon, um die Stufe der Autonomie zu modulieren, mit der das Fahrzeug zu betreiben ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Fahrzeugsystem einen Lenkradsensor, einen Brems-/Gaspedalsensor und einen Aufmerksamkeitserregungssensor, der zum Beobachten des Fahrerverhaltens für darauffolgende Übergänge des Steuerstatus zwischen dem Fahrer und dem autonomen Fahrzeug verwendet wird. Das heißt, das Fahrzeugsystem erhält Verhaltensinformationen des Fahrers in dem Fahrzeug über eine Erfassungsvorrichtung wie die oben genannten Sensoren und wechselt einen Steuerstatus des Fahrzeugs gemäß den Fahrerverhaltensinformationen. Hier sind die Verhaltensinformationen des Fahrers die Fahrerkörper-Zustandsinformationen und umfassen die Interaktion des Fahrerkörpers mit dem Fahrzeug und den Fahrerkörperzustand in dem Fahrzeug, z. B., ob die Hand (oder Hände) des Fahrers in Kontakt mit dem Lenkrad sind, ob der Fuß oder Schuh des Fahrers auf dem Pedal befindlich ist und ob die Augen des Fahrers während des Fahrens in Vorwärtsrichtung gerichtet sind. Die Fahrerverhaltensinformationen sind keine expliziten Anweisungsinformationen, die von dem Fahrer implementiert werden, wie das Drücken eines Tasters oder das Durchführen einer Geste als Anweisung.
Außerdem schließt der Steuerstatuswechsel des Fahrzeugs von dem autonomen Steuerstatus zu dem Fahrersteuerstatus, von dem Fahrersteuerstatus zu dem autonomen Steuerstatus oder zu einem anderen wie erfordert definierten Steuerstatuswechsel ein. Obschon nur zwei Status in der Ausführungsform der Erfindung erwähnt werden, wird man verstehen, dass jeder andere Fahrsteuerstatus des Fahrzeugs auf Grundlage des Geistes der Erfindung implementiert werden kann.
Konkret weist das Lenkrad einen Sensor auf, der den Kontakt oder Nicht-Kontakt und den Abstand zwischen der Hand bzw. den Händen und der Lenkrad-Steueroberfläche erfasst. Auch der Brems-/Gaspedalmechanismus weist einen Sensor auf, der den Nicht-Kontakt, Kontakt und den Abstand zwischen dem Fuß oder Schuh und den Brems-/Gaspedalsteueroberflächen erfassen kann. Außerdem wird ein Aufmerksamkeitserregungssensor verwendet, um zu erfassen, ob die Augen in Vorwärtsrichtung gerichtet sind oder nicht, um zu erfassen, ob sie an der Fahraufgabe beteiligt sind.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Sensorsystems 200, das für die Beobachtung der Fahrerverhaltensinformationen in dem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Wie in 2 dargestellt, weist das Sensorsystem 200 einen Lenkradsensor 202, eine Fußüberwachungskamera 204 und eine Fahrerüberwachungskamera 206 auf. Der Lenkradsensor 202 ist beispielsweise in dem äußeren Rand des Lenkrads 201 integriert und wird zum Beobachten des Lenkverhaltens verwendet, um zu erkennen, ob die Hand/Hände des Fahrers mit der Lenkradoberfläche in Kontakt sind, sowie zum Erkennen des Abstands zwischen der Hand/den Händen und dem Lenkrad. Die Fuß- oder Schuhüberwachungskamera 204 ist zum Beispiel an der fahrerseitigen Fußwand des Fahrzeugs angebracht und wird für Pedalverwendungsbeobachtungen zum Erkennen, ob der Fuß oder Schuh auf der Oberfläche des Brems- oder Gaspedals befindlich ist, verwendet. Die Fahrerüberwachungskamera 206 ist zum Beispiel ein kamerabasierter Augen- und/oder Kopfverfolgungssensor, der am Armaturenbrett, an der A-Säule oder oberen Verkleidung des Fahrzeugs vor dem Fahrer installiert ist. Die Fahrerüberwachungskamera 206 wird zur Fahrerblickbeobachtung verwendet und kann erfassen, ob der Fahrer seine Aufmerksamkeit in Vorwärtsrichtung richtet oder nicht.
