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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben eines zumindest teilweise automatisiert fahrbaren Fahrzeugs mit einer von einem Fahrer bedienbaren Lenkhandhabe (als Bedienelement), die in einem im Wesentlichen manuellen Fahrmodus zur Steuerung zumindest der Querführung des Fahrzeugs ausgestaltet ist.
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In der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102016217772.9 ist eine Vorrichtung, ein Betriebsverfahren und eine elektronische Steuereinheit zur Steuerung eines zumindest teilweise automatisiert fahrbaren Fahrzeugs beschrieben, mit welcher das in den vorliegenden Unterlagen beschriebene Betriebsverfahren vorteilhaft ausgeführt werden kann. Daher wird vorliegend vollumfänglich auf die vorstehend genannte nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung Bezug genommen; insbesondere soll deren Inhalt durch Bezugnahme vollständig in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung einbezogen sein.
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Vorliegend wird nun eine intelligente Interaktion zwischen einem automatisiert fahrenden bzw. fahrbaren Fahrzeug und einem Fahrer, der auch ein Nutzer des (z.B. hinreichend automatisiert fahrbaren) Fahrzeugs sein kann, aufgezeigt, welche dem Fahrer eine vollkommen neue Möglichkeit bzw. ein neues Fahrerlebnis (gegenüber dem bislang bekannten Stand der Technik) eröffnet (= Aufgabe der Erfindung).
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ist für eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest einen ersten Betriebsmodus aufweist der sich von einem im Wesentlichen manuellen Betriebsmodus unterscheidet, in dem ein oder mehrere von dem Fahrer in einem ersten Zeitintervall veranlassten Bedienhandlungen an der Lenkhandhabe nicht in dem ersten Zeitintervall ausgeführt werden, sondern abhängig von einer vorausbestimmten Bedingung in einem zweiten Zeitintervall ausgeführt werden.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Lenkhandhabe kann sich zumindest zu einem ersten Zeitintervall in einem von einer Steuerung der Querführung des Fahrzeugs, insbesondere von einer (direkten, wesentlichen) Beeinflussung der Radstellwinkels, zumindest teilweise entkoppelten Zustand befinden. Bevorzugt kann die Vorrichtung auch ausgestaltet sein, den zumindest einen Grad der Kopplung zwischen der Lenkhandhabe und einer (nahezu sofortigen) Beeinflussung der Radstellwinkels im Betrieb, d.h. insbesondere während der Fahrt, insbesondere in zumindest zwei oder mehreren Stufen zu verändern.
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Beispielsweise kann der Grad der Koppelung unter einem gewissen Schwellwert abhängig von einer den Automatisierung der Fahrt repräsentierenden Größe und/oder einem erkannten Grad des haptischen Kontakts des Fahrers zu der Lenkhandhabe und/oder zu einem weiteren Bedienelement einstellbar sein. Somit kann die besagte Bedienhandlung des Fahrers besonders komfortabel und präzise ausgeführt werden, ohne dabei ein zunächst unerwünschtes (da insbesondere vorzeitiges) Verstellen des Radstellwinkels zu bewirken.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein, den Grad der Koppelung (d.h. das zumindest teilweise Entkoppeln des Lenksystems) auch abhängig von einer erkannten Bedienhandlung oder von einer erkannten Absicht des Fahrers, eine (bestimmte) Bedienhandlung zu verändern, insbesondere passend zur Eingabe einer Bedienhandlung, zu wählen. Während der Eingabe der Bedienhandlung weist die Lenkhandhabe gegenüber der Hand des Fahrers ein vorausdefiniertes Verhalten, insbesondere eine vorausdefinierte haptische Wirkung (als eine Aktion oder Reaktion auf die Bedieneingabe) auf. In diesem Beispiel wird diese mittels der Ansteuerung eines Aktors der Lenkhandhabe aktiv veranlasst.
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Bevorzugt unterscheidet sich der besagte erste Betriebsmodus von einem vollautomatisierten und/oder von einem hochautomatisierten Betriebsmodus. Bei dem ersten Betriebsmodus handelt es sich bevorzugt um einen Betriebsmodus, der es aufgrund seiner technischer Merkmale und auch hinsichtlich seiner Zielsetzung dem Fahrer erlaubt, eine bestimmte Bedienhandlung zur Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs, insbesondere der Querführung des Fahrzeugs einzugeben. Dies kann insbesondere mit der Lenkhandhabe, die auch zu einem gewöhnten, manuellen Lenken des Fahrzeugs bei einem im Wesentlichen manuellen Betriebsmodus dient (z.B. auch mittels einer weitgehend gewohnten Drehung der Lenkhandhabe) erfolgen. Dabei muss der Fahrer - wiederum im Gegensatz zu dem gewohnten manuellen Betriebsmodus - keine präzise Auswahl des Zeitpunkts, z.B. für ein Abbiegemanöver vorgeben. Insbesondere kann der Fahrer (d.h. ggf. auch ein Nutzer) eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs (etwa eines Taxi, Shared-Car) sein, der selbst keine hinreichenden Fahrkenntnisse bzw. Fahrerlaubnis hat um besonders gut zu fahren. Dennoch ermöglich die Vorrichtung im Betrieb eine (jeweils spontane, dynamisch veränderliche, bewusste) Vorgabe zu einer Bewegung des Fahrzeugs. Insbesondere steht dabei das zweite Zeitintervall in keinem festen, ursprünglich, z.B. bei einer Fahrzeugentwicklung, etwa: „ab Werk“ festgelegten Abhängigkeitsverhältnis zu den ersten Zeitintervall. Vielmehr kann das (jeweilige, z.B. für eine bestimmte Position des Fahrzeugs und/oder bestimmte Fahrsituation zu wählende) zweite Zeitintervall im Betrieb der Vorrichtung während der Fahrt, bzw. bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens während der Fahrt, ermittelbar bzw. wählbar sein.
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Bevorzugt ist die Vorrichtung ausgestaltet in dem ersten Betriebsmodus im Gegensatz zu einem im Wesentlichen manuellen Modus lediglich einige (nach bestimmten Vorgaben ausgewählte) Merkmale der Bedienhandlung aus dem ersten Zeitintervall in die Bewegung des Fahrzeugs zu dem zweiten Zeitintervall umzusetzen. Auch kann die Vorrichtung ausgestaltet sein, in dem ersten Betriebsmodus einige weitere (nach bestimmten Vorgaben ausgewählte) Merkmale der Bedienhandlung, beispielsweise zu Gunsten einer Erhöhung der Sicherheit zu verwerfen, zu korrigierten oder lediglich nachrangig zu berücksichtigen.
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Bevorzugt unterscheidet sich der erste Betriebsmodus auch von einem (möglicherweise vorhandenen) mit einem oder mehreren Fahrerassistenzsystemen unterstützten Betriebsmodus. Beispielsweise zählt ein mit einem Fahrerassistenzsystem bis zu dem (dem Fachmann bekannten) Automatisierungsgrad 1 oder 2 unterstützter Betriebsmodus zu einem im Wesentlichen manuellen Fahrmodus.
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Der Begriff „erster Betriebsmodus“ kann im Rahmen dieses Dokuments auch als eine entsprechende (neue) Betriebsart verstanden werden. Der erste Betriebsmodus kann sich (beispielsweise je nach Einsatzzweck des Fahrzeugs oder von zumindest einer Einstellung) von einem für das Fahrzeug standardmäßigen vorgesehenen Betriebsart unterscheiden oder das hochautomatisierte Fahren (so wie dieses im Stand der Technik beschrieben wird) im Wesentlichen ersetzten. Insbesondere kann der „erste Betriebsmodus“ ein „Sonder-Betriebsmodus“ sein. Dieser kann z.B. im Zusammenhang mit bestimmte Bedingungen, z.B. im Zusammenhang mit sogenannten Shared-Cars, Taxis, etc. aktivierbar sein.
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Ferner kann der besagte erste Betriebsmodus separat oder bevorzugt zusammen mit einer Veränderung der Fahrzeugeinstellungen, etwa zusammen mit einem sogenannten Fahrerlebnisschalter, mit einer Veränderung von Fahrwerkeinstellungen, etc. aktivierbar oder deaktivierbar sein. Dabei ergibt sich eine Vielzahl von Vorteilen. Der besagte erste Betriebsmodus kann, muss aber nicht, durch einen sprunghaften Übergang eingeleitet werden. Dieser kann auch mit einem oder mehreren weiteren Betriebsmodi des Fahrzeugs kombiniert und/oder in Stufen oder im Wesentlichen stufenlos einstellbar sein. Auch kann der besagte erste Betriebsmodus z.B. automatisch abhängig von einer Straßenart, Position oder Zustand des Nutzers aktivierbar oder veränderbar sein.
