DE102022111522A1

DE102022111522A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems, Verarbeitungseinrichtung zum Steuern eines Fahrerassistenzsystems und Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem

Info

Publication number: DE102022111522A1
Application number: DE102022111522.4A
Authority: DE
Inventors: Goekhan Apak; Martin Sedlmayr
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2023-11-09
Also published as: WO2023217510A1

Abstract

Ein Verfahren (200) zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (115) umfasst die Schritte: Erfassen (205) einer Information, die auf einen bevorstehenden Eingriff des Fahrerassistenzsystems (115) in die Führung des Kraftfahrzeugs (105) hinweist; Bereitstellen (215, 220) einer an einen Fahrer (110) des Kraftfahrzeugs (105) gerichteten Vorwarnung vor dem Eingriff, wobei die Vorwarnung ein erstes und ein zweites Warnsignal umfasst, wobei das erste Warnsignal optisch und/oder akustisch und/oder haptisch ausgegeben (215) wird und das zweite Warnsignal (220) einen kinästhetischen Ruck umfasst; und Bereitstellen (235, 240) einer der Vorwarnung zeitlich nachgelagerten Hauptwarnung vor dem Eingriff, wobei die Hauptwarnung ein akustisches und/oder ein optisches Warnsignal umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems, eine Verarbeitungseinrichtung zum Steuern eines Fahrerassistenzsystems und ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bereitstellung einer Warnung an einen Fahrer eines solchen Kraftfahrzeugs vor einem Eingriff des Fahrerassistenzsystems in die Führung des Kraftfahrzeugs.
Ein Kraftfahrzeug kann ein Fahrerassistenzsystem umfassen, das aktiv in eine Längs- und/oder Quersteuerung des Kraftfahrzeugs eingreifen kann. Beispielsweise kann ein automatischer Bremsassistent ein Umfeld des Kraftfahrzeugs permanent auf Vorliegen einer Gefahrensituation abtasten. Sollte eine solche erkannt werden, so kann ein Warnsignal bereitgestellt werden, um einem Fahrer des Kraftfahrzeugs Gelegenheit zu geben, die Gefahrensituation aufzulösen, beispielsweise indem er selbst eine Bremse aktiviert oder eine Richtungsänderung veranlasst. Löst der Fahrer die Gefahrensituation nicht rechtzeitig auf, so kann das Kraftfahrzeug automatisch abgebremst werden.
Es wurde angeregt, ein solches Warnsignal durch Variieren einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung bereitzustellen. Beispielsweise schlägt DE 10 2014 214 386 A1 vor, einen Insassen eines Fahrzeugs mittels eines kinästhetischen Signals über ein vorbestimmtes Ereignis zu informieren.
Bestimmte Vorgänge an Bord des Kraftfahrzeugs können jedoch so wichtig sein, dass ein einzelnes Signal nicht ausreicht, um eine Person sicher zu informieren.
Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht daher in der Angabe einer verbesserten Technik zur Bereitstellung einer Warnung an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs folgende Schritten: Erfassen einer Information, die auf einen bevorstehenden Eingriff eines Fahrerassistenzsystems in die Führung des Kraftfahrzeugs, wie z.B. einen Notbremseingriff, hinweist; Bereitstellen einer an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs gerichteten Vorwarnung vor dem Eingriff, wobei die Vorwarnung ein erstes und ein zweites Warnsignal umfasst, wobei das erste Warnsignal optisch und/oder akustisch und/oder haptisch ausgegeben wird und das zweite Warnsignal einen kinästhetischen Ruck umfasst; und Bereitstellen einer der Vorwarnung zeitlich nachgelagerten Hauptwarnung vor dem Eingriff, wobei die Hauptwarnung ein akustisches und/oder ein optisches Warnsignal umfasst.
Vorzugsweise werden das erste und das zweite Warnsignal wenigstens teilweise gleichzeig ausgegeben. So kann durch die Verwendung mindestens zweier verschiedener Warnkanäle die Kritikalität einer übermittelten Warnung erhöht werden. Es ist aber auch möglich, dass das zweite Warnsignal vor dem ersten Warnsignal ausgegeben wird (oder umgekehrt).
Bevorzugt umfasst das erste Warnsignal ein optisches Signal.
Die Hauptwarnung erfolgt vorzugsweise auf wenigstens zwei sensorischen Wahrnehmungskanälen, wie z.B. einen optischen und akustischen Kanal. Mit anderen Worten kann die Hauptwarnung wie die Vorwarnung zwei oder mehr Warnsignale umfassen, von denen z.B. eines optisch und eines akustisch ist.
