JP2007506166A - 自動車用の情報システム - Google Patents

Abstract

本発明は、運転者が自動車を運転しているときに、運転者に影響を与える要因に従って、情報を提供するためのシステムに関する。さらに、自動車には、運転者によって動作又は開始される機能が、それに対応する情報と共に提供され、この情報量の多さにより、運転者が、この種類の機能の動作又は作動中に、又は提供された情報を読む間に、大きすぎる負荷の下に置かれるか又は交通状況に対して注意散漫になるという危険が生じ、事故を起こす危険性が高くなる。本発明の目的は、運転者の集中力を下げることのないように操作の複雑さを大幅に簡略化する上述の種類のシステムを提供することである。本発明によれば、情報は、運転者に客観的に影響を与える負荷要因と、運転者動作と、車両の運転に影響を与える運転者の特定の特性とに従って伝達される。運転者に対する負荷を軽減するために、本発明のシステムを自動車に有利に使用でき、このようにして、運転者が運転状態の大部分で負荷を受けないことが保証されて、リラックスした状態で車両を運転することが可能になる。

Description

本発明は、運転者の状態に基づき自動車の情報を提供するためのシステムに関する。このようなシステムは、特許文献１から知られている。

車両用の現在の情報システムは、増加している膨大な量の情報を運転者に提供することに基づき、車両を運転するため及び快適さ機能を制御するために、より複雑なシステムを使用しており、情報のあるものが支援してくれるものであるにもかかわらず、運転者は、おそらく、過度の負荷を受けることになり、この結果、道路交通において危険な状況が生じた際にそれを防止することができない。一方では、道路交通状況、環境に関する条件、又は車両状態、例えば、あまりにも大きくなった横滑りのような運転者に影響を与える客観的な負荷要因により、他方では、通常の負荷レベルをもはや許容できない運転者の現在の肉体的又は精神的状態により、過度の負荷が生じることがあり、運転者は過度の作業負荷を受ける。運転者が、過度の作業負荷を受けていることを感じるかどうかは、当初は、状態特定のものであり、主に個々の特性に、すなわち運転者の性格の特徴に依存する。

以下の本文では、「作業負荷」という用語は、客観的に測定可能な負荷と運転者の性格の特徴とに基づき運転者によって主観的に認識される精神的作業負荷を指すものであると理解される。車両を運転しているときの測定可能な負荷要因は、例えば、交通状況、道路状態、高速道路、市街地の道路又は郊外の道路などのいずれかを示す道路の種類、車両の欠陥などを含む車両状態、走行安定性、曇った又は氷で覆われた窓ガラス、あるいは車内の温度値である。運転者に対する作業負荷を測定するための多様なシステム及び方法が知られている。

例えば、特許文献２は、運転者が自動車を運転している間の運転者の作業負荷値を決定するための方法を記載しており、このため、この方法において、運転者の生理学的データ、具体的には、運転者の脈拍数及び呼吸数が用いられる。データの評価により、それぞれの数値の形態の精神的作業負荷と肉体的作業負荷と習慣的作業負荷とに従って、分類が行われる。これらの値の間の比率に応じて、運転者の現在の状態には、特定の作業負荷値を有するカテゴリが割り当てられて、この値に基づき、運転者の運転タスクを軽減するために、例えば、車間距離制御システム（ＡＣＣ）、自動ブレーキシステム又は車線変更支援システムを自動的に作動させることによって、運転者支援動作が選択される。この方法により、運転者の特定の作業負荷値が生じる場合に、音響的又は視覚的な警告信号を発生させることも可能になる。

さらに、特許文献３は、自動車の運転に対する運転者の適性を診断するための方法及び装置を開示しており、この方法において、運転者の状態を評価するために、運転者が運転している間に収集される運転者の生理学的データが用いられて、その時の車両の運転状態に関するデータと又は交通状況に関するデータと組み合わせられ、そこから、運転に対する運転者の適性が判断され、必要に応じて、運転に対する適性のこの判断に基づく警告が運転者に出力され、必要に応じて、支援措置が開始される。さらに、この方法では、運転者の現在測定されている生理学的データの他に、車両以外に得られる運転者の健康に関連するデータ、特に運転者の生物学的データが用いられて、運転者に対する瞬時の負荷を判断する。運転者の過度の負荷が検出されるか、又はこの状態に適切ではない運転者に対する作業負荷が検出された場合、それに対応する緊急呼出信号が、支援措置を開始できるようにするために、例えばＧＳＭ無線を用いて送信される。

例えば特許文献４から知られているような車両のハンドルの対応するセンサによって、例えば、運転者の生理学的データの収集を行うことができる。さらに、上述の特許文献３に示されているように、例えば、運転者のまばたき回数によって運転者の状態に関する結論を引き出すことができるようにするために、映像記録を用いて、生理学的データを決定することもできる。最後に、脈拍数を測定するための上述の特許文献２に記載のセンサシステムをシートベルト内に収容できる。

