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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Erkennung und zur Kompensation von einer Schaukelbewegung in einem Fahrzeug.
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Bei einem Beschleunigungsvorgang eines Fahrzeugs (insbesondere eines Straßenfahrzeugs) kann es zu einer Situation kommen, bei der das Fahrzeug eine Ruckel- bzw. eine Schaukelbewegung ausführt. Derartige Schaukelbewegungen können z. B. durch Unebenheiten der Fahrbahn hervorgerufen werden, auf der das Fahrzeug fährt. Desweiteren können derartige Schaukelbewegungen auch durch das Fahrzeug selbst (z. B. bei Wahl eines zu hohen Ganges eines Getriebes des Fahrzeugs) verursacht werden. Außerdem können die Schaukelbewegungen durch den Fahrer des Fahrzeugs (z. B. durch Steuereingaben des Fahrers des Fahrzeugs) verursacht werden.
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Durch die Schaukelbewegung des Fahrzeugs können Steuereingaben des Fahrers (z. B. die Betätigung eines Gaspedals, eines Schalthebels, eines Tasters, und/oder eines Touchfeldes) verfälscht werden. Insbesondere kann es aufgrund der Schaukelbewegung zu Fehlsteuerungen des Fahrzeugs, und damit zu einem reduzierten Komfort und ggf. zu Sicherheitsrisiken, kommen.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, derartige Fehlsteuerungen eines Insassen (insbesondere eines Fahrers) eines Fahrzeugs in effizienter und zuverlässiger Weise zu detektieren und zu kompensieren, um den Komfort und/oder die Sicherheit für den Insassen des Fahrzeugs zu erhöhen.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit und/oder des Komforts von einem Insassen (z. B. von einem Fahrer) eines Fahrzeugs (insbesondere eines Straßenfahrzeugs) beschrieben. Das Verfahren umfasst das Detektieren von einer periodischen Schaukelbewegung des Fahrzeugs. Die periodische Schaukelbewegung kann z. B. eine periodische Beschleunigungs-/Verzögerungsbewegung des Fahrzeugs umfassen. Dabei kann die periodische Schaukelbewegung des Fahrzeugs eine erste Periodenlänge bzw. eine erste Frequenz aufweisen. Die Periodenlänge der Schaukelbewegung des Fahrzeugs kann ermittelt werden (z. B. auf Basis von einem Beschleunigungssensor, etwa einem Gyrosensor, des Fahrzeugs).
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Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln, ob der Insasse des Fahrzeugs eine, der Schaukelbewegung des Fahrzeugs entsprechende, Bewegung ausführt. Die Bewegung des Insassen kann auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren ermittelt werden. Die ein oder mehreren Sensoren können eingerichtet sein, Zustandsdaten bezüglich des Insassen zu erfassen. Beispielsweise können die ein oder mehreren Sensoren eine Kamera umfassen, die eingerichtet ist, Videodaten von dem Insassen zu erfassen. Alternativ oder ergänzend können die ein oder mehreren Sensoren einen Sitz-Sensor (z. B. einen Gewichtssensor) umfassen, der eingerichtet ist, eine Platzierung bzw. die Stelle einer Platzierung des Insassen auf einem Sitz des Fahrzeugs zu erfassen. Alternativ oder ergänzend können die ein oder mehreren Sensoren einen Lenk-Sensor umfassen, der eingerichtet ist, zu erfassen, mit welcher Intensität der Insasse des Fahrzeugs eine Lenkvorrichtung des Fahrzeugs berührt bzw. festhält. Alternativ oder ergänzend können die ein oder mehreren Sensoren einen Gurt-Sensor umfassen, der eingerichtet ist, zu erfassen, ob und ggf. mit welcher Kraft der Insasse des Fahrzeugs durch einen Gurt auf dem Sitz des Fahrzeugs fixiert ist.
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Außerdem umfasst das Verfahren, wenn ermittelt wird, dass der Insasse des Fahrzeugs eine, der Schaukelbewegung des Fahrzeugs entsprechende, Bewegung ausführt, das Umsetzen von einer Steuereingabe des Insassen unter Berücksichtigung der Schaukelbewegung des Fahrzeugs. Insbesondere kann eine tatsächlich erfasst Steuereingabe unter Berücksichtigung der Schaukelbewegung des Fahrzeugs und/oder unter Berücksichtigung der Bewegung des Insassen angepasst werden, um eine angepasste Steuereingabe zu ermitteln, die einem Eingabewunsche des Insassen entspricht. So kann der Komfort und/oder die Sicherheit des Insassen des Fahrzeugs erhöht werden.
