WO2018211033A1 - Fahrerassistenzsystem mit hands-on-detektion mit unterscheidung des anliegens lediglich einer einzigen hand und beider hände am lenkrad - Google Patents

Fahrerassistenzsystem mit hands-on-detektion mit unterscheidung des anliegens lediglich einer einzigen hand und beider hände am lenkrad Download PDF

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WO2018211033A1
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driver
hands
automated
assistance system
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PCT/EP2018/062987
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Hermann Künzner
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • B60W2050/0075—Automatic parameter input, automatic initialising or calibrating means
    • B60W2050/0095—Automatic control mode change

Definitions

  • the invention relates to driver assistance systems, in particular a
  • Driver assistance system for automated driving with at least automated lateral guidance.
  • automated driving can be understood as meaning driving with automatic longitudinal or lateral guidance or autonomous driving with automated longitudinal and lateral guidance to act a time-limited driving in the context of parking or maneuvering.
  • Automated driving includes automated driving with any degree of automation an assisted, semi-automated, highly automated or
  • TAF semi-automated driving
  • VAF fully automated driving
  • Degree of automation complies with SAE levels 1 to 4 of the SAE J3016 standard (SAE - Society of Automotive Engineering).
  • SAE J3016 For example, Highly Automated Driving (HAF) Level 3 complies with the SAE J3016 standard.
  • SAE level 5 is the highest in the SAE J3016
  • SAE level 5 Automation level not included in the definition of BASt.
  • SAE level 5 is driverless driving, which allows the system to automatically handle all situations like a human driver throughout the journey; a driver is generally no longer required.
  • a switching element such as a push button, lever or paddle must be operated to activate the function.
  • An automated longitudinal guide can be activated when the accelerator pedal is released, as for example in DE 102 61 624 A1
  • a hands-on detection device To detect the release of a steering wheel to activate an automated lateral guide a hands-on detection device is used, which can determine whether the hands are present or not on the steering wheel.
  • hands-on detection devices can generally be used to detect sufficient driver attention.
  • such hands-on detection devices are used to ensure that the driver has his hands on the steering wheel in a driver assistance system with at least automatic lateral guidance (for example, a lane departure warning system) in order to quickly take over the lateral guidance if required.
  • Transverse guide also allows driving without hands on the steering wheel, it can be provided that the driver to take over the
  • Takeover request must be the driver then grab the steering wheel; This is also detected by means of a hands-on detection device.
  • a capacitive sensor can be used, wherein z. B. the capacity of a steering wheel arranged in the conductive layer is determined relative to a reference potential.
  • a resistive sensor can be used; Here, for example, two layers of film in the steering wheel are kept at a distance. When the hands touch the steering wheel, the foil layers touch each other, so that the resistance between the two foil layers changes.
  • a large number of further approaches are known, for example by means of a piezoelectric sensor system (see EP 2 028 078 A1), by impressing a mechanical signal on the steering device and measuring the reflection (s.
  • the driver should be able to ensure that when releasing the steering wheel, the automated lateral guidance has a sufficient quality. Since the quality of the transverse guide can be reduced, z. As by sticking traces in the construction area, shadows, sensor contamination is not necessarily visible to the driver when you release the steering wheel, which quality of the lateral guidance of the driver has to expect.
  • the driver can lock the steering wheel The beginning of the automated lateral guidance still continues. However, it results in a higher operating effort for the selection and the actuation of the switching element; In addition, the switching element is only limited blind operation.
  • Claim can form its own and independent of the combination of all features of the independent claim invention, the subject of an independent claim, a
  • a first aspect of the invention relates to a driver assistance system for automated driving with at least automated lateral guidance.
  • This is, for example, a driving system for assisted, semi-automated, highly automated or fully automated driving.
  • the driver assistance system includes a hands-on detection device. for detecting the concern of the hands on the steering wheel of a motor vehicle, in particular a passenger car.
  • the steering wheel is preferably a steering wheel with a ring-like steering wheel rim, which is connected with spokes with a baffle pot.
  • this is not mandatory.
  • the hands-on detection device comprises a sensor for detecting the concern of the hands on the steering wheel.
  • the hands-on sensor system may be, for example, a capacitive, resistive, piezoelectric or any other type of sensor that is integrated, for example, in the steering wheel itself.
  • the hand-on sensor system may be partially or completely outside the steering wheel.
  • the hands-on detection device comprises an evaluation unit, which is coupled to the sensor system, for indicating a present hand-plant state from a plurality of hand-plant states which can be differentiated from the device with regard to the hands being placed on the steering wheel.
  • the plurality of distinguishable handset states include at least the following distinguishable states: a concern of only a single hand on the steering wheel;
  • the hands-on detection device is thus able to distinguish between an overlying hand and two resting hands. It may even be provided that for the condition that only one only hand on the steering wheel rests, it can be specified whether the left or the right hand rests on the steering wheel.
  • a first partial sensor for detecting the concern of the left hand on the steering wheel and a second partial sensor separate from the first partial sensor for detecting the concern of the right hand on
  • the first part sensor is preferably integrated in the left half of the steering wheel, whereas the second part sensor is integrated in the right half of the steering wheel.
  • the sub-sensors are preferably of the same sensor type, for example, capacitive or resistive.
  • a first measuring signal relating to the first partial sensor and a second measuring signal relating to the second partial sensor are individually evaluated and, based on the two measuring signals, it is decided whether only a single hand rests on the steering wheel or both hands rest on the steering wheel.
  • capacitive partial sensors for example, two non-electrically connected separate sensor mats are integrated in the steering wheel in the left and right half of the steering wheel, wherein in the evaluation unit a signal characteristic of the capacitance of the first sensor master and a characteristic of the capacitance of the second sensor signal signal to Detection of the hand-plant state are evaluated.
  • Each sub-sensor may comprise further arranged at different locations of the steering wheel sub-sensors, so that, for example, the position of the respective hand on the steering wheel rim can be determined.
  • an integrated in the steering wheel first sensor for.
  • a capacitive sensor uses a camera.
  • it is a camera arranged in the driver's cockpit from the driver's point of view behind the steering wheel (arranged, for example, in the region of the instrument cluster), which is directed at the driver.
  • the driver assistance system is set up, starting from a
  • the activation of the transverse guidance already takes place when only one hand is removed from the steering wheel.
  • the driver can immediately feel the control behavior of the transverse guidance and is willing to intervene in unsatisfactory construction of the automation, and can also - with stable lateral guidance - let go and drive freehand.
  • the transverse guide (and possibly also the longitudinal guide) by an operable blind operation to the Driver assistance system to be passed, the driver before the
  • Structure of a stable vehicle management can continue to intervene.
  • the automated lateral guidance is also activated when it is determined that both hands are removed from the steering wheel.
  • the starting state, from which the transverse guidance is activated can also be, for example, a state in which the transverse guidance (possibly also the longitudinal guidance) is in the standby state (ie in the standby state) after the transverse guidance has been deactivated by an operator action but has been placed in a standby state.