特許文献５は、車両の運転者に警告するための方法を開示しており、この方法において、警告が出力される前に、車両の運転者の注意力が決定され、この場合、決定された注意力の程度に基づいて危険な状態の警告が出力され、すなわち、例えば、高レベルの注意力が決定された場合、この出力さえも抑制される。この関連において、運転者の注意力は、視野方向、瞬目周波数及び／又は頭の位置を検出することによって決定される。注意力の決定は、例えば、オーディオ機器、ナビゲーションシステム又は携帯無線装置を操作及び使用する運転者の運転タスクに加えて、運転者によって行われる副次的な動作も含む。最後に、疲労状態は、運転者の体温及び／又は脈拍数を測定することによって決定されて、そこから、運転者の注意力が決定される。この既知の方法では、警告は、単に、決定される運転者の注意力の程度に基づくだけでなく、車両状態に基づいても出力され、この結果、駐車支援装置、車間距離制御システム（ＡＣＣ）及び道路肩検出装置のような支援システムによって、車両状態の危険な状況が検出されて、運転者の検出された注意力の程度に基づき、早い時点又は遅い時点において、警告メッセージが生成される。この既知の方法では、脈拍数及び体温のような運転者の生理学的データも、ハンドルに取付けられるセンサによって収集される。

さらに、特許文献６は、切迫した車両の事故状況を検出するための装置を開示しており、この装置において、手の動きの変化が、画像認識システムによって検出され、そこから、動きの変化が行われる速度が決定される。これらの動きの変化が、パニック状態のような動きを示している場合、少なくとも１つの安全システムが作動させられる。この場合、間近に迫った事故状況を認識した運転者が、事故状況を回避するために、パニック状態でハンドルを回すことが経験から推定される。手の動きを検出することに加えて、アクセルペダル及びブレーキペダルを作動させる運転者の足の動きを検出して、足の移動速度が、運転者のパニック反応を示す予め規定された閾値を超えた場合に、同様に、安全システムをトリガすることもできる。

特許文献７によれば、運転者の作業負荷値を決定するために、運転時のかじ取り角が、かじ取り角センサによって記録されて、このかじ取り角のパターンが、負荷のない運転者のかじ取り角のパターンに対応する標準パターンと比較される。作業負荷指標値は、比較の結果に基づき生成される。

さらに、特許文献８は、自動車の居眠りしている運転者に警告するための装置を開示しており、この装置は、車両の周囲状況を検出するための装置と、運転者の基準となる運転スタイルを感知するための装置と、車両の周囲状況を検出するための装置によって決定される実際の運転スタイルと基準運転スタイルとを評価するための比較論理と、比較論理によって作動させることができる警告装置とを備える。車道境界に対する自動車の横方向運動が、車両の周囲状況を検出するための装置のデータ評価に基づき検出された場合、この横方向運動が、比較論理によって基準運転スタイルと比較されて、閾値を超えたときに、触覚的、音響的又は視覚的な警告信号を発生させるための警告装置が作動させられる。

本質的に、これらの既知の方法及び装置が使用されて、危険な状況にある運転者に警告するか、又はそれに応じて車両システムを制御することによって、このような状況にある運転者の負荷を軽減する。この関連において、運転者の極限状態、すなわち、運転者の居眠り又は過度の負荷又は虚脱の危険が検出された場合に、このようにして、危険な状況が検出され、この場合、過度の負荷は極限の交通状況でも推定される。したがって、それに対応する措置は、既に生じている危険な状況の防止にのみ有効である。

運転者に影響を与える情報密度が、運転者によって作動させることができる機能方法に関して、車両の現在の状態に基づき制御される自動車用の情報システムは、特許文献９から知られている。このために、例えば、現在の速度、選択されているギヤ、さもなければ燃料タンク内に存在する燃料量のような車両状態を感知するためのセンサ装置が設けられる。オペレータ制御要素によってトリガできる機能の動作又は作動は、運転者が道路事象に不必要に気を取られることを回避するために、自動車の特定の状態において、例えば高速走行時に阻止される。したがって、例えば、高速において、空調システム、ナビゲーションシステム又はオーディオシステムの動作を阻止することが可能である。この状態を特徴付けるために、それに対応するメニュー項目が、例えば、表示装置から消去されるか、又は異なる態様で前記装置に表示される。車両状態に基づき推奨されない車両状態に対するトリガだけでなく、所定の機能をトリガすることも可能である。この場合、警告メッセージは、例えば、それに対応するグラフィック表示装置によって、さもなければ、音響的又は触覚的な形態で伝達し得る。

この既知のシステムで提案されている情報を出力する方法の選択は、自動車の状態にのみ関係するが、運転に対する運転者の適性に関する個々の運転者特性を考慮しておらず、このため、運転者は、このシステムに対する制御を失っていると感じることがある。

特許文献１０に記載されている一般的なシステムは、データ源の制御装置と、車両構成要素を制御するための手段と、光学的及び／又は音響的な表示装置を制御するための手段とにおいて、運転者の状態を考慮する。運転者の精神状態又は気分に関する運転者の状態を検出するための手段は、記憶された基準データと比較することによって運転者の精神状態への割当を可能にするように測定データが意図されるカメラ及びマイクロホンを備える。決定される運転者の気分に応じて、特定の情報のみが表示されるので、ここで、情報選択又は情報フィルタリングも行われる。表示装置のために利用可能になる情報、例えば、速度、冷却水の温度、タイヤ空気圧、又は燃料タンクの充填レベルは、車両センサによって供給される。