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Falls in dem Fahrzeug kein manueller Modus ausführbar ist, z.B. wenn dieser (etwa in einem hochautomatisiert fahrbaren Taxi) deaktiviert ist, kann der im Anspruch 1 genannte manuelle Modus lediglich als ein Vergleich zu einem entsprechenden (vorstellbaren) manuellen Modus dienen. Das Vorhandensein bzw. die Aktivierbarkeit eines ausführbaren manuellen Fahrmodus in dem Fahrzeug ist daher keine Voraussetzung für die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. für das entsprechende Betriebsverfahren.
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Ein oder mehrere weitere Merkmale einer vom Fahrer im erfindungsgemäßen Betriebsmodus vorgenommenen Bedienhandlung können dabei verworfen werden, auf eine vorausbestimmte Art und Weise berücksichtigt oder insbesondere interpretiert werden. Insbesondere können ein oder mehrere Merkmale geeignet interpretiert werden, die im Widerspruch mit einem oder mehreren als maßgeblich erkannten Merkmalen oder mit einem festgelegten Kriterium stehen. Der Fahrer des Fahrzeugs kann ebenso ein Nutzer eines (hochautomatisiert fahrbaren) des Fahrzeugs sein, beispielsweise ein Nutzer eines zumindest hoch, - oder annähernd vollautomatisiert fahrbaren Taxi oder eines Share-Cars.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Ausführung der besagten Bedienaktion um eine solche Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs, bei der kein dauerhaftes Verlassen eines hochautomatisierten oder eines vollautomatisierten Betriebsmodus erfolgt. Insbesondere ist die Vorrichtung ausgestaltet, bei einer erkannten Bedienhandlung einen aktuell die Bewegung des Fahrzeugs steuernden Betriebsmodus, wie einen zumindest hochautomatisierten Betriebsmodus, nicht oder zumindest nicht dauerhaft zu verlassen. Beispielsweise erfolgt kein „Abwurf“ eines automatisierten Modus bzw. keine dauerhafte Veränderung des Automatisierungsgrads. Beispielsweise kann dabei die den Automatisierungsgrad der Fahrt repräsentierende Größe, die vor dem besagten ersten Zeitintervall gegolten hat, nach dem ersten Zeitintervall, insbesondere nach dem zweiten Zeitintervall wieder oder weiter gelten bzw. angestrebt werden.
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Bei einer vorliegend genannten Bedienhandlung handelt es sich im Rahmen des vorliegenden Dokuments insbesondere um eine solche Bedienhandlung, die eine Anforderung zu einer bestimmten Querführung des Fahrzeugs oder einer Veränderung der Querführung des Fahrzeugs, beispielsweise zu einer Veränderung eines Radstellwinkels des Fahrzeugs explizit umfasst oder impliziert. Beispielsweise kann die Bedienhandlung eine Anforderung zu einer bestimmten Querführung des Fahrzeugs oder einer bestimmten Veränderung der Querführung des Fahrzeugs, insbesondere zu einer bestimmten Veränderung oder Veränderungsfunktion eines Radstellwinkels des Fahrzeugs, umfassen. Diese kann auch (prinzipiell wie bei einem manuellen Lenken auch) eine gewisse Vorgabe zu einer (zeitlichen bzw. räumlichen) Veränderungsfunktion der Querführung vorgeben.
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Ferner kann die besagte Bedienhandlung kennzeichnend sein für einen bestimmten, beispielsweise im Fahrbetrieb des Fahrzeugs kurzfristig gewünschten bzw. mit der besagten Bedienhandlung zum Ausdruck gebrachten Unterschied oder Abweichung zu einer beispielsweise geplanten Route oder einer durch eine Funktionalität des Fahrzeugs geplante Route oder Trajektorie.
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Die Bedienhandlung kann eine (mehr oder weniger präzise ausgeführte) fahrerische Handlung zum Lenken des Fahrzeugs sein. Beispielsweise kann die besagte Bedienhandlung zumindest ähnlich sein wie eine Handlung, die der Fahrer in einem manuell fahrenden Fahrzeug zum Lenken, etwa beim Abbiegen oder etwa bei einem Spurwechselvorgang, ausführt. Dabei kann aber ein weiterer Unterschied zum dem manuellen Lenken auch darin bestehen, dass eine solche Bedienhandlung von dem Fahrer, z.B. in einer gewünschten Zeitspanne, bereits vor einer Abbiegestelle, z.B. vor einer Kreuzung, Abfahrt ausgeführt werden kann. Ein weiterer Unterschied kann auch darin bestehen, dass kein oder ein bestimmtes, ggf. sehr geringes Mitwirken des Fahrers bei einer (in dem zweiten Zeitintervall zu erfolgenden) Ausführung der Bewegung des Fahrzeugs notwendig ist.
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Eine Ausführung der im ersten Zeitintervall vorgenommenen Bedienhandlung zu dem zweiten Zeitintervall kann wiederum nur oder im Wesentlichen nach bestimmten, z.B. nach einer vorausbestimmten Vorschrift gewählten, Merkmalen der Bedienhandlung aus dem ersten Zeitintervall ausführbar sein. Ferner kann fakultativ die besagte Bedienhandlung (auch) eine, insbesondere zu einer angeforderten Querführung des Fahrzeugs passende Längsführung, bzw. eine Veränderung einer Längsführung des Fahrzeugs explizit umfassen oder implizieren.
Ferner kann die Ausführung der Bedienhandlung zu dem zweiten Zeitintervall auch dann, wenn in der besagten Bedienhandlung explizit oder implizit eine Anforderung zu einer Veränderung der Längsführung des Fahrzeugs erkannt ist, eine bestimmte beispielsweise aufgrund vorausbestimmter Kriterien sinnvolle Ausführung einer Veränderung der Längsführung des Fahrzeugs erfolgen. Die Ausführung einer Veränderung der Längsführung des Fahrzeugs kann dabei zeitlich überschneidend, kurz vor, oder kurz nach der Veränderung der Querführung des Fahrzeugs erfolgen.
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Allgemein bzw. vorzugsweise umfasst das Fahrzeug im Übrigen eine Steuerungseinheit, die ausgestaltet ist, abhängig von einer Bedienaktion des Fahrers am Bedienelement und/oder von einer zumindest die automatisierte Querführung des Fahrzeugs (und/oder einer Längsführung des Fahrzeugs) steuernden elektronischen Steuereinheit an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs einen Lenkwinkel, insbesondere eine bestimmte Radstellwinkelveränderung zu steuern bzw. einzustellen. Insbesondere ist die Steuerungseinheit ausgestaltet, ein oder mehrere Merkmale der Vorrichtung aufzuweisen und/oder einen oder mehrere korrespondierenden Verfahrensschritte des Betriebsverfahrenserfahren auszuführen. Beispielsweise kann eine solche Steuerungseinheit z.B. zusammen mit einer elektrischen Servolenkung und/oder zusammen mit einer Steuereinheit, die das zumindest teilweise automatisierte oder ein ferngesteuertes Fahren steuert oder veranlasst, verbaut sein.
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Nach Anspruch 2 kann das besagte zweite Zeitintervall abhängig von zumindest einer vorausbestimmten Bedingung wählbar sein. So kann die zumindest eine vorausbestimmte Bedingung abhängig von einer aktuellen und/oder für die nahe Zukunft prädizierten Fahrsituation ermittelt und berücksichtigt werden. Die zumindest eine vorausbestimmte Bedingung kann dabei eine bestimmte erste Auswahl der Merkmale, insbesondere ein bestimmtes erstes Muster der Fahrsituation aufweisen und/oder eine bestimmte zweite Auswahl der Merkmale, die auf die Fahrsituation im Betrieb der Vorrichtung zutreffen müssen, insbesondere ein zweites Muster der Verkehrssituation aufweisen.
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Was die soeben genannte Fahrsituation betrifft, so kann das zweite Zeitintervall zur Ausführung einer Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs abhängig von der zumindest einen vorausbestimmten Bedingung planbar sein. Dabei kann die Vorrichtung ausgestaltet sein, z.B. bereits während oder kurz nach dem Erkennen der besagten Bedienhandlung ein zweites Zeitintervall bzw. eine dem zweiten Zeitintervall entsprechende Fahrdistanz oder Position zu ermitteln, zu welcher die entsprechende Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs ausgeführt werden soll bzw. ausführbar ist. Sie kann eine Ausführung der besagten Bewegung des Fahrzeugs planen und/oder bestimmte vorbereitende Maßnahmen hierfür veranlassen. Als Beispiel einer vorbereitenden Maßnahme kann eine Signalisierung des Fahrzeugs nach außen, so beispielsweise ein Blinksignal erfolgen.
