DE102022119069A1 - Control system for a motor vehicle with a discrimination unit for manipulations on a steering device, motor vehicle with such a control system - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird ein Steuersystem (10) für ein Kraftfahrzeug (100) mit einer Lenkeinrichtung (12), mehreren an der Lenkeinrichtung (12) angeordneten Sensoreinrichtungen (14), die dazu eingerichtet sind, mittels wenigstens einer Hand (32) einer Bedienperson ausgeführte Manipulationen (MD) an der Lenkeinrichtung (12) zu erfassen, und mit wenigstens einer weiteren, von der Lenkeinrichtung (12) unabhängigen Erfassungseinrichtung (16), die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Zusatzdatensatz (ZD) zu erfassen. Dabei ist vorgesehen, dass das Steuersystem (10) eine Unterscheidungseinheit (18) aufweist, die dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Kombination aus den erfassten Manipulationen (MD) an der Lenkeinrichtung (12) und aus dem wenigstens einen Zusatzdatensatz (ZD) zu bestimmen, ob eine betreffende Manipulation an der Lenkeinrichtung (12) einer Lenkfunktion (LF) oder einer Bedienfunktion (BF) zugeordnet ist. Ferner wird ein Kraftfahrzeug (100) mit einem solchen Steuersystem (10) beschrieben. A control system (10) for a motor vehicle (100) is described, comprising a steering device (12), a plurality of sensor devices (14) arranged on the steering device (12), which are designed to detect manipulations carried out by an operator using at least one hand (32). MD) on the steering device (12), and with at least one further detection device (16), independent of the steering device (12), which is set up to record at least one additional data set (ZD). It is provided that the control system (10) has a discrimination unit (18) which is set up to determine based on a combination of the detected manipulations (MD) on the steering device (12) and the at least one additional data set (ZD). whether a relevant manipulation of the steering device (12) is assigned to a steering function (LF) or an operating function (BF). A motor vehicle (100) with such a control system (10) is also described.
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkeinrichtung, mehreren an der Lenkeinrichtung angeordneten Sensoreinrichtungen, die dazu eingerichtet sind, mittels wenigstens einer Hand einer Bedienperson ausgeführte Manipulationen an der Lenkeinrichtung zu erfassen, und mit wenigstens einer weiteren, von der Lenkeinrichtung unabhängigen Erfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Zusatzdatensatz zu erfassen.The invention relates to a control system for a motor vehicle with a steering device, a plurality of sensor devices arranged on the steering device, which are set up to detect manipulations on the steering device carried out by at least one hand of an operator, and with at least one further detection device that is independent of the steering device, which is set up to record at least one additional data set.
Steuersysteme für Kraftfahrzeuge, bei denen Manipulationen an der Lenkeinrichtung erfasst werden, sind beispielsweise aus der
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Steuersystem anzugeben, das in jeder Fahrsituation eine zuverlässige Bedienung des Kraftfahrzeugs sowie darin angeordneter Subsysteme, wie beispielsweise ein Infotainmentsystem, ermöglicht.The object underlying the invention is to provide a control system that enables reliable operation of the motor vehicle and subsystems arranged therein, such as an infotainment system, in every driving situation.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Steuersystem und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This task is solved by a control system and a motor vehicle with the features of the respective independent patent claim. Advantageous refinements with useful further developments are specified in the dependent patent claims.
Vorgeschlagen wird also ein Steuersystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkeinrichtung, mehreren an der Lenkeinrichtung angeordneten Sensoreinrichtungen, die dazu eingerichtet sind, mittels wenigstens einer Hand einer Bedienperson ausgeführte Manipulationen an der Lenkeinrichtung zu erfassen, und mit wenigstens einer weiteren, von der Lenkeinrichtung unabhängigen Erfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Zusatzdatensatz zu erfassen. Dabei ist vorgesehen, dass das Steuersystem eine Unterscheidungseinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Kombination aus den erfassten Manipulationen an der Lenkeinrichtung und aus dem wenigstens einen Zusatzdatensatz zu bestimmen, ob eine betreffende Manipulation an der Lenkeinrichtung einer Lenkfunktion oder einer Bedienfunktion zugeordnet ist.What is proposed is a control system for a motor vehicle with a steering device, several sensor devices arranged on the steering device, which are set up to detect manipulations on the steering device carried out by at least one hand of an operator, and with at least one further detection device independent of the steering device, which is set up to record at least one additional data set. It is provided that the control system has a discrimination unit which is set up to determine, based on a combination of the detected manipulations on the steering device and the at least one additional data set, whether a relevant manipulation on the steering device is assigned to a steering function or an operating function .
