DE102017206485A1

DE102017206485A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017206485A1
Application number: DE102017206485.4A
Authority: DE
Inventors: Marlon Ramon Ewert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2018-10-18
Also published as: JP2018177221A; US20180299890A1; US10635103B2; CN108749818A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug in einem ersten Betriebszustand betrieben werden kann, in dem das Fahrzeug hinsichtlich seiner Fahrtbewegungdurch den Fahrer gesteuert wird und in einem zweiten Betriebszustand betrieben werden kann, in dem das Fahrzeug hinsichtlich seiner Fahrtbewegung autonom oder zumindest hochautomatisiert ohne Eingriff des Fahrers geführt wird, wobei eine Fahrerbeobachtungseinrichtung vorgesehen ist, die die Fahrtüchtigkeit des Fahrers detektiert und bei Erkennung der Fahruntüchtigkeit des Fahrers die Fahrzeugsteuerung selbsttätig vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand umschaltet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug in einem ersten Betriebszustand betrieben werden kann, in dem das Fahrzeug hinsichtlich seiner Fahrtbewegung durch den Fahrer gesteuert wird und in einem zweiten Betriebszustand betrieben werden kann, in dem das Fahrzeug hinsichtlich seiner Fahrtbewegung autonom oder zumindest hochautomatisiert ohne Eingriff des Fahrers geführt wird, wobei eine Fahrerbeobachtungseinrichtung vorgesehen ist, die die Fahrtüchtigkeit des Fahrers detektiert und bei Erkennung der Fahruntüchtigkeit des Fahrers die Fahrzeugsteuerung selbsttätig vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand umschaltet.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2014 007 341 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs bekannt, bei dem anhand von erfassten Signalen Müdigkeit und/oder Unachtsamkeit eines Fahrers des Fahrzeugs ermittelt wird und in Abhängigkeit eines Grades einer Schwere der ermittelten Müdigkeit und/oder Unachtsamkeit zumindest ein Warnsignal an den Fahrer ausgegeben wird. Erfindungsgemäß wird zusätzlich zu der Ausgabe des Warnsignals eine zumindest einen Fahrbetrieb unterstützende Anzahl von Fahrerassistenzsystemen des Fahrzeugs bis zum Einlegen einer Pause automatisch aktiviert.
Offenbarung der Erfindung
Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, den Fahrer mittels einer Fahrerbeobachtungseinrichtung zu erfassen und in einem hochautomatisiert fahrenden Fahrzeug oder einem autonom fahrenden Fahrzeug die vorhandenen Hilfseinrichtungen automatisch zu aktivieren, falls der Fahrer aufgrund Fahruntüchtigkeit oder Ablenkung nicht in der Lage sein sollte, die Fahraufgabe selbst in vollem Umfang wahrzunehmen.
Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Begriff des hochautomatisiert fahrenden Fahrzeugs für Fahrzeugzustände verwendet, in denen das Fahrzeug zumindest streckenweise ohne eigenen Eingriff des Fahrers automatisch durch das Fahrgeschehen geführt wird, jedoch der Fahrer in außergewöhnlichen Fahrsituationen, in denen das Fahrzeug seine hochautomatisierte Fahrfunktion nicht mehr erfüllen kann, die Fahraufgabe übernehmen muss. Der Begriff des autonom fahrenden Fahrzeugs ist dabei im Kontext der vorliegenden Erfindung für Fahrzeuge vorgesehen, bei dem das Fahrzeug auch komplexe Fahrsituationen selbst bewältigen kann und eine Interaktion oder Überwachung des Fahrers nicht mehr notwendig ist.
Im Fall, dass der Fahrer beim hochautomatisierten Fahren die Fahraufgabe übernehmen muss um das Fahrzeug manuell weiterzuführen, kann dies beispielsweise mittels einer gewissen Ankündigungszeit zwischen der Fahrerinformation und der Umschaltung erfolgen.
Vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung derart weitergebildet, dass das Fahrzeug im zweiten Betriebszustand Aktoreinrichtungen für die Bewegungssteuerung des Fahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung und/oder Aktoreinrichtungen für die Bewegungssteuerung des Fahrzeugs in Querrichtung und/oder Signaleinrichtungen des Fahrzeugs ansteuert. Durch die Aktoreinrichtungen für die Bewegungssteuerung in Fahrzeuglängsrichtung ist es möglich, das Fahrzeug im autonomen Betriebszustand oder im hochautomatisierten Betriebszustand selbstständig zu beschleunigen oder zu verzögern und damit das Fahrzeug ohne Fahrerinteraktion entlang einer vorausberechneten Fahrtrajektorie zu führen. Durch das Vorsehen von Aktoreinrichtungen für die Bewegungssteuerung des Fahrzeugs in Querrichtung ist es möglich, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch Lenkeingriffe ohne Fahrereingriffe so zu verändern, dass das Fahrzeug hochautomatisiert oder autonom entlang einer vorausberechneten Fahrtrajektorie gesteuert wird. Durch das Vorsehen von Signaleinrichtungen am Fahrzeug ist es weiterhin möglich, dass Fahrtrichtungsänderungen oder Fahrsituationen, in denen der nachfolgende Verkehr mittels Warnblinkeinrichtungen gewarnt werden sollte, automatisch signalisiert werden und somit das autonom geführte Fahrzeug oder das hochautomatisiert geführte Fahrzeug sein Fahrzeugumfeld über bevorstehende Fahrmanöver informiert.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Fahrerbeobachtungseinrichtung eine Innenraumkamera ist, die eine Müdigkeit des Fahrers erkennt. Es ist möglich, mittels Kameras oder hochauflösenden Sensoren im Innenraum des Fahrzeugs den Fahrer und dessen Mimik und Gesichtsausdruck zu erkennen und bestimmte Bewegungsmuster dahingehend auszuwerten, ob der Fahrer für die momentane Fahraufgabe aufmerksam bzw. fahrtüchtig ist oder ob die Fahreraufmerksamkeit bzw. Fahrtüchtigkeit nicht vorhanden ist und damit weitere Aktionen notwendig werden. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass eine Kamera oder ein hochauflösender Radar- oder Lidarsensor zumindest den Kopfbereich des Fahrers des Fahrzeugs erfasst und dabei die Stärke und/oder die Frequenz des Augenblinzelns erfasst, ein Gähnen des Fahrers erfasst oder die Häufigkeit seines Gähnens innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erfasst oder die Dauer geschlossener Augenlider des Fahrers erfasst und aus einem oder mehreren dieser Werte einen Müdigkeitszustand des Fahrers bestimmt, mittels dessen Wert eine Umschaltung der Fahrzeugsteuerung vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand ausgelöst wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Fahrerbeobachtungseinrichtung eine Freisprecheinrichtung oder ein mit dem Fahrzeug gekoppeltes Mobilfunkgerät ist, durch die bzw. durch das ein eingehender oder ausgehender Anruf oder eine Bedienaktivität des Fahrers am Mobilfunkgerät oder an der Freisprecheinrichtung oder an einem Entertainmentgerät erkannt wird. Hierdurch ist es möglich, dass eine Telefonaktivität des Fahrers oder eine Internetaktivität des Fahrers erfasst wird und damit ein Ablenkungsgrad des Fahrers vom momentanen Fahrgeschehen festgestellt werden kann, in dessen Abhängigkeit eine Umschaltung der Fahrzeugsteuerung des Fahrzeugs von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand ermöglicht wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Fahrerbeobachtungseinrichtung ein Messwertgeber ist, der eine Betätigung des Lenkrads und/oder eine Betätigung des Fahrpedals und/oder eine Betätigung des Bremspedals erfasst und durch Auswertung der Auslenkungsamplitude, der Auslenkungsgeschwindigkeit und/oder der Betätigungsfrequenz der Fahrerbeobachtungseinrichtung bestimmt wird, ob der Fahrer das Fahrgeschehen mit Aufmerksamkeit verfolgt oder unaufmerksam ist. Durch Auswertung