Durch die Nutzung zweier unterschiedlicher sensorischer Kanäle des Fahrers kann sichergestellt sein, dass die Warnung ihn erreicht. Gleichzeitig kann eine Anforderung an ein Warnsignal an Bord des Kraftfahrzeugs erfüllt werden, sodass das Verfahren auch für die Zustellung eines sicherheitsrelevanten Warnsignals eingesetzt werden kann. Eine solche Anforderung kann in einem Gesetz, einer Vorschrift, einem Leitfaden oder einer Richtlinie, beispielsweise eines Gesetzgebers oder im Rahmen des NCAP (New Car Assessment Program), bestehen. So kann die Warnung etwa eine vorliegende Gefahrensituation betreffen, die nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit durch Aktivieren eines Bremssystems entschärft werden kann.
Bevorzugt umfasst der kinästhetische Ruck eine vorübergehende Änderung in der Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs. Insbesondere dann, wenn der Fahrer die Längsbewegung des Kraftfahrzeugs steuert, kann der Ruck als zweite Ableitung der Geschwindigkeit hauptsächlich für ihn spürbar sein. Ein anderer Passagier kann die leichte Variation gar nicht bewusst wahrnehmen, für unbeachtlich halten oder jedenfalls nicht durch sie gestört werden.
Es ist weiter bevorzugt, dass der kinästhetische Ruck ausreichend gering und/oder kurz ist, dass eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs nicht für den Fahrer wahrnehmbar geändert wird. Obwohl der Ruck in Längsrichtung zwangsläufig mit einer Beschleunigung und somit mit einer Änderung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verbunden ist, kann beispielsweise eine Elastizität oder ein Spiel im Antriebsstrang die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs relativ unverändert lassen. Durch seine Kürze und/oder geringe Stärke kann der kinästhetische Ruck sicher spürbar sein, ohne die Längssteuerung des Kraftfahrzeugs nennenswert zu beeinflussen.
Beispielsweise kann der Ruck als ein kinästhetisches Signal erzeugt werden wie in der bereits erwähnten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin DE 10 2014 214 386 A1 beschrieben
Vorzugsweise wird die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs durch den Ruck in einer vorbestimmten Stärke von zum Beispiel 1 m/s² oder weniger, insbesondere 0,8 m/s² oder weniger, variiert. Dabei ist grundsätzlich sowohl eine positive als auch eine negative Variation der Beschleunigung denkbar; bevorzugt handelt es sich jedoch um einen Bremsruck, d.h. um eine (bevorzugt vorübergehende) negative Variation der Beschleunigung. Mit anderen Worten kann der kinästhetische Ruck gemäß einer bevorzugten Ausführungsform so ausgeführt werden, dass er eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt, wobei die Verzögerung nicht mehr als 1 m/s², insbesondere nicht mehr als 0.8 m/s² beträgt. Insbesondere kann der kinästhetische Ruck so ausgeführt wird, dass die maximal erreichte Verzögerung dabei im Bereich von 0,7 m/s² bis 0.8 m/s² liegt.
Ferner kann der kinästhetische Ruck so ausgeführt werden, dass er eine Dauer im Bereich von 300 ms bis 1500 ms, insbesondere im Bereich von 300 bis 450 ms und besonders bevorzugt im Bereich von 300 ms bis 350 ms hat.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der kinästhetische Ruck so ausgeführt wird, dass eine dabei (d.h. zumindest zu irgendeinem Zeitpunkt während des Rucks) erreichte zeitliche Änderung der Beschleunigung betragsmäßig größer oder gleich 10 m/s³, vorzugsweise größer oder gleich 15 m/s³ und besonders bevorzugt größer oder gleich 20 m/s³ ist.
Die vorstehenden bevorzugten Dauern und Intensitäten des Rucks stellen einerseits sicher, dass (bei hinreichend großem Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsgradienten) der Ruck einerseits gerade lang und schnell genug ist, damit er die menschliche Wahrnehmbarkeitsschwelle übersteigt; andererseits ist ein Ruck mit diesen Parametern noch klar von einer wirklichen Brems- bzw. Beschleunigungsruck, der mit einer deutlichen Beeinflussung der Fahrzeugkinematik einhergeht, abgegrenzt. Es ist also auf diese Weise möglich, dass der Ruck einen (nahezu reinen) Informationscharakter hat. Dies ist wünschenswert, da die Fahrzeugführung unmittelbar durch den Ruck möglichst wenig beeinflusst werden soll.