Durch die Kombination aus erfassten Manipulationen an der Lenkeinrichtung und aus dem wenigstens einen Zusatzdatensatz, der unabhängig von einer Manipulation an der Lenkeinrichtung erfasst wird, kann die Zuverlässigkeit des Steuersystem im Hinblick auf eine korrekte Feststellung einer Manipulationsfunktion oder einer Bedienfunktion verbessert werden. Hierdurch kann die Sicherheit der Bedienung des Kraftfahrzeugs bei Manipulation an der Lenkeinrichtung verbessert werden. Insbesondere ist es mit hoher Zuverlässigkeit möglich, eine Lenkabsicht oder eine Bedienabsicht einer Bedienperson festzustellen bzw. voneinander zu unterscheiden, so dass ein höchstes Maß an Sicherheit in Fahrsituationen erreicht werden kann.Through the combination of detected manipulations on the steering device and the at least one additional data set, which is recorded independently of a manipulation on the steering device, the reliability of the control system can be improved with regard to correctly determining a manipulation function or an operating function. This can improve the safety of operating the motor vehicle when the steering device is manipulated. In particular, it is possible with high reliability to determine or distinguish between an operator's steering intention or operating intention, so that the highest level of safety can be achieved in driving situations.
Bei dem Steuersystem kann die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet sein, Zusatzdatensätze über eine aktuelle Fahrsituation zu erfassen, insbesondere basierend auf an dem Kraftfahrzeug angeordneten Umgebungssensoren oder/und basierend auf gespeicherten Streckendaten oder/und basierend auf aktiven Navigationsdaten. Basierend auf derartigen Zusatzdatensätzen, die einen Bezug zu einer aktuellen Fahrsituation haben, kann mit hoher Zuverlässigkeit bestimmt werden, ob die Manipulation an der Lenkeinrichtung eine Lenkbewegung ist oder nicht. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass Streckendaten oder/und Navigationsdaten prädiktiv verarbeitet bzw. berücksichtigt werden, wobei bei einem zu erwartenden Streckenverlauf Rückschlüsse auf bevorstehende Lenkbewegungen gezogen werden können.In the control system, the detection device can be set up to collect additional data sets about a current driving situation, in particular based on environmental sensors arranged on the motor vehicle and/or based on stored route data and/or based on active navigation data. Based on such additional data sets, which are related to a current driving situation, it can be determined with high reliability whether the manipulation of the steering device is a steering movement or not. It is particularly conceivable that route data and/or navigation data are processed or taken into account in a predictive manner, whereby conclusions can be drawn about upcoming steering movements given an expected route.
Bei dem Steuersystem kann die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet sein, eine Blickrichtung der in dem Fahrzeug befindlichen Bedienperson zu erfassen. Es kann beispielsweise erfasst werden, dass der Blick der Bedienperson auf ein Display im Fahrzeug gerichtet ist. Diese Zusatzinformation bzw. Zusatzdatensatz kann beispielsweise dahingehend verarbeitet werden, dass eine im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführte Manipulation an der Lenkeinrichtung als Bedienfunktion für eine auf dem Display dargestellte Funktion sein kann.In the control system, the detection device can be set up to detect a line of sight of the operator located in the vehicle. For example, it can be recorded that the operator's gaze is directed at a display in the vehicle. This additional information or additional data set can, for example, be processed in such a way that a manipulation of the steering device carried out essentially at the same time can be an operating function for a function shown on the display.