  • the initial state, from which the transverse guidance can be activated by unilaterally releasing the steering wheel can also be, for example, a state in which an optionally present longitudinal guidance is already active, for example because the transverse guidance has already been placed in the standby state, however, the longitudinal guide has been retained. It is beneficial if the user interface of the
  • Driver assistance system comprises an output component for offering automated driving with at least automated lateral guidance to the driver.
  • the output component is, for example, an indicator in the vehicle cockpit, in particular an indicator in the instrument cluster or a steering wheel display, or a head-up display.
  • the offer may also be made acoustically (eg a simple signal tone or a voice output) and / or haptically (eg via the steering wheel or over the seat).
  • the driver assistance system is set up to offer automated driving with at least automated lateral guidance to the driver via the output component.
  • a driving function becomes automated driving with at least automated lateral guidance (eg highly automated driving, semi-automated driving or only a lane departure warning function without longitudinal guidance) offered to the driver after it has been established that this driving function is now available (for example in the case of highly automated driving after the vehicle reaches a stretch of road) has been released for highly automated driving).
  • a textual output may be displayed on the screen with the content: "Highly automated driving available. For the more active please release the steering wheel with at least one hand ".
  • the system checks whether the driver accepts the offered driving function for automated driving via the acceptance component. For this purpose, it is checked whether the driver has taken a hand off the steering wheel - with the other hand on the steering wheel - to determine a driver-side assumption of the offered automated driving (if necessary, one or more further criteria for acceptance must be met, eg the accelerator pedal is released). In response to the driver's acceptance of the offer, the offered driving function for automated driving is activated by the system.
  • driver assistance system is set up to notify the driver of the necessary operating action for accepting the offered driving function via the output component.
  • the offer of driving function can also be implicit as part of the communication on the
  • Driving function and the notification of the necessary operation are preferably carried out on the same output element of the output component (for example, on the same screen); however, this is not mandatory.
  • an automated lateral guidance (and possibly also an automated longitudinal guidance) can be deactivated again by applying the hands to the steering wheel.
  • the hands-on detection device recognizes that both hands rest against the steering wheel, and in response the automated lateral guidance is deactivated (possibly also an automated longitudinal guidance disabled). The activation of the transverse guidance is thus already at
  • Crossing is also disabled by overriding the automated lateral guide.
  • the steering torque applied by the driver is measured, for example, and the transverse guidance is deactivated when a threshold value is exceeded.
  • Driver insight detection device with which can be detected whether the driver looks at the traffic situation ahead of the vehicle.
  • an integrated in the cockpit interior camera can be used.
  • a deactivation of an active transverse guidance can also be triggered, for example, when the driver (instead of both hands) already applies only a single hand to the steering wheel, if it has been determined by means of the driver's vision detection device that the driver is looking at the preceding traffic situation.
  • the driver assistance system issues a takeover request to the driver with which the system prompts the driver to take over the longitudinal and / or transverse guidance of the vehicle.
  • a system for automated driving generally points
  • a takeover request can be issued, in particular, if an automated route, in particular highly automated driving, designated route section ends.
  • the system will issue a takeover request to the driver. It is then checked whether the driver applies both hands to the steering wheel. If this is the case, an acknowledgment of the acceptance request can be determined.
  • the acknowledgment of a takeover request with detection of the concern of both hands on the steering wheel makes sense against the background that the false positive detection risk of acknowledging a takeover request by detecting the concern of both hands is less than by Detecting the concern of a single hand.
  • the takeover request could be accidentally acknowledged with an item or the foot.
  • the acknowledgment of a takeover request by concerns of both hands can be recognized much more reliable.
  • a driver assistance system with at least automated lateral guidance could also issue a hands-on request to the driver, which is then acknowledged by applying both hands to the steering wheel. This can be detected via the hands-on detection device.
  • a hands-on request prompts the driver to put their hands on the steering wheel without the driver actually having to steer (this makes the driver's driving system). The driver can then intervene quickly, if the situation requires it.
  • a takeover request the driver is asked not only to take his hands on the steering wheel, but the steering of the vehicle and
  • a hands-on request could be issued, for example, when it is a semi-automated or assisted hands-on driving, in which the driver is basically the driver
  • a hands-on request could also be issued if the system switches from a hands-off driving mode in which the driver does not need to have his hands on the steering wheel to a hands-on driving mode where the driver turns off
  • the hands-on detection device acknowledgment of a takeover request or hands-on request by both hands can also be provided that an acknowledgment by applying a single hand to the steering wheel is possible, if by means of a appropriate
  • the driver assistance system can be a driver assistance system for partially automated or assisted driving with at least
  • the automated transverse guidance during which the driver's attention is checked during semi-automated or assisted driving. For example, if sufficient driver attention is missed, for example, because it has been determined that the driver has removed his hands from the steering wheel, the driver may be asked to put his hands on the steering wheel. Unless he complies with this hands-on request, the automated driving function can be stopped by the system.
  • the attention of the driver can be determined by the fact that both hands rest on the steering wheel.
  • the driver's attention can be detected relatively reliably, since hardly accidentally both hands are on the steering wheel. If necessary, additional additional requirements may be checked to decide whether the driver is alert.
  • the attention request of the system can be met even if only a single hand rests on the steering wheel, if it has been determined by means of a driver's vision detection device that the driver looks ahead to the traffic situation ahead.
  • the transverse guidance can be activated by releasing the steering wheel with only a single hand while remaining another hand on the steering wheel, whereas a takeover request of the system by Grasping the steering wheel with both hands (instead of just a single hand) can be acknowledged.
  • a method of detecting the hands on the steering wheel involves the steps of:
  • a second aspect of the invention relates to a method for activating an automated lateral guidance of a driver assistance system of a
  • Motor vehicle comprising the steps: - starting from a driving state without activated automated
  • Transverse guide determining that the driver has taken a hand off the steering wheel - with the other hand on the steering wheel remaining -
  • the method according to the invention according to the second aspect of the invention corresponds to the advantageous exemplary embodiments described above or described in the patent claims of the driver assistance system according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a hands-on detection device
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a hands-on detection device
  • Fig. 3 shows a first embodiment of the operation of a
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment for the functioning of a
  • a first embodiment of a hands-on detection device for a steering wheel 1 is shown schematically.
  • the hands-on detection device comprises a first part sensor 2a, which is integrated in the left half of the steering wheel rim, and a second part
  • Partial sensor 2b which is integrated in the right half of the steering wheel rim. at The partial sensors 2a and 2b are, for example, two capacitive sensor mats.
  • the first sub-sensor 2a is electrically connected to a first sub-evaluating unit 3a configured to determine whether the driver touches the steering wheel in the sensor area of the sub-sensor 2a with the left hand, for example, by measuring a quantity characteristic of the capacity Touching the monitored by the respective part sensor steering wheel area is subject to change.
  • the second sub-sensor 2b is electrically connected to a second sub-evaluation unit 3b configured to determine whether the driver touches the steering wheel 1 in the sensor area of the sub-sensor 2b with the right hand, for example, by measuring a magnitude characteristic of the capacity.
  • the preferably digital output signal 5 of the evaluation unit 4 indicates which of the manual installation states 2H, 1H, OH is present, and can be evaluated by a driver assistance system.