Den hier vorgeschlagenen bevorzugten Ausprägungen des Rucks hinsichtlich Dauer und Stärke liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine Amplitude eines Rucks, die eine Wahrnehmbarkeitsschwelle für die menschliche Wahrnehmung darstellt, durch einen hohen Gradienten verkleinert werden kann. Mit anderen Worten: Wenn der Beschleunigungsgradient (betragsmäßig, d.h. ungeachtet seines Vorzeichens) hoch ist, muss Beschleunigung gar nicht so hoch werden, damit der Mensch den Ruck wahrnimmt. Wenn hingegen der Ruck mit einem vergleichsweise geringen Gradienten langsam aufgebaut würde, so müsste er eine höhere Amplitude erreichen, um wahrgenommen zu werden. Dann würde man u.U. in einen Bereich jenseits eines reinen Informations-Rucks gelangen und die Fahrzeugkinematik unerwünscht stark beeinflussen.
Ferner wird in diesem Zusammenhang von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, dass ein Ruck mit einer kurzen Dauer im Bereich der menschlichen Reaktionszeit oder darunter über einen kinästhetischen Wahrnehmungskanal keine Schreckreaktion verursacht (im Unterschied etwa zur akustischen Wahrnehmung, die eine kürzere Schreck-Aufbauzeit hat; dies wird z.B. daran deutlich, dass bereits ein sehr kurzer Knall Schreck erzeugen kann). Es ist also durch das Vorsehen eines Rucks mit einer Dauer in den vorstehend genannten Bereichen (z.B. 300 ms bis 350 ms) möglich, ein Signal zu erzeugen, das den Fahrer informiert, aber nicht erschreckt.
Mittels eines Elektroantriebs des Kraftfahrzeugs kann ein derartiger schneller und kurzer Informations-Ruck, der die Wahrnehmbarkeitsschwelle gerade erreicht, aber die Fahrzeugkinematik nicht unnötig stark beeinflusst, besonders gut erzeugt werden. Vorteilhaft gegenüber einer konventionellen Reibbremse ist dabei, dass die E-Maschine weniger oder keinen Nachregelungsbedarf hat und insgesamt weniger Verzögerungen aufweist, sodass auch ein sehr kurzer Ruck mit einem hohen initialen Beschleunigungsgradienten präzise und reproduzierbar erzeugt werden kann. So lässt sich z.B. durch eine geeignete Ansteuerung der E-Maschine ein 300-350 ms kurzer Ruck erzeugen, dessen Amplitude 0,7-0,8 m/s² nicht überschreiten muss, um als Informations-Ruck wahrgenommen zu werden. Schlüssel für die Wahrnehmbarkeit ist dabei der vergleichsweise hohe initiale Gradient.
Es ist weiter bevorzugt, dass die Längsbeschleunigung gegenüber einer fahrergesteuerten Vorgabe geändert wird. Sollte der Fahrer das Kraftfahrzeug beispielsweise gerade mit einer vorbestimmten Stärke beschleunigen, so kann der kinästhetische Ruck als Unterschied zur gesteuerten Beschleunigung bewirkt werden. So kann sichergestellt werden, dass die Längsbewegung des Kraftfahrzeugs vollständig durch den Fahrer kontrolliert werden und trotzdem zur Übermittlung des kinästhetischen Rucks genutzt werden kann.
Zur Bewirkung des kinästhetischen Rucks kann die Längsbeschleunigung mit einem vorbestimmten Verlauf geändert werden. Dieser Verlauf kann beispielsweise nach Art eines Rechtecks, eines Dreiecks, eines Sägezahns oder einer Sinuswelle verlaufen. Der Verlauf kann so bestimmt sein, dass die Signalwirkung auf den Fahrer ausreichend groß ist und gleichzeitig eine temporäre Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ausreichend klein ist.
Vorzugsweise ist der zeitliche Verlauf der Längsbeschleunigung annähernd nadelförmig oder sägezahnförmig, d.h. mit vergleichsweise hohen An- und/oder Abstiegsgradienten und ohne ein ausgeprägtes Plateau bei einem Maximum (bzw. Minimum). Im Fall eines Bremsrucks erfolgt dabei also z.B. zunächst ein vergleichsweise steiler Abfall der Beschleunigung auf ein lokales Minimum und danach unverzüglich (d.h. ohne ein ausgeprägtes Verweilen im Bereich des Minimums) wiederum ein steiler Anstieg, z.B. in etwa auf den Ausgangswert der Beschleunigung vor dem Bremsruck.
Es ist besonders bevorzugt, dass ein Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers bestimmt wird. Dies kann beispielsweise bereits vor dem Erfassen der Information über den bevorstehenden Eingriff (z.B. auch kontinuierlich während der Fahrt) geschehen und/oder erst danach.