Bei dem Steuersystem können die an der Lenkeinrichtung angeordneten Sensoren dazu eingerichtet sein, die Handposition an der Lenkeinrichtung oder/und eine Bewegung der Hand relativ zu der Lenkeinrichtung oder/und eine Bewegung von einzelnen Fingern einer Hand an der Lenkeinrichtung zu erfassen. Die Sensoren können unterschiedliche Ausgestaltung bzw. Ausprägung aufweisen. Insbesondere können kapazitiv arbeitende Sensoren, druckempfindliche Sensoren, optische Sensoren und dergleichen eingesetzt werden. Hierdurch können beispielsweise unterschiedliche Relativbewegungen von wenigstens einer Hand der Bedienperson erfasst werden, wie beispielsweise eine Bewegung entlang des Umfangs der Lenkeinrichtung, ein festes oder lockeres Umgreifen der Lenkeinrichtung, eine Rotation von wenigstens einer Hand in einer umgreifenden Stellung an der Lenkeinrichtung, ein kurzzeitiges Drücken oder Berühren mittels einer Hand oder eines Fingers einer Hand.In the control system, the sensors arranged on the steering device can be set up to detect the hand position on the steering device and/or a movement of the hand relative to the steering device and/or a movement of individual fingers of a hand on the steering device. The sensors can have different designs or characteristics. In particular, capacitive sensors, pressure-sensitive sensors, optical sensors and the like can be used. In this way, for example, different relative movements of at least one hand of the operator can be detected, such as a movement along the circumference of the steering device, a tight or loose grip on the steering device, a rotation of at least one hand in a gripping position on the steering device, a short-term pressing or Touching with a hand or a finger of a hand.
Das Steuersystem kann wenigstens eine Drehmomentsensoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, ein an der Lenkeinrichtung anliegendes Drehmoment zu erfassen. Mit anderen Worten kann mittels einer solchen Drehmomentsensoreinrichtung ein Lenkmoment bzw. ein Einschlagen der Lenkeinrichtung erfasst werden.The control system can have at least one torque sensor device that is set up to detect a torque applied to the steering device. In other words, a steering torque or a turning of the steering device can be detected using such a torque sensor device.
Bei dem Steuersystem kann an der Lenkeinrichtung wenigstens eine haptisch wahrnehmbare Rückkopplungseinrichtung angeordnet sein, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einer erfassten Manipulation bedarfsweise ein haptisches Signal an die Bedienperson auszugeben. Hierdurch kann die Bedienperson beispielsweise bei einer als Bedienfunktion ausgeführten Manipulation an der Lenkeinrichtung spürbar informiert werden, ob die gewünschte Bedienfunktion abgeschlossen worden ist oder nicht. Eine solche Rückkopplungseinrichtung kann beispielsweise eine Vibration im Bereich einer an der Lenkeinrichtung angeordneten Hand hervorrufen.In the control system, at least one haptically perceptible feedback device can be arranged on the steering device, which is set up to output a haptic signal to the operator if necessary, depending on a detected manipulation. In this way, the operator can be noticeably informed, for example when manipulating the steering device as an operating function, whether the desired operating function has been completed or not. Such a feedback device can, for example, cause a vibration in the area of a hand arranged on the steering device.
Das Steuersystem kann eine Anpassungseinheit aufweisen, die dazu eingerichtet ist, basierend auf in der Vergangenheit erfassten Manipulationen an der Lenkeinrichtung und auf in der Vergangenheit erfassten Zusatzdatensätzen, Entscheidungsparameter anzupassen, basierend auf denen bestimmt wird, ob eine aktuelle Manipulation an der Lenkeinrichtung einer Lenkfunktion oder einer Bedienfunktion zugeordnet ist. Hierdurch kann ein Machine Learning ermöglicht werden, so dass die von der Unterscheidungseinheit durchgeführte bzw. durchzuführende Bestimmung, ob eine betreffende Manipulation an der Lenkeinrichtung einer Lenkfunktion oder einer Bedienfunktion zugeordnet ist, über die Zeit verfeinert und insbesondere angepasst an eine Bedienperson erfolgen kann, was die Zuverlässigkeit des Steuersystems verbessert.The control system can have an adaptation unit that is set up to adapt decision parameters based on manipulations on the steering device recorded in the past and on additional data sets recorded in the past, based on which it is determined whether a current manipulation on the steering device is a steering function or a Operating function is assigned. This makes machine learning possible, so that the determination carried out or to be carried out by the differentiation unit as to whether a relevant manipulation of the steering device is assigned to a steering function or an operating function can be refined over time and in particular adapted to an operator, which means that Control system reliability improved.
