DE102015015306A1 - Verfahren zur Verringerung kinetosebedingter Störungen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung von kinetosebedingten Störungen eines Insassen in einem Fahrzeug (1), wobei erfindungsgemäß als Maßnahmen – das Fahrzeug (1) mittels eines Kurvenneigungssystems bei einer Kurvenfahrt an einer Kurvenaußenseite angehoben und/oder auf einer Kurveninnenseite abgesenkt wird, – dass aus erfassten Fahrbahnunebenheiten resultierende dynamische Stöße und Bodenwellen reduziert werden, – dass eine sportive Kennlinie einer Fahrdynamikregelung eingestellt wird, – dass eine Hinterachslenkung zur gleichmäßigen Ausführung einer Querbewegung aktiviert wird, – dass eine künstliche hochfrequente Fahrbahnanregung in eine Fahrwerksregelung eingespielt wird, – dass eine Anzeigeeinheit (7) im Fahrzeug (1) auf Kopfhöhe des Insassen positioniert wird oder ein Fahrzeugsitz relativ zu der Anzeigeeinheit (7) positioniert wird, – und/oder dass Bilddaten einer Umgebungssensorik (6) latenzfrei zumindest auf der Anzeigeeinheit (7) ausgegeben werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung kinetosebedingter Störungen eines Insassen in einem Fahrzeug.
  • Aus der DE 101 52 852 A1 ist ein System, das eine zuverlässige Bestimmung und Beeinflussung der emotionalen Verfassung des Fahrers eines Kraftfahrzeuges ermöglicht, bekannt. Das System enthält eine Emotionssensorik, die mehrere Sensoren zur Bestimmung von mehreren verschiedenen emotionsbedingten Parametern umfasst. Zudem enthält das System eine Bewertungseinrichtung zur Bewertung der emotionalen Verfassung des Fahrers auf Basis der durch die Emotionssensorik bestimmten Parameter und auf Basis von gespeichertem medizinischen Wissen und eine Stimulierungseinrichtung zur Stimulierung des Fahrers durch optische, akustische, olfaktorische, haptische und/oder thermische Einflüsse auf Basis der durch die Bewertungseinrichtung bewerteten emotionalen Verfassung des Fahrers. Dabei werden die Art und die Intensität der Einflüsse unter Verwendung der durch die Emotionssensorik erhaltenen Rückmeldung so eingestellt, dass eine für die Verkehrssicherheit günstige emotionale Verfassung des Fahrers hergestellt wird, wobei gleichzeitig die Intensität der Einflüsse tendenziell unterhalb einer Schwelle bewusster Wahrnehmung durch den Fahrer gehalten wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Verringerung kinetosebedingter Störungen eines Insassen in einem Fahrzeug anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein Verfahren zur Verringerung von kinetosebedingten Störungen eines Insassen in einem Fahrzeug sieht erfindungsgemäß vor, dass als Maßnahmen
    • – das Fahrzeug bei einer Kurvenfahrt an einer Kurvenaußenseite angehoben und/oder auf einer Kurveninnenseite abgesenkt wird,
    • – dass aus erfassten Fahrbahnunebenheiten resultierende dynamische Stöße und Bodenwellen reduziert werden,
    • – dass eine sportive Kennlinie einer Fahrdynamikregelung eingestellt wird,
    • – dass eine Hinterachslenkung zur gleichmäßigen Ausführung einer Querbewegung aktiviert wird,
    • – dass eine künstliche hochfrequente Fahrbahnanregung in eine Fahrwerksregelung eingespielt wird,
    • – dass eine Anzeigeeinheit im Fahrzeug auf Kopfhöhe des Insassen positioniert wird oder ein Fahrzeugsitz relativ zu der Anzeigeeinheit positioniert wird,
    • – und dass Bilddaten einer Umgebungssensorik latenzfrei zumindest auf der Anzeigeeinheit ausgegeben werden, wobei beim automatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeuges zusätzlich
    • – das Fahrzeug gleichmäßig bewegt wird,
    • – eine Querregelung optimiert wird und
    • – der Insasse des Fahrzeuges durch einen fahrdynamischen Fahrzeugsitz über eine bevorstehende Lenkaktion informiert wird.
