DE19961871A1 - Fahrerinformationssystem eines Kraftfahrzeuges und eine hierfür bestimmte Fahrerinformationseinrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einer Fahrerinformationseinrichtung (2) eines Kraftfahrzeuges (1) werden mittels Sensoren (3, 4, 5, 6) zunächst verschiedene Betriebsdaten erfaßt und einer Steuereinheit (7) zugeführt. Diese stellt daraus unter Berücksichtigung des momentanen Betriebszustandes eine Rangfolge derjenigen Betriebsdaten zusammen, die für den Fahrer unter den aktuellen Betriebsbedingungen relevant und nützlich sind. Mittels einer Ausgabeeinheit (8), die sowohl eine akustische Signalausgabe (10) als auch ein Display (11) aufweisen kann, wird der Fahrer daher bedarfsgerecht mit Informationen versorgt, ohne daß die Vielzahl der erfaßten Betriebsdaten zu einer Überlastung des Fahrers und damit zu einer verzögerten Entscheidung oder einer unnötigen Ablenkung vom Verkehrsgeschehen führt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrerinformationssystem, bei dem mehrere Be­ triebsdaten eines Kraftfahrzeuges durch eine Steuereinheit erfaßt werden und daraus mittels einer Ausgabeeinheit ein Signal für den Fahrer erzeugt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine für das Fahrerinformationssystem bestimmte Fahrerinformationseinrichtung.

Ein solches Fahrerinformationssystem sowie eine entsprechende Fahrerin­ formationseinrichtung sind beispielsweise Gegenstand der DE 196 02 772 C 2, bei der zur Unterstützung des Fahrers während des Fahrbetriebes eine Abweichungen von einem beabsichtigten Fahrkurs erfaßt und ein Warnsignal erzeugt wird. Dabei werden als relevante Betriebsdaten unter anderem die Geschwindigkeit, die Stellung des Gaspedales sowie die Betätigung des Bremspedales durch Sensoren erfaßt und zusätzlich von einer Kamera ein Bild der vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Umgebung erzeugt. Aus den so gewonnenen Meßwerten wird eine Schätzung bezüglich des beabsichtigten Fahrkurses vorgenommen und gegebenenfalls ein Warnsignal erzeugt.

In ähnlicher Weise wird gemäß der DE 196 38 703 A1 durch Sensoren die Position eines Hindernisses erfaßt und daraus mittels der Steuereinheit die Distanz zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Hindernis errechnet. Bei Un­ terschreitung eines kritischen Grenzwertes wird ein akustisches oder opti­ sches Signal für den Fahrer erzeugt.

Es ist weiterhin durch offenkundige Vorbenutzung bereits bekannt, den Fahrer mit einer Reihe weiterer Betriebsdaten zu versorgen, die dem Fahrer in einer unterschiedlich aufbereiteten Darstellungsform angezeigt werden, beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit, die Motortemperatur, der Betriebs­ zustand eines Anti-Blockier-Systems (ABS), oder einer Anti-Schlupf-Rege­ lung (ASR) oder auch daraus abgeleitete Betriebsdaten, wie beispielsweise die Reichweite bei aktuell verfügbarer Kraftstoffmenge bei Zugrundelegung eines unveränderten Fahrverhaltens. Weiterhin fließen auch solche Daten in das Fahrerinformationssystem ein, die dem Fahrer nützliche Informationen über die Wegstrecke, beispielsweise mittels eines Navigationssystemes, be­ reitstellen.

Nachteilig wirkt sich allgemein bei dem beschriebenen Stand der Technik aus, daß der Fahrer dabei zunehmend mit einer Fülle von Informationen ver­ sorgt wird, deren Auswahl sich mitunter zeitraubend und mühsam bis zum Auffinden der gewünschten Information erweist. Insbesondere in kritischen Fahrsituationen kann es dabei zu einer kognitiven Überlastung des Fahrers kommen, dessen Reaktionen dadurch fehlerhaft oder verringert werden kön­ nen.