  • a conventional sensor 20 integrated in the steering wheel 1 is used, by means of which it is determined in an evaluation unit 30 whether at least one hand on the steering wheel is applied. At first, no distinction can be made as to whether a single hand or two hands are resting on the steering wheel.
  • the video signal is used in the vehicle cockpit from the driver's point of view behind the steering wheel arranged camera 60. This is arranged, for example, in the area of the instrument combination.
  • the evaluation unit 40 Based on the video signal of the camera 60, it is decided in the evaluation unit 40 whether - in the case of detecting the concern of at least one hand on the steering wheel by means of the first sensor - exactly one hand or two hands rest on the steering wheel.
  • the preferably digital output signal 5 indicates whether only a single hand rests on the steering wheel 1, both hands rest on the steering wheel 1 or no hand on the steering wheel 1 is applied.
  • FIG. 3 the operation of an exemplary driver assistance system according to the invention with at least automated lateral guidance is shown in a highly simplified manner. For example, it is a
  • Lane keeping assistance function without longitudinal guidance The system preferably even supports a plurality of degrees of automation
  • the driver assistance system can be located in one of the illustrated system states:
  • Transverse guide is not activated, any existing longitudinal guidance is also not active;
  • the system offers the driver in system state 100 ("OFF") automated driving with at least automated lateral guidance via an output component of the
  • the offer of the driving function for automated driving may depend on whether the driver has previously operated an automation control element (eg an operating button). If the driver has not pressed the operation button, no driving function is offered for automated driving.
  • an automation control element eg an operating button
  • the driver can accept the offered driving function by one-handed release of the steering wheel with one hand while remaining another hand on the steering wheel.
  • the determination that the steering wheel has been released with one hand while the other hand is still on the steering wheel corresponds to a detected change in handset condition from 2H to 1H (see 2H-> 1H in state transition 200 from the system State 100 to system state 1 10 in FIG. 3).
  • the driver can also accept the offered driving function by both hands releasing the steering wheel.
  • the statement that the steering wheel was released with both hands for example, corresponds to a recognized Change of hand-plant state from 2H to OH (see 2H OH im
  • Transverse guide deflected If, in the state 1 10 with activated transverse guidance, the system determines that the driver is to take over the vehicle guidance, in particular the transverse guidance, an acceptance request is issued to the driver. This corresponds to the state transition 220 with the
  • the system After issuing the takeover request, the system is in a state 120 in which the driver must acknowledge the takeover request. For this purpose, the driver has to put both hands on the steering wheel in this embodiment again. If it has been determined that the driver has both hands on the steering wheel (see 0H-> 2H im
  • inventive driver assistance system shown with at least automated lateral guidance in a highly simplified manner.
  • inventive driver assistance system shown with at least automated lateral guidance in a highly simplified manner.
  • it is a system for highly automated driving (eg on the highway) or semi-automated driving or a system with
  • the driver assistance system can be in one of the illustrated states:
  • Transverse guide is not activated, any existing longitudinal guidance is also not active;
  • Standby state and is not active, but can be reactivated by releasing the steering wheel with at least one hand.
  • the lateral guidance is deactivated and transferred into a standby state 130 ("Q standby"), in which the lateral guidance without renewed actuation
  • Q standby a standby state 130
  • the button AUTO can be activated easily Alternatively or additionally, it can be provided that, when the deflection of the automated lateral guidance is detected Driver in the state 1 10 in the same way in the standby state 130 is changed.
  • any active automated longitudinal guide may also be disabled or maintained in alternative design.

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Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem zum automatisierten Fahren mit zumindest automatisierter Querführung, welche eine Hands-On-Detektionsvorrichtung umfasst, die in der Lage ist, zwischen einer anliegenden Hand und zwei anliegenden Händen am Lenkrad zu unterscheiden. Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, ausgehend von einem Zustand ohne automatisierte Querführung mittels der Hands-On-Detektionsvorrichtung festzustellen, dass der Fahrer, der zunächst das Lenkrad mit beiden Händen berührt hat, eine Hand vom Lenkrad - bei verbleibender anderer Hand am Lenkrad - genommen hat. In Reaktion hierauf wird dann die automatisierte Querführung aktiviert. Es kann vorgesehen sein, dass die automatisierte Querführung wieder deaktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass wieder beide Hände am Lenkrad anliegen.

Description

Fahrerassistenzsystem mit Hands-On-Detektion mit Unterscheidung des Anliegens lediglich einer einzigen Hand und beider Hände am
Lenkrad
Die Erfindung betrifft Fahrerassistenzsysteme, insbesondere ein
Fahrerassistenzsystem zum automatisierten Fahren mit zumindest automatisierter Querführung.
Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren" kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Bei dem automatisierten Fahren kann es sich beispielsweise um ein zeitlich längeres Fahren auf der Autobahn oder um ein zeitlich begrenztes Fahren im Rahmen des Einparkens oder Rangierens handeln. Der Begriff
„automatisiertes Fahren" umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder
vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt", Ausgabe 1 1 /2012). Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim
teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen
Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die
Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier
Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) Level 3 der Norm SAE J3016. Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster
Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich.
Zum Aktivieren von Fahrerassistenzsystemen zum automatisierten Fahren mit automatisierter Längs- und/oder Querführung sind verschiedene
Möglichkeiten bekannt. Beispielsweise muss ein Schaltelement wie Taster, Hebel oder Paddle betätigt werden, damit die Funktion aktiviert wird.
Ferner ist es bekannt, eine automatisierte Querführung (und optional automatisierte Längsführung) zu aktivieren, wenn das Lenkrad losgelassen wird. Durch anschließendes Berühren des Lenkrads kann wieder eine Deaktivierung ausgelöst werden. Hierzu wird beispielsweise auf die
DE 10 2013 010 928 A1 und die DE 10 2007 052 258 A1 verwiesen. Eine automatisierte Längsführung kann aktiviert werden, wenn das Fahrpedal losgelassen wird, wie dies beispielsweise in der DE 102 61 624 A1
beschrieben ist.
Zum Erkennen des Loslassens eines Lenkrads zur Aktivierung einer automatisierten Querführung wird eine Hands-On-Detektionsvorrichtung verwendet, die feststellen kann, ob die Hände am Lenkrad anliegen oder nicht.
Hands-On-Detektionseinrichtungen können darüber hinaus generell für die Erkennung einer ausreichenden Fahreraufmerksamkeit verwendet werden. Beispielsweise werden derartige Hands-On-Detektionseinrichtungen dafür eingesetzt sicherzustellen, dass der Fahrer bei einem Fahrerassistenzsystem mit zumindest automatischer Querführung (z. B. einem Spurhalteassistenten) die Hände am Lenkrad hat, um bei Bedarf die Querführung schnell zu übernehmen.
Sofern ein Fahrerassistenzsystem mit zumindest automatisierter
Querführung auch einen Fahrbetrieb ohne am Lenkrad anliegender Hände zulässt, kann vorgesehen sein, dass der Fahrer zu Übernahme der
Fahraufgabe aufgefordert wird, wenn dies nicht mehr oder nicht mehr sicher seitens des Systems erfolgen kann. Zur Bestätigung einer derartigen
Übernahmeaufforderung (Take-over-request - TOR) muss der Fahrer dann das Lenkrad greifen; auch dies wird mittels einer Hands-On- Detektionseinrichtung erkannt.