  • Mittels der Maßnahmen werden die kinetosebedingten Störungen eines Insassen, insbesondere eines Fahrers, des Fahrzeuges verringert, wobei weitere Insassen ebenfalls von den Maßnahmen profitieren.
  • Wird das Fahrzeug im automatisierten Fahrbetrieb bewegt, können andere Tätigkeiten von dem oder den Insassen ausgeführt werden, ohne dass die kinetosebedingten Störungen auftreten.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt die:
  • 1 schematisch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Verringerung von kinetosebedingten Störungen eines Insassen in dem Fahrzeug.
  • In der einzigen Figur ist ein Fahrzeug 1 mit einer Vorrichtung zur Verringerung von kinetosebedingten Störungen dargestellt. Die Vorrichtung umfasst ein Fahrpedal 2, welches ein Fahrer im nichtautomatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 betätigt, eine mit dem Fahrpedal 2 verbundene Steuereinheit 3 zur Antriebsstrangregelung, insbesondere für einen nichtautomatisierten und einen automatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1, einen mit der Steuereinheit 3 verbundenen Antriebsstrang 4, ein verstellbares Fahrwerk 5, eine Umgebungssensorik 6, eine Anzeigeeinheit 7 und einen fahrdynamischen Fahrzeugsitz 8. Darüber hinaus weist die Vorrichtung eine Konfigurationseinheit 9 zur Aktivierung von Maßnahmen zur Verringerung kinetosebedingter Störungen von Insassen, insbesondere des Fahrers und weiterer Insassen des Fahrzeuges 1.
  • Im Fahrbetrieb eines Fahrzeuges 1 treten bei Insassen regelmäßig Symptome der sogenannten Reisekrankheit, d. h. kinetosebedingte Störungen, auf. Wird das Fahrzeug 1 im nichtautomatisierten Fahrbetrieb bewegt, ist der Fahrer im Normalfall nicht betroffen. Im automatisierten Fahrbetrieb wird auch der Fahrer zum Insassen ohne Fahrtätigkeit, so dass auch bei ihm, insbesondere, wenn er Tätigkeiten, wie Lesen oder Schreiben ausführt, kinetosebedingte Störungen auftreten können.
  • Das Problem kinetosebedingter Störungen ist bereits vielfach untersucht worden und wird primär auf widersprüchliche Informationen für Auge und Innenohr, insbesondere den Gleichgewichtssinn, zurückgeführt. Aber auch unvorhersehbare Bewegungen, insbesondere dynamische Bewegungen, können für Insassen des Fahrzeuges 1 unangenehm sein. Ebenso können Bewegungen, die nicht in Kopfrichtung des Insassen erfolgen, negative Auswirkungen haben.
  • Um das Auftreten kinetosebedingter Störungen bei Insassen des Fahrzeuges 1 zumindest zu verringern, ist die Konfigurationseinheit 9 vorgesehen, mittels welcher Maßnahmen zur Verringerung dieser Störungen aktiviert werden.
  • Das Fahrzeug 1 verfügt, wie oben beschrieben, über das verstellbare, ein sogenanntes aktives, Fahrwerk 5, welches ein Kurvenneigungssystem umfasst. Dadurch ist es als Maßnahme möglich, dass bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges 1 eine Kurvenaußenseite angehoben und/oder eine Kurveninnenseite abgesenkt wird. Mittels dieser Maßnahme wird erreicht, dass auf das Innenohr wirkende Querkräfte verringert werden.
  • Umfasst das Fahrzeug 1 einen Sensor, anhand dessen erfasster Signale dem Fahrzeug 1 vorausliegende Fahrbahnunebenheiten vermessbar sind, so wird das Fahrwerk 5 als Maßnahme zur Verringerung der kinetosebedingten Störungen derart eingestellt, dass für die Insassen unangenehme Stöße und Bewegungen durch Überfahren von Bodenwellen verringert werden.