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Kurz auf die Begriffe „Fahrsituation“ und „Verkehrssituation“ eingehend ist die besagte Fahrsituation bevorzugt gekennzeichnet durch folgende Merkmale bzw. Parameter:
- - eine (bestimmte) räumliche Verteilung und/oder Bewegungsparameter der Verkehrsteilnehmer, insbesondere ein Verteilungsmuster der Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Fahrzeugs,
- - eine (bestimmte) räumliche Verteilung unbeweglicher Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs,
- - Relative Position und/oder Bewegungsparameter zu bestimmten Arten von Spurenmarkierungen, Verkehrszeichen, Ampeln, (nicht notwendigerweise zu bestimmten Ampeln, etc.)
- - eine Information über die Vorfahrt des Ego-Fahrzeugs, insbesondere gegenüber bestimmten Verkehrsteilnehmern und/oder Verkehrsteilnehmern die tatsächlich oder zumindest potentiell aus bestimmten Richtungen, z.B. einer querenden Straße rechts oder links kommen oder kommen können.
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Bevorzugt kann es sich bei der ersten Fahrsituation und/oder zweiten Fahrsituation um eine, bestimmte Grenzwerte überschreitende Fahrsituation bzw. Fahrsituation handeln, die durch bestimmte Grenzwerte überschreitende Parameter gekennzeichnet ist. Beispielsweise kann es sich bei der ersten Fahrsituation und/oder zweiten Fahrsituation um eine Fahrsituation handeln, die eine unerwünschte bzw. gefährliche Annäherung an ein Objekt oder einen Verkehrsteilnehmer, eine einen Grenzwert überschreitenden Beschleunigungswert, eine unterwünschte Anordnung zu weiteren Verkehrsteilnehmern, etc. umfasst. Bei der ersten Fahrsituation und/oder zweiten Fahrsituation kann es sich um eine (selten vorkommende) Sondersituation oder eine gefährliche Fahrsituation handeln, z.B. eine Fahrsituation für die ein erhöhtes Risiko ermittelt oder angenommen wird.
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Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein, eine Klassifikation einer aktuellen, für den zumindest ein erstes Zeitintervall und/oder für ein zweites Zeitintervall und/oder für die Zeit nach dem zweiten Zeitintervall geltende Fahrsituation auszuführen oder diese z.B. aus weiteren Vorrichtungen einzulesen. Dabei kann eine Zugehörigkeit einer ersten Fahrsituation zu einer von mehreren vordefinierten Klassen bestimmt werden. Eine derartige Klassifikation kann innerhalb der jeweiligen ersten Fahrzeuge und/oder in der beabstandeten Recheneinheit ausgeführt werden.
Besonders bevorzugt ist eine Fahrsituation anhand und/oder in Form eines Musters, z.B. eines Erkennungsmusters gekennzeichnet und/oder ermittelt, wobei das Muster der Fahrsituation durch bestimmte mathematische Verhältnisse der zumindest zwei unterschiedlichen zugrundeliegenden Größen bestimmt wird. Beispielsweise ist ein Muster dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Ego-Fahrzeug, z.B. mindestens doppelt höhere Geschwindigkeit aufweist, als ein anderer Verkehrsteilnehmer, z.B. ein querendes Fahrzeug mit oder ohne Vorfahrt, ein zu überholendes Fahrzeug, etc. Dabei kann ein erstes Muster der Fahrsituation vordefiniert werden, welches dann beispielsweise für eine Vielzahl bestimmter absoluter Werte, z.B. Geschwindigkeitswerte gilt.
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In einem vereinfachten Fall kann es sich bei der ersten Fahrsituation um eine durch bestimmte Kriterien, z.B. Überschreitungen und/oder Unterschreitungen vorausbestimmter Grenzwerte, gekennzeichnete Fahrsituation sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung ausgestaltet sein, bei bestimmten, z.B. durch bestimmte der besagten Merkmale, Kombinationen von Merkmalen oder besagte Muster der Fahrsituation:
- - die erkannte Bedienhandlung sofort, z.B. bereits im ersten Zeitintervall, auszuführen,
- - ein zweites Zeitintervall frei zu wählen, wobei dieses nicht später als z.B. 5, 10, 20, 30, 60 Sekunden nach dem ersten Zeitintervall ist,
- - die Ausführung der Veränderung der Bewegung des Fahrzeugs im Vergleich zu der aus der Bedienhandlung erkannten Anforderung wesentlich zu verändern oder abzulehnen,
- - eine Fahrerinformation auszugeben.
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Insbesondere handelt es sich bei dem hier definierten Begriff der Fahrsituation um eine auf die Umgebung des Fahrzeugs von < 10, 30, 50, 100, 150 Meter bezogene Fahrsituation. Die besagten Merkmale der Fahrsituation können mittels eines Sensoriksystems des Fahrzeugs bzw. aus einem unmittelbaren Erfassen der Umgebung ermittelt werden. Somit erschließt sich der Vorteil, dass auch für die (bei einer manuellen Fahrt) für die Ausführung fahrerischer Aufgaben typische Merkmale berücksichtigt werden können. Insbesondere unterscheidet sich die Bedeutung des Begriffs „Fahrsituation“ von einer umgangssprachlichen Bedeutung des Begriffs „Verkehrssituation“.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung ausgestaltet sein, das zweite Zeitintervall auch abhängig von einer Verkehrssituation zu bestimmen oder anzupassen. Dabei kann eine Kennung der Verkehrssituation aus Daten eines Navigationssystems auslesbar sein. In einem vereinfachten Fall kann eine sollte Kennung, z.B. bestimmten Kategorien „freier Verkehr“, „dichter Verkehr“, „zähfließender Verkehr“, „Stau“, etc. entsprechen.
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Nach Anspruch 3 ist das zweite Zeitintervall abhängig von dem Maß des haptischen Kontakts zu zumindest einem Teil des Bedienelements wählbar. Der besagte haptische Kontakt, insbesondere das Maß des haptischen Kontakts umfasst dabei insbesondere keine Bewegung oder Krafteinwirkung, die (zumindest gesamthaft gesehen) in die Richtung der Bedienhandlung, z.B. in eine Drehrichtung des Lenkrads gerichtet ist. So kann in einem Beispiel eine bestimmte „Griff-Art“ oder ein oder mehrere bestimmte Griff-Muster die an dem besagten Bedienelement eine Vorgabe zumindest einer Querführung des Fahrzeugs (z.B. ein Lenkrad des Fahrzeugs) erkannt werden, und abhängig von der Erkennung der bestimmten „Griff-Art“ oder eines oder mehreren bestimmten Griff-Muster von der Vorrichtung als eine gewünschte Vorgabe des Fahrers, sprich Bedienhandlung, erkannt werden.
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Dabei kann ein jeweils notwendiger haptischer Kontakt und die zumindest eine Bedienhandlung (auch gleichzeitig) mit einer Hand bzw. mit beiden Händen des Nutzers „sofort“ bewirkt werden. Die besagten, durch die Vorrichtung (zumindest voneinander) unterscheidbaren Maße des haptischen Kontakts können dabei auch derart gewählt werden, dass diese bestimmten überwiegend instinkthaften und/oder überwiegend bewussten Regungen eines Menschen entsprechen. Dabei können die in diesem Dokument beschriebenen Merkmale auch variiert werden, je nachdem ob ein Maß des haptischen Kontakts als kennzeichnend für eine überwiegend instinkthafte Regung und/oder als kennzeichnend für eine überwiegend bewusste Regung erkannt wurde. Beispielsweise kann bei einem relativ geringen Maß des haptischen Kontakts ein relativ großer Unterschied bzw. ein drittes Zeitintervall zwischen dem ersten Zeitintervall und dem zweiten Zeitintervall, insbesondere zu Gunsten eines Merkmals der Fahrqualität, der Energieeffizienz und/oder der Fahrsicherheit, wählbar sein. Bei einem relativ geringen Maß des haptischen Kontakts kann ein, z.B. von der automatisierten Führung des Fahrzeugs angestrebtes Merkmal der Fahrqualität, der Energieeffizienz und/oder der Fahrsicherheit zu Gunsten einer sofortigen Ausführung oder eines (nach Möglichkeit) verkleinerten Unterschieds bzw. eines dritten Zeitintervalls zwischen dem ersten Zeitintervall und den zweiten Zeitintervall, weniger stark, z.B. mit einer geringeren, verringerten Gewichtung, berücksichtigt werden.
