-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebsmodus zum automatisierten Fahren in einem Kraftfahrzeug, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
-
Beim automatisierten Fahren geht man typischerweise von verschiedenen Betriebsmodi für das automatisierte Fahren aus, welche in Abhängigkeit von der jeweiliger Fahrsituationen möglich. Die einzelnen Betriebsmodi, welche auch als Stufen oder Level bezeichnet werden orientieren sich typischerweise an der SAE J 3016, z.B. in der derzeit aktuellen Fassung vom 30.4.2021. Die darin definierten Level 0 bis 5 lassen sich dabei folgendermaßen einordnen:
- Level 0: keine Automation; der Fahrer ist für alle Vorgänge zuständig und verantwortlich.
- Level 1: Assistenzsysteme; z.B. mittels einer automatisch adaptiven Geschwindigkeitsregelung, der Fahrer hat die volle Verantwortung und muss immer am Lenkrad sein.
- Level 2: Teilautomatisierung; das Fahrzeug kann selbststätig Lenken, Bremsen und Beschleunigen, jedoch kann und muss Fahrer nach vorgesehener Zeit Hände wieder an Lenkrad haben, ansonsten wird nach nicht nachgekommener Aufforderung Nothalt eingeleitet. Der Fahrer hat die volle Verantwortung. Diese Stufe wird auch als Hands-Off Betrieb bezeichnet.
- Level 3 bedingte Automatisierung; der Fahrer kann Nebentätigkeiten ausführen, er muss jedoch kurzfristig die Kontrolle übernehmen können, ansonsten wird nach nicht nachgekommener Aufforderung ein Nothalt des Fahrzeugs eingeleitet. Die Verantwortung in dieser Phase liegt beim Hersteller.
- Level 4 Hochautomatisierung; Das Fahrzeug fährt im gesamten Betrieb vollautonom, vorgesehen ist es hierbei die Bedienelemente, wie Lenkrad und Pedale, wegzufahren und dem Fahrer damit mehr Bewegungsraum zu geben. Im Fehlerfall kann der Fahrer daher nicht übernehmen. Es kommt somit im Fehlerfall nur ein Nothalt kommt in Frage.
- Level 5 Vollautomatisierung; autonomes Fahren ohne menschliche Beteiligung. Dies ist für die hier vorliegende Sache nicht weiter interessant und ist nur der Vollständigkeit halber genannt.
-
In einigen Fahrzeugen bzw. Automatisierungskonzepten kommen auch noch weitere unterschiedliche Ausgestaltungen innerhalb der Level gemäß SAE zum Einsatz. Diese werden dann z.B. im Level 3 als Level 3+ oder Level 3 improved bezeichnet. Dabei kann z.B. die Automatisierung gemäß Level 4 umgesetzt werden, jedoch ohne das Wegfahren der Bedienelemente, so dass ähnlich wie in Level 3, eine Übernahme der Kontrolle durch den Fahrer nach Aufforderung kurzzeitig möglich ist.
-
Aus der
DE 10 2017 208 506 A1 ist eine Vorrichtung zur Einstellung eines Betriebsmodus für automatisierten Fahrens bekannt, die ein Betätigungselement zur Auswahl verschiedener Automatisierungsstufen aufweist. Nach Feststellen der Betätigung des Bedienelementes wird der höchstmögliche Betriebsmodus gewählt.
-
Das grundsätzliche Einstellen des höchstmöglichen verfügbaren Betriebsmodus stellt im praktischen Betrieb für die das Fahrzeug nutzende Person, welche nachfolgend auch als Fahrer bezeichnet wird, in bestimmten Betriebssituationen einen Nachteil dar. So ist beispielsweise eine Fahrt im Level 4 gegebenenfalls gar nicht erwünscht, wenn der Fahrer bereit ist im Notfall die Kontrolle zu übernehmen, um dadurch eine Notfallbremsung zu verhindern. Das System im Stand der Technik offeriert ihm diese Möglichkeit, den zur Verfügung stehenden Bereich nach eigenem Ermessen nicht vollständig auszunutzen, jedoch nicht.
-
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin eine verbesserte Vorrichtung zum Einstellen eines Betriebsmodus für automatisiertes Fahren in einem Kraftfahrzeug anzugeben, welches einer das Fahrzeug steuernden Person eine höhere Flexibilität ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den von diesem Anspruch abhängigen Unteransprüchen.
-
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es so, dass ein Betätigungselement zur Auswahl verschiedener Automatisierungsstufen, ähnlich wie im Stand der Technik, vorhanden ist. Erfindungsgemäß ist das Betätigungselement dazu eingerichtet, dass verschiedene verfügbare Betriebsmodi explizit auswählbar sind. Das Betätigungselement umfasst also im Wesentlichen zwei Funktionalitäten. Einerseits sind verschiedene Betriebsmodi explizit auswählbar, wodurch auch Betriebsmodi in Stufen bzw. Level unterhalb der maximal verfügbaren Stufe angewählt werden können. Dies erhöht die Flexibilität für den Fahrer. Ferner ist es so, dass diejenigen Betriebsmodi, die aktuell nicht verfügbar sind, entsprechend gesperrt sind, sodass hier also keine Auswahl erfolgen kann, sodass dem Fahrer klar signalisiert wird, dass das Kraftfahrzeug in diesem an sich von dem Fahrer gewünschten Betriebsmodus derzeit nicht betrieben werden kann, weil beispielsweise die entsprechenden Randbedingungen, sei es hinsichtlich der Umgebung, der Sensorik, der Umwelteinflüsse oder dergleichen nicht gegeben sind.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht so ein sehr flexibles Einstellen der einzelnen Betriebsmodi über das Betätigungselement und gewährleistet gleichzeitig einen sicheren Betrieb sowie ein gutes Feedback über die Verfügbarkeit der aktuell verfügbaren Automatisierungsstufen und damit der Betriebsmodi.