Für Hands-On-Detektionseinrichtungen sind verschiedene Ansätze bekannt: Beispielsweise kann eine kapazitive Sensorik verwendet werden, wobei z. B. die Kapazität einer im Lenkrad angeordneten leitenden Schicht gegenüber einem Bezugspotential bestimmt wird. Alternativ kann eine resistive Sensorik benutzt werden; hier werden beispielsweise zwei Folienschichten im Lenkrad auf Abstand gehalten. Bei Anliegen der Hände ans Lenkrad berühren sich die Folienschichten, so dass sich der Widerstand zwischen den beiden Folienschichten ändert. Hierzu wird beispielsweise auf die Druckschrift DE 10 2010 035 940 A1 verwiesen. Darüber hinaus sind eine Vielzahl weiterer Ansätze bekannt, beispielsweise mittels einer piezoelektrischen Sensorik (s. EP 2 028 078 A1 ), mittels Aufprägen eines mechanischen Signals auf die Lenkeinrichtung und Messung der Reflektion (s.
DE 10 2015 007 740 A1 ) oder mittels im Lenkrad integrierten Lichtleitfasern (s. DE 10 2004 062 040 A1 ). Im einfachsten Fall kann auch nur ein vom Fahrer aufgebrachtes Lenkmoment gemessen werden, um über das
Anliegen der Hände am Lenkrad zu entscheiden.
Sofern eine Freigabe des Lenkrads durch eine Hands-On- Detektionseinrichtung erkannt wird und in Reaktion hierauf eine
automatisierte Querführung gestartet wird, sollte der Fahrer sichergehen können, dass bei Loslassen des Lenkrads die automatisierte Querführung eine ausreichende Qualität aufweist. Da die Qualität der Querführung vermindert sein kann, z. B. durch aufgeklebte Spuren im Baustellenbereich, Schattenwurf, Sensorverschmutzung, ist für den Fahrer beim Loslassen des Lenkrads nicht unbedingt ersichtlich, welche Qualität der Querführung der Fahrer zu erwarten hat.
Wenn hingegen die Aktivierung einer automatisierten Querführung über die Betätigung eines Schaltelements erfolgt, kann der Fahrer das Lenkrad zu Beginn der automatisierten Querführung zwar noch weiter halten. Es ergibt sich aber ein höherer Bedienaufwand für die Auswahl und das Betätigen des Schaltelements; außerdem ist das Schaltelement nur eingeschränkt blind bedienbar.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fahrerassistenzsystem mit zumindest automatisierter Querführung und Hands-On-Detektionseinrichtung und ein entsprechendes Verfahren anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in
Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen
Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer
Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem zum automatisierten Fahren mit zumindest automatisierter Querführung. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein Fahrsystem zum assistierten, teilautomatisierten, hochautomatisierten oder vollautomatisierten Fahren.
Das Fahrerassistenzsystem umfasst eine Hands-On-Detektionsvorrichtung. zum Erkennen des Anliegens der Hände am Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens. Bei dem Lenkrad handelt es sich vorzugsweise um ein Lenkrad mit einem ringartigen Lenkradkranz, welcher mit Speichen mit einem Pralltopf verbunden ist. Dies ist jedoch nicht zwingend. Es sind beliebige Bauformen von Lenkrädern denkbar, welche sich dadurch auszeichnen, dass dieses beidhändig bedient werden; also auch beispielsweise ein Lenkrad in Form eines Steuerhorns mit zwei seitlichen Griffbereichen für die linke und die rechte Hand.
Die Hands-On-Detektionseinrichtung umfasst eine Sensorik zur Erfassung des Anliegens der Hände am Lenkrad.
Bei der Hands-On-Sensorik kann es sich beispielsweise um eine kapazitive, resistive, piezoelektrische oder beliebige andere Art von Sensorik handeln, die beispielsweise im Lenkrad selbst integriert ist. Alternativ kann die Hands- On-Sensorik sich teilweise oder vollständig auch außerhalb des Lenkrads befinden.
Die Hands-On-Detektionseinrichtung umfasst eine mit der Sensorik gekoppelte Auswerte-Einheit zur Angabe eines vorliegenden Hand-Anlage- Zustands aus einer Mehrzahl von von der Einrichtung unterscheidbaren Hand-Anlage-Zuständen bezüglich des Anliegens der Hände am Lenkrad. Die Mehrzahl der unterscheidbaren Hand-Anlage-Zustände umfassen zumindest die folgenden unterscheidbaren Zustände: - ein Anliegen lediglich einer einzigen Hand am Lenkrad;
- ein Anliegen beider Hände am Lenkrad;
- kein Anliegen der Hände am Lenkrad (d. h. keine Hand liegt am Lenkrad an). Die Hands-On-Detektionseinrichtung ist also in der Lage, zwischen einer aufliegenden Hand und zwei aufliegenden Händen zu unterscheiden. Es kann sogar vorgesehen sein, dass für den Zustand, dass lediglich eine einzige Hand am Lenkrad anliegt, angegeben werden kann, ob die linke oder die rechte Hand am Lenkrad anliegt.
Dies ermöglicht eine bewusst einhändige sowie eine bewusst zweihändige Interaktion mit einem die Hands-On-Detektionseinrichtung nutzenden
Fahrerassistenzsystem.
Beispielsweise sind ein erster Teilsensor zur Erfassung des Anliegens der linken Hand am Lenkrad und ein von dem ersten Teilsensor getrennter zweiten Teilsensor zur Erfassung des Anliegens der rechten Hand am
Lenkrad vorhanden. Der erste Teilsensor ist dabei vorzugsweise in der linken Hälfte des Lenkrads integriert, wohingegen der zweite Teilsensor in der rechten Hälfe des Lenkrads integriert ist. Die Teilsensoren sind vorzugsweise vom gleichen Sensortyp, beispielsweise kapazitiv oder resistiv. In der Auswerte-Einheit werden beispielsweise ein den ersten Teilsensor betreffendes erstes Messsignal und ein den zweiten Teilsensor betreffendes zweites Messsignal einzeln ausgewertet und anhand der beiden Messsignale entscheiden, ob lediglich eine einzige Hand am Lenkrad anliegt oder beide Hände am Lenkrad anliegen.
Im Fall von kapazitiven Teilsensoren sind beispielsweise zwei nicht elektrisch verbundene getrennte Sensormatten im Lenkrad in der linken bzw. rechten Lenkradhälfte integriert, wobei in der Auswerte-Einheit ein für die Kapazität der ersten Sensormatter charakteristisches Signal und ein für die Kapazität der zweites Sensormatter charakteristisches Signal zur Erkennung des Hand-Anlage-Zustands ausgewertet werden.