  • Ist eine Federung des Fahrzeuges 1 vergleichsweise weich eingestellt, so dass ein Gefühl eines Abkoppelns, d. h. eines Abhebens des Fahrzeuges 1 von einer Fahrbahn auftritt, kann als weitere Maßnahme auf eine sportive Kennlinie, insbesondere in Bezug auf die Federung, umgeschaltet werden, d. h. insbesondere auf eine härtere Kennlinie.
  • Ist dies als Maßnahme nicht ausreichend, oder ist die Fahrbahn vergleichsweise eben, kann eine höherfrequente Anregung einer Vertikalbewegung des Fahrzeuges 1 mit einem realen oder stochastischen Straßenprofil überlagert werden. Diese wird zuerst an einer Vorderachse und in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Radstand an einer Hinterachse des Fahrzeuges 1 eingespielt. Da diese höherfrequente Anregung nur über eine Aktorik des Fahrwerkes 5 eingespeist wird, kann in einer möglichen Ausführungsform vorgesehen sein, dass synchron zur Anregung Reifengeräusche über eine im Fahrzeug 1 angeordnete Lautsprechervorrichtung ausgegeben werden. Dadurch wird dem Fahrer und weiteren Insassen des Fahrzeuges 1 vermittelt, dass das Fahrzeug 1 mit allen Rädern mit der Fahrbahn in Kontakt steht. Dabei sollte ein Frequenzbereich von 4 Hz bis 9 Hz vermieden werden.
  • Als weitere Maßnahme ist vorgesehen, dass eine Hinterachslenkung zur Verschiebung einer Fahrzeugdrehung in einen idealen Punkt für Insassen des Fahrzeuges 1 aktiviert wird. Dadurch werden optisch nicht erkennbare, d. h. „nicht sichtbare” aber spürbare Seitwärtsbewegungen, wie sie z. B. auch in Booten auftreten, eliminiert.
  • Eine im Fahrzeug 1 angeordnete Anzeigeeinheit 7 ist derart im Fahrzeug 1 befestigt, dass eine Höhe einer Position der Anzeigeeinheit 7 eingestellt werden kann, so dass der Insasse beim Betrachten auf der Anzeigeeinheit 7 dargestellter Inhalte nicht seinen Kopf senken muss. Diese Maßnahme ist insbesondere im Fondbereich des Fahrzeuges 1 möglich. Zudem ist eine seitliche Drehung des Kopfes zu vermeiden, so dass die Anzeigeeinheit 7 vorzugsweise so zu positionieren ist, dass sich der Kopf des Insassen im Wesentlichen ideal in Fahrtrichtung befindet.
  • Handelt es sich bei dem Fahrzeug 1 um einen Bus, so ist die erste Sitzreihe im Bus beliebt, weil man von dort aus die Fahrt und damit die zu erwartenden Bewegungen besser verfolgen kann. Entscheidend hierbei ist, dass der Kopf in idealer Richtung verbleibt. Insassen im Fondbereich können die Fahrt oftmals nicht verfolgen, wobei ein Blick durch einen Spalt zwischen zwei Sitzlehnen die Richtung des Kopfes unvorteilhaft verändert. Die Lösung hierzu ist, dass Bilddaten einer Umgebungssensorik 6, deren Erfassungsbereich vor das Fahrzeug 1 gerichtet ist, möglichst latenzfrei auf einer im Fondbereich des Fahrzeuges 1 angeordneten Anzeigeeinheit 7 ausgegeben werden.
  • Unabhängig von der Ausführungsform des Fahrzeuges 1 ist für einen Beifahrer als Insassen des Fahrzeuges 1 eine eigene Anzeigeeinheit 7 vorgesehen, welche in Fahrtrichtung angeordnet ist. Bevorzugt ist die Anzeigeeinheit 7 des Beifahrers vergleichsweise hoch im Fahrzeug 1 angeordnet und kann mittels einer entsprechenden Halterung gegebenenfalls zusätzlich ausgefahren werden. Eine Leseposition eines Fahrzeugsitzes, insbesondere des Beifahrers, kann als Maßnahme derart vorgegeben werden, dass der Fahrzeugsitz abgesenkt wird, so dass der Kopf des Beifahrers möglichst horizontiert ist.