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Nach Anspruch 4 kann die Vorrichtung ausgestaltet sein, ein zweites Zeitintervall zu wählen, das sich wesentlich von dem ersten Zeitintervall unterscheidet, wenn das Maß des haptischen Kontakts unter einem ersten Schwellwert ist und/oder sich verringert, und/oder ein zweites Zeitintervall zu wählen, das sich zumindest teilweise mit dem ersten Zeitintervall überschneidet oder nicht wesentlich später als das erste Zeitintervall liegt, wenn das Maß des besagten haptischen Kontakts oberhalb von einem zweiten Schwellwert ist und/oder sich erhöht. Damit kann im Betrieb ein Effekt erzielbar sein, der im etwa einem Effekt beim Reiten eines Reittiers, z.B. eines Pferds denkbar ist. Dies kann z.B. anhand der folgenden Metapher erklärt werden: Wenn der Reiter die „Zügel“ locker hält oder locker lässt, hat das Pferd eine gewisse Freiheit erhalten, einen passenden Zeitpunkt zur Ausführung des erkannten Wunsches des Reiters (falls ein Wunsch kommt) zu wählen. Wenn der Reiter die „Zügel“ fest hält, merklich anzieht oder (je nach Reitschule) eine bestimmte Handlung damit ausführt, soll sich das Pferd sofort gehorchen bzw. sich keine unnötige Verzögerung zur Erfüllung des Wunsches des Reiters leisten.
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In diesem Zusammenhang kann ein wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung auch noch in anderen Worten dargestellt werden. nämlich wie folgt: Ein Fahrer fahre mit seinem Fahrzeug in einem hochautomatisierten oder automatisiert Betriebsmodus umher. Dann sehe er beispielsweise in einer bestimmten Richtung abseits der vorgegebenen Route etwas, was Sie interessiert. Nun soll ihm ermöglicht werden, mit seiner Lenkhandhabe, d.h. bspw. seinem Lenkrad, den Wunsch an das autonom fahrende Fahrzeug zu übermitteln, dass die Route zum den Fahrer interessierenden Ziel hin abgewandelt wird. Hierfür dreht der Fahrer die Lenkhandhabe nach rechts oder nach links, und zwar noch ehe sich das Fahrzeug an einer geeigneten Fahrbahn-Abzweigung befindet. Es muss der Fahrer auch nicht die exakt passende Drehung vorgeben und er kann dies beispielsweise mehrere Sekunden vor dem gewünschten Abbiegen vorgeben. Das Lenkrad lässt sich also verdrehen, ohne dass das Fahrzeug sofort abbiegt. Dabei befindet sich Ihr Lenkrad währenddessen in einem überwiegend entkoppelten Zustand. D.h. die Lenkhandhabe kann zumindest innerhalb gewisser Grenzen (z.B. Positionsgrenzen) gesteuert werden, ohne dass das Fahrzeug vorschnell lenkt, etwa vor der Kreuzung abbiegt Die erfindungsgemäße Vorrichtung erkennt allerdings den Fahrer-Wunsch, z.B. nach rechts oder nach links abzubiegen, oder zu einer benachbarten Fahrspur zu wechseln. Der Wunsch wird dann automatisiert erfüllt, sobald die entsprechende Fahrbahnstelle erreicht ist und/oder die Randbedingungen hinreichend passend sind. D.h. der Nutzer kann seinen Wunsch wie gewünscht mit dem Lenkrad mehr oder minder vorab kundtun, ohne sich weiter mit dem Führen des Fahrzeugs zu befassen.
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Nach Anspruch 5 wird zumindest eine vorausbestimmte Bedingung abhängig von einer Karteninformation ermittelt und berücksichtigt. Beispielsweise kann eine Positionsinformation einer aktuellen oder prädizierten Position des Fahrzeugs oder eine zumindest wahrscheinliche Route des Fahrzeugs, insbesondere eine MPR (Most Probable Route) ermittelt werden. Ferner kann ein Einlesen eines Abschnitts des Layers einer digitalen Karte abhängig von einer aktuellen oder (mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit) prädizierten künftigen Position des Fahrzeugs erfolgen. Daraufhin kann die Überprüfung der zumindest eine vorausbestimmten Bedingung (in einem vereinfachten Fall das das Zutreffen oder Nichtzutreffen der zumindest einen vorausbestimmten Bedingung) abhängig von der ermittelten Positionsinformation bzw. Route des Fahrzeugs und den eingelesenen Daten aus der Karte (bzw. der Karteninformation) ermittelt werden. Im Ergebnis kann z.B. die Ausführung der zumindest einen Bewegung, insbesondere eine Veränderung der Querführung des Fahrzeugs in Bezug auf ein(en) oder mehrere Merkmale bzw. Parameter der Bewegung und/oder in Bezug auf das zweite Zeitintervall, zu einem zweiten Zeitintervall abhängig von der Karteninformation erfolgen.
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Nach Anspruch 6 ist der erste Betriebsmodus abhängig von einer den Automatisierungsgrad der Fahrt repräsentierenden Größe, insbesondere in einem vorausbestimmten Bereich der den Automatisierungsgrad der Fahrt repräsentierenden Größe, aktivierbar. Besonders bevorzugt ist der besagte erste Betriebsmodus abhängig von einer den Automatisierungsgrad der Fahrt repräsentierenden Größe, insbesondere in einem vorausbestimmten Bereich der den Automatisierungsgrad der Fahrt repräsentierenden Größe, aktivierbar. Dabei können ein oder mehrere, beispielweise hinsichtlich ihrer Parameter unterschiedliche Zusatz-Betriebsmodi vorgesehen werden. Beispielsweise kann zumindest vor der Ausführung des weiteren in diesem Dokument beschriebenen Ablaufs geprüft werden, ob ein hinreichender Automatisierungsgrad zu dem zweiten Zeitintervall verfügbar sein wird. Beispielsweise ist die Vorrichtung ausgestaltet, zumindest zwei der ersten Zusatz-Betriebsmodi anzunehmen, wobei für zumindest zwei den jeweiligen Automatisierungsgrad der Fahrt repräsentierenden Größen und/oder abhängig von Einstellungen bzw. einer Auswahl des Nutzers zumindest zwei unterschiedliche erste Betriebsmodi wählbar sind.
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Was den genannten Automatisierungsgrad betrifft, so wird bevorzugt eine den aktuellen Automatisierungsgrad der Fahrt des Fahrzeugs repräsentierende Größe und eine den prädizierten Automatisierungsgrad der Fahrt des Fahrzeugs repräsentierende Größe für zumindest ein vorausliegendes Zeitintervall, insbesondere für ein bestimmtes Zeitintervall oder Fahrstrecke berücksichtigt. Bei der den Automatisierungsgrad repräsentierenden Größe kann es sich im Rahmen dieser Beschreibung um einen aktuellen Automatisierungsgrad oder einen für die nahe Zukunft (1-30 Sekunden) bestimmten Automatisierungsgrad bzw. der entsprechenden Größe handeln. Beispielsweise kann die den Automatisierungsgrad repräsentierende Größe dann als hoch angenommen werden, wenn der Automatisierungsgrad steigt und ein bestimmtes Maß überstiegen hat und/oder als niedrig angenommen werden, wenn dieser fällt und ein vorausbestimmtes Maß unterschritten hat. Besonders bevorzugt kann ein über die Zeit kumuliertes Maß des Automatisierungsgrads berücksichtigt werden.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ermitteln einer den (ausführbaren) Automatisierungsgrad repräsentierenden Größe des Fahrzeugs für den aktuellen, insbesondere im Zeitintervall von +/- 2 Sekunden geltenden, und/oder für den in naher Zukunft von ca. 1 - 30 Sek geltenden, z.B. prädizierten oder gewünschten, Automatisierungsgrad ausgestaltet. Insbesondere kann die Vorrichtung zum Ermitteln, insbesondere Einlesen, eines Maßes des Automatisierungsgrads aus weiteren Vorrichtungen innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs ausgestaltet sein.
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Beispielsweise ist der besagte erste Betriebsmodus im Fahrbetrieb, z.B. in einer bestimmten Fahrsituation, nur oder zumindest vorwiegend aktivierbar, wenn eine den ausführbaren Automatisierungsgrad der Fahrt repräsentierende Größe eine vorausbestimmte Schwelle überschreitet. Ferner kann die Vorrichtung ausgestaltet sein, den ersten Betriebsmodus abzubrechen, die Merkmale des ersten Betriebsmodus zu verändern und insbesondere eine entsprechende Fahrerinformation auszugeben, falls die besagte den (ausführbaren) Automatisierungsgrad repräsentierende Größe während der Ausführung des ersten Betriebsmodus, insbesondere nach dem besagten ersten Zeitintervall eine vorausbestimmte Schwelle unterschreitet und/oder sinkt, z.B. eine stark sinkende Tendenz aufweist.
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Beispielsweise ist die Vorrichtung ausgestaltet, die in diesem Dokument beschriebenen Merkmale bei einer Erkennung, insbesondere Prädiktion eines zumindest abschnittsweise ausführbaren hochautomatisierten Fahrens oder des vollautomatisierten Fahrens sicherzustellen und als ein Kriterium für die Ausführung des ersten Betriebsmodus zu berücksichtigen. Insbesondere ist die Vorrichtung ausgestaltet, die in diesem Dokument beschriebenen Merkmale nicht oder nur in einer veränderten Form aufzuweisen, wenn keine Erkennung, insbesondere Prädiktion eines zumindest abschnittsweise ausführbaren hochautomatisierten Fahrern oder des vollautomatisierten Fahren oder eine Erkennung eines anderen Automatisierungsgrads erfolgt. Die Erkennung, insbesondere Prädiktion der entsprechenden den Automatisierungsgrad repräsentierenden Größe kann sich auf das Zeitintervall beziehen, zu dem die besagte zumindest eine Bedienaktion erkannt wurde und/oder auf ein Zeitintervall, zu dem die korrespondierende Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs, insbesondere der Querführung ausführbar ist.