Man wird verstehen, dass jede Anzahl von Sensoren und jede Art von Sensoren oder Kameras von einem Fachmann verwendet werden kann, um das Prinzip der Erfindung zu implementieren.
Zum Ausführen verschiedener Ausführungsformen dieses Systems sind unterschiedliche Sensortypen zum Erfassen von unterschiedlichen Fahrerverhaltensweisen zu verwenden. Zum Beispiel kann die Erfassung der Hand/Hände auf dem Lenkrad von einem Drucksensor, Widerstandssensor, Akustikwellensensor, kamerabasierten optischen Sensor, reflektiven Infrarot-Sensor, in dem Lenkrad integrierten Wärmesensor, kamerabasierten Wärmesensor, oder Strahlen(Licht oder Schall)-Unterbrechungssensor durchgeführt werden. Die Erfassung des Betriebsstatus des Brems-/Gaspedals kann mit einem Drucksensor, Widerstandssensor, Akustikwellensensor, kamerabasierten optischen Sensor, reflektiven IR-Sensor oder Strahlenunterbrechungssensor (Licht oder Schall) durchgeführt werden. Außerdem kann die Augen- und Kopfnachverfolgung mit einem kamerabasierten optischen Sensor oder einem reflektiven IR-Sensor durchgeführt werden.
In einer anderen Ausführungsform des System kann die Nachverfolgung der Hand/Hände, Augen und des Kopfes mit einem einzigen kamerabasierten Sensor durchgeführt werden, der an einer angemessenen Stelle innerhalb des Fahrzeuginneren angebracht ist. Zum Beispiel kann das Installieren der Kamera an einer Stelle neben der Windschutzscheibensonnenblende eine einzelne kamerabasierte Sensorvorrichtung zum Überwachen des aktuellen Aufenthaltsortes der Hände (d. h. am Lenkrad oder nicht) sowie die aktuelle Ausrichtung des Kopfs und Blickrichtung der Augen (d. h. in Vorwärtsrichtung oder eine andere Richtung) ermöglichen. Diese Informationen können mit den Informationen aus dem im Fußraum installierten Sensor zum Bestimmen der Steuerwechsel kombiniert werden.
3 ist ein Blockdiagramm des Fahrzeugfahrsteuersystems 300 in dem Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung. Wie in 3 dargestellt, weist jeder der Sensoren, zum Beispiel die Fahrerüberwachungskamera 302, der Lenkradsensor 304 und die Fußüberwachungskamera 306 eine Schnittstelle mit einer Sensorsteuereinheit 301 auf, die eine Mikrosteuerung ist, die zum Sammeln von Echtzeitdaten in Bezug auf den aktuellen Status von Hand, Fuß und Schuh oder Hand oder Auge verwendet wird, zum Verarbeiten der Daten und zum Erzeugen einer Meldung über den aktuellen Zustand des Fahrerkörpers. Die Meldung wird dann an eine zentrale Verarbeitungseinheit gesendet, die in 3 die Mastersteuerung 303 ist, auf der ein Datenverarbeitungsprogramm gespeichert ist und die zum Erhalten von erfasster Information von der Sensorsteuereinheit 301 verwendet wird, und zum Übertragen einer Steuermeldung an mindestens eine Fahrzeugsteuereinheit in dem Fahrzeug sowie zum Steuern von mindestens einer Fahrzeugsteuereinheit zum Durchlaufen des Steuerstatus. Gemäß der Ausführungsform umfasst die Fahrzeugsteuereinheit eine Radbewegungssteuerung 305, einen Radaktor 310 und das DAS-System 312.
Zum Steuern der Lenkradbewegung während des autonomen Status ist das Lenkrad mit einem Getrieberadsystem und dem Radaktor 310 verbunden, der von der Radbewegungssteuerung 305 gesteuert wird und eine Schnittstelle damit aufweist. Die Radbewegungssteuerung 305 wird zum Steuern des spezifischen Rotationswinkels verwendet, an dem sich das Lenkrad befinden sollte. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Radbewegungssteuerung 305 ein Teil eines DAS-Systems 312 sein, und das DAS-System 312 wird zum Steuern der Geschwindigkeit und Radlenkradlenkmanöver des Fahrzeugs verwendet.