-
Das Betätigungselement selbst kann gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dabei als Schalter z.B. als Dreh- oder Schieberschalter ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung in Form eines Schalters, eines Drehschalters, welcher auch als Drehknopf oder Drehregler bezeichnet werden könnte, oder eines Schiebeschalters ist außerordentlich einfach und effizient. Eine mechanische Ausgestaltung kann dabei kostengünstig und dennoch zuverlässig umgesetzt werden und wird von vielen Personen als zuverlässiger empfunden als eine elektronische Umsetzung, sodass diese besonders günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch zur Akzeptanz des automatisierten Fahrens beiträgt.
-
Ergänzend oder auch alternativ hierzu kann das Betätigungselement als eine berührungssensitive Fläche ausgebildet sein oder eine solche aufweisen. Eine solche berührungssensitive Fläche bietet den Vorteil einer sehr hohen Flexibilität. So kann diese Fläche beispielsweise für verschiedene Funktionen eingesetzt werden, um beispielsweise im Stillstand des Fahrzeugs andere Funktionalitäten zu übernehmen als während des Betriebs, währenddessen sie dann als Betätigungselement für die Auswahl verschiedener Automatisierungsstufen dient.
-
Besonders günstig ist es dabei, und so ist es gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung auch vorgesehen, wenn in dem Betätigungselement die nicht verfügbaren Betriebsmodi mittels einer Sperre blockiert sind. Eine solche Sperre kann je nach Ausgestaltung des Betätigungselements unterschiedlich realisiert werden. Beispielsweise bei der Ausgestaltung als Dreh- oder Schiebeschalter kann eine mechanische Sperre zum Einsatz kommen, welche ein Bewegen des Drehknopfes bzw. Schiebereglers in die Position eines der gesperrten Betriebsmodi aktiv verhindert. Bei der Ausgestaltung als berührungssensitive Fläche kann eine Bewegung beispielsweise eines angezeigten Elements in die Position eines gesperrten Betriebsmodus nicht umgesetzt werden. Es sind jedoch zusätzliche haptische Feedbacks z.B. in Form von Vibration möglich, um auf die gesperrte Bewegung aufmerksam machen.
-
In diesem Zusammenhang kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass ein Aktuator vorhanden ist, welcher dazu eingerichtet ist, eine erste haptische Rückmeldung zu erzeugen, wenn eine Betätigung oder eine Kraftaufwendung in Richtung eines nicht verfügbaren Betriebsmodus erfolgt. Hierdurch kann also eine Art Sperre realisiert werden oder zumindest kann die benötigte Kraftanstrengung, um das Betätigungselement in Richtung eines solchen Betriebsmodus zu bedienen, entsprechend erhöht werden, um der das Betätigungselement betätigenden Person anzuzeigen, dass hier das Weiterschalten in einen gesperrten Betriebsmodus, also beispielsweise eine aufgrund von verschiedenen Randbedingungen derzeit nicht verfügbare Automatisierungsstufe erfolgen soll.
-
Derartige haptische Rückmeldungen auf bedienungssensitiven Oberflächen, welche auch als bedienungssensitive Anzeigeelemente realisiert werden können, sind dabei soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Typischerweise werden Ultraschallschwingungen oder ähnliches dafür eingesetzt, den Widerstand der Reibung zwischen einem die Bedienfläche betätigenden Finger und der Bedienfläche selbst zu beeinflussen, um so beispielsweise Rastpositionen für einen Schiebe- oder Drehregler oder auch eine Sperre im oben beschriebenen Sinn umzusetzen.
-
Ergänzend oder alternativ hierzu kann gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung wenigstens ein Aktuator vorgesehen sein, welcher dazu eingerichtet ist, eine zweite haptische Rückmeldung zu erzeugen, wenn das Betätigungselement in die Position eines verfügbaren Betriebsmodus verstellt wird. Die erste haptische Rückmeldung im oben beschriebenen Sinn soll also das Verstellen in einen nicht verfügbaren Betriebsmodus erschweren oder verhindern. Die zweite haptische Rückmeldung dahingegen, welche von einem alternativen oder prinzipiell auch von demselben Aktuator, wenn beide vorgesehen sein sollen, erzeugt werden kann, soll so ausgestaltet sein, dass sie eine Rückmeldung erzeugt, um auch haptisch zurückzumelden, dass das Betätigungselement in die Position eines verfügbaren Betriebsmodus verstellt worden ist. Dies kann also beispielsweise ein mechanisches oder virtuelles Einrasten in der entsprechenden Position sein oder eine entsprechende Gegenkraft zwischen zwei Positionen, welche dann durch einen Abbau der Betätigungskraft eine einfache Positionierung in der jeweiligen Position ermöglicht, letztlich also das „Einrasten“ als eine Art Fade-In umzusetzen.