Jeder Teilsensor kann weitere an verschiedenen Orten des Lenkrads angeordnete Subsensoren umfassen, so dass beispielsweise die Lage der jeweiligen Hand am Lenkradkranz bestimmt werden kann. Bei einer alternativen Ausführungsform werden ein im Lenkrad integrierter erster Sensor, z. B. ein kapazitiver Sensor, und eine Kamera verwendet. Beispielsweise handelt es sich um eine im Fahrercockpit aus Sicht des Fahrers hinter dem Lenkrad angeordnete Kamera (beispielsweise im Bereich der Instrumentenkombination angeordnet), die auf den Fahrer gerichtet ist.
Anhand eines Signals des ersten Sensors wird festgestellt, ob mindestens eine Hand am Lenkrad anliegt. Dies kann auf konventionelle Weise erfolgen. Anhand eines Videosignals der Kamera wird entschieden, ob - im Fall des Erkennens des Anliegens zumindest einer Hand am Lenkrad mittels des ersten Sensors - eine einzige Hand oder zwei Hände am Lenkrad anliegen.
Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, ausgehend von einem
Fahrzustand ohne automatisierte Querführung mittels der Hands-On- Detektionsvorrichtung festzustellen, dass der Fahrer, der zunächst das Lenkrad mit beiden Händen berührt hat, eine Hand vom Lenkrad - bei verbleibender anderer Hand am Lenkrad - genommen hat (d. h. lediglich ein Anliegen einer einzigen Hand am Lenkrad festgestellt wird). In Reaktion hierauf wird dann die automatisierte Querführung aktiviert, ggf. wird dann auch eine automatisierte Längsführung aktiviert.
Im Unterschied zu einem konventionellen Ansatz zur Aktivierung der automatisierten Querführung mittels Freigabe des Lenkrads erfolgt die Aktivierung der Querführung bereits dann, wenn nur eine Hand vom Lenkrad genommen wird. Dies hat den Vorteil, dass die am Lenkrad verbleibende Hand nach wie vor für eine sichere Querführung sorgen kann, falls keine zuverlässige Automatisierung aufgebaut werden kann. Mit dieser am Lenkrad verbleibenden Hand kann der Fahrer unmittelbar das Regelverhalten der Querführung spüren und ist bereit, bei nicht zufriedenstellendem Aufbau der Automatisierung einzugreifen, und kann auch - bei stabiler Querführung - loslassen und freihändig fahren. Somit kann die Querführung (und ggf. auch die Längsführung) durch eine blind bedienbare Bedienhandlung an das Fahrerassistenzsystem übergeben werden, wobei der Fahrer vor dem
Aufbau einer stabilen Fahrzeugführung weiterhin eingreifen kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzlich auch vorgesehen sein kann, dass die automatisierte Querführung auch dann aktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass beide Hände vom Lenkrad genommen werden.
Der Ausgangszustand, von dem aus die Querführung aktiviert wird, kann beispielsweise auch ein Zustand sein, in dem sich die Querführung (ggf. auch die Längsführung) im Standby-Zustand (d. h. im Bereitschaftszustand) befindet, nachdem die Querführung durch eine Bedienhandlung zwar deaktiviert wurde, jedoch in einen Standby-Zustand versetzt wurde.
Der Ausgangszustand, von dem aus die Querführung durch einseitiges Loslassen des Lenkrads aktiviert werden kann, kann beispielsweise auch ein Zustand sein, in dem bereits eine ggf. vorhandene Längsführung bereits aktiv ist, beispielsweise weil vorher bereits die Querführung in den Standby- Zustand versetzt wurde, wobei die Längsführung jedoch beibehalten wurde. Es ist von Vorteil, wenn die Benutzerschnittstelle des
Fahrerassistenzsystems eine Ausgabekomponente zum Anbieten von automatisiertem Fahren mit zumindest automatisierter Querführung an den Fahrer umfasst. Bei der Ausgabekomponente handelt es sich beispielsweise um eine Anzeige im Fahrzeugcockpit, insbesondere um eine Anzeige in der Instrumentenkombination oder eine Lenkradanzeige, oder ein Head-up- Display. Alternativ oder zusätzlich kann das Angebot auch akustisch (z. B. ein einfacher Signalton oder eine Sprachausgabe) und/oder haptisch (z. B. über das Lenkrad oder über den Sitz) erfolgen. Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, über die Ausgabekomponente automatisiertes Fahren mit zumindest automatisierter Querführung dem Fahrer anzubieten. Beispielsweise wird eine Fahrfunktion zum automatisierten Fahren mit zumindest automatisierter Querführung (z. B. hochautomatisiertes Fahren, teilautomatisiertes Fahren oder nur eine Spurhalteassistenzfunktion ohne Längsführung) dem Fahrer angeboten, nachdem festgestellt wurde, dass diese Fahrfunktion nun verfügbar ist (beispielsweise im Fall des hochautomatisierten Fahrens nachdem das Fahrzeug einen Straßenabschnitt erreicht hat, der für hochautomatisiertes Fahren freigegeben ist). Beispielsweise kann eine Textausgabe auf dem Bildschirm mit dem Inhalt ausgegeben werden:„Hochautomatisiertes Fahren verfügbar. Zum Aktiveren bitte das Lenkrad mit zumindest einer Hand loslassen".
Das System prüft, ob der Fahrer die angebotene Fahrfunktion zum automatisierten Fahren über die Annahmekomponente annimmt. Hierzu wird geprüft, ob der Fahrer eine Hand vom Lenkrad - bei verbleibender anderer Hand am Lenkrad - genommen hat, um hieran eine fahrerseitige Annahme des angebotenen automatisierten Fahrens festzustellen (ggf. müssen noch ein oder mehrere weitere Kriterien zur Annahme erfüllt werden, z. B. das Fahrpedal losgelassen werden). In Reaktion auf die Feststellung der fahrerseitigen Annahme des Angebots wird die angebotene Fahrfunktion zum automatisierten Fahren seitens des Systems aktiviert.
Es ist von Vorteil, wenn das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, über die Ausgabekomponente dem Fahrer die notwendige Bedienhandlung zur Annahme der angebotenen Fahrfunktion mitzuteilen. Das Angebot der Fahrfunktion kann auch implizit als Teil der Mitteilung über die
Bedienhandlung erfolgen (z. B.„Zum Hochautomatisierten Fahren bitte das Lenkrad mit zumindest einer Hand loslassen"). Das Anbieten der
Fahrfunktion und das Mitteilen der notwendigen Bedienhandlung erfolgen vorzugsweise über dasselbe Ausgabeelement der Ausgabekomponente (beispielsweise über denselben Bildschirm); dies ist jedoch nicht zwingend. Vorzugsweise kann eine automatisierte Querführung (und ggf. auch eine automatisierte Längsführung) durch Anlegen der Hände an das Lenkrad wieder deaktiviert werden. Ausgehend von einem Fahrzustand mit aktivierter automatisierter Querführung (und ggf. automatisierter Längsführung) wird mittels der Hands-On-Detektionsvorrichtung erkannt, dass wieder beide Hände am Lenkrad anliegen, und in Reaktion hierauf wird die automatisierte Querführung deaktiviert (ggf. wird auch eine automatisierte Längsführung deaktiviert). Die Aktivierung der Querführung erfolgt also bereits bei
Loslassen bereits einer Hand vom Lenkrad, wohingegen zum Deaktivieren der Querführung mit beiden Händen ans Lenkrad zu greifen ist.
