WO2012000465A1 - Verfahren zur erkennung der anwesenheit eines fahrers in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur erkennung der anwesenheit eines fahrers in einem kraftfahrzeug Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for detecting the presence of a driver in a motor vehicle, in particular with an automated manual transmission, wherein the operation of predetermined by a driver usually operated controls of the motor vehicle is detected by electrical signals from a control device.
  • the signal transmission can be effected by a data BUS, in particular a CAN-BUS but also digital, analog or by PWM.
  • DE 102 16 547 A1 describes a method in which a driver presence signal is only generated by a control device when the actuation of at least one of the operating elements normally actuated by a driver is detected.
  • the presence of a driver presence signal is a precondition for the fact that certain vehicle functions can be activated, in particular the closing of the clutch.
  • the signal transmission takes place here by a data bus, in particular a CAN-BUS, in order to be able to transmit as many signals as possible over a few lines.
  • a data bus in particular a CAN-BUS
  • the driver recognition takes place by means of at least one further redundantly detected driver-typical signal, a reliable driver recognition can also be carried out in the event of faulty or failed signal transmission.
  • a particularly secure driver recognition is achieved if at least two redundantly transmitted driver-typical signals detected within a predetermined first time interval become.
  • the time duration of the first time interval is preferably chosen so short that the detection of two driver-typical signals due to a hardware error or accidental operation is very low or almost impossible.
  • the driver recognition is preferably carried out by detecting typically driver-redundant transmitted driver signals in the vehicle, such as. by detecting a first redundant signal when changing the position of the selector lever for switching gears of the motor vehicle transmission and by detecting a second redundant signal upon actuation of the vehicle brake within the predetermined first time interval.
  • the change in the position of the accelerator pedal may be detected by a redundant signal.
  • a driver detection is preferably carried out by detecting a first redundant signal upon actuation of the selector lever from a neutral or Parklace in a forward gear or in a reverse gear and by detecting a second redundant signal when the vehicle brake within the first predetermined time interval.
  • the driver After the driver has been detected when the vehicle is at a standstill, it is maintained within a second predetermined time interval for carrying out a starting operation.
  • the second time interval begins to run with the release of the brake.
  • the predetermined minimum speed of the vehicle driver identification After exceeding the predetermined minimum speed of the vehicle driver identification is maintained as long as the minimum speed is not exceeded.
  • it may additionally be provided to maintain the driver recognition when the minimum speed is undershot, as long as the time duration of the undershooting is less than a predetermined third time interval. This is chosen so short, for example, with a duration of 5 s, that falls below the mini- dest Bulgaria, especially when stopping, the driver may not have left the vehicle within this time interval.
  • the driver operable emergency switch which has a redundant signal connection to the control device.
  • a signal for driver detection is detected by the control device.
  • the emergency switch is manually operated and arranged such that a mecanicdlich actuation or actuation by unattended playing in the vehicle children is avoided.
  • the emergency switch can be arranged for example in the glove box of the vehicle.
  • the safety of the driver recognition when using an emergency switch can be increased if it is combined with at least one of the measures mentioned in the preceding claims. For example, it is conceivable, after successful driver detection by pressing the emergency switch to maintain the driver detection to request the detection of another redundant signal when exceeding a minimum speed of the vehicle within a predetermined time interval.
  • a redundant driver recognition for an emergency operation for example for driving in a workshop, initiated.
  • Such redundant driver recognition is made possible by detecting redundantly transmitted signals for driver recognition via a redundant signal connection between the operating elements of the motor vehicle and the control device.
  • a redundant signal direct connections such as a hard-wired signal connection, between selector lever and control device or between the vehicle brake and control device may be provided.
  • a redundant driver recognition for a limp home is certainly possible on the basis of these signals by the clutch may only be closed when a change is detected on two redundant detected signals, for example, when the selector lever and the vehicle brake each change their position. After successful driver detection, this can be done for Carrying out an emergency run required closing the clutch using the still available for the controller signals or time-controlled.
  • the selector lever from the neutral stage “N” or the parking stage “P” must be switched to a forward drive position “D (Drive)” or “M (Manual)” or to a reverse drive position “R” and within a predetermined first
  • the operation of the selector lever and the vehicle brake and the detection of the corresponding redundant signals can also be performed in reverse order, ie the vehicle brake can be actuated first and then the selector lever
  • the first time interval for example with a time duration of 2 s, is selected such that the probability that both signals due to a signal or hardware error or by accidental operation, for example by unattended playing children in the vehicle, Change very low or close to zero assumed
  • the clutch can be closed within a second predetermined time interval beginning with the release of the vehicle brake, which corresponds to the usual time for a starting operation, for example 10 s.
