DE102011114661A1

DE102011114661A1 - Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102011114661A1
Application number: DE201110114661
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Metzger Rolf
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-04-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems (1) eines Fahrzeugs mit einer Erfassungseinheit (1.1), bei welchem vorgesehen ist, dass mittels der Erfassungseinheit (1.1) eine Pulsfrequenz (fP) und einen Hautleitwert (cH) eines Fahrzeugführers (2) zumindest zeitweise erfasst und mittels einer Verarbeitungseinheit (12) ausgewertet werden, wobei die Verarbeitungseinheit (1.2) in Abhängigkeit der ausgewerteten Pulsfrequenz (fP) und des ausgewerteten Hautleitwerts (cH) zumindest ein Steuersignal (S1) an ein Motorsteuergerät (3) und/oder eine Warnvorrichtung (4) übermittelt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der Offenlegungsschrift DE 10 2004 036 119 A1 beschrieben, ein Fahrerassistenzsystem zur Müdigkeitserkennung beziehungsweise Aufmerksamkeitsbeurteilung eines Fahrzeugführers bekannt. Mittels des Fahrerassistenzsystems wird, ohne dass der Fahrzeugführer hierzu ”aktiv” eine Handlung vornehmen oder eine Vorrichtung an sich anlegen muss oder ein optisches System auf sich richten muss beziehungsweise sein Gesichtsfeld einem optischen System zuwenden muss, eine Beurteilung des Müdigkeitszustandes beziehungsweise Aufmerksamkeitszustandes des Fahrzeugführers ermöglicht. Dabei wird eine Pulsfrequenz beziehungsweise eine plötzliche Änderung der Pulsfrequenz des Fahrzeugführers, welche als ein sicheres Beurteilungskriterium zur Müdigkeitserkennung beziehungsweise Aufmerksamkeitsbeurteilung eines Fahrzeugführers herangezogen werden kann, mittels einer „passiv” („passiv”: der Fahrzeugführer muss hierzu keine bewusste „aktive” Handlung ausführen) funktionierenden Erfassungsvorrichtung ermittelt und überwacht, um bei einer plötzlichen Änderung der Pulsfrequenz eine Aktion auszulösen, die der Sicherheit des Fahrzeugführers und/oder der Verhinderung von Unfällen beziehungsweise Reduzierung einer Unfallschwere sowie Dokumentation des Unfallhergangs dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1 angegebenen gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Aufgabe durch die in Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs mit einer Erfassungseinheit ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels der Erfassungseinheit eine Pulsfrequenz und ein Hautleitwert eines Fahrzeugführers zumindest zeitweise erfasst und mittels einer Verarbeitungseinheit ausgewertet werden, wobei die Verarbeitungseinheit in Abhängigkeit der ausgewerteten Pulsfrequenz und des ausgewerteten Hautleitwerts zumindest ein Steuersignal an ein Motorsteuergerät und/oder eine Warnvorrichtung übermittelt.
Eine signifikante Veränderung der Pulsfrequenz und des Hautleitwerts eines Fahrzeugführers weist auf einen kritischen physischen und/oder psychischen Zustand des Fahrzeugführers hin, in welchem der Fahrzeugführer einer aktuellen Verkehrssituation gegebenenfalls nicht mehr gewachsen ist. Beispielsweise äußert sich ein solcher Zustand dadurch, dass der Fahrzeugführer gemessen an seinem kritischen Zustand eine zu hohe Geschwindigkeit fährt, wodurch ein Sicherheits- und Unfallsrisiko erhöht wird. Die Erfassung der Pulsfrequenz und des Hautleitwerts des Fahrzeugführers ermöglicht eine sehr genaue, objektive Beurteilung eines kritischen physischen und/oder psychischen Zustands des Fahrzeugführers. Insbesondere ist dies dann von Vorteil, wenn dieser Zustand vom Fahrzeugführer nur unterschwellig, d. h. nicht bewusst, wahrgenommen wird. Durch die Auswertung der erfassten Pulsfrequenz und des erfassten Hautleitwerts anhand der Verarbeitungseinheit ist es möglich, mittels des Motorsteuergeräts und/oder der Warnvorrichtung aktiv beziehungsweise passiv in das aktuelle Fahrverhalten einzugreifen, so dass eine Sicherheit des Fahrzeugführers erhöht wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems.
In der einzigen 1 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems 1 dargestellt.
Das Fahrerassistenzsystem 1 ist in einem nicht näher dargestellten Fahrzeug, beispielsweise einem Lastkraftfahrzeug angeordnet und umfasst eine Erfassungseinheit 1.1 und eine Verarbeitungseinheit 1.2.
Die Erfassungseinheit 1.1 umfasst zumindest einen Sensor, vorzugsweise eine Mehrzahl von Sensoren, welche in und/oder an einem Lenkrad des Fahrzeugs angeordnet sind.