Alternativ oder zusätzlich zur Deaktivierung der Querführung durch Greifen des Lenkrads mit beiden Händen kann vorgesehen sein, dass die
Querführung auch durch Überlenken der automatisierten Querführung deaktiviert wird. Hierzu wird beispielsweise das vom Fahrer aufgebrachte Lenkmoment gemessen und bei Überschreiten eines Schwellwerts die Querführung deaktiviert.
Es kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug eine
Fahrerblickerfassungseinrichtung aufweist, mit der erfasst werden kann, ob der Fahrer auf die dem Fahrzeug vorausliegende Verkehrssituation blickt. Hierzu kann beispielsweise eine beispielsweise im Cockpit integrierte Innenraumkamera verwendet werden. Eine Deaktivierung einer aktiven Querführung kann beispielsweise auch dann ausgelöst werden, wenn der Fahrer (statt beider Hände) bereits nur eine einzige Hand an das Lenkrad anlegt, sofern mittels der Fahrerblickerfassungseinrichtung festgestellt wurde, dass der Fahrer auf die vorausliegende Verkehrssituation blickt.
Es kann vorgesehen sein, dass während des automatisierten Fahrens das Fahrerassistenzsystem eine Übernahme-Aufforderung an den Fahrer ausgibt, mit der das System den Fahrer auffordert, die die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs zu übernehmen. Ein System zum automatisierten Fahren weist im Allgemeinen
Systemgrenzen hinsichtlich der vom System beherrschbaren Fahrsituationen auf. Sofern vom System während des automatisierten Fahrens eine aktuelle oder vorausliegende Fahrsituation erkannt wird, die beispielsweise außerhalb der Systemgrenzen des Systems liegt und vom System nicht oder nicht zufriedenstellend gelöst werden kann, fordert das System den Fahrer zur Übernahme der Fahrzeugführung auf, damit der Fahrer das Fahrzeug über die Primärbedienelemente (wie beispielsweise Lenkrad, Bremspedal oder Fahrpedal) der manuellen Fahrzeugführung führt. Eine Übernahme- Aufforderung kann insbesondere ausgegeben werden, wenn ein zum automatisieren Fahren, insbesondere hochautomatisierten Fahren, ausgewiesener Streckenabschnitt endet. In einem Fahrzustand mit zumindest aktivierter automatisierter Querführung wird vom System eine Übernahme-Aufforderung an den Fahrer auszugeben. Es wird dann geprüft, ob der Fahrer beide Hände ans Lenkrad anlegt. Falls dies der Fall ist, kann hieran eine Quittierung der Übernahme-Aufforderung festgestellt werden. Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass neben dem Greifen des Lenkrads mit beiden Händen noch ein oder mehrere weitere Bedingungen zum Quittieren der Übernahme-Aufforderung vorliegen müssen, beispielsweise das Betätigen des Fahrpedals.
Die Quittierung einer Übernahme-Aufforderung mit Detektion des Anliegens beider Hände am Lenkrad statt nur einer einzigen Hand am Lenkrad ist vor dem Hintergrund sinnvoll, dass das Falsch-Positiv-Erkennungsrisiko der Quittierung einer Übernahme-Aufforderung durch Detektion des Anliegens beider Hände geringer ist als durch Detektion des Anliegens einer einzigen Hand. So könnte beispielsweise mit einem Gegenstand oder dem Fuß die Übernahme-Aufforderung versehentlich quittiert werden. Das Quittieren einer Übernahme-Aufforderung durch Anliegen beider Hände kann deutlich zuverlässiger erkannt werden. Statt einer Übernahme-Aufforderung könnte ein Fahrerassistenzsystem mit zumindest automatisierter Querführung auch eine Hands-On-Aufforderung an den Fahrer ausgeben, die dann durch Anlegen beider Hände an das Lenkrad quittiert wird. Dies kann über die Hands-On-Detektionsvorrichtung erkannt werden.
Bei einer Hands-on-Aufforderung wird der Fahrer aufgefordert, die Hände an das Lenkrad zu nehmen, ohne dass der Fahrer tatsächlich lenken muss (das macht das Fahrsystem für den Fahrer). Der Fahrer kann dann aber schnell eingreifen, sofern es die Situation erfordert. Bei einer Übernahme- Aufforderung wird der Fahrer aufgefordert, nicht nur die Hände an das Lenkrad zu nehmen, sondern die Lenkung des Fahrzeugs und
gegebenenfalls auch Längsführung des Fahrzeugs zu übernehmen. Eine Hands-On-Aufforderung könnte beispielsweise dann ausgegeben werden, wenn es sich um einen teilautomatisierten oder assistierten Hands-on- Fahrbetrieb handelt, bei dem der Fahrer grundsätzlich die Fahrer
grundsätzlich die Hände am Lenkrad haben soll. Sofern der Fahrer von dieser Forderung abweicht, kann das System dies feststellen und den Fahrer mittels eine Hands-On-Aufforderung dazu auffordern, die Hände an das Lenkrad zu nehmen. Eine Hands-On-Aufforderung könnte beispielsweise auch ausgegeben werden, sofern das System von einem Hands-off- Fahrbetrieb, bei dem der Fahrer die Hände nicht am Lenkrad haben muss, in einen Hands-on-Fahrbetrieb umschaltet, bei dem der Fahrer aus
Sicherheitsgründen eine oder beide Hände am Lenkrad halten muss.
Alternativ oder zusätzlich zu der vorstehend über die Hands-On- Detektionsvorrichtung erkannte Quittierung einer Übernahme-Aufforderung oder Hands-On-Aufforderung mittels beider Hände kann auch vorgesehen sein, dass eine Quittierung durch Anlegen einer einzigen Hand an das Lenkrad möglich ist, sofern mittels einer entsprechenden
Fahrerblickerfassungseinrichtung festgestellt wurde, dass der Fahrer auf die vorausliegende Verkehrssituation blickt (d. h. nach vorne durch die
Windschutzscheibe, sofern das Fahrzeug vorwärts fährt).
Es kann eine Fahreraufmerksamkeitsüberwachung vorgesehen sein,
Beispielsweise kann das Fahrerassistenzsystem ein Fahrerassistenzsystem zum teilautomatisierten oder assistierten Fahren mit zumindest
automatisierter Querführung sein, wobei während des teilautomatisierten bzw. assistierten Fahrens die Aufmerksamkeit des Fahrers geprüft wird. Wenn eine ausreichende Aufmerksamkeit des Fahrers vermisst wird, da beispielsweise festgestellt wurde, dass der Fahrer die Hände vom Lenkrad genommen hat, kann der Fahrer beispielsweise aufgefordert werden, die Hände ans Lenkrad zu nehmen. Sofern er dieser Hands-On-Aufforderung nicht nachkommt, kann die automatisierte Fahrfunktion vom System beendet werden.
Die Aufmerksamkeit des Fahrers kann daran festgestellt werden, dass beide Hände am Lenkrad anliegen. Die Fahreraufmerksamkeit kann relativ sicher detektiert werden, da sich kaum versehentlich beide Hände am Lenkrad befinden. Gegebenenfalls können auch weitere zusätzliche Voraussetzungen geprüft werden, um zu entscheiden, ob der Fahrer aufmerksam ist.