  • the driver detection is only maintained and the clutch is closed when another redundant signal is detected when a predetermined minimum speed of the vehicle is exceeded, otherwise the driver detection is canceled and the clutch is opened.
  • the clutch remains closed as long as the minimum speed of the vehicle is exceeded.
  • the minimum speed of the vehicle is chosen so that it is certain that the vehicle is in motion and the driver can not have left the vehicle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Anwesenheit eines Fahrers in einem Kraftfahrzeug, insbesondere mit einer automatisierten Kupplung, wobei die Betätigung vorbestimmter von einem Fahrer üblicherweise betätigten Bedienelemente des Kraftfahrzeugs durch elektrische Signale von einer Steuereinrichtung erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall der Signalübertragung die Fahrererkennung durch zumindest ein weiteres redundant erfasstes Signal erfolgt.

Description

Verfahren zur Erkennung der Anwesenheit eines Fahrers in einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Anwesenheit eines Fahrers in einem Kraftfahrzeug, insbesondere mit einem automatisierten Schaltgetriebe, wobei die Betätigung vorbestimmter von einem Fahrer üblicherweise betätigten Bedienelemente des Kraftfahrzeugs durch elektrische Signale von einer Steuereinrichtung erfasst wird.
Zur Steuerung automatisierter Schaltgetriebe ist es erforderlich, dass der Steuerungssoftware verschiedene Signale zur Verfügung stehen, die zwischen den Bedienelementen des Kraftfahrzeugs und der Steuereinrichtung übertragen werden müssen. Die Signalübertragung kann durch einen Daten-BUS, insbesondere einen CAN-BUS aber auch digital, analog oder durch PWM, erfolgen. In der DE 102 16 547 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Fahreranwesenheitssignal von einer Steuereinrichtung nur dann erzeugt wird, wenn die Betätigung wenigstens eines der normalerweise von einem Fahrer betätigten Bedienelemente erfasst wird. Dabei ist das Vorhandensein eines Fahreranwesenheitssignals jeweils Voraussetzung dafür, dass bestimmte Fahrzeugfunktionen aktivierbar sind, insbesondere das Schließen der Kupplung. Die Signalübertragung erfolgt hierbei durch einen Daten-BUS, insbesondere einen CAN-BUS, um möglichst viele Signale über wenige Leitungen übertragen zu können. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der Umstand aus, dass bei einem Fehler in der Signalübertragung oder bei deren Ausfall keine Fahrererkennung mehr möglich ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einem Verfahren der vorgenannten Art eine sichere Fahrererkennung auch dann zu ermöglichen, wenn die Signalübertragung fehlerhaft ist oder ausfällt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Da erfindungsgemäß die Fahrererkennung durch zumindest ein weiteres redundant erfasstes fahrertypisches Signal erfolgt, kann auch bei einer fehlerhaften oder ausgefallenen Signalübertragung eine sichere Fahrererkennung durchgeführt werden.
Eine besonders sichere Fahrererkennung wird erreicht, wenn zumindest zwei redundant übertragene fahrertypische Signale innerhalb eines vorbestimmten ersten Zeitintervalls erfasst werden. Die Zeitdauer des ersten Zeitintervalls ist vorzugsweise, derart kurz gewählt, dass die Erfassung zweier fahrertypischer Signale aufgrund eines Hardwarefehlers oder einer versehentlichen Betätigung sehr gering bzw. nahezu ausgeschlossen ist.
Zur Minimierung des Aufwands erfolgt die Fahrererkennung bevorzugt durch Erfassung von im Fahrzeug üblicherweise redundant übertragener fahrertypischer Signale, wie z.B. durch Erfassung eines ersten redundanten Signals bei Änderung der Stellung des Wählhebels zum Schalten von Gängen des Kraftfahrzeuggetriebes und durch Erfassung eines zweiten redundanten Signals bei Betätigung der Fahrzeugbremse innerhalb des vorbestimmten ersten Zeitintervalls. Alternativ kann anstelle der Änderung der Stellung des Wählhebels oder der Fahrzeugbremse die Änderung der Stellung des Fahrpedals durch ein redundantes Signal erfasst werden.