-
Eine sehr günstige Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung sieht dabei eine Sensorik vor, oder umfasst ergänzend oder alternativ hierzu eine Schnittstelle zu einer ohnehin vorhandenen Sensorik des Fahrzeugs, wobei die Sensorik, insbesondere durch das Zusammenspiel verschiedener Sensoren, dazu eingerichtet ist, vorgegebene Bedingungen für zumindest einen der Betriebsmodi zu erfassen. Solche vorgegebenen Bedingungen können beispielsweise für den Betriebsmodus Level 3 improved, Level 3, Level 2 oder Level 1 diejenigen sein, dass sich einerseits die Bedienelemente in der dafür vorgesehenen Position befinden, und dass sich andererseits die das Fahrzeug fahrende Person in ihrer Fahrposition befindet, also durch ihre Positionierung in der Lage ist, bei Bedarf die Kontrolle über das Fahrzeug schnell zu übernehmen. Dies spielt insbesondere bei einem Wechsel von einem Betrieb im Level 4 auf einen Betrieb in einem darunterliegenden Level eine entscheidende Rolle. Von daher ist es wichtig und besonders günstig und vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Lage ist, über eine eigene Sensorik oder von einer externen Sensorik empfangenen Daten diese Bedingungen zu überprüfen.
-
Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung hiervon kann es nun vorgesehen sein, dass das Betätigungselement dazu eingerichtet ist, einen an vorgegebene Bedingungen geknüpften nicht verfügbaren aber von der das Fahrzeug fahrenden Person gewünschten Betriebsmodus bezüglich einer Vorauswahl erst dann verfügbar zu machen und ein Aktivierungssignal für diesen Betriebsmodus auszulösen, wenn die Bedingungen erfüllt sind. Wenn also eine Person in einem solchen nicht verfügbaren Betriebsmodus wechseln möchte, dann kann über die Sensorik oder die Schnittstelle zu einer externen Sensorik überprüft werden, ob die vorgegebenen Bedingungen erfüllt sind. Bei dem oben bereits angesprochenen Beispiel, bei dem ein Wechsel beispielsweise vom Level 4 in den Level 3 gewünscht wird, würden diese Bedingungen die Position der das Fahrzeug fahrenden Person sowie der Bedienelemente betreffen. Auch bei anderen Wechseln beispielsweise vom Level 3 in den Level 4 könnten derartige Bedingungen vorliegen, beispielsweise die Verfügbarkeit von Umgebungssensoren oder die Reichweite der Umgebungssensoren, welche durch verkehrsbauliche Maßnahmen, Umweltbedingungen oder dergleichen eingeschränkt sein könnten. In jedem Fall ist es bei dieser Ausgestaltung der Vorrichtung so, dass dieser gewünschte Betriebsmodus nicht verfügbar ist und in Abhängigkeit dessen, ob die Bedingungen erfüllt oder nicht erfüllt sind, erst verfügbar gemacht wird. Solange die Bedingungen nicht erfüllt sind wäre es also ein gesperrter und nicht verfügbarer Betriebsmodus, welcher in dem Betätigungselement erst gar nicht ausgewählt werden kann. Das Betätigungselement gibt der das Fahrzeug fahrenden Person also nicht die Möglichkeit in diesem Betriebsmodus zu wechseln, solange die entsprechenden Bedingungen nicht erfüllt sind. Dies kann beispielsweise durch die erste haptische Rückmeldung und/oder eine entsprechende Sperre umgesetzt werden.
-
Eine alternative Ausgestaltung kann es auch vorsehen, dass das Betätigungselement zwar in den nicht verfügbaren gewünschten Betriebsmodus geschaltet werden kann, dieser also grundlegend verfügbar gemacht und nicht gesperrt ist. Allerdings würde dann das Aktivierungssignal, um den Betriebsmodus tatsächlich zu wechseln erst dann ausgelöst werden, wenn die Bedingungen erfüllt sind. Die das Fahrzeug fahrende Person könnte also in der Art einer Vorauswahl den gewünschten Betriebsmodus bereits einstellen, dieser würde dann aber erst aktiviert werden, wenn die entsprechenden Bedingungen erfüllt sind.
-
Als eine Weiterbildung der ersten beschriebenen Variante wäre es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung auch denkbar das Betätigungselement in Richtung des nicht verfügbaren gewünschten Betriebsmodus bewegen zu können. Das Betätigungselement ließe sich also von dem letzten verfügbaren Betriebsmodus in Richtung des gewünschten aber derzeit aufgrund der nicht erfüllten Bedingungen noch gesperrten Betriebsmodus verschieben. Die Verschiebung wäre allerdings nicht vollständig sondern würde in einer Zwischenposition enden, sodass für das Fahrzeug fahrende Person besser als in dem oben zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel deutlich erkennbar wird, dass der gewünschte Betriebsmodus lediglich vorgewählt aber derzeit noch nicht aktiviert ist. Sobald die Bedingungen dann erfüllt sind, könnte ein automatisches Verstellen in den gewünschten Betriebsmodus zusammen mit einem Auslösen des Aktivierungssignals erfolgen, sodass hier sehr eindeutig erkennbar wird, dass eine getroffene Vorauswahl, nachdem die Bedingungen erfüllt sind, tatsächlich aktiviert worden ist.