Es kann vorgesehen sein, dass der Aufmerksamkeits-Anforderung des Systems auch dann entsprochen werden kann, wenn nur eine einzige Hand am Lenkrad anliegt, sofern mittels einer Fahrerblickerfassungseinrichtung festgestellt wurde, dass der Fahrer auf die vorausliegende Verkehrssituation blickt.
Die vorstehend beschriebenen Aspekte können in beliebiger Weise in einem Fahrerassistenzsystem kombiniert werden. Beispielsweise kann bei einem Fahrerassistenzsystem die Querführung mittels Loslassen des Lenkrads mit nur einer einzigen Hand bei verbleibender anderer Hand am Lenkrad aktiviert werden, wohingegen eine Übernahme-Aufforderung des Systems durch Greifen des Lenkrads mit beiden Händen (statt nur mit einer einzigen Hand) quittiert werden kann.
Ein Verfahren zum Erkennen des Anliegens der Hände am Lenkrad umfasst die Schritte:
- Erfassen des Anliegens der Hände am Lenkrad mittels einer Sensorik; und
- basierend hierauf Angeben eines vorliegenden Hand-Anlage-Zustands aus einer Mehrzahl von unterscheidbaren Hand-Anlage-Zuständen bezüglich des Anliegens der Hände am Lenkrad, wobei die Mehrzahl der unterscheidbaren Hand-Anlage-Zustände umfassen:
- ein Anliegen lediglich einer einzigen Hand am Lenkrad;
- ein Anliegen beider Hände am Lenkrad;
- kein Anliegen der Hände am Lenkrad.
Die vorstehenden Ausführungen zur Hands-On-Detektionsvorrichtung gelten in entsprechender Weise auch für dieses Verfahren
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktiveren einer automatisierten Querführung eines Fahrerassistenzsystems eines
Kraftfahrzeugs, mit den Schritten: - ausgehend von einem Fahrzustand ohne aktivierte automatisierte
Querführung, Feststellen, dass der Fahrer eine Hand vom Lenkrad - bei verbleibender anderer Hand am Lenkrad - genommen hat,
- in Reaktion hierauf, Aktivieren der automatisierten Querführung. Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen
Fahrerassistenzsystem nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem zweiten Aspekt der Erfindung entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems nach dem ersten Aspekt der Erfindung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hands-On-Detektionsvorrichtung;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hands-On- Detektionsvorrichtung;
Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Funktionsweise eines
beispielhaften erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems; und Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel zur Funktionsweise eines
beispielhaften erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hands-On- Detektionsvorrichtung für ein Lenkrad 1 schematisch dargestellt. Hierbei ist zumindest die Sensorik im Lenkrad 1 , insbesondere im Lenkradkranz, integriert; die Auswertung kann innerhalb oder außerhalb des Lenkrads 1 erfolgen.
Die Hands-On-Detektionseinrichtung umfasst einen ersten Teilsensor 2a, der in der linken Hälfte des Lenkradkranzes integriert ist, und einen zweiten
Teilsensor 2b, der in der rechten Hälfe des Lenkradkranzes integriert ist. Bei den Teilsensoren 2a und 2b handelt es sich beispielsweise um zwei kapazitive Sensormatten.
Der erste Teilsensor 2a ist mit einer ersten Teil-Auswerte-Einheit 3a elektrisch verbunden, die eingerichtet ist festzustellen, ob der Fahrer mit der linken Hand das Lenkrad im Sensorbereich des Teilsensors 2a berührt, beispielsweise durch Messen einer für die Kapazität charakteristischen Größe, die bei Berühren des von dem jeweiligen Teilsensor überwachten Lenkradbereichs einer Veränderung unterworfen ist. Der zweite Teilsensor 2b ist mit einer zweiten Teil-Auswerte-Einheit 3b elektrisch verbunden, die eingerichtet ist festzustellen, ob der Fahrer mit der rechten Hand das Lenkrad 1 im Sensorbereich des Teilsensors 2b berührt, beispielsweise durch Messen eine für die Kapazität charakteristischen Größe. Anhand der vorzugsweise digitalen Auswerte-Signale der beiden Teil- Auswerte-Einheiten 3a, 3b, die jeweils angeben, ob mittels des jeweiligen Teilsensors 2a, 2b ein Berühren mit der linken bzw. rechten Hand feststellt wurde, kann in der Auswerte-Einheit 4 ermittelt werden, ob - lediglich eine einzige Hand am Lenkrad 1 anliegt (Hand-Anlage-
Zustand 1 H),
- beide Hände am Lenkrad 1 anliegen (Hand-Anlage-Zustand 2H) oder
- keine Hand am Lenkrad 1 anliegt (Hand-Anlage-Zustand OH).
Das vorzugsweise digitale Ausgangssignal 5 der Auswerte-Einheit 4 gibt an, welcher der Hand-Anlage-Zustände 2H, 1 H, OH vorliegt, und kann von einem Fahrerassistenzsystem ausgewertet werden. Bei einer dazu alternativen Ausführungsform in Fig. 2 wird ein im Lenkrad 1 integrierter konventioneller Sensor 20 verwendet, mittels dessen in einer Auswerte-Einheit 30 festgestellt wird, ob mindestens eine Hand am Lenkrad anliegt. Hierbei kann zunächst keine Unterscheidung darüber getroffen werden, ob eine einzige Hand oder zwei Hände am Lenkrad anliegen.
Ferner wird das Videosignal einer im Fahrzeugcockpit aus Sicht des Fahrers hinter dem Lenkrad angeordneten Kamera 60 verwendet. Diese ist beispielsweise im Bereich der Instrumenten-Kombination angeordnet.
Anhand des Videosignals der Kamera 60 wird in der Auswerte-Einheit 40 entschieden, ob - im Fall des Erkennens des Anliegens zumindest einer Hand am Lenkrad mittels des ersten Sensors - genau eine Hand oder zwei Hände am Lenkrad anliegen. Das vorzugsweise digitale Ausgangssignal 5 gibt an, ob lediglich eine einzige Hand am Lenkrad 1 anliegt, beide Hände am Lenkrad 1 anliegen oder keine Hand am Lenkrad 1 anliegt.
In Fig. 3 ist die Funktionsweise eines beispielhaften erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems mit zumindest automatisierter Querführung in stark vereinfachter weise dargestellt. Beispielsweise handelt es sich um ein
System zum hochautomatisierten Fahren (z. B. auf der Autobahn) oder teilautomatisierten Fahren oder um ein System mit
Spurhalteassistenzfunktion ohne Längsführung. Das System unterstützt vorzugsweise sogar eine Mehrzahl von Automatisierungsgraden
(beispielsweise teilautomatisiertes Fahren und hochautomatisiertes Fahren).
