DE10260433A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Stimulation eines Fahrers eines Fahrzeugs bei erkannter Müdigkeit des Fahrers - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Stimulation eines Fahrers eines Fahrzeugs bei erkannter Müdigkeit des Fahrers Download PDF

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stimulation eines Fahrers (10) eines Fahrzeuges (11) angegeben, mit Mitteln zum Erkennen der Müdigkeit des Fahrers (10) und Mitteln, die zur Stimulation des Fahrers (10) bei erkannter Müdigkeit des Fahrers (10) eine haptische Warnung auslösen, wobei zur haptischen Warnung ein Fahrwerk (12) des Fahrzeuges (11) beeinflussbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stimulation eines Fahrers eines Fahrzeuges bei erkannter Müdigkeit gem. dem Oberbegriff des ersten unabhängigen Anspruchs. Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine korrespondierende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Eine Vorrichtung zur Einschlafwarnung eines Kraftfahrzeugführers ist aus der EP 0 952 039 bekannt. Dabei kommt eine Vorrichtung zum Einsatz, die eine Fahrzeugumgebungserkennungs-Einrichtung, eine Einrichtung zur Erfassung eines Referenzfahrstils des Kraftfahrzeugführers und eine Vergleichslogik zum Vergleichen des Referenzfahrstils mit einem von der Fahrzeugumgebungserkennungs-Einrichtung ermittelten Istfahrstil des Kraftfahrzeugführers durchführt. Bei erkannten Abweichungen wird eine Warneinrichtung aktiviert, die eine haptische, akustische und/oder optische Warnung für den Kraftfahrzeugführer erzeugt.
  • Aus der DE 198 52 315 ist ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug bekannt, das Abschnitte aufweist, die für eine haptische Rückmeldung von Betriebsstörungen des Kraftfahrzeuges oder über das Verkehrsgeschehen vorgesehen sind. Dazu weisen die Abschnitte eine Kammer auf, die mit einem Fluid befüllt ist, dessen Druck oder Viskosität verändert werden kann.
  • Aus der EP 0 348 691 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur haptischen Anzeige der Abstandswarnung in einem Kraftfahrzeug bekannt. Die haptische Anzeige umfasst dabei eine Erschütterung des Lenkrades, eine Erschütterung des Fahrersitzes oder eine Erschütterung der gesamten Fahrgastzelle.
    •
  • Die Erfindung besteht darin, ein wirkungsvolles Verfahren und eine zu dessen Ausführung geeignete Vorrichtung anzugeben, das den Fahrer bei erkannter Müdigkeit stimuliert.
  • Ein Verfahren zur Stimulation des Fahrers bei erkannter Müdigkeit ist im ersten unabhängigen Anspruch angegeben. Dazu ist bei einer Vorrichtung zur Stimulation eines Fahrers eines Fahrzeuges mit Mitteln zum Erkennen der Müdigkeit des Fahrers und Mitteln, die zur Stimulation des Fahrers eine haptische Warnung auslösen, bei erkannter Müdigkeit des Fahrers vorgesehen, dass die haptische Warnung eine Beeinflussung des Fahrwerks des Fahrzeuges umfasst.
  • Eine Vorrichtung zur Ausführung des o. g. Verfahrens ist in dem weiteren unabhängigen Anspruch angegeben. Dazu ist vorgesehen, dass bei einem Verfahren zur Stimulation eines Fahrers eines Fahrzeuges die Müdigkeit des Fahrers erkannt wird und bei erkannter Müdigkeit des Fahrers zur Stimulation des Fahrers eine haptische Warnung ausgelöst wird, wobei die haptische Warnung eine Beeinflussung des Fahrwerks des Fahrzeuges umfasst.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass haptische Signale die Aufmerksamkeit des Fahrers unmittelbar wieder auf das Fahrgeschehen lenken. Solche haptischen Signale können durch Verschlechterung des Fahrkomforts, der wiederum durch Beeinflussung des Fahrwerks erreichbar ist, erreicht werden. Ein verschlechterter Fahrkomfort stimuliert den Fahrer und veranlasst ihn ganz unwillkürlich, seine gesamte Aufmerksamkeit wieder auf das Fahrgeschehen zu richten.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass zur Stimulation des Fahrers bei erkannter Müdigkeit bereits am Fahrzeug vorhandene Elemente verwendbar sind. Ein weiterer vorteilhafter Effekt besteht darin, dass eine Verschlechterung des Fahrkomforts (Diskomfort) dem Einschlafen des Fahrers entgegenwirkt.
  • Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Vorteilhaft ist das Fahrwerk des Fahrzeuges ein aktives, semi-aktives oder voll aktives Fahrwerk und das Fahrwerk zur haptischen Warnung des ermüdeten Fahrers dabei derart verstellbar, dass sich der Fahrkomfort massiv verschlechtert. Derartige Fahrwerke sind vorteilhaft besonders leicht im Bezug auf eine Verschlechterung des Fahrkomforts beeinflussbar, da sie eigentlich für eine Verbesserung des Fahrkomforts vorgesehen sind und eine Beeinflussung, also z. B. eine Regelung, entgegen der Vorschriften, die zu einer Verbesserung des Fahrkomforts führen würde, die als haptische Warnung erwünschte Verschlechterung des Fahrkomforts bewirkt.
  • Vorteilhaft werden zur Erzeugung des verschlechterten Fahrkomforts des Fahrzeuges regelbare Schwingungsdämpfer des Fahrwerkes beeinflusst. Alternativ können auch Krafteinleitungselemente, wie z.B. Hydraulikplunger (Hydraulikzylinder) oder entsprechende elektrische Aggregate, verwendet werden.
  • Dadurch, dass das Fahrwerk des Fahrzeugs aktiv anregbar ist, ist es möglich, den Fahrer auch auf einer komfortablen Fahrstrecke, d. h. eine Fahrstrecke ohne große Unebenheiten, Schlaglöcher oder Geräuschentwicklung, auf seinen Müdigkeitszustand hinzuweisen. Durch die hierfür vorgesehenen Mittel wird beispielsweise mindestens ein Schlagloch durch das Fahrwerk simuliert. Der Fahrer empfindet somit die befahrene Strecke als unkomfortabel. Die aktive Anregung des Fahrwerks kann dabei beispielsweise periodisch und/oder an- oder abschwellend und/oder kurzzeitig (wenige Schlaglöcher) und/oder permanent und/oder bis die Müdigkeit nicht mehr erkannt wird sein. Dabei ist die haptische Warnung oft auch mit einer akustischen Warnung verbunden, da sich eine (simulierte) Fahrwerksverschlechterung auch akustisch im Fahrzeug bemerkbar macht.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in der Figur mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
    •
  • Darin zeigt die einzige Figur einen Fahrer in einem Fahrzeug mit einem beeinflussbaren Fahrwerk.
  • 1 zeigt einen Fahrer 10 in einem Fahrzeug 11 mit einem beeinflussbaren Fahrwerk 12. Das Fahrwerk 12 ist lediglich in Form einer Feder-Dämpfer-Kombination für jedes Rad 13 des Fahrzeugs 11 dargestellt. Der Fahrer 10 führt das Fahrzeug 11 in an sich bekannter Weise, mittels dafür vorgesehener erster und zweiter Bedienorgane, wie z.B. einem Lenkrad 14 als erstem Bedienorgan und Pedalen 15, wie z. B. Gas-, Brems- und Kupplungspedal – von denen nur eines dargestellt ist – als zweitem Bedienorgan. Durch Überwachung der vom Fahrer ausgeführten Aktionen mit den o. g. Bedienorganen kann festgestellt werden, ob der Fahrer 10 einzuschlafen droht. Ein Kriterium, anhand dessen das drohende Einschlafen des Fahrers 10 erkannt werden kann, besteht z. B. darin, dass über einen gewissen Zeitabschnitt keine oder kaum Lenkbewegungen am Lenkrad 14 und anschließend an einen solchen Zeitabschnitt abrupte Lenkbewegungen durchgeführt werden. Gleichfalls ist es denkbar, dass während eines bestimmten Zeitabschnittes ein kontinuierlich abfallender Druck in Bezug auf das Gaspedal festgestellt wird. Darüber hinaus gibt es auch andere Methoden der Müdigkeitserkennung, z.B. eine Überwachung der Dauer und/oder der Frequenz des Augenliedschlusses, eine Überwachung des Fahrers mittels EEG oder eine Überwachung sonst geeigneter physiologischer Parameter des Fahrers.