Es sind bereits Versuche unternommen worden, den Fahrer bedarfsgerecht mit Informationen zu versorgen. Beispielsweise ist es seit langem bekannt, Verkehrsnachrichten der Radiostationen derart auszustrahlen, daß durch diese ein zuvor ausgewähltes Programm lediglich kurzfristig unterbrochen wird, sofern eine entsprechende Option eingestellt ist. Dennoch wird selbst diese Option als häufig als wenig befriedigend empfunden, wenn plötzlich in einer die volle Aufmerksamkeit des Fahrers erfordernden Fahrsituation ein Verkehrshinweis mit erhöhter Lautstärke wiedergegeben wird und dem Fahrer zugemutet wird, diesen manuell abzuschalten.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerinformationssystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß für den Fahrer eine bedarfsgerechte Bereitstellung der Betriebsdaten erreicht wird, ohne dem Fahrer dabei durch eine Vielzahl von unterschiedlichen Signalen zu überlasten. Weiterhin soll eine zur Anwendung des Fahrerinformationssystems geeignete Fahrerinformations­ einrichtung geschaffen werden.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu­ nächst mittels der Steuereinheit eine Rangfolge der unter Berücksichtigung des aktuellen Betriebszustandes relevanten Betriebsdaten gebildet und an­ schließend in Abhängigkeit der so gebildeten Rangfolge ein Signal für den Fahrer erzeugt wird. Hierdurch wird die Bereitstellung der Signale durch den von der Steuereinheit erfaßten Betriebszustand des Kraftfahrzeuges be­ stimmt, so daß lediglich die wichtigen Informationen in ein Signal für den Fahrer umgesetzt werden, wobei insbesondere in solchen Fahrsituationen, in denen die volle Aufmerksamkeit des Fahrers erforderlich ist, eine Ausgabe von unwichtigen Informationen unterbleibt. Der Betriebszustand wird dem­ nach zur adaptiven Steuerung der Kommunikation zwischen dem Fahrer und der Steuereinheit herangezogen. So wird beispielsweise bei einem durch die Steuereinheit erfaßten, unzulässig erhöhten Schlupf an den Rädern und einer damit verbundenen Reduzierung der Bodenhaftung des Kraftfahrzeuges, die Bereitstellung von Verkehrshinweisen oder die Anzeige der Kraftstoffreichweite zurückgestellt. Weiterhin kann dabei die Ausgabe von Signalen, die zu einer Verunsicherung des Fahrers führen und damit selbst zu einer Gefahrenquelle werden können, zu einem Zeitpunkt und in einer Form erfolgen, auf deren Grundlage der Fahrer die Informationen seiner Reaktion als Entscheidungskriterium tatsächlich zugrunde legen kann, ohne daß dabei durch das bei bekannten Fahrerinformationssystemen überraschende Signal zu einer reflexhaften und damit unüberlegten Reaktion gedrängt zu werden. Dabei kann durch die Rangfolge zugleich auch die zeitliche Abfolge festgelegt werden oder auch durch eine Logiküberprüfung zunächst erfaßter Betriebsdaten eine Überprüfung neu hinzutretender Betriebsdaten durchgeführt werden.

Hierbei ist eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dadurch gegeben, daß in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Kraftfahrzeuges die Erzeugung eines Signales für den Fahrer unterbrochen wird. Hierdurch wird der Fahrer von allen Signalen entlastet und kann sich daher auf die je­ weilige Fahrsituation konzentrieren. Daher wird der Fahrer nach dem Errei­ chen kritischer Betriebsdaten nicht wiederholt darauf hingewiesen. Bei unverändertem Betriebszustand werden dabei keine neuen Signale ausgegeben oder eine neue Rangfolge gebildet. Im Hinblick auf Signale wie Verkehrsdurchsagen kann aber auch eine vorübergehende Speicherung vorgenommen werden. Nach Beendigung einer kritischen Fahrsituation kann die Ausgabe derartiger Signale dann nachgeholt werden.

Dabei wird eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dann erreicht, wenn die Signale in einer zeitlichen Abfolge entsprechend der Rangfolge der zugrundeliegenden Betriebsdaten erzeugt werden. Hierdurch werden die erfaßten Betriebsdaten, deren Relevanz in Bezug auf die Betriebsumstände gering ist, nicht gelöscht, sondern gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt in ein Signal für den Fahrer umgesetzt. Zugleich kann dabei durch einen Algorithmus der Steuereinheit bestimmt werden, daß auch solche Betriebsdaten, die nach ihrer Rangfolge überwiegend von geringer Bedeutung sind, aufgrund des vergangenen Zeitraumes seit der letzten Signalausgabe stufenweise in der Rangfolge aufrücken und dadurch nicht dauerhaft unterdrückt werden.