さらに、運転者のための緊急機能又は支援機能は、決定される運転者の状態に基づき、この既知のシステムにより作動させられる。例えば、オペレータ制御指示、ユーザプロンプト、又は車両構成要素を操作及び制御するための支援システムに関する情報が、例えば運転者の状態に基づき運転者に表示され、このようにして、運転者がシステムを操作するときに運転者を支援する。

緊急事態が検出された場合に、例えば運転者が卒倒したときに、緩やかな制動を行い、同時に、クラッチ解除が行われて、この結果、車両がさらに加速しないことを保証する制動支援が、緊急機能として機能する。

この既知のシステムでは、運転者の状態は、「精神状態」及び「気分」という用語によって示されている。このような運転者の状態に関する情報を得るために、音声パターンは、マイクロホンによって分析されるが、この理由は、興奮した、例えば、筋肉が緊張した、体温が変化した、さもなければ、激しく突然動いた運転者の前記パターンの変化が、運転者の顔面を評価することによって検出されることが想定されるからである。最後に、ストレス状態において、静かな音楽が、運転者に対して自動的に再生される。マイクロホン及びカメラにより収集される生理学的データが、運転者の現在の作業負荷を示す確率が高くなることを必ずしも示すわけではない。この理由は、変化した音声パターンが、前部シートの乗員が行った会話で話した内容又は喉の病気にも起因する可能性があり、筋肉の緊張又は体温の変化が、車内の状況に起因する可能性があり、激しい動き及び突然の動きが、車両の外部の対象物に対する運転者の高い関心レベルを示しているに過ぎない可能性があるか、あるいは前部シートの乗員による会話によって引き起こされているに過ぎない可能性があるからである。したがって、運転者の作業負荷レベルの信頼性の高い決定は、運転者の特定の状態を確認することを可能にする別の情報を必要とするが、この理由は、そうでなければ、誤認の危険性が非常に高く、最悪の場合には、緊急事態が、この既知のシステムによって不正確に推定される場合があるからである。

特許文献１１は、情報を提供するための同様の方法及び装置を開示しており、この方法において、運転者に対する認識の負荷が、車両速度、車内騒音、車両加速度のような車両データに基づき、さらに、気象条件及び道路状態のような環境に関するデータに基づき、最後に、かじ取り挙動又は携帯電話の使用のような運転者要因に基づいても決定される。次に、出力すべき情報は、決定される認識の負荷に基づき選択される。この既知の方法の不都合は、同様に、個々の運転者特性が考慮されないので、運転者が制御を失っていると感じる危険性があり、結果として、安全性に関する視点が、不十分なまま満たされることである。

さらに、特許文献１２は、情報装置が、車両の動作モードに基づき、規定された動作モードに自動的に置かれる情報を提供するためのシステムを開示している。この関連において、車両速度、あるいはＡＢＳ制御装置又は点火システムの動作状態に関するセンサデータは、この場合、入力データとして収集され、同様に、車両システムとの言語対話は記録されて評価される。最後に、頻繁な制動及び加速又は急激なかじ取り操作のような動的な車両状態も感知されて処理される。例えば、エンジン値及び車両値のような現在の動作特性値（例えば、温度、速度）を１つの動作モードとして出力することが提案されており、また別の動作モードは、交通情報の出力に、あるいは対応するマップを用いた電子式経路案内処理、電話制御システム、ＰＣ機能を用いた方法、又は操作説明書の情報又はサービス指示及び回線図に関する情報による「顧客サポート」動作モードに関する。

この既知のシステムでは、車両の対応する装置の操作及び使用を簡略化することが意図され、この結果、交通における危険が、可能な限り防止される。

この既知のシステムも、運転者が、車両を運転しているときに、運転者に提供される情報を選択する場合の負荷に耐える運転者の個々の能力を考慮しない。

最後に、特許文献１３は、運転者が車両を運転することを容易にするための運転支援システムを開示しており、このシステムは、環境を検出するための装置のデータに基づき、車両の周囲状況の間近に位置する対象物を検出するために、及び運転状態を決定するための装置のデータに基づき、車両の複数の運転状態の内の１つを決定するために、検出された運転状態に対応する基準情報項目を生成して、それを表示装置に表示する情報処理装置を有する。運転操作の基準情報は、例えば、検出された過度の負荷の交通状況、すなわち交通渋滞における運転で、前方走行車両が移動し始めることが指示されること、あるいは車間距離が、検出された通常の運転状態で表示され、同時に、運転者には、前方走行車両と運転者自身の車両との間の適切な距離に関する情報が与えられること、あるいは狭い交通路における運転に対応する運転状態で、障害物が運転者に表示され、並びに運転者の車両に対する前記障害物の接近、又は駐車に関するかじ取り情報が、駐車モード時に運転者に表示されることから成る。

この既知の運転者支援システムも、負荷に耐える運転者の個々の能力を考慮せず、この結果、運転者が、支配されていると感じる危険性がある。

独国特許発明第１９９５２８５７Ｃ１号明細書 特開２００２−０１０９９５Ａ号公報 独国特許出願公開第１００４２３６７Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１９５４５８４８Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１００３９７９５Ａ１号明細書 独国特許発明第１９７５３１６０Ｃ１号明細書 米国特許第６，０６１，６１０号明細書 独国特許出願公開第１９８１８２３９Ａ１号明細書 独国実用新案第２９９１６０００Ｕ１号明細書 独国特許発明第１９９５２８５７Ｃ１号明細書 独国特許出願公開第１０２１１０６９Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１９７０７１８８Ａ１号明細書 欧州特許第０５９０５８８Ｂ１号明細書