der Betätigungsamplituden, der Betätigungsgeschwindigkeiten und/oder der Betätigungsfrequenzen der Fahrerbetätigungseinrichtungen wie Fahrpedal, Bremspedal und/oder Lenkeinrichtung kann die aktuelle Fahreraufmerksamkeit abgeleitet werden und entsprechend der erste Betriebszustand der Fahrzeugsteuerung beibehalten werden oder auf den zweiten Betriebszustand umgeschaltet werden, um das Fahrzeug im Falle einer Unaufmerksamkeit des Fahrers in einem hochautomatischen oder autonomen Betriebsmodus weiterzuführen, um die Fahrsicherheit zu erhöhen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Fahrerbeobachtungseinrichtung ein Messwertgeber ist, der die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und/oder die Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder die Fahrzeuglängsbeschleunigung und/oder die Fahrzeugquerbeschleunigung und/oder die Drehrate um die Fahrzeuggierachse, also die Fahrzeughochachse, und/oder die Drehrate um die Fahrzeugrollachse, also die Fahrzeuglängsachse, und/oder die Drehrate um die Fahrzeugnickachse, also die Fahrzeugquerachse, und/oder Objekte im Fahrzeugumfeld detektiert und die Relativkoordinaten der Objekte bezüglich des eigenen Fahrzeugs zur Verfügung stellt, erfasst. Durch die Detektion der Fahrzeuglängsdynamik, der Fahrzeugquerdynamik sowie der Drehraten ist es möglich, die momentane Fahrweise des eigenen Fahrzeugs zu ermitteln und beispielswiese eine schwankende Fahrweise, die auf eine Bewusstlosigkeit des Fahrers schließen lässt, erkannt werden kann. Eine derartige schwankende Fahrweise kann beispielsweise erkannt werden, wenn der Fahrer an einem Herzinfarkt erkrankt ist oder wenn er unaufmerksam ist und nur sporadisch das Fahrzeug auf der Fahrspur korrigiert. Weiterhin ist eine Fahrerbeobachtung auch mittels externer Umfeldsensorik möglich, indem Objektsensoren, wie beispielsweise Radarsensoren, Lidarsensoren, Videosensoren und/oder Ultraschallsensoren die Relativpositionen von Objekten messen sowie die Relativbewegung und/oder die Annäherung des eigenen Fahrzeugs an diese erkannten Objekte ermittelt und hinsichtlich der Fahreraufmerksamkeit bewertet wird. Durch die Auswertung der Relativpositionen und Relativbewegungen des eigenen Fahrzeugs zu erkannten Objekten ist ebenfalls eine Auswertung der eigenen Fahrzeuglängsdynamik und/oder der Fahrzeugquerdynamik möglich, ohne dass hierzu Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren oder Drehratensensoren zur Ermittlung der eigenen Fahrzeugbewegungen erforderlich wären.
Weiterhin ist es möglich, durch einen Vergleich einer vorausberechneten Solltrajektorie des Fahrzeugs, die beispielsweise mittels einer künstlichen Intelligenz im Hintergrund berechnet wurde, mit der tatsächlich gefahrenen Ist-Trajektorie des Fahrzeugs zu vergleichen. Bei Abweichungen zwischen der SollTrajektorie und der Ist-Trajektorie, die beispielsweis mittels Umfeldsensoriken durch Auswertung der Abstände und Relativpositionen von Objekten erfolgen kann, und des Vergleichs der Abweichungswerte mit einem Schwellwert ist es möglich, den Fahrzustand vom ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand umzuschalten und damit automatisch einen hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb zu aktivieren. Der Vorteil bei dieser Ausführung ist, dass nur ein geringer Mehraufwand nötig ist, da Solltrajektorien für den Eingriff ohnehin durch die künstliche Intelligenz im Hintergrund vorausberechnet werden müssen. Die künstliche Intelligenz kann hierbei beispielsweise mittels eines künstlichen, neuronalen Netzwerkes ausgebildet sein.