Schließlich werden die Informationen zum Bereitstellen unterschiedlicher Steuerstatus des Fahrzeugsystems an ein Infotainment-System 314 gesendet. Diese Informationen sind Video- und/oder Audioinformationen, die auf einer Anzeige 316 des Fahrzeugs und/oder von Lautsprechern angezeigt bzw. ausgegeben werden.
Wie oben erwähnt, kann die Eingabe von mindestens einem der Sensoren zum Wechseln des Steuerstatus zwischen Wagen und Fahrer sowie Fahrer und Wagen verwendet werden. Das heißt, dass der Fahrzeugsteuerstatus gemäß einer Kombination der erhaltenen Fahrerverhaltensinformationen und unterschiedlicher möglicher Kombinationen der Sensoreingabe wechselt, die aus Steuerungswechseln des Fahrzeugsystems resultieren.

Tabelle 1 zeigt die unterschiedlichen Kombinationen der Fahrerverhaltensinformationen, die von den Sensoren erhalten werden. In der Tabelle sind die Erfassungszustände des Fahrerkörpers in verschiedenen Zeilen dargestellt und, wenn für eine vorgegebene Zeitdauer ein anderer Erfassungsstatus vorliegt, findet ein Transfer der Steuerung von dem Fahrer zu dem Wagen oder von dem Wagen zu dem Fahrer statt. Eine vorbestimmte Transferzeit von zwei Sekunden wird in der Ausführungsform der Erfindung verwendet, in der Praxis sollte die Transferzeit je nach Bedarf klar definiert werden. In der folgenden beispielhaften Tabelle ist der anfängliche Systemstatus, dass der Fahrer die Steuerung innehat. Tabelle 1

Hände am Lenkrad	Fuß auf Brems-/Gaspedal	Augen in Vorwärtsrichtung auf die Straße gerichtet	Steuerung
Ja	ja	ja	Fahrer
Ja	ja	nein	Wechsel von Fahrer zu Wagen
Ja	nein	nein	Wechsel von Fahrer zu Wagen
nein	nein	nein	Wechsel von Fahrer zu Wagen
nein	ja	ja	Fahrer – Seitlich Wagen
nein	nein	ja	Wechsel von Fahrer zu Wagen
nein	ja	nein	Wechsel von Fahrer zu Wagen
Ja	nein	ja	Fahrer – Längs Wagen

In Tabelle 1 (der ersten Zeile der Tabelle) kann man sehen, dass bei dem obigen anfänglichen Steuerstatus die Hände des Fahrers an dem Lenkrad sind, der Fuß oder Schuh auf dem Brems-/Gaspedal ist und die Augen in Vorwärtsrichtung gerichtet sind. Von diesem anfänglichen Status sind verschiedene Kombinationen von Sensorzuständen möglich, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten vorliegen können. Zum Bespiel wechselt der Steuerstatus des Fahrzeugs aus dem Fahrersteuerstatus zu dem autonomen Steuerstatus, wenn die Augen des Fahrers nicht in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der anfängliche Steuerstatus des Fahrzeugs die Steuerung durch das Fahrzeug, wobei die Hände nicht auf dem Lenkrad sind, der Fuß/Schuh nicht auf dem Brems-/Gaspedal oder die Augen nicht in Vorwärtsrichtung gerichtet sind, wie in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2

Hände am Lenkrad	Fuß auf Brems-/Gaspedal	Augen in Vorwärtsrichtung auf die Straße gerichtet	Steuerung
nein	nein	nein	Wagen
Ja	ja	ja	Wechsel von Wagen zu Fahrer
Ja	ja	nein	Wagen
Ja	nein	nein	Wagen
nein	ja	ja	Wagen – Längs Fahrer
nein	nein	ja	Wagen
nein	ja	nein	Wagen
Ja	nein	ja	Wagen – Seitlich Fahrer

In Tabelle 2 (zweite Zeile) kann man sehen, dass das Fahrzeug zu dem Fahrersteuerstaus wechselt, wenn die Fahrerverhaltensinformationen sind, dass mindestens eine Hand des Fahrers an dem Lenkrad ist, ein Fuß oder Schuh auf dem Brems- oder Gaspedal ist und die Augen in Vorwärtsrichtung gerichtet sind. Aus den Tabellen 1 und 2 ist zu sehen, dass die Steuerung der Seitwärtsrichtungs- und Längsrichtungsaspekte des Fahrzeugs zwischen Fahrer und Wagen geteilt werden können. Diese Teilung ist ebenfalls von der kombinierten Eingabe aller drei Sensoren abhängig. Dies bedeutet manchmal, dass die Verantwortung der Fahrzeugsteuerung getrennt ist. Zum Beispiel bedeutet "Wagen – Seitlich Fahrer", dass der Fahrer für die seitliche Steuerung des Fahrzeugs verantwortlich ist (d. h. Lenkmanöver) und dass das DAS-System 312 des Fahrzeugs für die Längssteuerung (d. h. Bremsen und Gas) verantwortlich ist.