本発明の目的は、運転者の状態に基づき自動車の情報を提供するためのシステムを提供することにあり、運転者が、自動車の情報を提供するためのシステムによって運転者に個々に提供される情報を取得するときに少し注意するだけで済み、同時に、前記システムが、運転者の運転タスクを支援し、道路上における安全性に寄与するように意図される。

この目的は、
ａ）客観的な負荷要因、特に、自動車の状態、及び／又は運転者に影響を与える自動車の環境に関する条件を感知するための装置と、
ｂ）運転者の動作を感知するための装置と、
ｃ）自動車の運転に影響を与える運転者の特性を感知するための装置と、
ｄ）運転者に影響を与える負荷要因と、運転者の動作と、自動車の運転に影響を与える運転者の特性とに基づき、情報プロファイルを決定するための情報処理装置と、
ｅ）情報プロファイルによって決定される情報を出力するための出力装置、を有する請求項１の特徴によって達成される。

決定される情報プロファイルに基づき、情報、好ましくは、オペレータ制御情報と、車両状態データと、通信システム及び支援システムの情報と、娯楽情報とが、負荷を受ける運転者の現在の状態を考慮しつつ車両を安全に操作及び運転できるように、道路事象及び車両状態に基づき運転者に提供される。したがって、このようにして生成される情報プロファイルにより、運転者に関する「個人に特定された」情報パッケージがもたらされる。車両とのコミュニケーションは、本発明によれば、運転者が、提供される情報によって注意散漫にならず、不安にならず、過度の負荷を受けず、本発明によるシステムによって支配されていると感じることもなく、システムが運転者との高い許容レベルを認識するように構成される。

このシステムと運転者との高い許容レベルは、現在の運転状態において、運転者の客観的な負荷要因だけでなく、車両の運転に関連する運転者の運転者特性、例えば、疲労、緊張状態及び運転者固有の特性、具体的には、運転者の健康状態、加速、かじ取り又は制動に関する運転スタイル、運転者の神経質、運転能力、又は負荷に耐える一般的能力のような運転者特性も感知されることによって特に達成される。

本発明の特に有利な一実施形態によれば、運転者の状態は、運転者の運転作業の負荷レベルに関して、客観的な負荷要因と、運転者動作と、車両の運転に影響を与える運転者特性とに基づき決定でき、また分類して、この分類に基づき情報プロファイルを決定することができる。この関連において、作業負荷を「軽い作業負荷」、「中程度の作業負荷」又は「重い作業負荷」のような種々のカテゴリに分けることができ、この場合、最初に述べたカテゴリへの割当に関して、運転者は、ストレスに対して非常に耐性があり、すなわち、重い作業負荷に耐えることができ、一方、最後に述べたカテゴリでは、運転者は、ストレスに対してごく僅かしか耐性がなく、したがって、同様に、作業負荷に僅かに耐えることができる。結果として、情報プロファイルの決定時に、運転者が、あらゆる状況下で車両全体の制御を維持し、リラックスした雰囲気を感じ、システムを信頼でき、また予期せぬ事象にいつでも安全に反応できることを特に十分に保証することが可能である。

作業負荷レベル、すなわち、運転中の運転者の作業負荷レベルは、多数の要因から決定され、この結果、作業負荷の分類に関して高レベルの精度が可能であり、一方、特に、影響を受けた知覚手段に関する分類を行うこともでき、この作業負荷レベルには、視覚、聴覚及び／又は触覚が必要とされる。

このようにして、客観的な負荷要因の場合、環境センサ、テレマティックシステム、他の車両の通信システム、又は固定通信システムによって提供される環境に関するデータだけでなく、車両状態データ、すなわち、本質的に、例えば、技術的状態、フロントガラスワイパの摩耗状態、タイヤの状態、車内の温度、霧で覆われた及び氷で覆われた窓ガラス、車両の支援システムの動作状態のような動作データ及び状態データも感知される。

作業負荷レベルを決定するための重要なデータは、車両の運転に重要な運転者特性を感知することによって供給される。この関連において、疲労、緊張状態又は感情状態のような短期間の特性だけでなく、運転者の特定の特性、具体的には、例えば、健康状態、眼鏡又は補聴器の着用者のような運転者の限定的特徴、不安感（トンネル又は橋の周囲における）、加速度、かじ取り又は制動に関する運転スタイル、運転者の神経質、運転能力、又は負荷に耐える一般的能力のような運転者特性も感知される。

短期間の特性は、例えば、皮膚伝導性、視野方向、瞳孔幅又はＥＣＧ値のような生理学的データであり得る。

運転者の特定の特性に関するデータの収集は、例えば、車両を購入したときの対応するアンケートによって行うことができ、このために設けられるデータメモリに記憶できるか、又はシステム、すなわちデータメモリに運転者が直接入力できる。

最後に、かじ取り動作又はペダルの踏み込みのような運転者動作、同様に、車両速度のレベル、又は前方走行車両と一定の距離を有する高速走行、車線変更、道路における方向転換、コーナリング、後退、トンネル走行、あるいは入口への又は出口からの走行も感知されて、作業負荷レベルを決定するために用いられる。