-
Die Vorrichtung selbst kann dabei gemäß einer sehr günstigen Ausgestaltung wenigstens ein Anzeigeelement zur Visualisierung des aktiven Betriebsmodus vorsehen, wobei dieses Anzeigeelement auch mehrfach vorhanden sein kann und die Visualisierung beispielsweise im Bereich des Betätigungselements anzeigen kann, aber auch in einem Menü, einem Head-Up Display oder ähnlichem. Insbesondere bei der Ausgestaltung des Betätigungselements als berührungssensitive Oberfläche kann eine Kombination mit dem Anzeigeelement erfolgen, sodass also das Betätigungselement als Touchdisplay zur gemeinsamen Ausgestaltung des Betätigungselements einerseits und des Anzeigeelements andererseits realisiert werden kann.
-
Eine sehr günstige Ausgestaltung eines solchen Anzeigeelements sieht es dabei vor, dass dieses dazu eingerichtet ist, unterschiedliche Bezeichnungen und/oder Symbole für den jeweiligen Betriebsmodus zu visualisieren. Eine solche Visualisierung unterschiedlicher Bezeichnungen und/oder Symbole kann dabei nach verschiedenen Kriterien erfolgen, beispielsweise kann die Auswahl nach ortsüblichen Vorgaben erfolgen oder auch nach Nutzervorgaben individuell eingestellt werden. Die Anzeige selbst kann dabei sehr systematisch erfolgen, indem beispielsweise die oben beschriebenen Level 0 bis 4 gemäß SAE angezeigt werden, also beispielsweise ein L0, L1, L2, L3, L3 improved und L4. Alternativ dazu könnten Systemnamen zum Einsatz kommen wie beispielsweise Autopilot, Drive Pilot plus, Drive Pilot, Distronic Plus, Tempomat und Off in der gegenüber der zuvor genannten Aufzählung umgekehrten Reihenfolge. Alternativ dazu können auch die Verantwortlichkeiten formuliert werden, indem der Level L4 beispielsweise positiv mit „Schlafen“ oder negativ mit „keine Verantwortung“ bezeichnet wird. Für den Level L3 improved wäre dies dann beispielsweise „Relaxed Position“ oder „Verfügbarkeit“ , für den Level L3 „Blick kann von der Straße genommen werden“, „Verfügbarkeit in Fahrposition“ für den Level L2 „Hände vom Lenkrad“, „Überwachung“ und für den Level L1 entsprechend „Überwachung und Lenken“ oder „Fuß von den Pedalen“. Beim Level L0 wäre dann entsprechend „volle Verantwortung“ als beispielhafte Bezeichnung denkbar. Anstelle von Schrift könnten jedoch auch Symbole zum Einsatz kommen, um auch über Sprachgrenzen hinweg eine einheitliche Darstellung zu ermöglichen.
-
Neben solchen Bezeichnungen kann über das Anzeigeelement auch die Verfügbarkeit der einzelnen Stufen beispielsweise in einer Art Ampelschaltung dargestellt werden, in welcher Grün die verfügbaren Betriebsmodi anzeigt und Rot die nicht verfügbaren Betriebsmodi. Die aktivierten verfügbaren Betriebsmodi könnten dann beispielsweise in einer weiteren Farbe entsprechend dargestellt werden, beispielsweise in Blau oder in grünem Dauerlicht, wenn die lediglich verfügbaren Betriebsmodi, welche jedoch noch nicht aktiviert sind, mit grünem Blinklicht gekennzeichnet wären. Gelbes Licht könnte immer dann eingesetzt werden, wenn das Ende einer Beherrschung des Automatisierungsgrades erreicht ist. Dies kann beispielsweise aufgrund entsprechender Umgebungsbedingungen, Witterungsbedingungen oder dergleichen der Fall sein, oder auch weil bestimmte regionale Gegebenheiten vorliegen, welche z.B. in bestimmten Gebieten ein automatisiertes Fahren mit dem derzeit eingelegten Betriebsmodus nicht erlauben.
-
Über eine solche Visualisierung kann beispielsweise im Bereich des Betätigungselements aber auch ergänzend oder alternativ hierzu im Bereich einer virtuellen Darstellung des Betätigungselements oder einer andersartigen Darstellung der ausgewählten Betriebsmodi eine entsprechende Visualisierung erfolgen. Eine das Fahrzeug nutzende Person erkennt also anhand dieser Darstellung sehr schnell ob und falls ja in welchem Rahmen sie selbst aktiv werden muss oder sich hierfür zumindest bereithalten sollte.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben sind.
-
Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Innenansicht eines Fahrzeugs mit möglichen Orten zum Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel eines mechanischen oder virtuellen Schiebestellers als Betätigungselement;
- 3 eine schematische Darstellung eines ersten haptischen Feedbacks bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung des ersten haptischen Feedbacks in einer Alternativen Variante;
- 5 eine schematische Darstellung eines zweiten haptischen Feedbacks bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung; und
- 6 eine schematische Darstellung eines weiteren haptischen Feedbacks bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
-
In der Darstellung der 1 ist der schematisch angedeutete Innenraum eines Kraftfahrzeugs 1 zu erkennen. Die Blickposition ist dabei in etwa von oberhalb einer Kopfstütze eines Fahrersitzes 2 in Richtung eines Lenkrads 3 gerichtet. Dabei sind Rückspiegel 4 sowie eine Windschutzscheibe 5 und zwei Seitenscheiben 6 schematisch angedeutet. Rechts neben dem Fahrersitz 2 befindet sich eine Mittelkonsole 7 sowie ein Beifahrersitz 8. Im Bereich des vorderen Armaturenbretts ist eine großflächige Anzeige 9 zu erkennen, welche auch einen zentralen Anzeigebereich 10 mit umfasst, welcher durch das Lenkrad 3 hindurch zu erkennen ist. Im Bereich der Seitentüren 11 sind Armlehnen 12 schematisch angedeutet. Zur Bedienung des Fahrzeugs 1 dienen als Bedienelemente neben dem Lenkrad 3 insbesondere zwei mit 13 bezeichnete Pedale zum Beschleunigen und Abbremsen des Fahrzeugs. Diese werden nachfolgend als Bedienelemente 3, 13 bezeichnet, wobei auch andere Bedienelement wie Schalter oder dergleichen zusätzlich vorhanden sein können. Neben einer Darstellung bestimmter Inhalte auf der Anzeige 9, beispielsweise in dem Zentralbereich 10, kann eine Darstellung auch im Bereich der Windschutzscheibe 5 mittels eines sogenannten Head-Up Displays erfolgen. Rein beispielhaft ist eine derartige Darstellung 14 im Bereich der Windschutzscheibe 5 angedeutet.