Gemäß dem obigen Steuerstatuswechsel nimmt das Fahrzeug, wenn im anfänglichen Steuerstatus das System von dem Fahrzeug gesteuert wird, sämtliche notwendigen Manöver vor. Ein wichtiger Vorteil bei selbstfahrenden Fahrzeugen gemäß der Ausführungsform der Erfindung ist, dass der Steuerstatus implizit wechselt und dass der Fahrer keine expliziten Anweisungen zu geben braucht, und die Fahrzeuge sich also intelligent verhalten. Das heißt, dass ein selbstfahrendes Fahrzeug keine expliziten Anweisungen des Fahrers benötigt und seine Sensorvorrichtungen und Intelligenz zum Vermeiden von Hindernissen wie andere Autos, Menschen, Konstruktionen vermeiden kann. Die Außensensorinformationen werden an die Mastersteuerung 303 zum Evaluieren der Außensituation der Umgebung und zum Bestimmen, zum Beispiel, in welche Richtung und in welchem Winkel das Rad aufgrund einer Kurve gedreht wird, gesendet. Die Mastersteuerung sendet diese Informationen an die Steuereinheit. Die Außensensoren und ihre Verbindung mit der Mastersteuerung 303 sind in 3 dargestellt.
4 ist ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform der Erfindung. Wie in 4 dargestellt, werden nach Starten des Steuervorgangs durch zum Beispiel Anlassen des Wagens mit dem Schlüssel die Verhaltensinformationen des Fahrzeugfahrers bei Schritt S401 erhalten. Die Verhaltensinformationen umfassen die Fahrerkörperinteraktion mit dem Fahrzeug und den Fahrerkörperzustand in dem Fahrzeug wie oben beschrieben. Bei Schritt S402 wird eine Steuermeldung gemäß den erhaltenen Fahrerverhaltensinformationen bestimmt. Die Steuermeldung wird von der Sensorsteuereinheit 301 wie oben beschrieben bestimmt.
Bei Schritt S403 wird die Steuermeldung zu der Mastersteuerung 303 übertragen und zusammen mit den Informationen der Mastersteuerung wird die Steuermeldung zu mindestens einer Fahrzeug-Steuereinheit übermittelt, wie zu der Radbewegungssteuerung 305, dem Radaktor 310 und DAS-System 312, sodass ein Wechsel des Steuerstatus des Fahrzeugs bei S404 erreicht wird. Wenn der Steuerstatus wechselt, werden bei Schritt S405 dem Fahrer während der unterschiedlichen Status Informationstipps bereitgestellt, zum Beispiel über ein erweitertes Infotainment-System 314, um den Fahrer per Video- und/oder Audioinformation daran zu erinnern.