本発明によるシステムでは、極めて特定の基準で、提供される情報を運転者に適応させることが可能である。

有利な発展形態によれば、決定される作業負荷レベルに基づき、出力すべき情報の情報形式を決定すること、すなわち、警告メッセージ、オペレータ制御情報又は娯楽情報の内のいずれが出力されるかを決定することが可能であり、このことに従って、情報を出力する時間を決定することもできる。最後に、決定される作業負荷の種類に基づき、情報形式、又は情報を出力する時間を規定できる。

さらに、作業負荷レベル又は作業負荷の種類によって、例えば、情報が簡潔に表示されるか又は詳細に表示されるか、多数又は少数の情報単位のいずれが、所定の表示領域にわたって表示されるか、あるいは音声出力スピーカが速く話すか又はゆっくり話すかによって、情報の量及び密度を決定できる。

最後に、負荷レベル又は負荷の種類に基づき、出力媒体を決定すること、すなわち、情報が、視覚的に、音響的に又は触覚的にあるいはそれらの組み合わせの内のいずれで出力されるかを決定することが可能である。

このようにして、例えば、音響のみの出力は、ある状態における運転者のために、触覚的又は視覚的なコミュニケーション手段を用いた車両との相互作用よりも小さな作業負荷を構成し得る。

さらに、作業負荷レベル又は作業負荷の種類に基づき、視覚データの出力形式、具体的には、文字データ、記号データ、グラフィック又は映像を制御することが可能である。特に、上述の変数に基づき、文字データの長さを出力することもできる。

オペレータ制御要素によって、機能をトリガでき、またこれらの機能が、異なる範囲の動作選択に分類されるさらに有利な実施形態では、作業負荷レベル又は作業負荷の種類に基づき、選択装置によって、オペレータ選択を運転者に提供できる。作業負荷レベル又は作業負荷の種類に基づき、この場合、オペレータ入力を音響的に、視覚的に及び／又は触覚的に行うことができる。

最後に、本発明の最後の有利な実施形態では、「最小の」オペレータ選択は、運転と、運転に関連しない選択の除外とに必要な機能を備えるに過ぎない。

以下の本文において、図面に関連して、本発明についてより詳細に説明して示す。この図面は、例示的な実施形態としての本発明によるシステムのブロック回路図を示している。

ブロック回路図は、例えばマイクロプロセッサμＰとして動作し、かつ一連のデータ及び情報項目から運転者の作業負荷を決定するために一連のデータ及び情報項目が送られる中央情報処理装置１を有する情報及びオペレータ制御システムを示している。

このために、最初に、車両の周囲状況に関するデータを装置３で、また車両状態データを装置４で検出することによって、運転者に影響を与える客観的な負荷要因が、装置２によって感知される。

装置３は、所望のデータを収集するために、インタフェース５を介して、テレマティックシステム又は通信システム、同様に車両間通信システムのような対応するセンサ又は情報源に接続される。このデータは、車両が現在走行している経路の部分が、橋、トンネル、高速道路への入口及び高速道路からの出口に関するデータに加えて、高速道路、一般道、オフロード、オンロード又は住宅地／歩道の内のいずれの道路の分類であるかに関する情報及びデータであり、経路区間の障害に関するデータに加えて、道路脇の状態に関するデータであり、経路上の正勾配及び負勾配、道路の幅、踏切、一方通行の道路、優先道路、横断歩道、安全地帯、歩行者専用区域、遊歩道、道路工事、車線数、車道の狭くなっている場所、車線の終点、車線の幅が狭くなっている場所、車線の幅が広くなっている場所、地面の凸凹、迂回路、複雑な交差点、特別な交通立体構造（例えば環状交差点）、カーブの曲率半径、道路ノード、速度カテゴリに関するデータであり、また道路標識認識手段（信号機の状態を含む）のデータである。別の周囲データは、道路状態（ハイドロプレーニング現象の危険性、乾いているか、濡れているか、雪で覆われているか又は氷で覆われている道路の表面、溝、小石、砂、凸凹）と、交通状況（交通密度、対向交通、対向車の眩惑効果、交通渋滞、交通渋滞（移動又は停止）の終了地点、他の道路使用者による優先通行違反、立体駐車場における運転、突然現れる障害物（例えば、歩行者、自転車乗り又はオートバイ乗り）、前方を走行するか又は後続する車両に対する距離又は相対速度）と、環境条件（雨又は霧のような気象条件及び視界条件、乗員数、車内の騒音レベル、光度条件、太陽の位置、日時、季節、地理的位置、外気温度、横風条件）とに関する。

装置４も、所望のデータを収集するために、インタフェース６を介して、車両状態に関する対応するセンサ又は情報源に接続される。このデータは、車両の重大な欠陥（例えばブレーキの故障）、霧で覆われた／氷で覆われた窓ガラス、ＡＢＳ／ＥＳＰ／駐車支援／車間距離制御支援システム／カーブ警告システムの動作状態、ヨーレート、車両の技術的状態、フロントガラスワイパの摩耗状態、タイヤの状態、タイヤ圧、冬用タイヤ／夏用タイヤ、燃料量、車内の温度、シートヒータ、及びトレーラヒッチ（例えばトレーラ又はキャンパが連結されているかどうか）に関する車両運転データ及び情報である。