Bei dem Steuersystem kann mittels einer als Bedienfunktion bestimmten Manipulation an der Lenkeinrichtung eine Fahrzeugkomponente bedienbar sein, insbesondere ein Infotainmentsystem oder/und ein Geschwindigkeitsregelsystem. Bei einem Infotainmentsystem können mittels der Manipulation an der Lenkeinrichtung eine Menüführung bzw. ein Auswahl von Applikationen, wie Musik abspielen, Radiosender auswählen, Telefonanruf tätigen, Navigation und dergleichen bedient werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass weitere Fahrzeugfunktionen mittels einer an der Lenkeinrichtung durchgeführten Manipulation, die als Bedienfunktion erkannt wird, aktiviert bzw. deaktiviert werden.In the control system, a vehicle component can be operated, in particular an infotainment system and/or a cruise control system, by means of a manipulation of the steering device that is intended as an operating function. In an infotainment system, menu navigation or a selection of applications such as playing music, selecting radio stations, making a telephone call, navigation and the like can be operated by manipulating the steering device. Of course, it is also conceivable that further vehicle functions are activated or deactivated by means of a manipulation carried out on the steering device, which is recognized as an operating function.
Ein Kraftfahrzeug kann mit einem oben beschriebenen Steuersystem ausgerüstet sein.A motor vehicle may be equipped with a control system described above.
Die oben bezogen auf die Einrichtung des Steuersystems beschriebenen Merkmale können auch als Verfahren zur Steuerung eines solchen Systems verstanden werden. Beispielsweise kann ein solches Verfahren folgende Schritte aufweisen:
- Erfassen von Manipulationen an der Lenkeinrichtung, die durch eine Bedienperson mittels wenigstens einer Hand ausgeführt werden,
- Erfassen von wenigstens einem Zusatzdatensatz unabhängig von der Manipulation an der Lenkeinrichtung,
- basierend auf einer Kombination aus den erfassten Manipulationen an der Lenkeinrichtung und aus dem wenigstens einen Zusatzdatensatz bestimmen, ob eine betreffende Manipulation an der Lenkeinrichtung einer Lenkfunktion oder einer Bedienfunktion zugeordnet ist.
- Detecting manipulations on the steering device that are carried out by an operator using at least one hand,
- Acquiring at least one additional data set regardless of the manipulation of the steering device,
- based on a combination of the detected manipulations on the steering device and the at least one additional data set, determine whether a relevant manipulation on the steering device is assigned to a steering function or an operating function.
Weitere Verfahrensschritte lassen sich aus den oben bereits beschriebenen Merkmalen des Steuersystems herleiten bzw. entnehmen.Further procedural steps can be derived or taken from the features of the control system already described above.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren. Dabei zeigt:
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1 eine vereinfachte und schematische Darstellung eines Steuerungssystems in einem Kraftfahrzeug; -
2 in den Teilfiguren A) bis F) vereinfacht und schematisch verschiedene erfassbare Manipulationen an einer Lenkeinrichtung; -
3 in den Teilfiguren A) und B) vereinfacht und schematisch Beispiele von Bedienfunktionen mittels der Lenkeinrichtung.
-
1 a simplified and schematic representation of a control system in a motor vehicle; -
2 in the partial figures A) to F) various detectable manipulations on a steering device are simplified and schematic; -
3 in the subfigures A) and B) simplified and schematic examples of operating functions using the steering device.
In
An der Lenkeinrichtung 12 sind mehrere Sensoreinrichtungen 14 angeordnet. Die Sensoreinrichtungen 14 sind vereinfacht als weiß gefüllte Kreise dargestellt. Die Sensoreinrichtungen können beispielsweise auch von einer Verkleidung bzw. Einfassung der Lenkeinrichtung 12 abgedeckt bzw. umgeben sein, beispielsweise einer Einfassung aus Leder oder Kunststoff.