Dabei dient die Erfassungseinheit 1.1 der Erfassung einer Pulsfrequenz f_P und eines Hautleitwerts c_H eines Fahrzeugführers 2, sobald der Fahrzeugführer 2 eine Position zum Führen des Fahrzeugs eingenommen hat, insbesondere sobald der Fahrzeugführer 2 mit zumindest einer Hand das Lenkrad berührt.
Die Pulsfrequenz f_P ist dabei ein Indikator für das menschliche Herz-Kreislauf-System. Beispielsweise kann eine erhöhte Pulsfrequenz f_P auf körperliche Erschöpfung oder Überbeanspruchung hindeuten. Die Pulsfrequenz f_P wird üblicherweise an zumindest drei Fingern erfasst. Der Hautleitwert c_H wird üblicherweise über einen Hautwiderstand an Fingern oder an einem Handballen abgleitet und ist ein Indikator für eine Tätigkeit des menschlichen sympathischen Systems. Der Hautleitwert c_H ist durch physische und/oder psychische Zustände, z. B. physische Überlastung Stress, beeinflussbar.
Vorzugsweise sind die Sensoren in dem Lenkrad umlaufend angeordnet, so dass die Pulsfrequenz f_P und der Hautleitwert c_H des Fahrzeugführers 2 in beliebigen Positionen der Hand oder beider Hände am Lenkrad erfassbar sind.
Dabei können ein oder mehrere Sensoren der Erfassung des Hautleitwerts c_H und ein oder mehrere andere Sensoren der Erfassung der Pulsfrequenz f_P dienen. Auch ist es möglich, mittels eines Kombinationssensors eine Kombinationsmessung durchzuführen, wobei die Kombinationssensoren vorzugsweise umlaufend in dem Lenkrad angeordnet sind.
Die von der Erfassungseinheit 1.1 erfasste Pulsfrequenz f_P und der erfasste Hautleitwert c_H werden zumindest zeitweise, vorzugsweise kontinuierlich, an die Verarbeitungseinheit 1.2, welche beispielsweise ein Steuergerät darstellt, übermittelt und von dieser entsprechend auswertet.
Beispielsweise werden die erfasste Pulsfrequenz f_P und der erfasste Hautleitwert c_H mit vorgebbaren Grenzwerten, insbesondere positiven und negativen Grenzwerten jeweils für die Pulsfrequenz f_P und den Hautleitwert c_H, in Abhängigkeit einer momentanen Geschwindigkeit verglichen. Dazu werden der Verarbeitungseinheit 1.2 zusätzlich Informationen hinsichtlich der momentanen Geschwindigkeit übermittelt, z. B. mittels eines Motorsteuergerätes 3, anhand derer die Grenzwerte klassifiziert werden.
So werden anhand einer den positiven oder negativen Grenzwert überschreitenden beziehungsweise unterschreitenden Pulsfrequenz f_P und eines den positiven oder negativen Grenzwert überschreitenden beziehungsweise unterschreitenden Hautleitwertes c_H ein physischer und/oder psychischer Zustand des Fahrzeugführers 2 als kritisch eingestuft, auch kritischer Zustand genannt, in welchem der Fahrzeugführer 2 einer aktuellen Verkehrssituation gegebenenfalls nicht mehr gewachsen ist.
Beispielsweise fährt der Fahrzeugführer 2 eine zu hohe Geschwindigkeit, gemessen an seinem kritischen Zustand, welcher ein Konzentrations- und/oder Beurteilungsvermögen des Fahrzeugführers 2 hinsichtlich der aktuellen Verkehrssituation beeinflusst, so dass ein Sicherheits- und Unfallsrisiko erhöht ist.
Wird der physische und/oder psychische Zustand des Fahrzeugführers 2 als kritisch eingestuft, generiert die Verarbeitungseinheit 1.2 ein Steuersignal S₁ und übermittelt dieses an eine Warnvorrichtung 4 und/oder an das Motorsteuergerät 3, mit denen die Verarbeitungseinheit 1.2 jeweils elektrisch verbunden ist.
Die Entscheidung, ob das Steuersignal S₁ an die Warnvorrichtung 4 oder an das Motorsteuergerät 3 oder an die Warnvorrichtung 4 und das Motorsteuergerät 3 gleichzeitig übermittelt wird, kann in Abhängigkeit eines Maßes des kritischen Zustands erfolgen, welches abhängig von der Höhe der Überschreitung oder Unterschreitung der Grenzwerte ist.
Wenn das Steuersignal S₁ an die Warnvorrichtung 4 übermittelt wird, generiert diese in Abhängigkeit des Steuersignals S₁ ein Warnsignal S_W, welches optisch, akustisch und/oder haptisch für den Fahrzeugführer 2 wahrnehmbar ist. Die Warnvorrichtung 4 umfasst dazu eine Anzeigeeinheit 6 zur optischen Wahrnehmung des Warnsignals S_W und/oder einen Lautsprecher 7 zur akustischen Wahrnehmung und/oder ist in das Lenkrad zur haptischen Wahrnehmung des Warnsignals S_W integriert.