-
Das Fahrzeug 1 soll nun in der Lage sein in verschiedenen Betriebsmodi mit unterschiedlichen Automatisierungsstufen (teil-)automatisiert zu fahren. Um den gewünschten Betriebsmodus einstellen zu können ist dabei eine Vorrichtung 20 zum Einstellen des Betriebsmodus für das automatisierte Fahren des Kraftfahrzeugs 1 vorhanden. Diese kann beispielhaft an verschiedenen Stellen innerhalb des Fahrzeugs 1 angeordnet und beispielsweise als berührungssensitive Oberfläche, als Schiebeschalter, Drehschalter oder dergleichen ausgebildet sein. Rein beispielhaft sind in der Darstellung der 1 vier geeignete Orte angedeutet. Einmal im Bereich der Mittelkonsole 7, einmal im Bereich der Anzeige 9, einmal im Bereich einer Querstrebe des Lenkrads 3 sowie einmal im Bereich der den Fahrersitz 2 benachbarten Armlehne 12. Diese an den vier beispielhaften genannten Positionen dargestellten Vorrichtungen 20 können die angesprochenen Betätigungselemente umfassen. Rein beispielhaft soll nachfolgend die Funktionalität anhand eines virtuellen oder mechanischen Schiebestellers 21 exemplarisch erläutert werden.
-
In der Darstellung der 2 ist eine beispielhafte Draufsicht auf eine Vorrichtung 20 mit einem Schiebesteller als Betätigungselement 21 zu erkennen. Ein Schieber 22 befindet sich dabei in einer mit L3 bezeichneten Position, was sich beispielsweise am Level 3 der Bezeichnungen für das automatisierte Fahren gemäß SAE orientiert. Darunter befinden sich die Betriebsmodi L2, L1 und L0, darüber ein Betriebsmodus L3 improved, welcher hier mit L3+ bezeichnet ist und der Betriebsmodus L4 für ein hochautomatisiertes Fahren, bei welchem die das Fahrzeug 1 fahrende Person entspannen und sich anderen Tätigkeiten widmen kann, beispielsweise ein Buch lesen oder dergleichen.
-
Das Betätigungselement 21 der Vorrichtung 20 ist nun so ausgestaltet, dass die verschiedenen verfügbaren Betriebsmodi explizit ausgewählt werden können, sodass die das Fahrzeug 2 fahrende Person eine hohe Flexibilität bei der Auswahl der verfügbaren Betriebsmodi genießt. Die nicht verfügbaren Betriebsmodi sind idealerweise über eine mechanische Sperre und/oder ein haptisches Feedback durch einen Aktuator 25 auf einem als Betätigungselement 21 genutzten berührungssensitiven Flächenelement so ausgebildet, dass sie nicht angewählt werden können. Ein virtueller Schieber 22 lässt sich also nicht oder nur sehr schwer in Richtung der nicht verfügbaren und damit gesperrten Betriebsmodi bewegen. Ergänzend oder prinzipiell auch alternativ hierzu ist ein erstes Anzeigeelement als Statusanzeige 23 in der Vorrichtung 20 vorgesehen, welches hier durch fünf einzelne Punkte für eine Art „Ampel-Darstellung“ symbolisiert ist. Insbesondere beim Aufbau des Betätigungselements 21 als berührungssensitive Fläche lässt sich all dies in einem Touchscreen entsprechend umsetzen, beispielsweise an der in 1 gezeigten Position 20 innerhalb der Anzeige 9.
-
Die Darstellung der einzelnen Betriebsmodi erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vergleichsweise „nüchtern“, indem die entsprechenden Level gemäß SAE zusammen mit der Ausgestaltung L3+ mit eben dieser Bezeichnung dargestellt werden. Daneben sind selbstverständlich auch andere Bezeichnungen denkbar, welche für das Fahrzeug 1 nutzende Person gegebenenfalls besser verständlich sind und mit entsprechenden Namen oder auch einer positiven oder negativen Formulierung der Verantwortung realisiert werden können. Dies wurde oben bereits im Detail beschrieben. Selbstverständlich lassen sich daneben auch Symbole einsetzen, um die einzelnen Betriebsmodi unabhängig von der Landessprache über eine größere Fahrzeugflotte hinweg gleichartig darstellen zu können. Insbesondere beim Einsatz eines weiteren Anzeigeelements als Beschriftungsanzeige 24 zur Darstellung der Bezeichnungen, beispielsweise eines Touchscreens zur Ausbildung der gesamten Vorrichtung 20, ist es auch möglich, eine Vorwahl durch die das Fahrzeug 1 nutzende Person zu ermöglichen, sodass diese sich diejenige Art von Darstellung einstellen kann, welche für sie am besten verständlich ist, beispielsweise eine positive Formulierung der Verantwortlichkeiten.