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Nach Anspruch 7 kann der zumindest eine erste Betriebsmodus abhängig von dem Maß des haptischen Kontakts des Fahrers des Fahrzeugs zu einer Grifffläche des Bedienelements bzw. der Lenkhandhabe einleitbar, abschaltbar oder veränderbar sein. Somit kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann ausgestaltet sein, abhängig von dem besagten Maß des haptischen Kontakts:
- - den besagten ersten Betriebsmodus einzuleiten, abzuschalten und/oder zu verändern. Beispielsweise erfolgt dies bei einem, einen bestimmten Schwellwert überschreitenden des Maßes des haptischen Kontakts und/oder
- - das Agieren innerhalb des ersten Betriebsmodus insbesondere in Bezug auf bestimmte Fahrsituationen auszuführen. Dazu zählt z.B. die beschriebene Auswahl oder Anpassung des zweiten Zeitintervalls zu einer bestimmten erkannten Bedienhandlung.
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Mit anderen Worten kann bzw. können ein oder mehrere bestimmte „Griffmuster“ vorgesehen sein, mit welchen der zumindest eine erste Betriebsmodus einleitbar, abschaltbar oder, insbesondere auf eine bestimmte Art und Weise veränderbar ist. Ferner kann ein Übergang zwischen zumindest zwei Varianten des ersten Betriebsmodus abhängig von einer Veränderung des Maßes des haptischen Kontakts ausführbar sein. Beispielsweise können ein oder mehrere bestimmte Maße des haptischen Kontakts vorgesehen werden, bei welchen ein Zustandsübergang, beispielsweise in einen ersten Betriebsmodus und/oder aus einem ersten Betriebsmodus, insbesondere zu einem bestimmten weiteren Betriebsmodus und/oder zwischen zumindest zwei unterschiedlichen ersten Zusatz-Betriebsmodi, veranlasst wird. Alternativ oder zusätzlich kann ein oder mehrere Maße des haptischen Kontakts vorgesehen sein, die keinen dauerhaften Zustandsübergang bewirken, sondern die Gültigkeit haben für:
- - eine Bedienhandlung die zu dem aktuellen Zeitintervall ausgeführt wird
- - eine Bedienhandlung die zu einem darauffolgenden Zeitintervall ausgeführt wird,
- - eine Bedienhandlung die bereits zumindest zu einem wesentlichen Teil ausgeführt worden ist.
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Beispielsweise kann auf das Erkennen des zumindest einen bestimmten Maßes eines haptischen Kontakts ein kurzzeitiger Übergang in einen ersten Betriebsmodus und/oder aus einem ersten Betriebsmodus, insbesondere zu einem bestimmten weiteren Betriebsmodus veranlasst werden. Dabei kann ein automatisches Verlassen des zumindest einen ersten Betriebsmodus, insbesondere zurück in einen bisherigen Betriebsmodus oder in den letzten bisherigen Betriebsmodus, nach einer Erkennung einer (im Wesentlichen oder vollständig) eingegebenen Bedienhandlung und/oder nach Ablauf eines bestimmten Zeitinterwalls oder einer bestimmten Distanz erfolgen.
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Nach Anspruch 8 kann der Grad der Interpretation zumindest einer vom Fahrer in einem ersten Zeitintervall veranlassten Bedienhandlung in zumindest zwei Stufen oder kontinuierlich oder quasikontinuierlich in Abhängigkeit vom dem Maß des haptischen Kontakts veränderbar sein. Somit können die Parameter des zumindest einen ersten Betriebsmodus abhängig von dem Maß des Kontakts des Fahrers des Fahrzeugs mit einer oder mehreren Griffflächen, insbesondere auch innerhalb des ersten Betriebsmodus veränderbar sein. Beispielsweise kann die Berücksichtigung bestimmter Merkmale einer nachfolgenden Bedienhandlung, z.B. einer Richtung der Bewegung, einer Amplitude bzw. Winkelbereich der Bewegung, Geschwindigkeit der Querbewegung oder ein Zeithorizont mit dem eine Querführung der Bedienhandlung (je nach Randbedingungen) folgt, verändert werden.
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Nach Anspruch 9 kann das Maß des haptischen Kontakts zwischen dem Fahrer und dem Bedienelement ein Muster des haptischen Kontakts auf Basis desjenigen Drucks umfassen, der durch zumindest eine Hand, insbesondere ein oder mehrere Finger des Fahrers am Bedienelement anliegt. Nach Anspruch 10 kann das Maß des haptischen Kontakts zwischen dem Fahrer und dem Bedienelement ein Muster des haptischen Kontakts auf Basis eines Flächenmusters aus kapazitiv erfassten Messwerten umfassen. Nach Anspruch 11 kann ein Grad der Kopplung zumindest eines zweiten Teils des Bedienelements zu einer festen Position im Koordinatensystem des Fahrzeugs gesteuert oder festlegbar sein, wobei sich der zweite Teil von dem ersten Teil des Bedienelements bzw. der Lenkhandhabe unterscheidet. Nach Anspruch 12 kann die zumindest eine Beeinflussung zumindest der Querführung des Fahrzeugs in dem zweiten Zeitintervall, die von der die Bedienhandlung des Fahrers in dem ersten Zeitintervall abhängig ist, von einem oder mehreren Parametern des Fahrers abhängig sein.
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Mit den vorstehend genannten Merkmalen können die Parameter des Fahrers kennzeichnend sein für:
- - einen Aufmerksamkeitszustand, Blickrichtung, Blick-Akkomodation des Fahrers, und/oder
- - einen Fahrerzustand, insbesondere Wachsamkeitszustand, Schlafzustand,
- - Lidschlagerkennung, Sekundenschlafzustands des Fahrers.
Dabei können sich die besagten Parameter auf das zumindest eine erste Zeitintervall und/oder das zweite Zeitintervall beziehen. In einem Beispiel wird die Ausführung der Bewegung des Fahrzeugs zu einem zweiten Zeitintervall nur oder vorwiegend dann ausgeführt, wenn dann die besagten Parameter ein vorausbestimmtes Kriterium erfüllen. Beispielsweise kann der Fahrer noch mehrere Sekunden oder ca. 30, 50, 10 Meter vor einer Abbiegemöglichkeit mittels einer Lenkhandhabe ein Abbiegen des Fahrzeugs veranlassen. Das Abbiegen wird beim Erreichen der Abbiegemöglichkeit nur dann ausgeführt, wenn die letztgenannten Parameter vor und/oder während des Abbiegens ein vorausbestimmtes Kriterium erfüllen. Beispielsweise muss der Fahrer zumindest kurz in die Abbiegerichtung blicken.
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Nach Anspruch 13 kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Veränderung des Grads der Interpretation des einen oder mehrerer von dem Fahrer in einem ersten Zeitintervall veranlassten Steuerungsaktionen und/oder der Kopplung des Bedienelements oder eines Teils hiervon abhängig von einer ein vorausbestimmtes Maß überschreitenden Aktion des Fahrers an einer anderen Bedieneinheit zur Führung des Fahrzeugs sein. Nach Anspruch 14 kann ein Übernahmewille und/oder eine Lenkungsfähigkeit des Fahrers in Bezug auf eine Fahraufgabe durch die Vorrichtung erkannt werden und der Grad der Interpretation des einen oder mehrerer von dem Fahrer in einem ersten Zeitintervall veranlassten Steuerungsaktionen und/oder der Kopplung zumindest eines Teils des Bedienelements abhängig vom erkannten Maß des Übernahmewillens und/oder der Übernahmefähigkeit durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gesteuert werden. nach Anspruch 15 kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein, ein aktuell durchgeführtes oder voraussichtliches zumindest teilweise ausgeführtes automatisches Manöver zu ermitteln und daraufhin unterschiedliche Maße des haptischen Kontakts als Voraussetzung für eine Veränderung des Grades der Interpretation des einen oder mehrerer von dem Fahrer in einem ersten Zeitintervall veranlassten Bedienaktionen und/oder der Kopplung anzuwenden. Nach Anspruch 16 kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zumindest eine haptische Information an zumindest einem Teil des Bedienelements ausgeben kann, die einen Empfang oder eine Berücksichtigung einer vom Fahrer im ersten Zeitintervall veranlassten Bedienhandlung signalisiert oder bestätigt.