  • Zum Erkennen des drohenden Einschlafens des Fahrers 10 ist als Mittel zum Erkennen der Müdigkeit des Fahrers 10 die Müdigkeitserkennungsvorrichtung 16 vorgesehen, die dazu Signale von den Bedienorganen, nämlich z.B. Lenkrad 14, Gas-, Brems- und Kupplungspedal 15 erhält. In der Darstellung sind jeweils vom Lenkrad 14 und vom Pedal 15 ausgehend, zwei Signalleitungen gezeigt, die auf entsprechende Eingänge der Müdigkeitserkennungsvorrichtung 16 geführt sind. Die jeweiligen Signale werden in der Müdigkeitserkennungsvorrichtung 16 geeignet verknüpft, sodass bei erkannter Müdigkeit oder drohendem Einschlafen des Fahrers 10 ein Müdigkeitssignal 17 generierbar ist. Das Müdigkeitssignal 17 wird einer als Mittel zur Stimulation des Fahrers 10 fungierenden Fahrwerksteuerung 18 zugeführt, die in Abhängigkeit vom Müdigkeitssignal 17 des Fahrwerk 12 beeinflusst. Die Beeinflussung des Fahrwerks 12 umfasst insbesondere eine Beeinflussung von regelbaren Schwingungsdämpfern 19 des Fahrwerks 12 oder von sonstigen Krafteinleitungselementen der o.g. Art.
  • Das Fahrwerk 12 ist ein aktives, semi-aktives oder voll aktives Fahrwerk 12. Diese Fahrwerkstypen und deren Unterscheidung sind allgemein bekannt. Jedes dieser Fahrwerke 12 ist geeignet, das Fahrverhalten des Fahrzeuges derart zu beeinflussen oder festzulegen, dass sich für den Fahrer 10 ein angenehmes Fahrgefühl ergibt, das sich für den Fahrer subjektiv insbesondere durch die Beherrschbarkeit des Fahrzeuges 11 und einen verbesserten Fahrkomfort im Hinblick auf eine Dämpfung von z.B. Fahrbahnunebenheiten auszeichnet. Dazu umfasst das Fahrwerk in an sich bekannter Weise, wie z. B. in der Druckschrift „Fortschritte der Fahrzeugtechnik", Herausgeber Dr. Henning Wallentowitz, Vieweg Verlag, Braunschweig 1991, beschrieben, als Mittel zur Beeinflussung des Fahrwerks 12 Schwingungsdämpfer 19 mit veränderlicher Dämpfkraft, also z.B. regelbare Schwingungsdämpfer 19. Ein aktives Fahrwerk 12 ist in der Lage, Wank- und Nickbewegungen des Fahrzeuges auszugleichen, sodass sich z.B. beim schnellen Kurvenfahren oder beim Bremsen und Beschleunigen keine unerwünschten Bewegungen der Fahrzeugkarosserie ergeben. Dies lässt sich z.B. für Kurvenfahrten dadurch erreichen, dass über die Krafteinleitungselemente für die kurvenaußen liegenden Räder 13 eine positive Zusatzkraft entsprechend der einwirkenden Zentrifugalkräfte eingestellt wird und für die kurveninnen liegenden Räder 13 entsprechend eine negative Zusatzkraft eingestellt wird.
  • Das Herzstück einer aktiven Fahrwerkregelung sind mit Öldruck arbeitende Stellzylinder, welche die herkömmlichen Schwingungsdämpfer 19 ersetzen. Es ist eine aktive Fahrwerkstechnologie mit schneller hydraulischer Federfußpunktverstellung bekannt. Diese umfasst als Stellzylinder einen zu einer Tragfeder in Reihe geschalteten einfach wirkenden Hydraulikzylinder (Plunger), der durch Proportionalventile angesteuert wird und als virtuelle Zusatzfeder und Zusatzdämpfer arbeitet und damit eine Zusatzkraft ausübt. So ist es möglich, die Fahrwerksabstimmung je nach Fahrsituation und/oder Kundenwunsch zu beeinflussen. Die Druckversorgung übernimmt eine motorseitig angetriebene Tandempumpe.
  • Solche oder ähnliche grundsätzlich zur Erhöhung des Fahrkomforts vorgesehenen Mittel werden gem. der Erfindung alternativ oder zusammen eingesetzt, um dem Fahrer 10 bei erkannter Müdigkeit oder drohendem Einschlafen einen haptischen Reiz zu vermitteln. So bewirkt z.B. eine sehr hohe Dämpfkraft (hervorgerufen durch über eine entsprechende Zusatzkraft sehr "hart" eingestellte Dämpfer) eine höhere gewichtete Vertikalbeschleunigung an der gefederten Karosserie – höherer sogenannter "k-Wert" – und damit einen geringeren oder verschlechterten Komfort.