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Fahrerbeobachtungseinrichtung außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, indem eine Information bezüglich der Fahrtüchtigkeit des Fahrers in einer Datencloud gespeichert wird, mit der das Fahrzeug verbunden ist und für die Umschaltung vom ersten in den zweiten Betriebszustand in der Datencloud abgefragt wird, ob diese die Fahrtüchtigkeit des Fahrers repräsentierende Information, vorhanden ist oder nicht. Beispielsweise kann der Arzt des Fahrers eine Information in der Datencloud ablegen. Das Fahrzeug greift, beispielsweise bei jedem Neustart, mittels einer Car-to-X-Datenverbindung auf die Datencloud zu und fragt diese hinterlegte Fahrtüchtigkeitsinformation ab. Sofern der Arzt in dieser Datencloud Informationen hinterlegt hat, die die nicht vorhandene Fahrtüchtigkeit des Fahrers, beispielsweise aufgrund einer schweren Erkrankung, dokumentiert, ist eine Aktivierung des ersten Betriebszustands, sprich des manuellen Fahrbetriebs durch den Fahrer nicht möglich, sondern nur ein hochautomatisierter oder autonomer Fahrbetrieb möglich. Erst wenn der Arzt des Fahrers in der Datencloud den Gesundheitszustand als „gesund“ eingetragen hat, also Information der bestehenden Fahrtüchtigkeit hinterlegt hat, oder ein Endetermin der Krankschreibung abgelaufen ist und die Information bezüglich der Fahruntüchtigkeit des Fahrers in der Datencloud automatisch gelöscht wurde, kann das Fahrzeug durch den Fahrer im ersten Betriebszustand, der einen manuellen Fahrzeugbetrieb repräsentiert, wieder betrieben werden. Durch diese Weiterbildung wird sichergestellt, dass Fahrer nur dann ein Fahrzeug manuell betreiben können, wenn diese hierzu gesundheitlich in der Lage sind. Bei Nichtvorhandensein dieser Fahrtüchtigkeit kann der Fahrer sein Fahrzeug nur im autonomen Fahrbetrieb oder im hochautomatisierten Fahrbetrieb benutzen, wodurch die Fahrsicherheit erhöht wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass vor der Umschaltung vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand dem Fahrer mittels einer Warneinrichtung eine optische und/oder akustische und/oder haptische Fahrerwarnung ausgegeben wird. Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass der Fahrer vor der Umschaltung über den Umschaltungszeitpunkt informiert wird und dieser gegebenenfalls die automatische Umschaltung vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand unterbinden kann. Dies kann sinnvoll sein, da der Fahrer den manuellen Betriebszustand bewusst weiterführen möchte und hierzu der Fahraufgabe wieder bewusst die nötige Aufmerksamkeit schenkt.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer autonomen Fahrfunktion oder einer hochautomatisierten Fahrfunktion eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm gespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor oder Signalprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Figur der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt die beiliegende Figur ein schematisches Blockschaltbild der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Ausführungsformen der Erfindung
In der zugehörigen Figur ist eine Fahrzeugsteuerung 1 dargestellt, die über eine Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen verfügt. Weiterhin verfügt die Fahrzeugsteuerung 1 über eine weitere Eingangsschaltung 13, der Eingangssignale für Fahrtüchtigkeitsgrößen zugeführt werden. Die der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen zugeführten Eingangssignale sind Signale, in deren Abhängigkeit Fahrzeugaktoren zur Fahrzeugbeschleunigung, Fahrzeugverzögerung oder zur Fahrzeuglenkung zugeführt werden. Als Eingangsgrößen, die der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen zugeführt werden, kommen Ausgangssignale einer Umfeldsensorik 3 in Betracht. Die Umfeldsensorik 3 kann dabei Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Videosensoren, Lidarsensoren oder eine Kombination aus diesen Sensorarten umfassen. Diese Sensoren erkennen Objekte im Detektionsbereich des jeweiligen Sensors und können die Relativpositionen und gegebenenfalls Relativgeschwindigkeiten