Besonders vorteilhaft ist dabei auch eine Weiterbildung der Erfindung, wenn bei der Erfassung der Betriebsdaten das Erreichen eines kritischen Grenz­ wertes durch die Steuereinheit erfaßt wird und daraufhin lediglich solche Signale für den Fahrer erzeugt werden, die zur Behebung des kritischen Zu­ standes relevant sind. Dem Fahrer werden hierdurch solche Informationen zur Verfügung gestellt, die für seine Reaktionen und den diesen Reaktionen zugrundeliegenden Entscheidungsprozeß maßgeblich und entscheidend sind. Der Fahrer wird daher von einem Entscheidungsprozeß, der nötig wäre, die wesentlichen von den weniger wichtigen Informationen zu trennen, befreit und gewinnt dadurch Zeit, die möglicherweise entscheidend für die Beherrschung der Betriebssituation ist. Die Informationen können dabei auch entsprechend ihrer Rangfolge oder auch des Stellenwertes im Entscheidungsprozeß in einer hervorgehobenen Weise wiedergegeben werden, wobei gegebenenfalls auch die standardmäßigen Anzeigen überlagert werden können.

Besonders nützlich ist es dabei auch, wenn mittels der Steuereinheit ein Signal für den Fahrer erzeugt wird, durch das dem Fahrer ein Vorschlag zur Verbesserung des aktuellen Betriebszustandes gegeben wird. Hierbei umfaßt das Signal, das dem Fahrer Aufschluß über die wesentlichen Betriebsdaten gibt, nicht lediglich einen diskreten Zahlenwert, sondern auch einen Vorschlag oder eine Anweisung, die unter Berücksichtigung der gemessenen Betriebsdaten zu einer Veränderung kritischer Werte hin zu einem Normalzustand führt. Dadurch wird dem Fahrer ein schneller Überblick über die verschiedenen erfaßten Betriebsdaten und deren Einordnung im Zusammenhang mit dem vorherrschenden Betriebszustand verschafft. Das Kraftfahrzeug kann demnach auch durch solche Fahrer sicher beherrscht werden, die mit den unterschiedlichen Optionen des Fahrerinformationssystemes nicht im einzelnen vertraut sind.

Eine besonders hilfreiche Abwandlung der Erfindung ist auch dadurch gege­ ben, daß Art und Umfang der mittels der Steuereinheit erzeugten Signale durch eine Voreinstellung des Fahrers verändert werden können. Dabei wird einerseits der Bedienungskomfort wesentlich verbessert, indem die Ausgabe des Signales an die individuellen Vorlieben des Fahrers optimal anpassbar ist, andererseits wird dadurch zugleich auch die Sicherheit des derart ausge­ führten Fahrerinformationssystemes weiter erhöht, indem beispielsweise das individuelle Reaktionsvermögen verschiedener Fahrer berücksichtigt werden kann. Weiterhin können einzelne Signale vollkommen ausgeblendet werden oder auch der Kommunikationskanal, insbesondere in akustischer oder gra­ phischer Form, frei bestimmt werden. Zudem sind Memoryfunktionen reali­ sierbar, mittels der die Steuereinheit aus den gemessenen Betriebsdaten bei einer jeweiligen Fahrt ein Fahrerprofil erstellt, welches unter Zugrundelegung eines Fahrertypenmodells in die Erstellung der Rangfolge einfließen kann.

Das zweitgenannte Problem, die Schaffung einer für ein Kraftfahrzeug be­ stimmten Fahrerinformationseinrichtung, welche mit Sensoren zur Erfassung von Betriebsdaten des Kraftfahrzeuges, einer Steuereinheit und einer Ausgabeeinheit zur Erzeugung eines Signals für einen Fahrer des Kraftfahrzeuges verbunden ist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinheit zur Bestimmung einer Rangfolge der durch die Sensoren erfaßten Betriebsdaten und des mittels der Ausgabeeinheit erzeugten Signales auf der Basis des aktuellen Betriebszustandes ausgeführt ist. Hierdurch wird der Fahrer des Kraftfahrzeuges ausschließlich mit solchen durch die Ausgabeeinheit bereitgestellten Informationen versorgt, die für den jeweils vorherrschenden Betriebszustand von Bedeutung sind. Eine kognitive Überlastung des Fahrers durch eine nicht mehr beherrschbare Informationsdichte wird so vermieden. Daher kann der Entscheidungsprozeß, der zu dem korrekten Fahrverhalten und damit einem zuverlässigen Beherrschen der Fahrsituation führt, wesentlich effektiver und schneller von dem Fahrer durchgeführt werden, wodurch sich ein Höchstmaß an aktiver Fahrsicherheit erreichen läßt. Zudem werden Ablenkungen des Fahrers im Fahrbetrieb vermieden und so zugleich der Fahrkomfort verbessert.