  • Insbesondere sind die oben beschriebenen Maßnahmen zur Verringerung der kinetosebedingten Störungen zur Aktivierung im nichtautomatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 vorgesehen.
  • Zusätzliche und mit den oben beschriebenen Maßnahmen gekoppelte Funktionen, insbesondere für den automatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 werden im Folgenden beschrieben.
  • Um eine gleichmäßigere Bewegung des Fahrzeuges 1 im automatisierten Fahrbetrieb zu erreichen, wobei eine Regeleinheit eine Längs- und Querbeschleunigung des Fahrzeuges 1 übernimmt, ist es als Maßnahme zur Verringerung kinetosebedingter Störungen möglich, Trajektorien zu planen und nachzufahren, die einen verhältnismäßig gleichmäßigen Verlauf der Beschleunigung in Längs- und Querrichtung bewirken. Insbesondere starke Verzögerungen sind durch eine vorausschauende Planung der Trajektorien weitestgehend zu vermeiden.
  • Als weitere Maßnahme wird die Querregelung durch Einbindung des Kurvenneigungssystems optimiert, wodurch bewirkt wird, dass der Fahrer des Fahrzeuges 1 auf einer erhöhten konstanteren Bahn durch die Kurve bewegt wird. Diese Maßnahme wird durch eine vergleichsweise kleine Vergrößerung eines Kurvenradius beim Neigen des Fahrzeuges 1 erreicht. Beim Horizontieren des Fahrzeuges 1 wird der Kurvenradius um die vergleichsweise kleine Vergrößerung wieder reduziert.
  • Ist der entsprechende Fahrzeugsitz als fahrdynamischer Fahrzeugsitz 8 ausgebildet, ist es möglich, dass der Insasse auf dem fahrdynamischen Fahrzeugsitz 8 bereits vor einer Kurvenfahrt oder einem Hindernis, welches umfahren wird, durch Beaufschlagung eines in einer Seitenwange angeordneten Luftpolsters auf die anstehende Kurvenfahrt und der damit verbundenen Lenkaktion hingewiesen wird. Fährt das Fahrzeug 1 in eine Rechtskurve wird das Luftpolster in der linken Seitenwange und bei einer Linkskurve das Luftpolster in der rechten Seitenwange befüllt. Das Befüllen des jeweiligen Luftpolsters erfolgt, wie oben beschrieben, bereits vor der Kurvenfahrt. Dadurch fährt der Insasse vergleichsweise entspannt auf das Hindernis oder die Kurve zu, da er vorher schon weiß, dass das Fahrzeug 1 entsprechend lenken wird.
  • In Bezug auf die Verringerung kinetosebedingter Störungen resultiert zum einen, dass der Insasse, insbesondere der eigentliche Fahrer des Fahrzeuges 1, nicht von der Querbewegung des Fahrzeuges 1 überrascht wird und sich darauf einstellen kann und zum anderen, dass der Insasse durch Neigung seines Kopfes in Richtung einer Kurvenmitte selbst rechtzeitig vor der Querbewegung die im Innenohr wirkenden Querkräfte reduzieren kann.
  • Auch die dem Fahrer des Fahrzeuges 1 zugeordnete Anzeigeeinheit 7 ist derart positionierbar, dass sich die Anzeigeeinheit 7 in Kopfhöhe des Fahrers befindet, wobei Inhalte einer anderen Anzeigeeinheit 7, insbesondere eines Anzeigebereiches einer Instrumententafel, auch auf der dem Fahrer zugeordneten Anzeigeeinheit 7 dargestellt werden. Informationen in Bezug auf einen Fahrzustand des Fahrzeuges 1 können ein momentanes Bild der Anzeigeeinheit 7 überlagernd dargestellt werden. Ist vorgesehen, dass der Fahrer die Fahraufgabe zum Bewegen des Fahrzeuges 1 übernehmen soll oder möchte, werden auf der Anzeigeeinheit 7 automatisch Fahranzeigen eingeblendet.