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In Anspruch 17 wird ein Betriebsverfahren beansprucht, wobei das Betriebsverfahren zum Betreiben eines zumindest teilweise automatisiert fahrbaren Fahrzeugs, mit einer von einem Fahrer des Fahrzeugs bedienbaren Lenkhandhabe die in einem im Wesentlichen manuellen Betriebsmodus zur Steuerung zumindest der Querführung des Fahrzeugs dient, wobei zumindest ein erster Betriebsmodus einleitbar oder durchführbar ist, wobei in dem ersten Betriebsmodus die Lenkhandhabe zumindest teilweise von einer Beeinflussung der Querführung des Fahrzeugs entkoppelt ist, und wobei eine Bedienhandlung des Fahrers in einem ersten Zeitintervall erkannt werden kann, welche eine Vorgabe zu einer Veränderung zumindest der Querführung des Fahrzeugs kennzeichnet, und wobei in ei ne zweiten Zeitintervall zumindest eine Bewegung des Fahrzeugs als Folge der erkannten Bedienhandlung ausgeführt wird, wobei das zweite Zeitintervall nicht mit dem ersten Zeitintervall übereinstimmt.
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Insbesondere ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet, das Betriebsverfahren auszuführen oder das erfindungsgemäße Betriebsverfahren ist mit der Vorrichtung ausführbar.
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In dem Anspruch 18 wird ein Betriebsverfahren beansprucht welches zumindest eines der in den vorangegangenen Ansprüchen oder in der vorliegenden Beschreibung enthaltenes Merkmal aufweist, ferner wird eine entsprechende elektronische Steuereinheit sowie ein entsprechendes Computerprogramm beansprucht. Dabei kann beispielsweise die besagte elektronische Steuerungseinheit auch als ein Teil eines zentralen, insbesondere vom Fahrzeug beabstandet angeordneten Rechners, z.B. eines Backends ausgebildet sein, wobei eine Datenverbindung zum Fahrzeug zum Betrieb der Vorrichtung bzw. zur Ausführung des Betriebsverfahrens herstellbar ist.
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Im weiteren folgen weitere Ausführungen oder Erläuterungen der vorliegenden Erfindung, welche auch als Ausführungsbeispiele betrachtet werden können. Dabei wird im weiteren auch davon gesprochen, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer bestimmten Weise ausgestaltet ist, was aber nicht bedeutet, dass eine solche Ausgestaltung obligatorisch ist; vielmehr werden im Weiteren auch fakultative Merkmale so angegeben.
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So kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein zu einem (zumindest anfänglichen) Hineinversetzen des Lenksystems des Fahrzeugs in einen zumindest teilweise entkoppelten Zustand - vgl. hierzu ausdrücklich die eingangs genannte nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102016217772.9 , auf welche wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen wird. Insbesondere wird deren Inhalt durch Bezugnahme vollständig in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung einbezogen.
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Beispielsweise wird der besagte Grad der Koppelung abhängig von bestimmten Kriterien verringert. Der Grad der Koppelung kann abhängig von dem aktuellen oder erreichbaren Automatisierungsgrad veränderbar ausgestaltet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Grad der Koppelung auch abhängig von dem ermittelten Grad des haptischen Kontakts veränderbar ausgestaltet sein. Beispielsweise kann das Hineinversetzen des Lenksystems des Fahrzeugs in einen zumindest teilweise entkoppelten Zustand, insbesondere mit einem Grad der Koppelung unter einem gewissen Schwellwert, abhängig von einer den Automatisierung der Fahrt repräsentierenden Größe und/oder einem erkannten Grad des haptischen Kontakts des Fahrers zu der Lenkhandhabe und/oder zu einem weiteren Bedienelement ausgestaltet sein. In diesem Beispiel kann das zumindest teilweise Entkoppeln des Lenksystems auch erfolgen abhängig von einer erkannten Bedienhandlung oder von einer erkannten Absicht des Fahrers eine (bestimmte) Bedienhandlung auszuführen. Insbesondere wird eine oder mehrere Positionsgrenzen, Winkelgrenzen und/oder ein haptischer Parameter der Lenkhandhabe abhängig von den in diesem Dokument beschriebenen Merkmalen einstellbar oder veränderbar sein. Auch kann eine mechanische, mechatronische bzw. logische Übertragungsfunktion zwischen der Lenkhandhabe und zumindest einem Aktor, der zum Einstellen bzw. Steuerung der Querführung des Fahrzeugs den in diesem Dokument beschriebenen Merkmalen einstellbar oder veränderbar sein.
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Während der Eingabe der Bedienhandlung weist die Lenkhandhabe gegenüber der Hand des Fahrers ein vorausdefiniertes Verhalten, insbesondere eine vorausdefinierte haptische Wirkung (als eine Aktion oder Reaktion auf die Bedieneingabe) auf. In diesem Beispiel wird diese mittels der Ansteuerung eines Aktors der Lenkhandhabe aktiv veranlasst.
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Im Weiteren auf den haptischen Kontakt eingehend werden vorzugsweise für das besagte Maß des haptischen Kontakts mehrere und vorrangig prinzipiell unterschiedliche Ausmaße des haptischen Kontakts ermittelt und berücksichtigt, so bspw. ob die Lenkhandhabe mit nur einer Hand oder mit beiden Händen gehalten und/oder umgriffen wird. Die jeweilige Ausprägung des haptischen Kontakts kann aber auch darin bestehen, an welchen Stellen der Lenkhandhabe der haptische Kontakt besteht und insbesondere auch davon abhängig sein, mit welcher Kraft oder Stärke der haptische Kontakt vorliegt.
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Beispielsweise kann das Maß des haptischen Kontakts abhängig sein, von
- - einem Maß der Kontaktfläche, insbesondere zwischen der Hand (Handfläche) des Fahrers und der Lenkhandhabe des Fahrzeugs; und/oder
- - einem Druck, insbesondere als die gesamte Andruckkraft und/oder Druckverteilung und/oder als der Druck pro Kontaktfläche und/oder als Druck pro Bereiche der Handfläche, die (zu einem relevanten Zeitintervall) einen haptischen Kontakt mit der Lenkhandhabe haben oder voraussichtlich haben werden, und/oder
- - der Anspannung und/oder Position eines oder mehrerer Finger des Fahrers.
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Dabei können vorzugsweise bestimmte vordefinierte Bereiche der Lenkhandhabe berücksichtigt werden, die (beim Lenken eines Fahrzeugs in einem oder mehreren unterschiedlichen Betriebsmodi) einen haptischen Kontakt mit der Hand des Nutzers haben sollten oder in einem vordefinierten Maße haben sollen.
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Beispielsweise kann die Druckverteilung bzw. ein Druckverteilungsmuster auf die Lenkhandhabe ein bevorzugtes Maß für die Ausprägung des haptischen Kontakts sein. Dabei kann die Lenkhandhabe - im Falle eines Lenkrads im wesentlich der Lenkradkranz, sein sollte. Jedoch kann der Begriff „Lenkradhandhabe“ im Rahmen dieses Dokuments auch als ein weiteres, nicht unbedingt rundes, Bedienelement verstanden werden, die zur Steuerung zumindest der Querführung des Fahrzeugs dient. Auch kann das Fahrzeug ein (abhängig von vorausbestimmten Bedingungen) nahezu vollständig automatisiert fahrbares Fahrzeug sein, wobei die Lenkhandhabe dann ggf. ausfahrbar, fixierbar ausgestaltet sein kann.
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Das Maß des haptischen Kontakts kann dabei mittels eines bevorzugt zweckmäßig eingerichteten Sensors bzw. Lenkrad-Sensors erfolgen. Ein Lenkrad-Sensor kann ein in einem Teil des Lenkrads verbauter Sensor, beispielsweise ein zweckmäßig weitergebildeter „Hands-On-Sensor“, bzw. ein „Hands-Off-Sensor“ sein. An einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die besagte Ausprägung des haptischen Kontakts ein Ausmaß und/oder ein Muster hinsichtlich Druck oder elektrischer Kapazität oder Induktivität des besagten haptischen Kontakts zwischen zumindest einer Hand des Fahrers und dem Lenkrad, (bzw. zumindest einen Teil des Lenkrads) sein. Dabei kann das Ausmaß örtlich beschränkt sein, so bspw. nur über gewisse Teilflächen des Lenkrads von Bedeutung sein und dementsprechend auch nur dort ermittelt werden, und/oder das genannte Muster kann ein Flächenmuster sein. Bei den beispielhaft letztgenannten Mustern kann es sich bspw. um ein Flächenmuster und/oder ein zeitliches Muster handeln, und zwar bspw. hinsichtlich des anliegenden Drucks, welcher von einer Hand und/oder zwei Händen des Fahrers am Lenkrad vorliegt. Solche Muster oder Druckmuster können bspw. mit einem kapazitiven oder piezoelektrischen Sensor in der Lenkhandhabe ermittelt werden, so bspw. mit Hilfe einer geeigneten Weiterbildung eines an sich bekannten Hands-On-Sensors. Dieser kann befähigt sein, auch zumindest zweidimensionale Muster zu erfassen und insbesondere zu erkennen bzw. zu klassifizieren. Dabei kann auch eine Erkennung von (einzelnen) Fingern erfolgen. Bevorzugt kann auch die Position bzw. Stellung der Finger zu den Teilen des Lenkrads ermittelt und berücksichtigt werden. Bevorzugt können auch die Veränderung (z.B. eine Veränderung des Maßes des besagten haptischen Kontakts) erfasst und berücksichtigt werden.