Im Stillstand des Fahrzeugs erfolgt eine Fahrererkennung bevorzugt durch Erfassung eines ersten redundanten Signals bei Betätigung des Wählhebels von einer Neutral- oder Parkstufe in eine Vorwärtsfahrstufe oder in eine Rückwärtsfahrstufe und durch Erfassung eines zweiten redundanten Signals bei Betätigung der Fahrzeug bremse innerhalb des ersten vorbestimmten Zeitintervalls.
Vorzugsweise wird nach erfolgter Fahrererkennung im Stillstand des Fahrzeugs diese innerhalb eines zweiten vorbestimmten Zeitintervalls zur Durchführung eines Anfahrvorgangs aufrechterhalten. Bevorzugt beginnt das zweite Zeitintervall mit dem Lösen der Bremse zu laufen.
Wurde ein Fahrer anhand einer der vorgenannten Bedingungen erkannt, reicht es zur Aufrechterhaltung der Fahrererkennung aus, wenn ein weiteres redundantes Signal bei Überschreiten einer vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb des zweiten Zeitintervalls erfasst wird. Andernfalls wird die Abwesenheit des Fahrers erkannt.
Nach Überschreitung der vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs wird die Fahrererkennung aufrechterhalten, solange die Mindestgeschwindigkeit nicht unterschritten wird. Zur Verbesserung des Fahrkomforts kann zusätzlich vorgesehen sein, bei Unterschreitung der Mindestgeschwindigkeit die Fahrererkennung aufrecht zu erhalten, solange die Zeitdauer der Unterschreitung kleiner ist als ein vorbestimmtes drittes Zeitintervall. Dieses wird, beispielsweise mit einer Dauer von 5 s, so kurz gewählt, dass bei Unterschreitung der Min- destgeschwindigkeit, insbesondere beim Anhalten, der Fahrer das Fahrzeug innerhalb dieses Zeitintervalls nicht verlassen haben kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann alternativ oder zusätzlich, insbesondere zur Erhöhung des Komforts, ein vom Fahrer betätigbarer Notschalter vorgesehen sein, der über eine redundante Signalverbindung mit der Steuereinrichtung verfügt. Bei Betätigung des Notschalters wird ein Signal zur Fahrererkennung von der Steuereinrichtung erfasst. Vorzugsweise ist der Notschalter per Hand betätigbar und derart angeordnet, dass eine versehendlich Betätigung oder eine Betätigung durch unbeaufsichtigt im Fahrzeug spielende Kinder vermieden wird. Hierzu kann der Notschalter beispielsweise im Handschuhfach des Fahrzeugs angeordnet werden. Die Sicherheit der Fahrererkennung bei Verwendung eines Notschalters kann erhöht werden, wenn dieser mit zumindest einer der in den vorangehenden Ansprüchen genannten Maßnahmen kombiniert wird. Beispielsweise ist es denkbar, nach erfolgter Fahrererkennung durch Betätigung des Notschalters zur Aufrechterhaltung der Fahrererkennung die Erfassung eines weiteren redundanten Signals bei Überschreitung einer Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls zu fordern.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Bei einer Störung der Signalübertragung, beispielsweise durch einen Ausfall des CAN-BUS, stehen keine Signale zur Fahrererkennung mehr zur Verfügung. Wird eine solche Störung erkannt, wird erfindungsgemäß eine redundante Fahrererkennung für einen Notlauf, beispielsweise zum Fahren in eine Werkstatt, eingeleitet. Eine solche redundante Fahrererkennung wird ermöglicht, indem zwischen den Bedienelementen des Kraftfahrzeugs und der Steuereinrichtung redundant übertragene Signale zur Fahrererkennung über eine redundante Signalverbindung erfasst werden. Zur Übertragung eines redundanten Signals können direkte Verbindungen, wie zum Beispiel eine hart verdrahtete Signalverbindung, zwischen Wählhebel und Steuereinrichtung bzw. zwischen Fahrzeugbremse und Steuereinrichtung vorgesehen sein.