der Objekte zum eigenen Fahrzeug ermitteln. Dabei können in vorteilhafter Weise die Positionslisten der detektieren Objekte durch die Umfeldsensorik 3 an die Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen ausgegeben werden, um diese in der Fahrzeugsteuerung 1 weiterzuverarbeiten. Weiterhin können der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen Ausgangssignale einer Einrichtung für digitale Kartendaten 4 zur Verfügung gestellt werden. Üblicherweise verfügen Navigationsgeräte über digitale Kartendaten, die beispielsweise der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen zugeführt werden können, um in Abhängigkeit der Navigationsdaten, die beispielsweise auch den Streckenverlauf der befahrenen Straße beinhalten können, zur Ansteuerung der Aktoreinrichtungen 10, 11, 12 sowie der Signaleinrichtungen 21 zu verwenden. Als weitere Eingangssignale können der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen Ausgangssignale eines Bremspedalsensors 5 zur Verfügung gestellt werden, wobei hierbei die Betätigungsgeschwindigkeit, der Betätigungsausschlag sowie eventuell die Betätigungsfrequenz des Bremspedals durch den Fahrer ermittelt werden kann und der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen ausgegeben werden kann. Wird die Fahrzeugsteuerung 1 im ersten Betriebszustand, sprich im manuellen Betriebsmodus, betrieben, so werden in Abhängigkeit der Bremspedalbetätigung, die durch den Bremspedalsensor 5 erfasst wird, die Verzögerungseinrichtungen 12 angesteuert und das Fahrzeug abgebremst. Weiterhin ist es möglich, die Aktoreinrichtungen der Verzögerungseinrichtungen 12 auch in Abhängigkeit erkannter Objekte, die mittels der Umfeldsensorik 3 erfasst wurden, anzusteuern, beispielsweise um akute Kollisionsgefahren zu verringern. Weiterhin ist ebenfalls möglich, dass bei einem kurvigen Streckenverlauf, der mittels der digitalen Kartendaten 4 des Navigationsgeräts erkannt werden kann, ebenfalls die Verzögerungseinrichtungen 12 angesteuert werden, um die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren. Als weitere Eingangsgröße der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen ist ein Fahrpedalsensor 6 vorgesehen, der ähnlich wie der Bremspedalsensor 5, die Auslenkungsamplitude, die Auslenkungsgeschwindigkeit sowie gegebenenfalls die Auslenkungsfrequenz des Fahrpedals durch die Fahrerbetätigung erfasst und der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen zuführt. In Abhängigkeit dieser erfassten Fahrpedalsensorbetätigungen ist es möglich, im ersten Betriebszustand der Fahrzeugsteuerung 1, sprich im manuellen Betriebsmodus die Beschleunigungseinrichtungen 11 anzusteuern, um das Fahrzeug entsprechend zu beschleunigen. Als Beschleunigungseinrichtungen 11 kommt beispielsweise eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe, eine Kraftstoffmengenzumesseinrichtung eines Kraftstoffeinspritzsystems oder ein Leistungstransistor eines elektrischen Antriebs in Betracht. Weiterhin wird der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen ein Ausgangssignal eines Lenkwinkelsensors 7 zugeführt, wobei dieser Lenkwinkelsensor 7 die Fahrerbetätigung des Lenkrads erfasst und Größen wie die Auslenkungsamplitude des Lenkrads, die Auslenkungsrichtung, die Auslenkungsgeschwindigkeit sowie eventuell die Lenkfrequenz der Fahrzeugsteuerung 1 zur Verfügung stellt. Wird die Fahrzeugsteuerung 1 im ersten Betriebszustand, sprich im manuellen Betriebsmodus betrieben, so kann aufgrund der durch den Lenkwinkelsensor 7 bereitgestellten Lenksignale die Aktoreinrichtung 10 für Lenkeinrichtungen angesteuert werden. Dabei kann je nach Auslenkung und Auslenkungsgeschwindigkeit die Lenkeinrichtung 10 unterschiedlich stark bzw. auch unterschiedlich schnell angesteuert werden, um den Lenkeinschlag des Fahrzeugs entsprechend einzustellen. Weiterhin ist als Eingangsgröße