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Das Detektieren von der periodischen Schaukelbewegung des Fahrzeugs kann das Detektieren von einer wiederholten Betätigung von einem Beschleunigungsgeber (z. B. von einem Beschleunigungspedal) des Fahrzeugs umfassen. Die periodische Schaukelbewegung (insbesondere eine periodische Beschleunigungs-/Verzögerungsbewegung des Fahrzeugs) kann durch eine derartige wiederholte Betätigung des Beschleunigungsgebers verursacht bzw. aufrecht erhalten werden. Es kann weiter ermittelt werden, ab die wiederholte Betätigung von dem Beschleunigungsgeber eine Periodenlänge aufweist, die der ersten Periodenlänge der periodischen Schaukelbewegung des Fahrzeugs entspricht. Dies ist ein Indiz dafür, dass die periodische Schaukelbewegung des Fahrzeugs durch die wiederholte Betätigung von dem Beschleunigungsgeber (d. h. durch den Fahrer des Fahrzeugs) verursacht bzw. aufrecht erhalten wird.
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Das Ermitteln, ob ein Insasse des Fahrzeugs eine, der Schaukelbewegung des Fahrzeugs entsprechende, Bewegung ausführt, kann umfassen, das Ermitteln, ob die Bewegung des Insassen eine, der ersten Periodenlänge entsprechende, Periodenlänge aufweist. Dies ist ein Indiz dafür, dass die Eigenbewegung des Insassen durch die Schaukelbewegung des Fahrzeugs verursacht wird.
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Wird außerdem ermittelt, dass eine wiederholte Betätigung des Beschleunigungsgebers erfolgt (mit einer, der ersten Periodenlänge entsprechenden, Periodenlänge), so kann dies ein Indiz dafür sein, dass der Fahrer des Fahrzeugs, aufgrund seiner Eigenbewegung ungewollt eine periodische Betätigung des Beschleunigungsgebers des Fahrzeugs bewirkt, und damit die Schaukelbewegung des Fahrzeugs aufrecht erhält. Es können dann Maßnahmen durchgeführt werden (insbesondere eine Anpassung von Steuereingaben des Insassen), um die Schaukelbewegung des Fahrzeugs zu dämpfen, und um so den Komfort und/oder die Sicherheit des Insassen zu erhöhen.
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Die Steuereingabe des Insassen kann insbesondere eine Betätigung von dem Beschleunigungsgeber des Fahrzeugs umfasst. Das Umsetzen von der Steuereingabe kann umfassen, das Umsetzen von der Betätigung des Beschleunigungsgebers derart, dass die Schaukelbewegung des Fahrzeugs gedämpft wird. Zu diesem Zweck kann z. B. eine Tiefpass-Filterung der Amplituden der Betätigungen des Beschleunigungsgebers erfolgen. So kann eine, durch die Eigenbewegung eines Fahrers aufrecht erhaltene, Schaukelbewegung des Fahrzeugs beseitigt werden, und damit der Komfort und/oder die Sicherheit der Insassen des Fahrzeugs erhöht werden.
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Die Steuereingabe kann eine Berührung von einer ersten Stelle von einem Bedienfeld (z. B. von einem Touchscreen oder von einem Tastenfeld) des Fahrzeugs umfassen. Das Umsetzen von der Steuereingabe kann umfassen: das Ermitteln von einer zweiten Stelle von dem Bedienfeld unter Berücksichtigung von der Schaukelbewegung des Fahrzeugs; das Ermitteln von einem Steuerbefehl, der mit der zweiten Stelle von dem Bedienfeld assoziiert ist; und das Ausführen von dem Steuerbefehl durch das Fahrzeug. So können Fehleingaben des Insassen aufgrund der Schaukelbewegung des Fahrzeugs und/oder der entsprechenden Bewegung des Insassen kompensiert werden, und somit der Komfort und/oder die Sicherheit des Insassen erhöht werden.
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Das Detektieren von einer periodischen Schaukelbewegung des Fahrzeugs kann umfassen, das Deaktivieren von ein oder mehreren Fahrzeugfunktionen, durch die eine Beschleunigung des Fahrzeugs angepasst wird (z. B. das Deaktivierung von einer Beschleunigungs-Offset Korrektur). So kann eine Zuverlässigkeit der Detektion einer Schaukelbewegung des Fahrzeugs erhöht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine periodische Schaukelbewegung des Fahrzeugs zu detektieren. Desweiteren ist die Steuereinheit eingerichtet, zu ermitteln, ob ein Insasse des Fahrzeugs eine, der Schaukelbewegung des Fahrzeugs entsprechende, Bewegung ausführt. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, wenn ermittelt wird, dass der Insasse des Fahrzeugs eine, der Schaukelbewegung des Fahrzeugs entsprechende, Bewegung ausführt, eine (für das Fahrzeug bestimmte) Steuereingabe des Insassen unter Berücksichtigung der Schaukelbewegung des Fahrzeugs umzusetzen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (z. B. ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 eine beispielhafte Fahrerposition eines Fahrzeugs;
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2 ein Blockdiagramm von beispielhaften Komponenten eines Fahrzeugs; und
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3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Kompensation von Schaukelbewegungen in einem Fahrzeug.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der technischen Aufgabe, den Komfort und die Sicherheit eines Insassen eines Fahrzeugs zu erhöhen, insbesondere bei Vorliegen von Schaukel- bzw. Ruckelbewegungen des Fahrzeugs.