-
Die Statusanzeige 23 dient dann im Wesentlichen dazu, wie es oben bereits angesprochen worden ist, beispielsweise durch die Farben einzelner Lichtpunkte darzustellen, ob der entsprechende Modus aktuell gesperrt oder verfügbar ist. Neben der Darstellung über Farben ließe sich hier auch eine Darstellung über Symbole, beispielsweise ein Haken für einen verfügbaren Betriebsmodus und X für einen nicht verfügbaren Betriebsmodus, realisieren. Die nachfolgenden Beispiele gehen jedoch jeweils von einer farbigen Darstellung aus, wobei hier die Farbe Rot, also die Nichtverfügbarkeit der entsprechenden Betriebsmodi durch eine von links unten nach rechts oben verlaufende Schraffur dargestellt sein soll, der umgekehrte Fall Grün für einen verfügbaren Betriebsmodus entsprechend mit einer von links oben nach rechts unten verlaufenden Schraffur. Daneben können bereits aktivierte verfügbare Betriebsmodi, wie in der Darstellung der 2 die Betriebsmodi L1, L2 und L3, beispielsweise mit einer weiteren Farbe dargestellt werden, beispielsweise mit Blau, was hier durch eine Kreuzschraffur angedeutet ist. Würde nun der Schieber 22 in der Darstellung der 2 von der aktuell aktivierten verfügbaren Automatisierungsstufe L3 in den darüber liegenden Betriebsmodus, also die Automatisierungsstufe L3+ verschoben, würde sich die Farbe hier von Grün auf Blau ändern.
-
Um das Bild der Ampeldarstellung vollends aufzugreifen kann außerdem eine Farbe Gelb mit vorgesehen sein, welche in der Darstellung der 2 nicht explizit dargestellt ist, welche aber in den späteren Figuren noch auftauchen wird, und dort durch eine senkrechte von oben nach unten laufende Schraffur angedeutet ist. Diese gelbe Farbe würde einen Zustand des entsprechenden Betriebsmodus, insbesondere eines eingelegten Betriebsmodus andeuten, bei dem das Ende einer Beherrschung des Automatisierungsgrades erkennbar ist. Dies wird im Englischen auch mit dem Begriff der Operational Design Domain (ODD), hier dann also „End of ODD“, bezeichnet. Dies bedeutet, dass beispielsweise aufgrund von Umgebungseinflüssen, geografischen Gegebenheiten, baulichen Gegebenheiten oder entsprechenden Vorschriften ein aktueller Betriebsmodus nicht mehr lange aufrechterhalten werden kann, sodass von diesem zeitnah in einen typischerweise darunter liegenden Betriebsmodus gewechselt werden muss.
-
In der Darstellung der 3 ist in zwei Teilfiguren a) und b) ein erstes haptisches Feedback mittels der Vorrichtung 20 beispielhaft dargestellt. 3a) erläutert die Situation. Das Fahrzeug 1 befindet sich derzeit in dem die Automatisierungsstufe L2 umfassenden Betriebsmodus, welcher entsprechend verfügbar und aktiviert, also mit blauer Farbe bzw. einer Kreuzschraffur in der Statusanzeige 23 dargestellt ist. Selbstverständlich ist auch der darunterliegende Betriebsmodus mit der Automatisierungsstufe L1 entsprechend verfügbar und aktiviert. Für den die Automatisierungsstufe L0, also keine Automatisierung umfassenden Betriebsmodus, gilt dies ohnehin, sodass hier auf ein Anzeigeelement der Statusanzeige 23 gänzlich verzichtet werden kann. Die darüber liegenden Betriebsmodi, welche die Automatisierungsstufen L3, L3+, L4 umfassen sind nicht verfügbar und dementsprechend als gesperrt in der Statusanzeige 23 mit roter Farbe, hier also einer Schraffur von links unten nach rechts oben, dargestellt.
-
In der Teildarstellung b) ist nun eine mit 26 bezeichnete Hand einer das Fahrzeug 1 nutzenden Person zu erkennen, welche in den Betriebsmodus L3 wechseln möchte. Dieser ist gesperrt, beispielsweise weil die erforderliche Sensorreichweite unter den gegebenen Bedingungen nicht erzielt werden kann. Versucht die Person nun dennoch den Schieber 22 mit ihrer Hand 26, wie es durch den Pfeil in der Hand dargestellt ist, nach oben zu verschieben, so wird durch den Aktuator 25 eine mit F bezeichnete Gegenkraft erzeugt, welche dieses Verschieben verhindert oder zumindest so weit erschwert, dass die Person merkt, dass dieser Betriebsmodus gesperrt ist, was sie gegebenenfalls durch eine Nichtbeachtung der Statusanzeige 23 bisher nicht erkannt hatte. Zumindest wird die Gegenkraft sie veranlassen, den Blick in Richtung der Vorrichtung 20 zu wenden, sodass sie dies erkennen kann. Damit lässt sich, ohne dass mechanische Sperrelemente notwendig sind, faktisch durch das erste haptische Feedback eine Sperre, der nicht verfügbaren Betriebsmodi erzielen. Ergänzend wäre auch eine zusätzliche Anzeige des Satus, z.B. in dem Head-Up Display 14 möglich, insbesondere könnte diese Darstellung mittelbar durch ein Signal für das Aktivieren der Gegenkraft ausgelöst werden.