Eine redundante Fahrererkennung für einen Notlauf ist anhand dieser Signale sicher möglich, indem die Kupplung nur dann geschlossen werden darf, wenn an zwei redundant erfassten Signalen jeweils eine Änderung detektiert wird, beispielsweise wenn Wählhebel und Fahrzeugbremse jeweils ihre Stellung ändern. Nach erfolgter Fahrererkennung kann das zur Durchführung eines Notlaufs erforderliche Schließen der Kupplung unter Verwendung der für die Steuereinrichtung noch verfügbarer Signale oder zeitgesteuert erfolgen.
Eine Fahrererkennung anhand redundant erfasster Signale wird im Folgenden beispielhaft für einen Anfahrvorgang erläutert. Möchte der Fahrer anfahren, so muss der Wählhebel aus der Neutralstufe„N" oder der Parkstufe„P" in eine Vorwärtsfahrstufe„D (Drive)" oder„M (Manual)" oder in eine Rückwärtsfahrstufe„R" geschaltet und innerhalb eines vorbestimmten ersten Zeitintervalls die Fahrzeugbremse getreten oder losgelassen werden. Hierbei können die Betätigung von Wählhebel und Fahrzeugbremse und die Erfassung der entsprechenden redundanten Signale auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen, d.h. es kann die Fahrzeugbremse zuerst und dann der Wählhebel betätigt werden. Sind diese Bedingungen erfüllt, kann die Kupplung zum Anfahren geschlossen werden. Dabei ist das erste Zeitintervall, beispielsweise mit einer Zeitdauer von 2 s, derart gewählt dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich beide Signale aufgrund eines Signal- bzw. Hardwarefehlers oder durch eine versehentliche Betätigung, beispielsweise durch im Fahrzeug unbeaufsichtigt spielende Kinder, ändern sehr gering bzw. kann nahe null angenommen werden. Wurde der Fahrer einmal anhand dieser Bedingung erkannt, kann die Kupplung innerhalb eines mit dem Loslassen der Fahrzeugbremse zu laufen beginnenden zweiten vorbestimmten Zeitintervalls geschlossen werden, das der üblichen Zeitdauer für einen Anfahrvorgang entspricht, beispielsweise 10 s. Ist dieses Zeitintervall verstrichen, bleibt die Fahrererkennung nur dann aufrechterhalten und die Kupplung geschlossen, wenn ein weiteres redundantes Signal bei Überschreiten einer vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird, andernfalls wird die Fahrererkennung aufgehoben und die Kupplung geöffnet. Dabei bleibt die Kupplung solange geschlossen wie die Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs überschritten bleibt. Die Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs wird dabei so gewählt, dass sicher feststellbar ist, dass sich das Fahrzeug in Bewegung befindet und der Fahrer das Fahrzeug nicht verlassen haben kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erkennung der Anwesenheit eines Fahrers in einem Kraftfahrzeug, insbesondere mit einer automatisierten Kupplung, wobei die Betätigung vorbestimmter von einem Fahrer üblicherweise betätigten Bedienelemente des Kraftfahrzeugs durch elektrische Signale von einer Steuereinrichtung erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall der Signalübertragung die Fahrererkennung durch zumindest ein weiteres redundant erfasstes Signal erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrererkennung durch Erfassung eines ersten redundanten Signals bei Änderung der Stellung des Wählhebels zum Wählen der Fahrstufe und durch Erfassung eines zweiten redundanten Signals bei Änderung der Stellung der Bremse innerhalb eines vorbestimmten ersten Zeitintervalls erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrererkennung im Stillstand des Fahrzeugs durch Erfassung eines ersten redundanten Signals bei Betätigung des Wählhebels von einer Neutral- oder Parkstufe in eine Vorwärts- oder in eine Rückwärtsfahrstufe und durch Erfassung eines zweiten redundanten Signals bei einem Lösen der Bremse innerhalb des vorbestimmten ersten Zeitintervalls erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Fahrererkennung im Stillstand des Fahrzeugs diese innerhalb eines zweiten vorbestimmten Zeitintervalls zur Durchführung eines Anfahrvorgangs aufrechterhalten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Fahrererkennung diese aufrechterhalten wird, wenn ein drittes redundantes Signal bei Überschreitung einer vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb des vorbestimmten zweiten Zeitintervalls erfasst wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrererkennung nach Überschreitung der vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs aufrechterhalten wird, solange die Mindestgeschwindigkeit nicht unterschritten wird oder die Zeitdauer der Unterschreitung kleiner ist als ein vorbestimmtes drittes Zeitintervall.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrererkennung durch Betätigung eines vom Fahrer betätigbaren Notschalters erfolgt.
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