der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen eine C2X-Schnittstelle (Car-to-X-Schnittstelle) vorgesehen, die mittels einer Empfangsantenne 20 ausgeführt sein kann. Über diese Empfangsantenne 20 kann das Fahrzeug Daten einer Datencloud 19 empfangen und beispielsweise hochgenaue, dynamische Kartendaten oder Bewegungsdaten von anderen Verkehrsteilnehmern im unmittelbaren Fahrzeugumfeld bereitgestellt bekommen. Aus den der Eingangsschaltung 2 für Fahrzeugsteuergrößen zugeführten Eingangsgrößen ist es möglich, durch die Steuereinrichtung 8 in einem ersten Betriebsmodus, der auch als manueller Betriebsmodus bezeichnet werden kann, Ausgangssignale für eine Ausgangsschaltung 9 für Fahrzeugsteuergrößen bereitzustellen. Dabei werden die Eingangsgrößen an die nachgeordneten Aktoreinrichtungen 10, 11, 12 sowie die Signaleinrichtungen 21 ausgegeben, wobei eine Lenkbetätigung des Fahrers am Lenkwinkelsensor 7 an die Lenkeinrichtungen 10 ausgegeben wird, eine Fahrpedalbetätigung, die durch den Fahrpedalsensor 6 erfasst wird, an die Aktoreinrichtung der Beschleunigungseinrichtungen 11 ausgegeben wird und eine Bremspedalbetätigung, die durch den Bremspedalsensor 5 erfasst wird, an die Aktoreinrichtung für die Verzögerungseinrichtungen 12 ausgegeben wird. Weitere Sicherheitsfunktionen, wie eine automatische Notbremsfunktion oder eine automatische Anpassung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit können diese manuellen Fahrzeugbedienungen zusätzlich überlagern. Weiterhin verfügt die Fahrzeugsteuerung 1 über eine weitere Eingangsschaltung 13 für Fahrtüchtigkeitsgrößen, der beispielsweise die Ausgangsgrößen des Bremspedalsensors 5, des Fahrpedalsensors 6, des Lenkwinkelsensors 7 und der Car-to-X-Schnittstelle 20 zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin kann diese Eingangsschaltung 13 für Fahrtüchtigkeitsgrößen Ausgangssignale einer Innenraumkamera 14 oder eines hochauflösenden Radar- oder Lidarsensors zur Verfügung gestellt werden, der die Aufmerksamkeit des Fahrers erkennt und auswertet und damit feststellen kann, ob der Fahrer momentan das Fahrgeschehen mit Aufmerksamkeit verfolgt oder vom Fahrgeschehen abgelenkt ist. Weiterhin kann aus den Signalen des Bremspedalsensors 5, des Fahrpedalsensors 6 sowie des Lenkwinkelsensors 7 die Fahrerbetätigung festgestellt werden und aus der Häufigkeit und Intensität dieser Größen die Aufmerksamkeit des Fahrers ermittelt werden. Bei Ermüdung des Fahrers oder Ablenkung durch sonstige Tätigkeiten wie Telefonieren oder Bedienung von Entertainmenteinrichtungen verändert sich das Betätigungsverhalten des Fahrers dieses Lenkwinkelsensors 7, des Bremspedalsensors 5 sowie des Fahrpedalsensors 6, so dass diese Sensoreinrichtungen seltener betätigt werden, jedoch dann in stärkerem Ausmaß und hektischer betätigt werden. Hierdurch lässt sich die Fahreraufmerksamkeit ableiten, ebenso wie aus der Innenraumkamera 14 bzw. dem hochauflösenden Innenraumsensor 14. Weiterhin wird der Eingangsschaltung 13 für Fahrtüchtigkeitsgrößen ein Signal einer Freisprecheinrichtung 15 oder eines gekoppelten Smartphones 15 zugeführt, wodurch sich ermitteln lässt, ob der Fahrer durch Bedienung eines Mobiltelefons, beispielsweise durch Telefonieren oder durch Internetaktivitäten vom Fahrgeschehen abgelenkt ist und damit eine Fahruntüchtigkeit vorliegen könnte. Weiterhin ist als Eingangsgröße der Eingangsschaltung 13 für Fahrtüchtigkeitsgrößen eine Bedieneinrichtung 16 vorgesehen, die beispielsweise Betätigungsknöpfe oder Drehdrücksteller oder Touchscreens zur Betätigung von Fahrzeugfunktionen sein kann. Ist der Fahrer momentan durch Betätigung von Fahrzeugfunktionen, beispielsweise dem Verändern der Einstellungen der Klimaeinrichtung, beschäftigt, so kann dieses ebenfalls auf eine Ablenkung des Fahrers vom Fahrgeschehen hinweisen und damit eine momentane