Gemäß einer Ausführungsform kann dann vorgesehen sein, dass die Vorwarnung mit dem zweiten Warnsignal nur bereitgestellt wird, falls festgestellt wird, dass der Fahrer unaufmerksam ist („erkannt unaufmerksamer Fahrer“). Andernfalls kann z.B. vorgesehen sein, dass die Vorwarnung lediglich das erste (bevorzugt optische) Warnsignal, nicht aber das kinästhetische zweite Warnsignal, umfasst. Mit anderen Worten kann bei erkannt unaufmerksamem Fahrer eine Vorwarnung auf zwei Wahrnehmungskanälen (einschließlich eines kinästhetischen Kanals) vorgesehen sein, wohingegen andernfalls eine Vorwarnung z.B. nur auf einem optischen Wahrnehmungskanal erfolgt. Unter Umständen kann durch die zweikanalige Vorwarnung vermieden werden, dass eine ohnehin zweikanalige intensive Hauptwarnung im Falle eines erkannt unaufmerksamen Fahrers zeitlich vorverlegt werden muss (z.B. um bestimmte NCAP-Anforderungen zu erfüllen), was insbesondere mit Blick auf mögliche Falsch-Positiv-Ereignisse vom Fahrer als störend empfunden werden könnte.
Wie bereits erläutert wird der kinästhetische Ruck zur Bereitstellung einer Vorwarnung ausgegeben. Die Vorwarnung hat eine längeren Vorhersagehorizont als eine Haupt- oder Akutwarnung und somit auch eine erhöhte Fehlerquote. Durch die Verwendung des kinästhetischen Rucks für die Vorwarnung kann insbesondere eine falsche Warnung als weniger störend empfunden werden. Die der Vorwarnung zeitlich nachgelagerte Haupt- oder Akutwarnung kann eine höhere Vorhersagewahrscheinlichkeit, aber auch einen geringeren Vorhersagehorizont, haben. Die Hauptwarnung kann so an den Fahrer bereitgestellt werden, dass sie eindringlicher als die Vorwarnung ist. Beispielsweise kann die Hauptwarnung eine intensive Warnung mit einer blinkenden optischen Anzeige und einem zusätzlichen lauten Warnton sein.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass vorgesehen sein, dass ein Zeitpunkt zur Ausgabe der Vorwarnung in Abhängigkeit des bestimmten Aufmerksamkeitsgrads des Fahrers bestimmt wird.
Betrifft die Warnung beispielsweise einen bevorstehenden Eingriff eines Fahrassistenten, insbesondere eine Aktivierung eines Bremssystems, so kann die Vorwarnung an einen aufmerksamen Fahrer zwischen 1 s und 100 ms vor dem Eingreifen gegeben werden. Ein weniger aufmerksamer Fahrer (d.h. ein erkannt unaufmerksamer Fahrer) kann bereits früher, wie z.B. zwischen 2 s und 400 ms vor dem Eingreifen, gewarnt werden.
Im Gegensatz zu beispielsweise einer akustischen Warnung kann der kinästhetische Ruck sehr subtil sein, sodass er von dem Fahrer als informativ, aber nicht als störend empfunden werden kann. Ein anderer Passagier als der Fahrer kann den kinästhetischen Ruck ebenfalls als weniger störend als beispielsweise eine akustische Warnung erfahren.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird bestimmt, dass eine vorbestimmte Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung über eine vorbestimmte Zeit ausgeblieben ist oder dass ein vorbestimmter zeitlicher Abstand zu einem Ereignis, vor dem gewarnt wird, unterschritten ist. In diesem Fall können weitere Warnsignale an den Fahrer ausgegeben werden. Die weiteren Warnsignale können der Hauptwarnung entsprechen und gleiche oder andere sensorische Kanäle des Fahrers verwenden. Für die Hauptwarnung stehen insbesondere ein optischer, ein akustischer, ein haptischer und ein kinästhetischer Kanal zur Verfügung. Es kann also bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Hauptwarnung nur ausgegeben wird, falls die vorbestimmt Reaktion des Fahrers über die vorbestimmte Zeit ausbleibt und/oder falls ein vorbestimmter zeitlicher Abstand zu dem Ereignis, vor dem gewarnt wird, unterschritten wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verarbeitungseinrichtung zum Steuern eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs.
Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann wenigstens teilweise in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Steuervorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
Die Verarbeitungseinrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, die folgenden Schritte auszuführen: Erfassen einer Information, die auf einen bevorstehenden Eingriff eines Fahrerassistenzsystems in die Führung des Kraftfahrzeugs hinweist; Erfassen einer Information über einen Aufmerksamkeitszustand eines Fahrers des Kraftfahrzeugs; Erzeugen von Steuersignalen zum Bereitstellen einer Vorwarnung vor dem Eingriff, wobei die Steuersignale in der Weise erzeugt werden, dass die Vorwarnung ein optisches, akustisches oder haptisches erstes Warnsignal umfasst und dass die Vorwarnung zusätzlich zu dem ersten Warnsignal ein zweites Warnsignal in Form eines kinästhetischen Rucks umfasst, falls der Fahrer gemäß der erfassten Information über seinen Aufmerksamkeitszustand unaufmerksam ist.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Verarbeitungseinrichtung darüber hinaus eingerichtet sein zum Bestimmen, ob eine vorbestimmte Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung in einer vorbestimmten Zeit erfolgt; und zum Erzeugen von Steuersignalen zum Bereitstellen einer der Vorwarnung zeitlich nachgelagerten Hauptwarnung vor dem Eingriff, falls die vorbestimmte Reaktion des Fahrers über die vorbestimmte Zeit ausbleibt. Dabei umfasst die Hauptwarnung ein akustisches und/oder ein optisches Warnsignal. Bevorzugt spricht die Hauptwahrnehmung wenigstens zwei Wahrnehmungskanäle an, z.B. einen optischen und einen akustischen.
Ein weiterer Erfindungsaspekt ist ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, wobei das Kraftfahrzeug folgende Elemente umfasst: Eine Verarbeitungseinrichtung gemäß dem vorstehend genannten Erfindungsaspekt; eine optische, akustische oder haptische erste Ausgabeeinrichtung zur Bereitstellung des ersten Warnsignals in Abhängigkeit von den Steuersignalen; eine elektrische Antriebsmaschine; und eine Steuervorrichtung für die elektrische Antriebsmaschine, wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den Steuersignalen eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Antriebsmaschine zu ändern, um das kinästhetische zweite Warnsignal zu erzeugen. Das Kraftfahrzeug umfasst also eine elektrische Antriebsmaschine, welche durch eine entsprechende Ansteuerung mittels der Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs zu ändern und auf diese Weise den kinästhetischen Ruck, der das zweite Warnsignal der Vorwarnung bildet, zu bewirken.
Die Änderung der Längsbeschleunigung kann in positiver oder negativer Richtung erfolgen, sodass die Längsbeschleunigung erhöht oder verringert wird. Eine negative Längsbeschleunigung kann auch durch ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs gesteuert werden. Außer der elektrischen Antriebsmaschine kann noch eine andere Antriebsmaschine an Bord des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein, insbesondere eine Brennkraftmaschine. Durch Ansteuerung der elektrischen Maschine kann der kinästhetische Ruck sehr feinfühlig und unter Einsatz geringer Mittel gesteuert werden. Kann die elektrische Maschine zur Rekuperation verwendet werden, so kann die Bereitstellung des kinästhetischen Rucks energetisch annähernd neutral sein, wenn die negative Längsbeschleunigung zum Aufladen eines Zwischenspeichers und die positive Längsbeschleunigung unter Einsatz von Energie aus dem Zwischenspeicher bewirkt wird.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:

1 ein System; und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens

illustriert.
1 zeigt ein System 100 mit einem Kraftfahrzeug 105, das durch einen Fahrer 110 an Bord steuerbar ist und an dessen Bord sich ein Fahrerassistenzsystem 115 befindet.
Die Fahrerassistenzsystem 115 ist dazu eingerichtet, Warnsignale an den Fahrer 110 bereitzustellen. Dazu umfasst das Kraftfahrzeug 105 eine Verarbeitungseinrichtung 120, die mit einer Schnittstelle 125, einer ersten Ausgabevorrichtung 130 und einer Steuervorrichtung 135 für eine elektrische Antriebsmaschine 145 des Kraftfahrzeugs 105 verbunden ist. Außerdem ist eine Erfassungseinrichtung 140 vorgesehen, um den Fahrer 110 zu erfassen.
Über die Schnittstelle 125 kann eine Information, die auf einen bevorstehenden Eingriff eines Fahrerassistenzsystems in die Führung des Kraftfahrzeugs 105 hinweist, entgegengenommen werden. Die Information kann von einem anderen System oder Subsystem an Bord des Kraftfahrzeugs 105 stammen und insbesondere auf ein bevorstehendes Ereignis hinweisen. Das Ereignis kann beispielsweise ein bevorstehendes Aktivieren eines Bremssystems, z.B. zur Vermeidung einer Kollision des Kraftfahrzeugs 105 mit einem anderen Objekt, umfassen. Bevorzugt ist dem Ereignis ein Zeitpunkt in der Zukunft zugeordnet, zu dem das Ereignis voraussichtlich stattfindet.