  • Denkbar ist auch, dass eine dem Fahrer zugeordnete Anzeigeeinheit 7 Bestandteil der Instrumententafel ist und die Möglichkeit besteht, die Anzeigeeinheit 7 über einen Lenkradkranz hinaus anzuheben und im Fall der Übernahme der Fahraufgabe automatisch abgesenkt wird.
  • Denkbar ist auch, dass der dem Fahrer zugeordnete Fahrzeugsitz in eine tiefere Leseposition positioniert wird, wobei hierbei ein Lenkrad in seiner Position synchron mitverstellt wird, um ein Sichtfenster durch den Lenkradkranz zu erhalten. Bei Übernahme der Fahraufgabe werden der Fahrzeugsitz und das Lenkrad in die vorherige Position positioniert. Ein Teil der Maßnahmen kann vorzugsweise über ein mittels der Konfigurationseinheit 9 aufrufbares Fahrprogramm, insbesondere in Bezug auf den automatisierten Fahrbetrieb, oder über eine andere Eingabevorrichtung des Fahrzeuges 1 konfiguriert werden.
  • Maßnahmen, die insbesondere die Positionierung der Anzeigeeinheiten 7 betreffen, werden vom Insassen bei Bedarf in entsprechenden Situationen aktiviert und auch wieder deaktiviert.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass insbesondere den Fahrer betreffende aktivierte Maßnahmen, bei Übernahme der Fahraufgabe, insbesondere durch Aufforderung des Fahrprogrammes, automatisch deaktiviert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Fahrpedal
    3
    Steuereinheit
    4
    Antriebsstrang
    5
    Fahrwerk
    6
    Umgebungssensorik
    7
    Anzeigeeinheit
    8
    fahrdynamischer Fahrzeugsitz
    9
    Konfigurationseinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10152852 A1 [0002]

Claims (4)

  1. Verfahren zur Verringerung von kinetosebedingten Störungen eines Insassen in einem Fahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass als Maßnahmen – das Fahrzeug (1) mittels eines Kurvenneigungssystems bei einer Kurvenfahrt an einer Kurvenaußenseite angehoben und/oder auf einer Kurveninnenseite abgesenkt wird, – dass aus erfassten Fahrbahnunebenheiten resultierende dynamische Stöße und Bodenwellen reduziert werden, – dass eine sportive Kennlinie einer Fahrdynamikregelung eingestellt wird, – dass eine Hinterachslenkung zur gleichmäßigen Ausführung einer Querbewegung aktiviert wird, – dass eine künstliche hochfrequente Fahrbahnanregung in eine Fahrwerksregelung eingespielt wird, – dass eine Anzeigeeinheit (7) im Fahrzeug (1) auf Kopfhöhe des Insassen positioniert wird oder ein Fahrzeugsitz relativ zu der Anzeigeeinheit (7) positioniert wird, – und/oder dass Bilddaten einer Umgebungssensorik (6) latenzfrei zumindest auf der Anzeigeeinheit (7) ausgegeben werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim automatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeuges (1) – das Fahrzeug (1) gleichmäßig bewegt wird, – zur Querregelung eine die Funktion des Kurvenneigungssystems berücksichtigende Trajektorie verwendet wird und/oder – der Insasse des Fahrzeuges (1) durch einen fahrdynamischen Fahrzeugsitz (8) über eine bevorstehende Lenkaktion informiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass fahrdynamische Maßnahmen durch Aktivierung eines Fahrprogramms zum automatisierten Fahrbetrieb automatisch eingeleitet werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einen Fahrzeuginnenraum betreffende Maßnahmen dem Insassen zur manuellen Auswahl angeboten werden.
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