Fahruntüchtigkeit des Fahrers erzeugen. Weiterhin ist es möglich, der Eingangsschaltung 13 für Fahrtüchtigkeitsgrößen Information zuzuführen, die den Gesundheitszustand des Fahrers betrifft. So kann beispielsweise der Arzt des Fahrers im Falle einer schwerwiegenden Erkrankung des Fahrers Information in einer Datencloud 19 ablegen. Wird das Fahrzeug durch den Fahrer gestartet, so wird, beispielsweise mittels einer Car-to-X Schnittstelle 20 Information von der Datencloud 19 abgefragt und erkannt, dass das fahrzeug für die dauer der schwerwiegenden Erkrankung des Fahrers nur im zweiten Betriebszustand II im autonomen Fahrzustand oder hochautomatisierten Fahrzustand betrieben werden kann. Erst wenn der Arzt des Fahrers die Krankheitsinformation in der Datencloud 19 wieder löscht oder die befristete Krankheitsinformation abgelaufen ist kann der Fahrer das Fahrzeug wieder im ersten Betriebszustand I manuell betreiben. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein Fahrer mit schwerwiegender Erkrankung nicht selbst das Fahrzeug fährt und somit sich selbst und seine Verkehrsteilnehmer aufgrund seines Gesundheitszustands gefährdet.
Die der Eingangsschaltung 13 für Fahrtüchtigkeitsgrößen zugeführten Größen werden einer Fahrtüchtigkeitsbestimmungseinrichtung 17 zugeführt, in der aufgrund der Betätigungsintensitäten und Betätigungshäufigkeiten eine Ablenkung und damit eine Fahruntüchtigkeit des Fahrers ermittelt wird und mit Schwellenwerten für die jeweilige Eingangsgröße verglichen wird. Wird der vorgegebene Schwellenwert überschritten, da eine besonders hohe Ablenkung des Fahrers vom Fahrgeschehen erkannt und damit eine Fahruntüchtigkeit durch die Fahrtüchtigkeitsbestimmungseinrichtung 17 ermittelt wurde, so wird durch die Fahrtüchtigkeitsbestimmungseinrichtung 17 ein Ausgangssignal erzeugt, das an die Steuereinrichtung 8 ausgegeben wird. Die Steuereinrichtung 8 schaltet in diesem Fall vom ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand um, indem das Fahrzeug autonom oder hochautomatisiert weitergeführt wird. In diesem zweiten Betriebszustand wird das Fahrzeug entlang einer vorgesehenen Fahrtstrecke durch Beschleunigen, Verzögern und Lenken geführt, ohne dass hierfür der Fahrer durch Betätigen des Bremspedals, des Fahrpedals oder der Lenkeinrichtung Steuerbefehle vorgibt. In diesem zweiten Betriebszustand wird demnach das Fahrzeug hauptsächlich aufgrund der Ausgangssignale der Umfeldsensorik 3, der digitalen Kartendaten 4 sowie der Eingangsdaten der Car-to-X-Schnittstelle 20 entlang einer vorausberechneten Fahrtrajektorie geführt. Bevor die Umschaltung in der Steuereinrichtung 8 vom ersten in den zweiten Betriebszustand vorgenommen wird, ist es möglich, dass die Fahrtüchtigkeitsbestimmungseinrichtung 17 eine Fahrerwarneinrichtung 18 aktiviert, die beispielsweise ein akustisches, ein optisches oder ein haptisches Signal oder eine Kombination hieraus sein kann. Durch dieses Signal der Fahrerwarneinrichtung 18 wird der Fahrer informiert, dass eine Umschaltung des ersten Betriebszustands in den zweiten Betriebszustand unmittelbar bevorsteht und der Fahrer gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einleiten muss, falls er das Fahrzeug im ersten Betriebszustand weiterführen möchte. Werden keine Gegenmaßnahmen des Fahrers durchgeführt, so schaltet die Steuereinrichtung 8, beispielsweise nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer, vom ersten, manuellen Betriebszustand in den zweiten, automatisch geführten Betriebszustand um.