装置７により、対応するセンサ及び情報源に同様に接続される関連するインタフェース８を介して、運転者動作が感知される。これらの運転者動作は、オペレータ制御要素（ラジオ、ナビゲーションシステム、シート調節手段、ブレーキペダル及びアクセルペダル等）の作動、車両の表示装置の観察、道路標識、特に方向指示標識及び交通信号の観察、車両速度、加速／減速タイプ、アクセルペダルの位置、ブレーキペダルの位置、制動トルク、キックダウン、クラッチの作動、かじ取り角（かじ取り角速度、かじ取り角加速度を含む）、ギヤの選択、警笛及び点滅表示灯（警告点滅表示灯を含む）の作動、電話の使用、ミラーの調節、空調システムの作動、並びに制御機器及び表示機器の操作に関する。運転者動作を示す別の情報項目は、道路における方向転換、追い越し、カーブ及び前方走行車両の接近、カーブの走行、車線変更、及び駐車のような運転者が行う運転操作に関する。

装置９により、運転者特性が感知され、運転者特性、すなわち、データメモリ１０に記憶される長期間の運転者特性と、装置１１によって決定される短期間の運転者特性との間で区別が行われる。データメモリ１０及び装置１１は装置９に接続される。短期間の運転者特性を感知するために、装置１１は、インタフェース１２を介して、対応するセンサ及び情報源に接続される。

短期間の運転者特性は、本質的に、疲労、精神的疲労又は倦怠感、ストレス、動機（例えば、仕事のための運転、休暇目的のための運転、買い物に関する運転の内のいずれであるか）、時間的プレッシャ、視覚的／音響的／精神的な注意散漫、感情状態（怒り、苛立ち、フラストレーション、喜び）、アルコール又は薬物の影響、及び走行経路の熟知度に関する運転者の現在の状態を示す。

これらの多くの特性は、運転者の生理学的データ、例えば、疲労、緊張状態、精神的疲労又は倦怠感、感情状態、並びにアルコール及び薬物の影響を検出することによって感知できる。決定される生理学的データは、例えば、皮膚伝導性、運転者の視野方向、音声周波数、瞳孔幅、脈拍数及び呼吸数又はまばたき回数である。他の特性は間接的に得ることが可能であり、例えば、精神的疲労又は倦怠感は、単調な道路事象又は単調な経路区間から推定できる。一般に、このようなデータを用いて、運転者特性をもっともらしく明らかにすることも可能である。生理学的データと同様に、特定の運転パラメータ（例えば、かじ取り角の感知）によって、緊張状態をチェックするか又は動機をチェックすることも可能である。例えば運転者の動機を評価できるようにするために、学習コンポーネントを有するナビゲーションシステムのナビゲーション情報を用いることもできる。運転者の視覚的な注意散漫を感知するために、運転者観察カメラが使用され、音量測定により、運転者の音響的な注意散漫の徴候が得られる。操作要素又はハンドルロックの作動の感知により、触覚的作業負荷が得られる。

運転者特性、すなわち、長期間の運転者特性は、例えば、加速とかじ取りと制動とに関する運転者の運転スタイル、運転者の神経質、トンネル及び橋を走行するときの不安感、運転能力（熟練運転者又は初心運転者）、負荷に耐える一般的能力（持久力、適性）、病気及び行動準備又は行動能力、運転者の限定的特徴（例えば限られた視力又は聴力）、危険に対する挙動、性別に関する。例えば、車両が、アンケートを伴って購入された場合、運転者の個々のこれらのデータ項目を決定して、データメモリ１０に記憶することができる。特別に開発された試験によって、この運転者の特定のデータを決定するか、さもなければ、走行データを組み合わせて、そこから結論を引き出すことも可能である。

感知装置２、７及び９に供給されるデータは、基準値と比較するために、感知装置で調整されて標準値に変換される。このために、これらの標準値は、データメモリ２１に記憶される「作業負荷分類」特性線図によって、運転者に対する現在の作業負荷レベル及び／又は作業負荷の種類を決定する情報処理装置１に供給される。このために、データメモリ２１に記憶された特性線図は行列構造を有するので、作業負荷カテゴリ、すなわち作業負荷レベルは、負荷要因と、運転者動作と、必要に応じて、ある種類の作業負荷、すなわち、視覚的、音響的又は触覚的な種類の内のいずれかの作業負荷も含むデータ記録に割り当てることができる。最も簡単な例では、例えば、「軽い作業負荷」、「中程度の作業負荷」及び「重い作業負荷」のような３つのカテゴリに分類を行うことが可能である。当然、所望に応じて、このカテゴリ数を増加させ、このようにして、特に、運転者に提供すべき情報のこの分類に基づき行われる選択を考慮して、より細い等級分けを行うことができる。さらに、例えば、作業負荷レベルが、運転者に影響を与える客観的な負荷要因の重みによって、又は個々の運転者特性によってのみ、例えば運転者の極度の不安感によって決定されるか否かにかかわらず、例えば作業負荷の種類又は作業負荷の原因に関する別の要因によって、カテゴリを規定することもできる。