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In diesem Zusammenhang zeigt 1 die Fahrerposition 124 eines beispielhaften Fahrzeugs 120. Der Fahrer 110 des Fahrzeugs 120 kann typischerweise eine Lenkvorrichtung (insbesondere ein Lenkrad) 122 des Fahrzeugs 120 und einen Beschleunigungsgeber (insbesondere ein Beschleunigungspedal) 123 des Fahrzeugs 120 bedienen, wenn der Fahrer 110 an der Fahrerposition 124 sitzt. Desweiteren kann der Fahrer 110 durch eine Frontscheibe 121 des Fahrzeugs 120 den Verkehr in der Umgebung des Fahrzeugs 120 wahrnehmen.
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Während der Fahrt des Fahrzeugs 120 kann es zu einer Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120 kommen. Eine solche Schaukelbewegung kann z. B. durch eine unebene Fahrbahn und/oder durch die Wahl eines falschen Übersetzungsverhältnisses eines Getriebes des Fahrzeugs 120 verursacht werden. Die Schaukelbewegung kann zu einer entsprechenden Bewegung 130 des Fahrers 110 des Fahrzeugs 120 an der Fahrerposition 124 führen. Insbesondere kann es zu einer Vor-/Zurückbewegung 130 des Fahrers 110 auf dem Fahrersitz kommen (wie in 1 durch den Doppelpfeil 130 dargestellt). Eine Bewegung 130 des Fahrers 110 kann insbesondere dann verursacht werden, wenn der Fahrer nicht ausreichend an der Fahrerposition 124 fixiert ist (z. B. durch einen Gurt und/oder durch die Tatsache, dass sich der Fahrer 110 am Lenkrad 122 des Fahrzeugs 120 festhält).
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2 zeigt ein Blockdiagramm mit beispielhaften Komponenten eines Fahrzeugs 120. Das Fahrzeug 120 umfasst insbesondere eine Steuereinheit 201, die z. B. einen Prozessor umfasst. Die Steuereinheit 201 ist eingerichtet, eine Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120 und insbesondere eine Schaukelbewegung des Fahrers 110 des Fahrzeugs 120 zu detektieren. Die Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120 kann auf Basis von Steuerdaten ermittelt werden, die von dem Beschleunigungsgeber 123 (z. B. von dem Gaspedal) des Fahrzeugs 120 erfasst werden. Insbesondere kann mittels der Steuerdaten des Beschleunigungsgebers 123 ermittelt werden, dass der Fahrer 110 des Fahrzeugs 120 den Beschleunigungsgeber 123 periodisch mit einer bestimmten Frequenz betätigt, und so eine Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120 verursacht.
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Desweiteren können Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren 202 des Fahrzeugs 120 berücksichtigt werden. Die ein oder mehreren Sensoren 202 des Fahrzeugs 120 können insbesondere eingerichtet sein, Informationen bzgl. einer Bewegung des Fahrers 110 des Fahrzeugs 120 zu erfassen. Beispielsweise können die Sensoren 202 eine Kamera 125 umfassen, die eingerichtet ist, Bilddaten bzgl. des Fahrers 110 zu erfassen. Desweiteren können die Sensoren 202 einen Sensor 126 (z. B. einen Gewichtssensor) umfassen, der eingerichtet ist, eine Bewegung 130 des Fahrers 110 auf dem Sitz der Fahrerposition 124 zu erfassen.
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Durch Analyse von der Beschleunigung und/oder von dem Antriebsmoment des Fahrzeugs 120 und durch die Analyse von Steuerdaten bzgl. des Beschleunigungsgebers 123 (z. B. des Gaspedals und/oder von einem Drehgriff-Beschleunigungsgeber) des Fahrzeugs 120 kann ein Schaukeleffekt detektiert werden. Zur Unterstützung der Ermittlung des Schaukeleffekts können Sensordaten von weiteren Sensoren 202 verwendet werden, z. B. um zu ermitteln, ob und ggf. wie der Fahrer 110 die Hände am Lenkrad 122 festhält und wie fest der Fahrer 110 an der Fahrerposition 124 fixiert ist.