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Das Erfassen des zweidimensionalen Musters kann dabei mittels einer in die Lenkhandhabe, z.B. in den Lenkradkranz, verbauten Sensormatte erfolgen. Dabei kann die Vorrichtung auch zur Ausführung eines zumindest zweidimensionalen Mustererkennungsverfahrens ausgestaltet sein, welches sich beispielsweise der an sich bekannten Methoden der Bildverarbeitung bedienen kann. Dabei kann das zumindest zweidimensionale Mustererkennungsverfahren auf einen Teil der Oberfläche des Lenkradkranzes angewandt werden, derart, dass die Oberfläche auf eine zweidimensionale Fläche abgebildet wird. Bevorzugt wird das besagte Maß des haptischen Kontakts mittels eines dreidimensionalen Mustererkennungsverfahren ausgestaltet, wobei zumindest eine Dimension einen Zeitverlauf repräsentiert. Im Ergebnis können z.B. 4 - 16 unterschiedliche Maße des haptischen Kontakts, z.B. entsprechend zu den im Verfahren erkannten Mustern unterschieden werden.
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Ein Maß des haptischen Kontakts zwischen dem Fahrer des Fahrzeugs und dem Lenkrad kann somit ein Zeit- und/oder Flächen-Muster aus kapazitiv erfassten Messwerten umfassen, die von einer Hand und/oder zwei Händen des Fahrers an der Lenkhandhabe des Fahrzeugs erzeugt werden. Selbstverständlich ist alternativ oder zusätzlich eine Anwendung auch eines induktiven Sensierungsprinzips möglich. Zusätzlich oder alternativ kann ein im Innenraum des Fahrzeugs vorgesehenes Kamerasystem (Bilderfassungssystem) genutzt werden, um das Maß des haptischen Kontakts zwischen den Händen des Fahrers und dem Lenkrad (bzw. zumindest eines Teils des Bedienelements zur Fahrzeug-Querführung) bspw. mittels einer optischen Objekterkennung zu erfassen. Ein solches verfahrenstechnisches Merkmal ist dabei das Erkennen der Ausprägung oder des Maßes eines haptischen Kontakts zwischen dem Fahrer und dem Lenkrad (oder dgl.) sowie ggf. einer geeigneten Reaktion hierauf.
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Das Maß des haptischen Kontakts kann somit durch ein Maß eines kapazitiven und/oder induktiven Wertes zwischen der Lenkhandhabe und dem Fahrer (einer oder zwei Handflächen des Fahrers) beschrieben bzw. repräsentiert werden. So kann das Maß des kapazitiven Kontakts und/oder induktiven Kontakts beispielsweise mittels eines in der besagten Lenkhandhabe integrierten kapazitiven Sensors und/oder eines Lenkradbeheizungsdrahts erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann der (physikalische) Druck oder die Druckverteilung der Hand (bzw. Handflächen) des Fahrers auf das (manuelle) Bedienelement zur Querführung des Fahrzeugs erfasst werden. Faktisch kann das Erkennen des haptischen Kontakts dann abhängig sein von einem oder mehreren Druckwerten und/oder Kapazitätswerten oder einer Änderung der Druckwerte und/oder Kapazitätswerte, welche an der Lenkhandhabe des Fahrzeugs durch eine oder zwei Hände des Fahrers verursacht werden. Bevorzugt wird der haptische Kontakt durch ein oder mehrere bestimmte Maße repräsentiert. Dabei kann unterschieden werden zwischen einer leichten (nahezu kraftlosen) Berührung der Lenkhandhabe (z.B. des Lenkkranzes) mit einer Hand oder mit zwei Händen und einem Umgreifen des Lenkrads mit einer oder mit zwei Händen des Fahrers sowie einer ausgeprägten Kraftkopplung zwischen der einen oder zwei Händen des Fahrers und der Lenkhandhabe. Letztere kann durch ein enges und/oder flächiges Anliegen oder ein entsprechendes Maß der Reibungskraft repräsentiert sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Computerprogramm, wobei das Computerprogramm ausgebildet ist, die Vorrichtung gemäß einem oder mehrerer in diese Dokument beschriebener Merkmale zu betreiben und/oder das besagte Betriebsverfahren gemäß einem oder mehrerer in diese Dokument beschriebener Merkmale auszuführen. Insbesondere handelt es sich bei dem Computerprogramm ein Softwareprogramm, welches, z.B. als eine App ( = „Applikation“) für eine oder mehrere Arten elektronischer Recheneinheiten, bevorzugt auf der besagten elektronischen Steuerungseinheit lauffähig ist. Bevorzugt ist das Computerprogramm auch zur Berücksichtigung, Aggregation einer Vielzahl weiterer Informationen zum Betreiben der Vorrichtung bzw. zur Ausführung des Betriebsverfahrens ausgestaltet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Computerprogrammprodukt, welches einen ausführbaren Programmcode und/oder Datenabschnitte umfasst, wobei der Programmcode und/oder Datenabschnitte zur Befähigung der elektronischen Einheit zur Ausführung des Betriebsverfahrens gemäß einem oder mehreren Merkmalen der Vorrichtung oder des Verfahrens ausgestaltet ist. Das Computerprogrammprodukt umfasst insbesondere ein von der Datenverarbeitungsvorrichtung lesbares Medium oder Speicherbereiche auf einem Medium oder in einem Backend oder Cloud, auf dem der Programmcode und/oder Datenabschnitte gespeichert sind. Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Produkt, das ein permanentes oder beschränktes autorisiertes Zugriffsrecht auf abgelegte Daten des Computerprogrammprodukts umfasst. Das Computerprogrammprodukt kann dabei als ein Update eines bisherigen Computerprogramms ausgebildet sein, welches beispielsweise im Rahmen einer Funktionserweiterung, beispielsweise im Rahmen eines sogenannten „Remote Software Update“ die Teile des Computerprogramms bzw. des entsprechenden Programmcode umfasst.
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Bei dem Fahrzeug im Rahmen dieses Dokuments handelt es bevorzugt um ein Kraftfahrzeug. Daraus ergeben sich mehrere im Rahmen dieses Dokuments explizit beschriebene und mehrere weitere für den Fachmann nachvollziehbaren Vorteile. Dennoch kann das Fahrzeug auch ein Amphibienfahrzeug, ein fliegendes Fahrzeug, ein Wasserfahrzeug oder eine landwirtschaftliche Maschine sein.
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Ein besonders großer Vorteil der Erfindung ergibt sich bei einer Anwendung auf eine nach vorausbestimmten Kriterien ausgewählte Anzahl der Fahrzeuge, z.B. zugehörig zu einer oder mehreren, z.B. kooperierenden Marken oder Mitglieder einer Organisation, einer Gruppe von Nutzer, einer Gruppe eines sozialen Netzwerks und so weiter. Dabei kann die Vorrichtung auch ausgestaltet sein zu einem zweckmäßigen Austausch von Informationen auf Basis der Daten anderer Fahrzeugen aus der Anzahl der Fahrzeuge. Das Betriebsverfahren kann daher auch einen nicht eingeschränkten oder eingeschränkten, z.B. auf bestimmte Anwendungen oder Bedingungen beschränkten Zugriff auf den Programmcode und/oder Datenabschnitte, beispielsweise für eine Gruppe der Fahrzeuge und/oder der Nutzer umfassen. Ferner umfasst die Erfindung auch ein System umfassend eine Anzahl erster Fahrzeuge und eine Anzahl zweiter Fahrzeuge und/oder eine beabstandete Recheneinheit, z.B. ein Backend zum Betreiben der Fahrzeuge. Ferner umfasst die Erfindung auch alle weiteren in dem Fahrzeug nutzbaren Funktionalitäten oder Funktionalitäten des Fahrzeugs, die wiederum auf Basis der Merkmale der Vorrichtung oder abhängig von den im Betriebsverfahren ermittelten Informationen zweckmäßig betreibbar sind.