Die Sensoreinrichtungen 14 sind dazu eingerichtet sind, mittels wenigstens einer hier nicht dargestellten Hand einer ebenfalls nicht gezeigten Bedienperson ausgeführte Manipulationen, etwa in Form von Manipulationsdatensätzen MD, an der Lenkeinrichtung 12 zu erfassen.The
Das Steuersystem 10 umfasst wenigstens eine weitere, von der Lenkeinrichtung 12 unabhängigen Erfassungseinrichtung 16, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Zusatzdatensatz ZD zu erfassen.The
Das Steuersystem 10 weist eine Unterscheidungseinheit 18 auf, die dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Kombination aus den erfassten Manipulationen MD an der Lenkeinrichtung 12 und aus dem wenigstens einen Zusatzdatensatz ZD zu bestimmen, ob eine betreffende Manipulation an der Lenkeinrichtung einer Lenkfunktion LF oder einer Bedienfunktion BF zugeordnet ist bzw. werden soll.The
Die Erfassungseinrichtung 16 kann beispielsweise durch verschiedenartige Sensoren gebildet sein bzw. diese aufweisen. Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung 16 dazu eingerichtet, Zusatzdatensätze über eine aktuelle Fahrsituation zu erfassen, insbesondere basierend auf an dem Kraftfahrzeug angeordneten Umgebungssensoren 20. Alternativ oder ergänzend kann die basierend auf gespeicherten Streckendaten oder/und basierend auf aktiven Navigationsdaten erfolgen, die aus einer Navigationsapplikation 22 entnommen werden können.The
Ferner kann die Erfassungseinrichtung 16 dazu eingerichtet ist, eine Blickrichtung der in dem Fahrzeug befindlichen Bedienperson zu erfassen, beispielsweise durch eine Kamera 24.Furthermore, the
Im Bereich der Lenkeinrichtung 12 kann auch eine wenigstens eine Drehmomentsensoreinrichtung 26 vorgesehen sein, die dazu eingerichtet ist, ein an der Lenkeinrichtung 12 anliegendes Drehmoment, insbesondere bei einer Lenkbewegung, zu erfassen.In the area of the
Das Steuersystem 10 umfasst ferner eine es eine Anpassungseinheit 30, die dazu eingerichtet ist, basierend auf in der Vergangenheit erfassten Manipulationen MD an der Lenkeinrichtung und auf in der Vergangenheit erfassten Zusatzdatensätzen ZD, Entscheidungsparameter EP anzupassen, basierend auf denen mittels der Unterscheidungseinheit 18 bestimmt wird, ob eine aktuelle Manipulation an der Lenkeinrichtung 12 einer Lenkfunktion LF oder einer Bedienfunktion BF zugeordnet ist. Hierdurch kann ein Machine Learning ermöglicht werden, so dass die von der Unterscheidungseinheit 18 durchgeführte bzw. durchzuführende Bestimmung, ob eine betreffende Manipulation MD an der Lenkeinrichtung 12 einer Lenkfunktion LF oder einer Bedienfunktion BF zugeordnet ist, über die Zeit verfeinert und insbesondere angepasst an eine Bedienperson erfolgen kann, was die Zuverlässigkeit des Steuersystems 10 verbessert.The
In der
Auch wenn in der
Mittels der Unterscheidungseinheit 18 ist dann anhand der erfassten Sensorsignale der Sensoreinrichtungen 14 und unter Berücksichtigung von wenigstens einem Zusatzdatensatz ZD festzulegen, ob in einer aktuellen Fahrsituation eine Bedienfunktion BF oder eine Lenkfunktion durchgeführt wird bzw. werden soll.By means of the
In
In
In
Hat man in der ausgewählten Applikation B alle gewünschten Einstellungen vorgenommen, kann beispielsweise mit einer Drehbewegung in die andere Richtung die Applikation B auf einem Display des Infotainmentsystems ausgeblendet werden oder beendet werden. Gemäß Zustand V kann mit einer zweifachen Drehbewegung von hinten nach vorne, das Applikationsmenü 36 aktiviert werden.Once you have made all the desired settings in the selected application B, application B can be hidden or terminated on a display of the infotainment system by turning in the other direction, for example. According to state V, the
Mittels des Steuersystems 10 kann die Erkennung einer Bedienungsabsicht (Bedienfunktion BF) gegenüber einer Lenkabsicht (Lenkfunktion LF) mittels der Anpassungseinheit 30 ständig verbessert und am Fahrerverhalten angepasst werden, wobei entsprechende Hypothesen betreffend einer Lenkfunktion bzw. Bedienfunktion vom Steuersystem 10 selbst oder von der Bedienperson bestätigt werden können (Machine Learning).By means of the
Manche Interaktionen bzw. Manipulationen an der Lenkeinrichtung 12 können für spezielle Nutzerwünsche konfiguriert werden. In einer besonderen Auslegung können Bedienpersonen mit physischen Einschränkungen bspw. die Längsführung des Kraftfahrzeugs (Bremsen, Beschleunigen) mit zwei oder sogar einer Hand durchführen.Some interactions or manipulations on the
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