Hierbei ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Fahrerinforma­ tionseinrichtung dadurch gegeben, daß die Sensoren zur Bestimmung der Bremskraft ausgeführt sind. Hierdurch kann einer Differenzierung nach einer üblichen Fahrsituation und einer solchen, die zu einer kritischen und dadurch schwer beherrschbaren Fahrsituation führen kann, bereits aus der gemesse­ nen Bremskraft, insbesondere auch unter Berücksichtigung der Dauer des Bremseingriffs, erfolgen. So werden die bei einer Notbremsung auftretenden Bremskräfte als solche erfaßt, so daß die Signalausgabe in dieser Fahrsitua­ tion, die ein Höchstmaß an Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert, unter­ bleibt.

In ähnlicher Weise sind bei einer anderen besonders zweckmäßigen Wei­ terbildung der Erfindung die Sensoren zur Bestimmung einer Sperrwirkung einer automatischen Differentialsperre ausgeführt. Hierdurch wird dem Fahrer eine realistische Information der Bodenbeschaffenheit, insbesondere der Bodenhaftung der Reifen, vermittelt, so daß dieser nicht erst bei einem plötzlichen Bremsmanöver die damit verbundene, mögliche Gefährdung bemerkt. Daher kann der Fahrer sein Fahrverhalten bereits frühzeitig anpassen und dadurch kritische Fahrsituationen vermeiden.

Ebenso ermöglicht eine besonders sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Sensoren zur Bestimmung eines Schlupfes an einzelnen Rädern des Kraftfahrzeuges ausgeführt sind, den Rückschluß auf die Beschaffenheit des Untergrundes. Die so gewonnen Betriebsdaten können daher ebenfalls in ein Signal, beispielsweise als Empfehlung einer maximalen Fahrgeschwindigkeit, umgesetzt werden.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dann gegeben, wenn die Sensoren zur Bestimmung einer Lenkbewegung ausgeführt sind. Hierdurch können kritische Fahrsituationen bereits daraus bestimmt werden, daß die Lenkbewegung von den gewöhnlich erforderlichen abweichen und daher unabhängig von den tatsächlichen Fahrbedingungen zumindest eine Belastungssituation des Fahrers erkennbar ist. Dabei können sowohl die Lenkgeschwindigkeit als auch der Lenkwinkel als Meßwert erfaßt werden.

Eine besonders empfehlenswerte Ausgestaltung der Erfindung ist auch dann gegeben, wenn die Ausgabeeinheit eine akustische Signalausgabe aufweist. Hierdurch erfolgt die Kommunikation zwischen der Fahrerinformationseinrichtung und dem Fahrer auf einer Kommunikationsebene, die vergleichsweise wenig belastet ist, wobei insbesondere kein Abwenden der Aufmerksamkeit von dem Verkehrsgeschehen erforderlich ist. Dabei kann die akustische Signalausgabe sowohl in Form eines Warntones als auch in Form einer Sprachausgabe mit einem beliebig umfangreichem Informationsgehalt erfol­ gen. Diese Form der Signalausgabe erfordert zudem keine konstruktiven Än­ derungen im Bereich der Armaturentafel des Kraftfahrzeuges und eignet sich daher insbesondere auch zur Nachrüstung bei bereits vorhandenen Kraft­ fahrzeugen.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist auch dann gegeben, wenn die Ausgabeeinheit ein Display hat. Die Darstellung von Informationen mittels der Ausgabeeinheit kann daher in einer graphisch aufbereiteten Dar­ stellung erfolgen, die dem Fahrer eine schnelle Erfassung und einen Über­ blick über die momentane Fahrsituation erlaubt. Dabei muß der Fahrer nicht zwingend den Meßwert als solchen ablesen, sondern kann Abweichungen beispielsweise durch eine Farbmarkierung oder eine vergleichende Darstel­ lung erkennen.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutli­ chung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in einer Prinzipdarstellung in einer perspektivischen Ansicht ein Kraftfahrzeug 1 mit einer erfindungsgemäßen Fahrerinformationseinrichtung 2. Diese mit verschiedenen Sensoren 3, 4, 5, 6 zur Erfassung wichtiger Betriebsdaten verbundene Fahrerinformationseinrichtung 2 umfaßt weiterhin eine Steuereinheit 7 und eine Ausgabeeinheit 8, durch die ein für den Fahrer bestimmtes Signal erzeugt wird. Hierzu wird mittels der Steuereinheit 7 zunächst eine Rangfolge der relevanten Betriebsdaten auf der Basis des momentanen Betriebszustandes gebildet. Hierdurch wird sichergestellt, daß dem Fahrer lediglich solche Informationen bereitgestellt werden, die zur Beherrschung der jeweiligen Fahrsituation von wesentlicher Bedeutung sind, um den Fahrer nicht mit einer Vielzahl unnötiger Informationen zu überlasten. Dabei werden die erfaßten Meßwerte des Sensors 3 für die Bestimmung der Bremskraft, des Sensors 4 für die Sperrwirkung einer Differentialsperre, des Sensors 5 für Schlupf an einem jeweiligen Rad 9 des Kraftfahrzeuges 1 sowie des Sensors 6 für eine Lenkbewegung durch die Steuereinheit 7 ausgewertet, wobei Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Meßwerten mit einfließen und anschließend der Bildung einer Rangfolge zugeführt werden können. Die Ausgabe des so bestimmten Signales erfolgt dabei wahlweise zumindest durch eine akustische Signalausgabe 10 oder ein Display 11 der Ausgabeeinheit 8, wobei die Signalausgabe ebenfalls auf­ grund des Betriebszustandes erfolgt.