このようにして決定された作業負荷カテゴリにより、コンテキストに適応できる情報プロファイルが記憶されるデータメモリ２２にアクセスすることによって、関連する情報が、中央情報処理装置１によって決定されて、出力装置１３を介して出力される。この出力装置１３は、触覚情報を出力するための出力手段１４と、オーディオ情報を出力するための出力手段１５と、イメージ情報を出力するための出力手段１６とを含む。

データメモリ２２に記憶されるコンテキストに適応できる情報プロファイルは、例えば、運転者が運転している間にのみ運転者に関連する主題を含む基本メニューから構成され、ある種類の情報、したがって、オペレータ制御情報、警告メッセージ、情報メッセージ又は娯楽情報、あるいは出力を必要とする電話のような通信システムの情報は、負荷要因、運転者動作及び運転者特性に基づき、すなわちコンテキストに適応できるように決定され、短文は、イメージ出力手段１６によって、又は危険な運転状態においては、出力手段１５による音声によってのみ出力され、このような場合には、必要に応じて、運転者の音声指示「一時停止」又は「停止」によって遮断又は終了できる。車両の周囲状況に関するデータ、又はそれほど重要でない車両状態データの場合、省略文を段階的に取り消すか、又は別の主題でメニューを補足することが可能である。２つの増分の最小の形態、具体的には、「走行」車両状態及び「停止」車両状態において、このコンテキストに提供された増分数が関係することができる。さらに、車両の周囲状況、すなわち道路事象に関する及び運転動作に関する感知された状態の「重み」に基づいても等級付けを行うことができるようにすることによって、より細かい等級付けを行うことができる。音響出力の場合には、例えば、単語及び短文又は長い詳細な説明のみを音声出力システムで出力することによって、情報量を制御することもできる。

情報量のこの制御に加えて、作業負荷レベルと、この分類を決定する変数とに基づき、情報密度を予め規定することも可能である。例えば、出力手段１６によって、文字情報の文字の大きさが小さくされて表示装置に出力されることがあり、この結果、運転者は、文字の大きさが大きくされて情報密度がそれだけ低くなる文を出力するのと比較して、非常に大きな情報量を取得しなければならない。音声出力が、オーディオ出力手段１５によって行われると、急速に話された文は、ゆっくり話された文と比較して情報密度が高くなる。

最後に、作業負荷カテゴリに関する上述の変数に基づき、コミュニケーション手段、すなわち、情報を出力するための媒体を制御でき、この結果、視覚的、音響的及び／又は触覚的な出力が、出力装置１３によって可能である。個々のこれらのコミュニケーション手段を用いて、例えば、異なる長さの文、自明の記号、画像又は映像を出力することにより、出力形式を制御することもできる。オーディオ出力は音声、音楽として又は警告信号として提供することが可能である。触覚情報は、ハンドルの振動、又は例えば運転者のシートのような車両の他の部分の振動の形態で出力できる。さらに、操作要素において、触覚フィードバックを実行することもできる。独国特許発明第１０２１１９４６Ｃ１号明細書では、例えば、圧力、張力、電圧によって又はアクチュエータ表面の化学的性質を変化させることによって運転者の手の触覚が刺激されるセンサ及びアクチュエータ要素をハンドルに設けることが提案されている。

例えば、運転者が、交通状況により、重い視覚的作業負荷を受けることが検出され、すなわち、作業負荷の種類が決定された場合に、コミュニケーション手段を変更することも意図される。このような様式変更により、例えば、オーディオ出力手段１５によって聴覚感知がもたらされる。

このようにして達成される情報の制御は、運転者に最適に、すなわち、運転者の特定の運転者特性及び運転者動作の両方に、また重みが負荷要因によって決定される運転者が行っている現在の運転タスクに関連して適応される。

図１に記載の情報及びオペレーティングシステムは、手動入力手段１８と、音声、例えばマイクロホンで入力するためのオーディオ入力手段１９と、イメージ入力手段２０、例えば、運転者の手の動き又は視野方向を検出するための装置とを有する入力装置１７も有する。

選択的に、同様に、上述の変数に関する作業負荷分類に基づき、オペレータ制御選択を決定することも可能であり、このオペレータ制御選択により、運転者が、入力装置１７を使用して操作要素によってトリガできる特定の範囲の車両機能が、運転者に提供される。このために、図面上で選択性を示すために破線で示したデータメモリ２３が設けられる。このデータメモリ２３は、異なるオペレータ制御選択を含み、これらのオペレータ制御選択から、１つのオペレータ制御選択が、作業負荷レベル又はその分類変数、具体的には、負荷要因と運転動作と運転者特性とに基づき、情報処理装置１に割り当てられた選択装置１．１によって選択される。車両を運転するために必要なすべての機能が提供されて、運転者によって動作させることができることによって、最小のオペレータ制御選択が行われる。次に、作業負荷カテゴリ又は上述の変数に従って、別の機能を付加できる。選択されるオペレータ制御選択に関連する情報は、データメモリ２２へのアクセスによって利用可能になる。