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Im weiteren wird im Sinne eines weiteren Beispiels auf den Automatisierungsgrad Bezug genommen. Als die den Automatisierungsgrad repräsentierende Größe werden in diesem Beispiel die nach VDA (= Verband Deutscher Automobilindustrie) definierte Maße oder Kategoriewerte angezogen. Darüber hinaus umfasst ein Teil der Erfindung, dass die den Automatisierungsgrad repräsentierende Größe bestimmte Aspekte des erreichbaren bzw. geeigneten Automatisierungsgrads einzeln, selektiv oder in bestimmten Kombinationen berücksichtigt. Beispielsweise kann eine den Automatisierungsgrad repräsentierende Größe der Fahrt auch selektiv sein, in Bezug auf zumindest zwei unterschiedliche Aspekte der Automatisierung der Bewegung des Fahrzeugs und/oder für zwei oder mehrere unterschiedliche Fahrerassistenzfunktionen des Fahrzeugs in der Steuereinheit, z.B. in Bezug auf eine Längsführung des Fahrzeugs und/oder Querführung des Fahrzeugs und/oder Durchführung eines Spurwechsels und/oder Durchführung eines Überholvorgangs und/oder Fahrerinformation, insbesondere im Zusammenhang mit der Fahrzeugführung. Alle beschriebenen Merkmale der Erfindung können dabei separat und unterschiedlich für unterschiedliche Aspekte der Automatisierung angewandt werden.
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Die Vorrichtung ist ausgestaltet eine den Automatisierungsgrad repräsentierende Größe einzulesen oder bevorzugt anhand diverser Daten zu ermitteln. In diesem Beispiel kann die zumindest eine den Automatisierungsgrad repräsentierende Größe abhängig von den Vorgaben des Fahrers und/oder von einer gespeicherten Bedienhistorie des Fahrers und/oder von, in einem Backend gespeicherten und vom Fahrzeug abrufbaren Parametern oder weiteren zweckmäßigen Kriterien (z.B. Straßenart, etc.) ermittelt und/oder berücksichtigt werden.
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Ein oder mehrere Merkmale des Verfahrens, beispielsweise diverse Schwellwerte, Rahmenbedingungen zu einer Interpretation einer Bedienhandlung des Nutzers, etc. können abhängig von einer Kategorie der den aktuellen oder prädizierten Automatisierungsgrad der Fahrt des Fahrzeugs repräsentierenden Größe (beispielsweise wird das Fahrzeug im teilautomatisierten Fahrmodus betrieben, wenn eine oder mehrere der besagten Größen oberhalb eines gewissen Werts und/oder unterhalb eines gewissen Werts liegen), insbesondere entsprechend zumindest eines Merkmals der Erfindung betreibbar sein.
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In einem vereinfachten Beispiel können dabei die aus dem Stand der Technik bekannten Abstufungen des Automatisierungsgrads berücksichtigt werden. Beispielsweise können die Abstufungen der Automatisierungsgrade berücksichtigt werden die von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012) definiert wurden: Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade gemäß der Definition der BASt entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) gemäß der BASt dem Level 3 der Norm SAE J3016. Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich.
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Die zumindest eine den Automatisierungsgrad repräsentierende Größe kann (darüber hinaus) unterschiedliche Aspekte des Automatisierungsgrads repräsentieren. Beispielsweise können diverse qualitative und/oder quantitative Größen des Automatisierungsgrads zweckmäßig berücksichtigt werden. Insbesondere geht es um solche Aspekte der Automatisierung, die zumindest teilweise unabhängig voneinander aktiviert oder betrieben werden können. Beispielsweise kann sich die den Automatisierungsgrad repräsentierende Größe bezogen sein auf:
- - Längsführung des Fahrzeugs und/oder
- - Querführung des Fahrzeugs und/oder
- - Durchführbarkeit eines Spurwechsels und/oder
- - Durchführbarkeit eines Überholvorgangs und/oder
- - Durchführbarkeit eines Einfahrens in die Autobahn
- - Durchführbarkeit eines Ausfahrens von der Autobahn
- - Durchführbarkeit eines automatisierten Abbiegemanövers, etc.
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Eine den Automatisierungsgrad repräsentierende Größe kann auch, beispielsweise auf ein (zunächst als möglich oder ein möglicherweise gewünschtes oder sinnvolles geltendes) Fahrmanöver oder ein bestimmtes möglicherweise bevorstehendes Fahrmanöver bezogen werden.
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Nach einem weiteren Beispiel werden die Merkmale der Vorrichtung bzw. des Betriebsverfahrens auf ein zumindest teilweise automatisierte Parken, Ausparken und Rangieren des Fahrzeugs angewandt. Dabei können Merkmale des Verfahrens, z.B. ein oder mehrere Schwellwerte, z.B. Vergleichsmuster der Maße des haptischen Kontakts im Vergleich zu einem Fahren mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit variiert werden.
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Als weiteres Beispiel kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bestehend aus einer Lenkhandhabe und ein zugehörigen elektronischen Steuereinheit eine mechanische Kopplung des Bedienelements mit der Radstellwinkel-Aktor aufweisen oder nicht. Beispielsweise kann dies auch auf Basis eines sogenannten Drive-by-Wire-Systems eingerichtet sein. In diesem Beispiel kann eine mechanische Kopplung während der Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs oder noch vor der Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs zumindest teilweise, insbesondere bis auf bestimmte Positionsgrenzen und/oder Wirkende Kraft aufgehoben werden.
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Beispielsweise kann eine Kopplung eines oder mehreren Räder des Fahrzeugs und des Bedienelements einen ersten Winkeltoleranzbereich aufweisen, der es ermöglicht, die Stellung der ein oder mehreren Räder in einem bestimmten Winkelbereich und/oder in einem bestimmten Maß und/oder bis zu einem Parameter der auf die ein oder mehreren Räder wirkenden Querkraft, zumindest teilweise unabhängig von dem Bedienelement zu verändern. Dabei kann sich der erste Winkeltoleranzbereich von einem Winkeltoleranzbereich unterscheiden, der in einer analogen Weise für das Bedienelement, insbesondere das Lenkrad (als Lenkhandhabe) gilt. In diesem Beispiel kann der erster Winkeltoleranzbereich und/oder der zweite Winkeltoleranzbereich in Abhängigkeit von dem besagten Maß des haptischen Kontakts und/oder abhängig von der den Automatisierungsgrad repräsentierenden Größe, insbesondere (dynamisch) gesteuert, werden.
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Im Folgenden werden mögliche Vorteile, die sich mit der vorliegenden Erfindung ergeben, aufgelistet:
- Dem Nutzer bzw. Fahrer des Fahrzeugs wird eine neue äußerst attraktive Funktion während eines teilautomatisierten oder automatisierten Fahrens zur Verfügung gestellt. Dabei ergibt sich ein neues Fahrerlebnis. Dieses kann sich wesentlich von einem im Wesentlichen manuellen, unterstützten oder hochautomatisierten Betriebsmodus des Fahrzeugs unterscheiden. Befriedigt wird dabei auch ein natürliches, zumindest subjektives Kontrollbedürfnisses des Fahrzeug-Nutzers. Je nach Variante oder Einstellungen sind hier beschriebenen Merkmale auch geeignet als Pendant zum hochautomatisierten Fahren für Nutzergruppen, die eigentlich selbst fahren wollten und zum hochautomatisierten oder vollautomatisierten Fahren hingeführt werden sollen. Dabei ist eine Auflösung des Widerspruchs zwischen einem willkürlichen, ggf. einem spontanen Wunsch des Nutzers und einer automatisierten Führung des Fahrzeugs beim Fahren und beim Parken möglich. D.h. dem Fahrer bleibt das, was er zu verlieren fürchtet: - seine Entscheidungsfreiheit, und dies auch ohne Unterbrechung einer automatisierte Fahrt. Wie bei hochautomatisierten Fahren generell wird dem Fahrer eine bessere Nutzbarkeit der Zeit geboten und weniger Aufmerksamkeit von ihm gefordert.
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Beispielsweise kann sich der Fahrer entscheiden, an der nächstmöglichen Abzweigung der Fahrbahn abzubiegen und gibt dies mittels einer lockeren Drehung des (entkoppelten) Lenkrads vor. Danach kann er sich anderen Dingen widmen, während das Fahrzeug bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung diese Vorgabe kurzzeitig später geeignet ausführt. Daher führt der erfindungsgemäße erste Betriebsmodus auch zu einer Komforterhöhung. Außerdem kann eine für moderne Menschen entscheidende Größe gespart werden, nämlich Zeit. Idealerweise kann nicht nur die Zeit für das Veranlassen einer bestimmten Bewegung des Fahrzeugs in gewissen Rahmen frei gewählt werden, sondern auch eine typischerweise längere Zeit vor und während einer Ausführung eines Fahrmanövers gespart werden, die ein Fahrer (wenn er zumindest teilweise manuell fahren wollte) bisher zur Beobachtung des Verkehrs gebraucht hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016217772 [0002, 0049]