Claims (14)

1. Fahrerinformationssystem, bei dem mehrere Betriebsdaten eines Kraft­ fahrzeuges durch eine Steuereinheit erfaßt werden und daraus mittels einer Ausgabeeinheit ein Signal für den Fahrer erzeugt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zunächst mittels der Steuereinheit eine Rangfolge der unter Berücksichtigung des aktuellen Betriebszustandes relevanten Betriebsdaten gebildet und anschließend in Abhängigkeit der so gebildeten Rangfolge ein Signal für den Fahrer erzeugt wird.

2. Fahrerinformationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Kraftfahrzeuges die Erzeugung eines Signales für den Fahrer unterbrochen wird.

3. Fahrerinformationssystem nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signale in einer zeitlichen Abfolge entsprechend der Rangfolge der zugrundeliegenden Betriebsdaten erzeugt werden.

4. Fahrerinformationssystem nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erfassung der Betriebsdaten das Erreichen eines kritischen Grenzwertes durch die Steuereinheit erfaßt wird und daraufhin lediglich solche Signale für den Fahrer erzeugt werden, die zur Behebung des kritischen Zustandes relevant sind.

5. Fahrerinformationssystem nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuereinheit ein Signal für den Fahrer erzeugt wird, durch das dem Fahrer ein Vorschlag zur Verbesserung des aktuellen Betriebszustandes gegeben wird.

6. Fahrerinformationssystem nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Art und Umfang der mittels der Steu­ ereinheit erzeugten Signale durch eine Voreinstellung des Fahrer verändert werden können.

7. Fahrerinformationseinrichtung, welche mit Sensoren zur Erfassung von Betriebsdaten des Kraftfahrzeuges, einer Steuereinheit und einer Ausgabe­ einheit zur Erzeugung eines Signals für einen Fahrer des Kraftfahrzeuges verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (7) zur Be­ stimmung einer Rangfolge der durch die Sensoren (3, 4, 5, 6) erfaßten Be­ triebsdaten und des mittels der Ausgabeeinheit (8) erzeugten Signales auf der Basis des aktuellen Betriebszustandes ausgeführt ist.

8. Fahrerinformationseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (3) zur Bestimmung der Bremskraft ausgeführt sind.

9. Fahrerinformationseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sensoren (4) zur Bestimmung einer Sperrwirkung einer automatischen Differentialsperre ausgeführt sind.

10. Fahrerinformationseinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (5) zur Bestimmung eines Schlupfes an einzelnen Rädern (9) des Kraftfahrzeuges (1) ausgeführt sind.

11. Fahrerinformationseinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (6) zur Bestimmung einer Lenkbewegung ausgeführt sind.

12. Fahrerinformationseinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinheit (8) eine akustische Signalausgabe (10) aufweist.

13. Fahrerinformationseinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinheit (8) ein Display (11) hat.

14. Fahrerinformationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit eines kritischen Betriebszustandes des Kraftfahrzeuges die Ausgabe des erzeugten Signals unterdrückt ist und nach Beendigung des kritischen Betriebszustandes das erzeugte Signal ausgebbar ist.