Das Warnsignal S_W signalisiert damit dem Fahrzeugführer 2, dass hinsichtlich seines aktuellen Fahrverhaltens, insbesondere hinsichtlich der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, gemessen an seiner Pulsfrequenz f_P und seinem Hautleitwert c_H, ein erhöhtes Sicherheits- und Unfallsrisiko besteht. Die Warnvorrichtung 4 greift somit passiv in das aktuelle Fahrverhalten des Fahrzeugführers 2 ein, so dass dieser aktiv die momentane Geschwindigkeit verringern kann.
Zusätzlich kann das Warnsignal S_W auch Informationen beinhalten, die dem Fahrzeugführer 2 signalisieren, auf welche Art und Weise er sein Fahrverhalten zur Verbesserung einer Fahrsicherheit ändern muss. Beispielsweise wird dem Fahrzeugführer 2 mittels des Warnsignals S_W über den Lautsprecher 7 signalisiert, dass dieser die momentane Geschwindigkeit, z. B. 140 km/h, auf 100 km/h drosseln soll.
Wenn das Steuersignal S₁ an das Motorsteuergerät 3 übermittelt wird, generiert dieses in Abhängigkeit des Steuersignals S₂ ein weiteres Steuersignal S₂, mittels dessen eine Drehzahl und/oder eine Leistungsabgabe eines Fahrzeugmotors 5 und daraus folgend die momentane Geschwindigkeit verringert wird. Das Motorsteuergerät 3 greift damit aktiv in das aktuelle Fahrverhalten des Fahrzeugführers 2 ein.
Wenn das Steuersignal S₁ an die Warnvorrichtung 4 und das Motorsteuergerät 3 gleichzeitig übermittelt wird, so wird, wie zuvor beschrieben, mittels des Motorsteuergeräts 3 die momentane Geschwindigkeit verringert und der Fahrzeugführer 2 erhält mittels der Warnvorrichtung 4 das Warnsignal S_W mit einer Information, dass die momentane Geschwindigkeit mittels des Motorsteuergeräts 3 verringert wird.
Es ist auch möglich, dass das Motorsteuergerät 3 erst dann aktiv in das aktuelle Fahrverhalten des Fahrzeugführers 2 eingreift, wenn durch diesen nach dem Warnsignal S_W keine entsprechenden Änderungen des aktuellen Fahrverhaltens erfolgen.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, eine Sicherheit des Fahrzeugführers 2 zu erhöhen, wenn dieser aufgrund eines kritischen Zustandes einer aktuellen Verkehrssituation nicht mehr gewachsen ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Fahrzeugführer 2 diesen kritischen Zustand nicht bewusst wahrnimmt und folglich nicht in der Lage ist, sein aktuelles Fahrverhalten entsprechend seines kritischen Zustands zu ändern.
Die Pulsfrequenz f_P und der Hautleitwert c_H sind dabei zuverlässige Indikatoren zur Beurteilung eines kritischen Zustands des Fahrzeugführers 2. Da zum Führen des Fahrzeugs zumindest eine Hand am Lenkrad des Fahrzeugs benötigt wird und die Pulsfrequenz f_P und der Hautleitwert c_H üblicherweise an den Fingern beziehungsweise an der Hand erfasst werden, ist es möglich, diese beiden Größen kontinuierlich zu erfassen, so dass das Fahrerassistenzsystem 1 stets aktiv oder passiv in das Fahrverhalten eingreifen kann.
Die Sensoren zur Erfassung der Pulsfrequenz f_P und des Hautleitwerts c_H sind üblicherweise sehr kompakt ausgebildet, so dass diese bauraumoptimal im Lenkrad des Fahrzeugs angeordnet sind. Darüber hinaus sind die Sensoren auf einfache und kostengünstige Art und Weise herstellbar, so dass das Verfahren kosteneffizient durchführbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004036119 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems (1) eines Fahrzeugs mit einer Erfassungseinheit (1.1), dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Erfassungseinheit (1.1) eine Pulsfrequenz (f_P) und ein Hautleitwert (c_H) eines Fahrzeugführers (2) zumindest zeitweise erfasst und mittels einer Verarbeitungseinheit (1.2) ausgewertet werden, wobei die Verarbeitungseinheit (1.2) in Abhängigkeit der ausgewerteten Pulsfrequenz (f_P) und des ausgewerteten Hautleitwerts (c_H) zumindest ein Steuersignal (S₁) an ein Motorsteuergerät (3) und/oder eine Warnvorrichtung (4) übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuergerät (3) in Abhängigkeit des übermittelten Steuersignals (S₁) eine Drehzahl und/oder eine Leistungsabgabe eines Fahrzeugmotors (5) verringert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnvorrichtung (4) in Abhängigkeit des übermittelten Steuersignals (S₁) ein Warnsignal (S_W) generiert.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal (S_W) optisch und/oder akustisch und/oder haptisch erfassbar ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfassend eine Erfassungseinheit (1.1), welche fahrzeugseitig an einem Lenkrad angeordnet ist, und eine Verarbeitungseinheit (1.2), die mit einem Motorsteuergerät (3) und/oder einer Warnvorrichtung (4) elektrisch verbunden ist.