Die erste Ausgabeeinrichtung 130 ist dazu eingerichtet, einen optischen, akustischen oder haptischen sensorischen Kanal des Fahrers 110 zu verwenden. Dazu kann die erste Ausgabeeinrichtung 130 eine optische Anzeige, einen Lautsprecher oder einen haptischen Aktuator umfassen. Der haptische Aktuator kann beispielsweise ein Lenkrad, einen Sitz oder eine Armlehne des Fahrers in Vibrationen versetzen.
Die Steuervorrichtung 135 ist dazu eingerichtet, die elektrische Antriebsmaschine 145 so anzusteuern, dass über das gesamte Kraftfahrzeug 105 ein kinästhetischer Ruck an den Fahrer 110 zu vermittelt wird. Der kinästhetische Ruck verläuft bevorzugt in Längsrichtung des Fahrzeugs 105 und kann z.B. durch Steuern eines bereitgestellten Drehmoments der elektrischen Antriebsmaschine 145 bewirkt werden. Mittels der zweiten Steuervorrichtung 135 und der elektrischen Antriebsmaschine 145 kann das Kraftfahrzeug 105 in Längsrichtung kurzfristig derart beschleunigt bzw. verzögert werden, dass der Fahrer 110 die Beschleunigungsänderung wahrnimmt.
Die Wahrnehmung des kinästhetischen Rucks kann auf Rezeptoren des Stütz- und Bewegungsapparates des Fahrers 110 wirken. Solche Rezeptoren können insbesondere Muskelspindeln oder Golgi- Sehnenorgane umfassen. Die Änderung der Längsbeschleunigung ist bevorzugt so dosiert, dass die Wahrnehmung des kinästhetischen Rucks durch den Fahrer 110 zumindest teilweise bewusst abläuft. Insbesondere kann sich eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 105 auf Grund des bereitgestellten Rucks nicht wesentlich oder nicht für den Fahrer 110 wahrnehmbar ändern.
Mittels der Erfassungseinrichtung 140 kann ein Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers 110 bestimmt werden. Die Erfassungseinrichtung 140 kann beispielsweise eine Innenraumkamera umfassen, die eine Mimik, einen Lidschlag oder eine Pupillenweitung des Fahrers 110 erfasst. Andere mögliche Erfassungseinrichtungen 140, beispielsweise ein Lenkwinkelsensor oder ein Pedalsensor, können ebenfalls eingesetzt werden.
Die Verarbeitungseinrichtung 120 kann die Bereitstellung eines Warnsignals in Art, Stärke und zeitlichem Abstand vor einem Ereignis, auf das die Warnung bezogen ist, variieren. Insbesondere kann eine Vorwarnung umso früher an den Fahrer 110 bereitgestellt werden, je unaufmerksamer er ist. Zur Vorwarnung können zwei voneinander unabhängige sensorische Kanäle verwendet werden, von den einer durch die erste Ausgabeeinrichtung 130 und der andere durch den kinästhetischen Ruck angesprochen werden kann. Unter Umständen kann zu einem späteren Zeitpunkt noch eine Haupt- oder Akutwarnung ausgeben werden, wofür ebenfalls zwei voneinander unabhängige sensorische Kanäle des Fahrers 110 genutzt werden können. Dazu können die Ausgabeeinrichtungen 130, 135 und/oder eine andere Ausgabeeinrichtung an Bord des Kraftfahrzeugs 105 genutzt werden. Einer oder mehrere bei der Akutwarnung verwendete Kanäle können sich von den bei der Vorwarnung verwendeten Kanälen unterscheiden.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zur Bereitstellung einer Warnung an einen Fahrer 110.
In einem Schritt 205 kann eine Information, die auf einen bevorstehenden Eingriff des Fahrerassistenzsystems 115 in die Führung des Kraftfahrzeugs 105 hinweist, erfasst werden. Die Information kann ein Ereignis und einen zugeordneten Zeitpunkt in der Zukunft betreffen. Das Ereignis kann für den Zeitpunkt vorhergesagt sein und allgemein kann vorgesehen sein, dass der Fahrer 110 daraufhin durch eine oder mehrere Warnungen dazu angeregt werden soll, das Eintreten des Ereignisses zu verhindern.
In einem Schritt 210, der zeitlich vor, nach oder gleichzeitig mit dem Schritt 205 erfolgen kann, kann ein Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers 110 bestimmt werden. Dazu kann der Fahrer 110 mittels der Erfassungseinrichtung 140 erfasst werden.