Das Vorstehende stellt lediglich die Ausführungsform der Erfindung dar und ein Fachmann wird dazu in der Lage sein, zahlreiche alternative Anordnungen auszuführen, die, obschon hierin nicht ausdrücklich erläutert, Prinzipien der Erfindung ausführen und in deren Geist und Umfang enthalten sind.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: Erhalten von Verhaltensinformationen eines Fahrers in dem Fahrzeug über mindestens eine Erfassungsvorrichtung (202–206 / 301–306); und Wechseln zu einem Steuerstatus des Fahrzeugs gemäß den Fahrerverhaltensinformationen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fahrerverhaltensinformationen eine Fahrerkörperinteraktion mit dem Fahrzeug sowie den Fahrerkörperzustand in dem Fahrzeug umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Steuerstatus des Fahrzeugs den Fahrer-Steuerstatus, einen halbautonomen Steuerstatus und einen autonomen Steuerstatus umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Wechseln der Steuerstatus das Steuern mindestens einer Fahrzeugsteuereinheit in dem Fahrzeug zum Durchlaufen des Steuerstatus umfasst.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend das Bereitstellen von Video- und/oder Audioinformationen für die unterschiedlichen Steuerstatus an den Fahrer.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erhalten von Verhaltensinformationen das Erkennen eines Kontaktes oder eines Nicht-Kontaktes zwischen mindestens einer Hand des Fahrers und einem Lenkrad des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erhalten von Verhaltensinformationen das Erkennen eines Kontaktes oder eines Nicht-Kontaktes zwischen einem Fuß oder einem Schuh des Fahrers und einer Brems- oder Gaspedaloberfläche des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erhalten von Verhaltensinformationen das Erkennen umfasst, ob die Augen des Fahrers in eine Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Wechseln das Wechseln des Fahrzeugsteuerstatus gemäß einer Kombination der erhaltenen Fahrerverhaltensinformationen umfasst.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Wechseln das Wechseln des Fahrzeugs von dem Fahrersteuerstatus in einen autonomen Steuerstatus umfasst, wenn die Fahrerverhaltensinformationen sind, dass die Augen des Fahrers nicht in eine Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Wechseln das Wechseln des Fahrzeugs in einen Fahrersteuerstatus umfasst, wenn die Fahrerverhaltensinformationen sind, dass die mindestens eine Hand des Fahrers an dem Lenkrad ist, ein Fuß oder Schuh auf dem Brems- oder Gaspedal ist und die Augen in Vorwärtsrichtung gerichtet sind.
Fahrzeugsystem (300) in einem Fahrzeug zum Steuern des Fahrzeugstatus, umfassend: mindestens eine Erfassungsvorrichtung (202–206 / 301–306) zum Erhalten von Verhaltensinformationen über einen Fahrer in dem Fahrzeug; und eine Steuervorrichtung zum Wechseln eines Steuerstatus des Fahrzeugs gemäß den Fahrerverhaltensinformationen.
Fahrzeugsystem (300) nach Anspruch 12, wobei die Fahrerverhaltensinformationen die Fahrerkörperinteraktion mit dem Fahrzeug sowie den Fahrerkörperzustand in dem Fahrzeug umfassen.
Fahrzeugsystem (300) nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Steuerstatus des Fahrzeugs den Fahrersteuerstatus, den halbautonomen Steuerstatus und den autonomen Steuerstatus umfasst.
Fahrzeugsystem (300) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Steuervorrichtung eine Mastersteuerung (303) zum Bestimmen einer Steuermeldung gemäß den Fahrerverhaltensinformationen und mindestens eine Fahrzeugsteuereinheit (305, 310, 312) zum Wechseln des Steuerstatus gemäß der Steuermeldung umfasst.
Fahrzeugsystem (300) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die mindestens eine Erfassungsvorrichtung (202/304) zum Erfassen eines Kontakts oder eines Nicht-Kontakts zwischen mindestens einer Hand des Fahrers und einem Lenkrad des Fahrzeuges ausgelegt ist.
Fahrzeugsystem (300) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die mindestens eine Erfassungsvorrichtung (204/306) zum Erfassen eines Kontakts oder eines Nicht-Kontakts zwischen einem Fuß oder einem Schuh des Fahrers und einer Brems- oder Gaspedaloberfläche des Fahrzeuges ausgelegt ist.
Fahrzeugsystem (300) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die mindestens eine Erfassungsvorrichtung (206/302) zum Erfassen, ob die Augen des Fahrers in die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind, ausgelegt ist.
Fahrzeugsystem (300) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, um den Fahrzeugsteuerstatus gemäß einer Kombination der Fahrerverhaltensinformationen zu durchlaufen.
Fahrzeugsystem (300) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, ferner umfassend ein Infotainment-System 314 zum Bereitstellen von Informationen für die verschiedenen Systemstatus an den Fahrer.
Fahrzeug mit einem Fahrzeugsystem zum Steuern des Fahrzeugstatus nach einem der Ansprüche 12 bis 20.