オペレータ制御選択は、メニューの深さ、すなわちメニューレベルの数を変更することによって区別でき、同様に、メニューの幅又は特定の選択を表示装置にオーバレイするか又は表示装置から消去することができる。特に、入力選択を予め規定できるが、この理由は、危険な運転状態において、スイッチを用いた手動入力よりも、オーディオ入力、すなわち音声入力の方が、運転者が受けるストレスが小さくなるからである。このことについて、オペレータ制御タスクを行うための合計時間が、１５秒未満であり、また一般人が、毎秒、約３、４個の単語を読むことができることを基準とすべきである。車両が、１００ｋｍ／ｈの速度で、毎秒、約２８ｍの距離を進むことが考慮される場合、この速度において、道路事象に関する情報の大きな損失が、数秒以内に生じるので、例えば、変化する「車両状態」に含まれる意味が明確になる。

このようにして、最高の交通安全に最適化されるように、選択を制御することが可能であるので、結果として、特に運転経験及び運転練習がほとんどない初心運転者の負荷が、ある期間にわたって最適に軽減され、したがって、交通に完全に集中できる。

例示的な実施形態としての本発明によるシステムのブロック回路図である。

Claims (17)

1. 運転者の状態に基づき自動車の情報を提供するためのシステムにおいて、
   ａ）客観的な負荷要因、特に、前記自動車の状態、及び／又は前記運転者に影響を与える前記自動車の環境に関する条件を感知するための装置（２、３、４）と、
   ｂ）運転者動作を感知するための装置（７）と、
   ｃ）前記自動車の運転に影響を与える前記運転者の特定の運転者特性を感知するための装置（９、１０、１１）と、
   ｄ）前記運転者に影響を与える前記負荷要因と、前記運転者動作と、前記自動車の運転に影響を与える前記特定の運転者特性とに基づき、情報プロファイルを生成するための情報処理装置（１）と、
   ｅ）前記情報プロファイルによって決定される前記情報を出力するための出力装置（１３、１４、１５、１６）と、
   を特徴とするシステム。
2. データメモリ（２１）に記憶された特性線図によって、作業負荷を分類するために、前記情報処理装置（１）が、前記負荷要因と、前記運転者動作と、前記自動車の運転に影響を与える前記運転者特性とに基づき、前記運転者の作業負荷レベルを決定し、前記情報が、決定された前記作業負荷レベルに基づき出力されることを特徴とする請求項１に記載の情報を提供するためのシステム。
3. 前記作業負荷が、前記運転者に対する前記作業負荷の種類に関して、特に視覚的、音響的及び／又は触覚的な作業負荷に従って分類されることを特徴とする請求項２に記載の情報を提供するためのシステム。
4. 前記運転者動作を感知するために、前記運転者によって開始される運転操作、及び／又は前記運転者によって実行されるオペレータ制御要素の作動操作が検出されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の情報を提供するためのシステム。
5. 前記自動車の運転に影響を与える前記運転者の特定の運転者特性を感知するための装置（１１）が、短期間の運転者特性、特に、疲労度、ストレス度、注意散漫度、感情状態、及び／又は、アルコール又は薬物の影響を受けた状態を感知することを特徴とする請求項の１〜４のいずれか１項に記載の情報を提供するためのシステム。
6. 前記自動車の運転に影響を与える前記運転者の特定の運転者特性を感知するための装置（１０）が、長期間の運転者特性、特に、運転スタイル、運転能力、神経質、不安感、健康状態、反応能力、及び／又は、行動準備に関する運転者特性を感知することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の情報を提供するためのシステム。
7. 前記情報処理装置（１）が、出力すべき前記情報の種類を決定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の情報を提供するためのシステム。
8. 前記情報処理装置（１）が、出力すべき前記情報を出力する時間を決定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の情報を提供するためのシステム。
9. 前記情報処理装置（１）が、情報量及び／又は情報密度を決定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の情報を提供するためのシステム。
10. 前記情報処理装置（１）が、視覚的及び／又は音響的及び／又は触覚的なデータとして前記情報を出力することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の情報を提供するためのシステム。
11. 前記視覚データが、文字データ、記号データ、グラフィック、及び／又は、映像として出力されることを特徴とする請求項１０に記載の情報を提供するためのシステム。
12. 前記情報処理装置（１）が、前記文字データの長さを決定することを特徴とする請求項１１に記載の情報を提供するためのシステム。
13. 前記オペレータ制御要素によって、機能をトリガでき、該機能が、異なる範囲のオペレータ制御選択に分類されて、データメモリ（２３）に記憶され、また選択装置（１．１）が、前記負荷要因と、前記運転者動作と、前記自動車の運転に影響を与える前記運転者特性とに基づきオペレータ制御選択を決定するために設けられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の情報を提供するためのシステム。
14. 入力装置（１７、１８、１９、２０）が、前記選択されるオペレータ制御選択を行うために設けられることを特徴とする請求項１３に記載の情報を提供するためのシステム。
15. 前記入力装置（１７）が、オペレータ制御入力のための手段（１８、１９、２０）を有し、前記情報処理装置（１）が、前記オペレータ制御入力の形式を決定し、前記オペレータ制御入力が、音声で、手動で、及び／又はイメージで行われることを特徴とする請求項１４に記載の情報を提供するためのシステム。
16. 前記選択されるオペレータ制御選択が、少なくとも運転に必要な前記機能を備えることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の情報を提供するためのシステム。
17. 出力すべき前記情報が、車両状態情報と、オペレータ制御情報と、環境に関する情報と、警告メッセージと、通信装置の情報を含むことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の情報を提供するためのシステム。

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