  • Die Fahrwerksteuerung 18 beeinflusst entsprechend in Abhängigkeit vom Müdigkeitssignal 17 einen oder mehrere Schwingungsdämpfer 19 oder Stellzylinder. Dazu weist die Fahrwerksteuerung 18 eine der Anzahl der Schwingungsdämpfer 19 oder Stellzylinder entsprechende Anzahl von Ausgängen auf. Jeder Ausgang ist mit einem der Schwingungsdämpfer 19 oder Stellzylinder zu dessen Beeinflussung verbunden. Die Verbindung kann in Form von Pneumatik- oder Hydraulikleitungen ausgeführt sein, über die bei dem jeweiligen Schwingungsdämpfer 19 oder Stellzylinder direkt die Dämpfkraft oder Zusatzkraft verändert wird. Alternativ kann die Verbindung auch in Form einer elektrischen Verbindung ausgeführt sein, die ein dem jeweiligen Schwingungsdämpfer 19 oder Stellzylinder zugeordnetes, nicht dargestelltes Hydraulik- oder Pneumatikaggregat derart beeinflusst, dass ein der gewünschten veränderten Dämpf- oder Zusatzkraft entsprechender Druck aufgebaut wird. Alternativ ist auch eine elektrisch z.B. mit einem Elektromotor bewirkte Zusatzkraft denkbar. In der Darstellung sind zwei Verbindungen zwischen der Fahrwerksteuerung 18 einerseits und den beiden Rädern 13 zugeordneten Komponenten des Fahrwerks 12 andererseits gezeigt.
  • Das Müdigkeitssignal 17 kann auch zur Auslösung eines Warntons mittels eines nicht dargestellten Schallorgans, wie z.B. einem Lautsprecher, verwendet werden.
  • Damit lässt sich die vorliegende Erfindung zusammenfassend kurz wie folgt beschreiben: Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stimulation eines Fahrers 10 eines Fahrzeuges 11 bei erkannter Müdigkeit des Fahrers 10 angegeben, wobei die Vorrichtung Mittel zum Erkennen der Müdigkeit des Fahrers 10 und Mittel, die zur Stimulation des Fahrers 10 eine haptische Warnung auslösen, umfasst, wobei zur haptischen Warnung des Fahrers ein Fahrwert 12 des Fahrzeuges 11 beeinflussbar ist oder beeinflusst wird.
    • 10
    Fahrer
    11
    Fahrzeug
    12
    Fahrwerk
    13
    Rad
    14
    Lenkrad
    15
    Pedal
    16
    Müdigkeitserkennungsvorrichtung
    17
    Müdigkeitssignal
    18
    Fahrwerksteuerung
    19
    Schwingungsdämpfer

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Stimulation eines Fahrers (10) eines Fahrzeuges (11) bei erkannter Müdigkeit des Fahrers (10) mit Mitteln zum Erkennen der Müdigkeit des Fahrers (10) und Mitteln, die zur Stimulation des Fahrers (10) eine haptische Warnung auslösen, dadurch gekennzeichnet, dass zur haptischen Warnung ein Fahrwerk (12) des Fahrzeuges (11) beeinflussbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Fahrwerk (12) des Fahrzeuges (11) ein aktives, semi-aktives oder voll-aktives Fahrwerk (12) ist und das Fahrwerk (12) zur haptischen Warnung des ermüdeten Fahrers (10) derart verstellbar ist, dass sich der Fahrkomfort des Fahrzeuges (11) durch den Fahrer (10) spürbar verschlechtert.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Fahrwerk (12) regelbare Schwingungsdämpfer (19) umfasst, die zur Erzeugung eines verschlechterten Fahrkomforts beeinflussbar sind.
  4. Vorrichtung nach einen der vorangehenden Ansprüche, wobei bei erkannter Müdigkeit des Fahrers (10) ein Warnton auslösbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug Mittel zur Anregung des Fahrwerks (12) umfasst, wobei bei erkannter Müdigkeit das Fahrwerk (12) anregbar ist.
  6. Verfahren zur Stimulation eines Fahrers (10) eines Fahrzeuges (11) bei erkannter Müdigkeit des Fahrers (10), wobei bei erkannter Müdigkeit des Fahrers (10) zur Stimulation des Fahrers (10) eine haptische Warnung ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die haptische Warnung eine Beeinflussung des Fahrwerks (12) des Fahrzeuges (11) umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Fahrwerk (12) des Fahrzeuges (11) ein aktives, semi-aktives oder voll aktives Fahrwerk (12) ist und das Fahrwerk (12) zur haptischen Warnung des ermüdeten Fahrers (10) derart verstellt wird, dass sich der Fahrkomfort des Fahrzeuges (11) durch den Fahrer (10) spürbar verschlechtert.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Fahrwerk (12) regelbare Schwingungsdämpfer (19) umfasst, die zur Erzeugung eines verschlechterten Fahrkomforts beeinflusst werden.
  9. Verfahren nach einen der Ansprüche 5 bis 8, wobei bei erkannter Müdigkeit des Fahrers (10) ein Warnton ausgelöst wird.
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