-
In der Darstellung der 4 ist eine weitere Variante dieses ersten haptischen Feedbacks, also eines Sperrens eines nicht verfügbaren Betriebsmodus, dargestellt. In den drei Teilfiguren a), b) und c) der 4 sind wiederum die verschiedenen zeitlich aufeinanderfolgenden Zustände erkennbar. In der 4a) ist dabei der Ausgangszustand sehen. Das Fahrzeug 1 befindet sich derzeit im Betriebsmodus L3+, was es der das Fahrzeug 1 fahrenden Person ermöglicht sich zurückzulehnen und eine Relaxposition einzunehmen und in der sie nicht bereit sein muss, die Kontrolle über das Fahrzeug kurzzeitig zu übernehmen. Der Betriebsmodus L4 ist hier entsprechend gesperrt, also durch die rote Statusanzeige (Schraffur von links unten nach rechts oben) gekennzeichnet. Für die Betriebsmodi L3+ und L3 gilt nun, dass das Ende der Beherrschung des Automatisierungsgrades gekommen ist, sei es durch äußere Bedingungen, eine verringerte Sensorreichweite oder ähnliches. Dementsprechend sind diese beiden Betriebsmodi mit der oben schon angesprochenen Farbe Gelb, also einer Schraffur senkrecht von oben nach unten, gekennzeichnet. Die beiden darunterliegenden Betriebsmodi L1 und L2 sind entsprechend aktiviert und verfügbar, wie es durch die Farbe Blau, also die Kreuzschraffur, angedeutet ist.
-
Die das Fahrzeug führende Person bekommt dies nun mit und möchte den Schieber 22 in Richtung dieser aktivierten und verfügbaren Betriebsmodi L1 und L2 verstellen, was in der Teildarstellung b) wiederum durch die Hand 26 mit dem nach unten gerichteten Pfeil angedeutet ist. Nun ist es jedoch so, dass dieser Betriebsmodus L2, welcher also der Automatisierungsstufe der Teilautomatisierung im eingangs erläuterten Sinne entspricht, gewisse Bedingungen an die Situation und insbesondere die das Fahrzeug 1 steuernde Person stellt. So muss diese nach vorgesehener Zeit ihre Hände wieder am Lenkrad haben und auch sonst der Aufforderung nachkommen können, das Fahrzeug zu übernehmen. Sie hat in dieser Situation die volle Verantwortung, auch wenn sie die Hände kurzzeitig vom Lenkrad nehmen kann. Ist sie in dem aktuellen Betriebsmodus L3+ nun jedoch nicht in einer hierfür geeigneten Position, weil beispielsweise der Sitz in eine Relaxposition verstellt ist und sie mit den Händen das Lenkrad nicht oder nicht ausreichend sicher erreichen kann. Damit erfüllt sie entsprechende Bedingungen zum Wechsel in diesen Betriebsmodus L2 nicht. Ein Verstellen des Schiebers 22 in diesen Betriebsmodus L2 wird dementsprechend blockiert bzw. im oben genannten Sinne erschwert, indem von dem Aktuator 25 eine Gegenkraft F aufgebracht wird. Dies ist hier im Verglich zu 3 in die andere Richtung gerichtet, da die Hand 26 sich ja ebenfalls in die andere Richtung als bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel bewegen soll.
-
Diese Sperre wird erst dann aufgehoben, wenn die entsprechenden Bedingungen erfüllt sind, also die Person sich zum Beispiel aufgesetzt und in eine für das Fahren des Fahrzeugs 1 geeignete Position gebracht hat. Sind diese Bedingungen, welche das Fahrzeug 1 über entsprechende Sensoren wie beispielsweise Lagesensoren des Sitzes, eine Innenraumkamera oder dergleichen erfassen kann, erfüllt, dann wird der Wechsel in den Betriebsmodus L2 entsprechend freigegeben und der Schieber 22 kann verstellt werden, was in der Teildarstellung c) der 4 entsprechend angedeutet ist.
-
Ein alternatives zweites haptisches Feedback erläutert die schematische Darstellung in 5. Auch hier sind wiederum drei Teildarstellungen a), b) und c) zu erkennen. Die Teildarstellung in 5a) beschreibt die zugrundeliegende Situation. Das Fahrzeug 1 bewegt sich im Betriebsmodus L2, welcher dementsprechend aktiv und verfügbar ist, ebenso wie der darunterliegende Betriebsmodus L1. Beide sind dementsprechend in blauer Farbe in der Statusanzeige 23 dargestellt, hier also kreuzschraffiert. Die beiden darüber liegenden Betriebsmodi L3 und L3+ sind ebenfalls verfügbar und dementsprechend grün, also mit einer Schraffur von links oben nach rechts unten dargestellt. Lediglich der Betriebsmodus L4 ist nicht verfügbar und dementsprechend in Rot, also einer Schraffur von links unten nach rechts oben dargestellt. Eine das Fahrzeug 1 fahrende Person möchte nun in den Betriebsmodus L3, und ganz bewusst eben nicht in den Betriebsmodus L3+, wechseln. Ihre Hand 26 berührt dafür den Schieber 22 und schiebt diesen, wie es durch den Pfeil in der Hand 26 dargestellt ist, von seiner in der Teildarstellung b) gestrichelt dargestellten Position im Betriebsmodus L2 in die gewünschte ebenfalls gestrichelt dargestellte Position im Betriebsmodus L3. Durch den Aktuator 25 wird bei diesem Wechsel in einen nicht gesperrten Betriebsmodus nun eine kleine Gegenkraft F erzeugt, welche deutlich unterhalb der Gegenkraft F der zuvor beschriebenen Figuren liegt. Diese Gegenkraft F stellt lediglich einen geringen Widerstand dar, welcher danach eine Art Einrasten des Schiebers 22 in seine endgültige Position beim Betriebsmodus L3, wie es in der Teildarstellung c) zu erkennen ist, ermöglicht. Das zweite haptische Feedback dient also nicht als Sperre bzw. Warnung, sondern als haptische Bestätigung des Wechsels. Diese Bestätigung kann außerdem durch die Statusanzeige 23 unterstützt werden, beispielsweise indem das dem Betriebsmodus L3 entsprechende Leuchtelement in der Teildarstellung b) kurz aufblinkt, bevor es dann in der Teildarstellung c) seine Farbe nach Blau ändert, um anzuzeigen, dass der Betriebsmodus L3 aktiviert ist. Dennoch bleibt auch der Betriebsmodus L3+ verfügbar, soll nach dem Wunsch der Person jedoch explizit nicht gewählt worden werden.