Anschließend können gleichzeitig zwei Warnsignale ausgegeben werden, um dem Fahrer 110 eine Vorwarnung vor dem Eingriff zu vermitteln. In einem Schritt 215 kann ein erstes Warnsignal mittels der ersten Ausgabeeinrichtung 130 ausgegeben werden, während in einem Schritt 220 ein zweites Warnsignal mittels der Steuervorrichtung 135 und der elektrischen Antriebsmaschine 145 bereitgestellt werden kann. Das erste Warnsignal wird optisch, akustisch oder haptisch bereitgestellt, und das zweite Warnsignal umfasst einen kinästhetischen Ruck, der das gesamte Kraftfahrzeug 105 umfasst.
In einem Schritt 225 kann geprüft werden, ob eine vorbestimmte Reaktion des Fahrers 110 erfasst werden kann. Diese Reaktion kann dazu geeignet sein, das Ereignis, vor dem gewarnt werden soll, nicht eintreten zu lassen. Wird beispielsweise vor dem Verlassen einer Fahrspur gewarnt, so kann die Reaktion des Fahrers 110 eine Änderung des Kurses des Kraftfahrzeugs 105 umfassen, sodass die Fahrspur gehalten wird. Häufig sind verschiedene Reaktionen auf die Warnung möglich. In obigem Beispiel könnte der Fahrer 110 beispielsweise aktiv einen Spurwechsel steuern.
Sollte die vorbestimmte Reaktion erfasst werden, so kann das Verfahren 200 enden. Andernfalls kann in einem Schritt 230 geprüft werden, ob eine vorbestimmte Zeit, während derer die Reaktion trotz bereitgestellter Warnsignale nicht erfasst werden konnte, abgelaufen ist. Ist dies nicht der Fall, so kann zum Schritt 225 zurückgekehrt werden.
Ist die Zeit abgelaufen, so können weitere Warnsignale an den Fahrer 110 ausgegeben werden. Analog zu den Schritten 215 und 220 können in Schritten 235 und 240 ein weiteres erstes Warnsignal und ein weiteres zweites Warnsignal ausgegeben werden. Die weiteren Warnsignale können mittels beliebiger Ausgabeeinrichtungen ausgegeben werden, beispielsweise wiederum mittels der ersten Ausgabeeinrichtung 130. Die in den Schritten 235, 240 bereitgestellten Warnsignale können einer Hauptwarnung entsprechen und klarer, lauter, heller, durchdringender oder aggressiver sein als die Warnsignale der Schritte 215, 220, die einer Vorwarnung entsprechen können.
Dementsprechend kann an dieser Stelle in Kauf genommen werden, dass ein Warnsignal vom Fahrer 110 oder auch einer anderen Person an Bord des Kraftfahrzeugs 105 als störend empfunden werden könnte. Umfasst eines der weiteren Warnsignale einen kinästhetischen Ruck, so kann dieser so lang oder so stark sein, dass er von jeder Person an Bord des Kraftfahrzeugs 105 erfasst werden kann. Eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 105 kann durch den kinästhetischen Ruck der Hauptwarnung für die Person spürbar geändert werden.
Sollte auch nach der Hauptwarnung in den Schritten 235, 240 das Eintreten des Ereignisses, vor dem gewarnt werden sollte, wahrscheinlich sein, so kann in einem Schritt 245 der eigentliche Eingriff, wie z.B. eine aktive Steuerung des Kraftfahrzeugs 105, erfolgen. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug 105 in Längsrichtung und/oder Querrichtung gesteuert werden. Weiter bevorzugt kann das Kraftfahrzeug 105 in einen sicheren Fahrzustand gesteuert werden, der beispielsweise ein Anhalten oder Ausrollen umfassen kann. Ein Fahreingriff des Fahrers 110 kann dabei übersteuert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014214386 A1 [0003, 0013]

Claims

Verfahren (200) zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (115) eines Kraftfahrzeugs (105), mit folgenden Schritten: - Erfassen (205) einer Information, die auf einen bevorstehenden Eingriff des Fahrerassistenzsystems (115) in die Führung des Kraftfahrzeugs (105) hinweist; - Bereitstellen (215, 220) einer an einen Fahrer (110) des Kraftfahrzeugs (105) gerichteten Vorwarnung vor dem Eingriff, wobei die Vorwarnung ein erstes und ein zweites Warnsignal umfasst, - wobei das erste Warnsignal optisch und/oder akustisch und/oder haptisch ausgegeben (215) wird - und das zweite Warnsignal (220) einen kinästhetischen Ruck umfasst; - Bereitstellen (235, 240) einer der Vorwarnung zeitlich nachgelagerten Hauptwarnung vor dem Eingriff, wobei die Hauptwarnung ein akustisches und/oder ein optisches Warnsignal umfasst.
Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei der kinästhetische Ruck eine vorübergehende Änderung der Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (105) umfasst.
Verfahren (200) nach Anspruch 2, wobei die Längsbeschleunigung gegenüber einer fahrergesteuerten Vorgabe geändert wird.
Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Längsbeschleunigung mit einem vorbestimmten Verlauf geändert wird.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der kinästhetische Ruck so ausgeführt wird, dass er eine Dauer im Bereich von 300 ms bis 1500 ms, insbesondere im Bereich von 300 ms bis 450 ms, hat.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der kinästhetische Ruck so ausgeführt wird, dass er eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt, wobei die Verzögerung nicht mehr als 1 m/s², insbesondere nicht mehr als 0,8 m/s² beträgt.
Verfahren (200) nach Anspruch 6, wobei der kinästhetische Ruck so ausgeführt wird, dass eine maximal erreichte Verzögerung im Bereich von 0,7 m/s² bis 0.8 m/s² liegt.
Verfahren (200) nach einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der kinästhetische Ruck so ausgeführt wird, dass eine dabei erreichte zeitliche Änderung der Beschleunigung betragsmäßig größer oder gleich 10 m/s³ ist.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers bestimmt (210) wird; und wobei die Vorwarnung mit dem zweiten Warnsignal nur bereitgestellt wird, falls festgestellt wird, dass der Fahrer unaufmerksam ist.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bestimmt (225) wird, ob eine vorbestimmte Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung (215, 220) in einer vorbestimmten Zeit erfolgt; und die Hauptwarnung (235, 240) nur bereitgestellt wird, falls die vorbestimmte Reaktion des Fahrers über die vorbestimmte Zeit ausbleibt.
Verarbeitungseinrichtung (120) zum Steuern eines Fahrerassistenzsystems (115) eines Kraftfahrzeugs (105), wobei die Verarbeitungseinrichtung (120) eingerichtet ist, die folgenden Schritte auszuführen: - Erfassen (205) einer Information, die auf einen bevorstehenden Eingriff des Fahrerassistenzsystems (115) in die Führung des Kraftfahrzeugs (105) hinweist; - Erfassen (210) einer Information über einen Aufmerksamkeitszustand eines Fahrers des Kraftfahrzeugs (105); - Erzeugen von Steuersignalen zum Bereitstellen (215, 220) einer Vorwarnung vor dem Eingriff, wobei die Steuersignale in der Weise erzeugt werden, - dass die Vorwarnung ein optisches, akustisches oder haptisches erstes Warnsignal umfasst; und - dass die Vorwarnung zusätzlich zu dem ersten Warnsignal ein zweites Warnsignal (220) in Form eines kinästhetischen Rucks umfasst, falls der Fahrer gemäß der erfassten Information über seinen Aufmerksamkeitszustand unaufmerksam ist.
Verarbeitungseinrichtung (120) nach Anspruch 11, wobei die Verarbeitungseinrichtung (120) ferner eingerichtet ist zum - Bestimmen (225), ob eine vorbestimmte Reaktion des Fahrers auf die Vorwarnung (215, 220) in einer vorbestimmten Zeit erfolgt; und - Erzeugen von Steuersignalen zum Bereitstellen (235, 240) einer der Vorwarnung zeitlich nachgelagerten Hauptwarnung vor dem Eingriff, falls die vorbestimmte Reaktion des Fahrers über die vorbestimmte Zeit ausbleibt, wobei die Hauptwarnung ein akustisches und/oder ein optisches Warnsignal umfasst.
Kraftfahrzeug (105) mit einem Fahrerassistenzsystem (115), wobei das Kraftfahrzeug (105) folgende Elemente umfasst: - eine Verarbeitungseinrichtung (120) zum Steuern des Fahrerassistenzsystems (115) nach Anspruch 11 oder 12; - eine optische, akustische oder haptische erste Ausgabeeinrichtung (130) zur Bereitstellung des ersten Warnsignals in Abhängigkeit von den Steuersignalen; - eine elektrische Antriebsmaschine (145); und - eine Steuervorrichtung (135) für die elektrische Antriebsmaschine (145), wobei die Steuervorrichtung (135) eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den Steuersignalen eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (105) mittels der elektrischen Antriebsmaschine (145) zu ändern, um das kinästhetische zweite Warnsignal zu erzeugen.