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014007341 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug in einem ersten Betriebszustand (I) betrieben werden kann, in dem das Fahrzeug hinsichtlich seiner Fahrtbewegung durch den Fahrer gesteuert wird und in einem zweiten Betriebszustand (II) betrieben werden kann, in dem das Fahrzeug hinsichtlich seiner Fahrtbewegung autonom oder zumindest hochautomatisiert ohne Eingriff des Fahrers geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrerbeobachtungseinrichtung (5, 6, 7, 14, 15, 16) vorgesehen ist, die die Fahrtüchtigkeit des Fahrers detektiert und bei Erkennung der Fahruntüchtigkeit des Fahrers die Fahrzeugsteuerung (8) selbsttätig vom ersten Betriebszustand (I) in den zweiten Betriebszustand (II) umschaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug im zweiten Betriebszustand (II) Aktoreinrichtungen für die Bewegungssteuerung des Fahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung (11, 12) und/oder Aktoreinrichtungen für die Bewegungssteuerung des Fahrzeugs in Querrichtung (10) und/oder Signaleinrichtungen (21) des Fahrzeugs ansteuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbeobachtungseinrichtung (14) eine Innenraumkamera ist, die eine Müdigkeit des Fahrers erkennt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbeobachtungseinrichtung (5, 6, 7, 14, 15, 16) - eine Freisprecheinrichtung oder - ein mit dem Fahrzeug gekoppeltes Mobilfunkgerät ist, durch die bzw. durch das ein eingehender oder ausgehender Anruf oder eine Bedienaktivität des Fahrers erkannt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbeobachtungseinrichtung (5, 6, 7, 14, 15, 16) ein Messwertgeber ist, der eine Betätigung des Lenkrads (7) und/oder eine Betätigung des Fahrpedals (6) und/oder eine Betätigung des Bremspedals (5) erfasst und durch Auswertung der Auslenkungsamplitude, der Auslenkungsgeschwindigkeit und/oder der Betätigungsfrequenz bestimmt wird, ob der Fahrer das Fahrgeschehen mit Aufmerksamkeit verfolgt oder unaufmerksam ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbeobachtungseinrichtung (5, 6, 7, 14, 15, 16) ein Messwertgeber ist, der - die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und/oder - die Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder - die Fahrzeuglängsbeschleunigung und/oder - die Fahrzeugquerbeschleunigung und/oder - die Drehrate um die Fahrzeuggierachse und/oder - die Drehrate um die Fahrzeugrollachse und/oder - die Drehrate um die Fahrzeugnickachse und/oder - Objekte im Fahrzeugumfeld detektiert und die Relativkoordinaten der Objekte zur Verfügung stellt, erfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbeobachtungseinrichtung (5, 6, 7, 14, 15, 16) außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, indem eine Information bezüglich der Fahrtüchtigkeit des Fahrers in einer Datencloud (19) gespeichert wird, mit der das Fahrzeug verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Umschaltung vom ersten Betriebszustand (I) in den zweiten Betriebszustand (II) dem Fahrer mittels einer Warneinrichtung (18) eine optische und/oder akustische und/oder haptische Fahrerwarnung ausgegeben wird.
Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei die Steuerung das Fahrzeug in einem ersten Betriebszustand (I) betreiben kann, in dem das Fahrzeug hinsichtlich seiner Fahrtbewegung durch den Fahrer gesteuert wird und die Steuerung das Fahrzeug in einem zweiten Betriebszustand betreiben kann, in dem das Fahrzeug hinsichtlich seiner Fahrtbewegung autonom oder zumindest hochautomatisiert ohne Eingriff des Fahrers geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrerbeobachtungseinrichtung die Fahrtüchtigkeit des Fahrers detektiert und bei Erkennung der Fahruntüchtigkeit des Fahrers die Fahrzeugsteuerung selbsttätig vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand umschaltet.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Umschaltung vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand dem Fahrer eine optische und/oder akustische und/oder haptische Fahrerwarnung ausgegeben wird.
Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 9 bis 10.
Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 10.