-
Eine weitere Möglichkeit für ein haptisches Feedback ist in 6 angedeutet. Hier sollen die Betriebsmodi L1 bis einschließlich L3+ verfügbar und aktiv sein, das Fahrzeug 1 befindet sich aktuell im Betriebsmodus L4, also der höchsten verfügbaren Automatisierungsstufe. Die Statusanzeige 23 zeigt hier jedoch an, dass das Ende einer Beherrschung dieses Automatisierungsgrades, welcher dem Betriebsmodus L4 zugrunde liegt, ansteht, ist also gelb, hier mit senkrechter Schraffur markiert. Alle anderen Betriebsmodi sind verfügbar und aktiv, also blau, das heißt mit Kreuzschraffur markiert. Die das Fahrzeug fahrende Person kann dies nun entsprechend zur Kenntnis nehmen und kann, wie es in der Teildarstellung b) dargestellt ist, den Schieber 22 mit einer Bewegung nach oben, also eigentlich in der falschen Richtung, antippen. Der Aktuator 25 stellt dem eine Widerstandskraft F entgegen, weil der Schieber 22 an den Rand seiner Betätigungsmöglichkeit gelangt. In der aktuellen Situation kann dies jedoch nun als aktive Bestätigung des geplanten Wechsels vom Betriebsmodus L4 in den Betriebsmodus L3+ gewertet werden, sodass nach dieser Bestätigung über die Hand 26 der das Fahrzeug 1 führenden Person eine eigenständige Verstellung des Schiebers 22 erfolgen kann. Dies ist in der Teildarstellung c) zu erkennen, in welcher der Schieber selbsttätig, wie es durch den Pfeil im Schieber angedeutet ist, in den Betriebsmodus L3+ zurückverstellt wird, während der Betriebsmodus L4 nach dem Ende der Beherrschung des Automatisierungsgrades in den gesperrten Modus wechselt und die Statusanzeige 23 dementsprechend auf Rot, hier also eine Schraffur von links unten nach rechts oben, wechselt.
-
Bei einem virtuellen Schieber 22 lässt sich dies einfach durch eine entsprechende Programmierung umsetzten und ggf. durch haptische Signale des Aktuators 25 hinsichtlich der Wahrnehmbarkeit unterstützen. Bei einem mechanischen Schiebesteller als Betätigungselement 21 wäre dahingegen ein eigener Aktuator zur selbststätigen Bewegung des Schieber 22 nötig.
-
Eine solche selbsttätige/automatisierte Nachführung des Schiebers 22 wäre beispielsweise auch bei dem grundlegend in der Darstellung der 4 beschriebenen Fall möglich, nämlich das der Schieber 22 in eine Zwischenstellung in Richtung des gewünschten neuen Betriebsmodus verstellt wird und erst mit einem Erfüllen der Bedingungen das Weiterverstellen dann automatisiert in diesen Betriebsmodus erfolgt. Dies kann, wie es eingangs erläutert worden ist, eine Art Vorwahl darstellen und diese besonders gut optisch erkennbar zu machen.
-
Neben der Statusanzeige 23 und der Beschriftungsanzeige 24 lässt sich selbstverständlich auch ein Teil der Anzeigen oder auch eine Gesamtanzeige an anderer Stelle realisieren. Wird die Vorrichtung 20 beispielsweise mit einem mechanischen Schiebesteller 21 realisiert, dann könnte auch eine Darstellung desselben oder zumindest der Status im Bereich des Head-Up Displays 14 oder des Zentralbereichs 10 der Anzeige 9 erfolgen.
-
In einer Tabelle sollen abschließend drei verschiedene Möglichleiten zur Umsetzung des Verhaltens des Schiebers 22 in dem Bedienelement 21, hier also dem Schiebesteller, entsprechend erläutert werden. Selbstverständlich lassen sich diese auch auf einen Drehsteller entsprechend übertragen, sowohl bei einer mechanischen Ausgestaltung als auch bei einer virtuellen Ausgestaltung, welche grundlegend immer so realisiert werden kann, dass sie die Funktionalität ihres mechanischen Pendants weitgehend mit abbildet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102017208506 A1 [0004]