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Beispielsweise kann auf Basis von Steuerdaten bzgl. des Beschleunigungsgebers 123 festgestellt werden, dass eine periodische Betätigung des Beschleunigungsgebers 123 des Fahrzeugs 120 mit einer bestimmten Frequenz durch den Fahrer 110 erfolgt. Durch die periodische Betätigung des Beschleunigungsgebers 123 kann eine Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120 bewirkt werden. Desweiteren kann auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Fahrer-Sensoren 202 ermittelt werden, ob der Fahrer 110 eine – zu der Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120 analoge – Bewegung 130 durchführt. Eine solche Bewegung 130 des Fahrers 110 kann ein Hinweis darauf sein, dass der Fahrer 110 die periodische Betätigung des Beschleunigungsgebers 123 ungewollt durchführt (z. B. weil der Fahrer 110 durch die Schaukel-Bewegung 130 an der Sitzposition 124 unbeabsichtigt eine periodische Betätigung des Beschleunigungsgebers 123 verursacht, durch die wiederum die Schaukel-Bewegung 130 des Fahrers 110 verursacht wird).
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Es kann somit in zuverlässiger Weise eine Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120 und/oder des Fahrers 110 erkannt werden. Die Steuereinheit 201 kann eingerichtet sein, die detektierte Schaukelbewegung bei der Interpretation von einer Steuereingabe, die von dem Fahrer 110 eingegeben wurde, zu berücksichtigen. Die Steuereingabe kann z. B. die Betätigung des Beschleunigungsgebers 123, die Betätigung einer Taste oder eines Bedienfeldes des Fahrzeugs 120 und/oder die Betätigung des Lenkrads 122 des Fahrzeugs 120 umfassen. Die Steuereinheit 201 kann eingerichtet sein, die Steuereingabe unter Berücksichtigung der Schaukelbewegung anpassen. Beispielsweise kann eine wiederholte Betätigung des Beschleunigungsgebers 123 mit einem Tiefpassfilter gefiltert werden, um die, durch die wiederholte Betätigung des Beschleunigungsgebers 123 verursachte, Schaukelbewegung zu dämpfen. Alternativ oder ergänzend kann eine Betätigung einer Taste ignoriert werden. Alternativ oder ergänzend kann die Stelle der Betätigung eines Bedienfeldes (z. B. einer Touchscreen) des Fahrzeugs 120 unter Berücksichtigung der Schaukelbewegung des Fahrers 110 und/oder des Fahrzeugs 120 interpretiert werden, um eine korrigierte Stelle der Betätigung auf dem Bedienfeld zu ermitteln, die der Fahrer 110 berührt hätte, wenn keine Schaukelbewegung vorgelegen hätte. Es kann dann die Steuereingabe ermittelt werden, die mit der korrigierten Stelle des Bedienfeldes assoziiert ist, um die angepasste bzw. korrigierte Steuereingabe zu ermitteln.
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Desweiteren kann die Steuereinheit 201 eingerichtet sein, ein Steuergerät 203 des Fahrzeugs 110 gemäß der angepassten Steuereingabe anzusteuern. So können aufgrund der Identifizierung der Schaukelbewegung falsche Bedienungen/Betätigungen des Fahrers 110 oder eines anderen Insassen des Fahrzeugs 120 während der Schaukelbewegung korrigiert werden. Beispielsweise kann auch ein falscher Beschleunigungswunsch des Fahrers 110 unterbunden oder harmonisiert (z. B. gedämpft) werden.
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Für die Detektion einer Schaukelbewegung können Fahrzeugfunktionen und/oder Fahrzeugstands-Berechnungen, wie z. B. eine Beschleunigungs-Offset-Korrektur, ein Weg-Integrator, ein Regelungs-Beobachter etc., kurzzeitig unterbrochen werden, um eine zuverlässige Detektion einer Schaukelbewegung zu ermöglichen.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm von einem beispielhaften Verfahren 300 zur Erhöhung der Sicherheit und/oder des Komforts von einem Insassen 110 eines Fahrzeugs 120. Das Verfahren 300 umfasst das Detektieren 301 von einer periodischen Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120. Desweiteren umfasst das Verfahren 300 das Ermitteln 302, ob der Insasse 110 des Fahrzeugs 120 eine, der Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120 entsprechende, Bewegung 130 ausführt. Außerdem umfasst das Verfahren 300, wenn ermittelt wird, dass der Insasse 110 des Fahrzeugs 120 eine, der Schaukelbewegung des Fahrzeugs (120) entsprechende, Bewegung 130 ausführt, das Umsetzen 303 von einer Steuereingabe des Insassen unter Berücksichtigung von der Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120.
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Durch die automatische Erkennung einer Situation, bei der eine Schaukelbewegung des Fahrzeugs 120 und/oder eines Insassen 110 des Fahrzeugs 120 vorliegt, und durch die Berücksichtigung einer solchen Schaukelbewegung bei der Interpretation eines Steuerbefehls des Fahrzeugs 120, kann der Komfort und die Sicherheit des Insassen 110 des Fahrzeugs 120 erhöht werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