Das Fahrerassistenzsystem kann sich in einem der dargestellten System- Zustände befinden:
- in einem Zustand 100 („OFF"), in dem die automatisierte
Querführung nicht aktiviert ist, eine ggf. vorhandene Längsführung ist auch nicht aktiv;
- in einem Zustand 1 10 („Q" - automatisierte Querführung), in dem die automatisierte Querführung aktiviert ist (ggf. ist dann eine vorhandene Längsführung auch aktiviert); - in einem Zustand 120 („Q mit UEA"), in dem die automatisierte Querführung zwar aktiviert ist, jedoch das System den Fahrer durch eine Übernahmeaufforderung („UEA") bereits zur Übernahme der Fahraufgabe aufgefordert hat.
Es können weitere System-Zustände und Übergänge zwischen den System- Zuständen existieren, die in Fig. 3 nicht dargestellt sind.
Sofern die Fahrfunktion zum automatisierten Fahren mit zumindest automatisierter Querführung verfügbar ist, bietet das System dem Fahrer im System-Zustand 100 („OFF") ein automatisiertes Fahren mit zumindest automatisierter Querführung über eine Ausgabekomponente der
Benutzerschnittstelle an, beispielsweise mit folgender Text-Ausgabe:
„Automatisiertes Fahren verfügbar - zum Aktivieren bitte Lenkrad mit zumindest einer Hand loslassen".
Das Anbieten der Fahrfunktion zum automatisierten Fahren kann davon abhängen, ob der Fahrer vorher ein Bedienelement zur Automatisierung betätigt hat (z. B. eine Bedientaste). Wenn der Fahrer die Bedientaste nicht betätigt hat, wird keine Fahrfunktion zum automatisierten Fahren angeboten.
Der Fahrer kann die angebotene Fahrfunktion durch einhändiges Loslassen des Lenkrads mit einer Hand bei verbleibender anderer Hand am Lenkrad annehmen. Die Feststellung, dass das Lenkrad mit einer Hand losgelassen wurde, während die andere Hand weiterhin am Lenkrad anliegt, entspricht beispielsweise einer erkannten Änderung des Hand-Anlage-Zustands von 2H zu 1 H (s. 2H—> 1 H im Zustandsübergang 200 vom System-Zustand 100 zum System-Zustand 1 10 in Fig. 3). Der Fahrer kann die angebotene Fahrfunktion auch durch beidhändiges Loslassen des Lenkrads annehmen. Die Feststellung, dass das Lenkrad mit beiden Händen losgelassen wurde, entspricht beispielsweise einer erkannten Änderung des Hand-Anlage-Zustands von 2H zu OH (s. 2H OH im
Zustandsübergang 200 vom System-Zustand 100 zum System-Zustand 1 10 in Fig. 3). Ferner kann der Fahrer die angebotene Fahrfunktion auch durch Loslassen des Lenkrads mit einer Hand annehmen, wenn der Fahrer vorher das
Lenkrad lediglich mit einer Hand berührt hat (s. 1 H—> OH im
Zustandsübergang 200 vom System-Zustand 100 zum System-Zustand 1 10). In allen drei Fällen wird das automatisierte Fahren mit zumindest
automatisierter Querführung aktiviert (ggf. wird auch die Längsführung aktiviert) und das System wechselt in den Zustand 1 10 („Q").
Zur Deaktivierung der automatisierten Querführung muss der Fahrer beide Hände an das Lenkrad anlegen. Sofern festgestellt wurde, dass der Fahrer wieder beide Hände an das Lenkrad anlegt hat (s. OH— >· 2H im
Zustandsübergang 210 vom System-Zustand 1 10 zum System-Zustand 100), wechselt das System wieder in den Zustand 100 („OFF"). Vorzugsweise wird auch eine ggf. aktivierte Längsführung bei Anlegen beider Hände an das Lenkrad deaktiviert; alternativ wäre aber auch denkbar, dass die
Längsführung bei Anlegen beider Hände ans Lenkrad erhalten bleibt.
Sofern der Fahrer im Zustand 1 10 noch eine Hand am Lenkrad hat
(beispielsweise weil er das Lenkrad nach Aktivieren der automatisierten Querführung nicht vollständig losgelassen hat) kann in den Zustand 100 gewechselt werden, wenn der Fahrer beide Hände an das Lenkrad anlegt (1 H -»· 2H).
Alternativ oder zusätzlich zur Deaktivierung durch zwei am Lenkrad
anliegende Hände kann vorgesehen sein, dass das System vom Zustand 1 10 in den Zustand 100 wechselt, wenn der Fahrer die automatisierte
Querführung überlenkt. Sofern im Zustand 1 10 mit aktivierter Querführung das System feststellt, dass der Fahrer die Fahrzeugführung, insbesondere die Querführung, wieder übernehmen soll, wird eine Übernahme-Aufforderung an den Fahrer ausgegeben. Dies entspricht dem Zustandsübergang 220 mit der
Übernahme-Aufforderung („UEA" - Übernahmeaufforderung).
Nach Ausgabe der Übernahme-Aufforderung befindet sich das System in einem Zustand 120, in dem der Fahrer die Übernahme-Aufforderung quittieren muss. Hierfür muss der Fahrer in diesem Ausführungsbeispiel wieder beide Hände an das Lenkrad anlegen. Sofern festgestellt wurde, dass der Fahrer beide Hände an das Lenkrad anlegt hat (s. 0H— >· 2H im
Zustandsübergang 230 vom System-Zustand 120 zum System-Zustand 100), wechselt das System wieder in den Zustand 100 („OFF").
In Fig. 4 ist die Funktionsweise eines beispielhaften, weiteren
erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems mit zumindest automatisierter Querführung in stark vereinfachter Weise dargestellt. Beispielsweise handelt es sich um ein System zum hochautomatisierten Fahren (z. B. auf der Autobahn) oder teilautomatisierten Fahren oder um ein System mit
Spurhalteassistenzfunktion ohne Längsführung.
Das Fahrerassistenzsystem kann sich in einem der dargestellten Zustände befinden:
- in einem Zustand 100 („OFF"), in dem die automatisierte
Querführung nicht aktiviert ist, eine ggf. vorhandene Längsführung ist auch nicht aktiv;
- in einem Zustand 1 10 („Q"), in dem die automatisierte Querführung aktiviert ist (ggf. ist dann eine vorhandene Längsführung auch aktiviert); - in einem Zustand 120 („Q"), in dem die automatisierte Querführung zwar aktiviert ist, jedoch das System den Fahrer durch eine Übernahmeaufforderung („UEA") bereits zur Übernahme der Fahraufgabe aufgefordert hat;
- in einem Zustand 130 („Q-Standby"), in dem sich die automatisierte
Querführung in einem Standby-Zustand (d. h.
Bereitschaftszustand) befindet und nicht aktiv ist, jedoch durch Loslassen des Lenkrads mit zumindest einer Hand wieder aktiviert werden kann.
Es können weitere Zustände und Übergänge existieren, die in Fig. 4 nicht dargestellt sind.
Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu Fig. 3 erläutert.
Durch Betätigen einer Bedientaste AUTO zum Aktivieren des automatisierten Fahren wechselt das System vom Zustand 100 („OFF") zum Zustand 1 10 („Q"), so dass das automatisierte Fahren mit zumindest automatisierter Querführung aktiviert wird (ggf. wird auch die Längsführung aktiviert), sofern die Fahrfunktion zum automatisierten Fahren verfügbar ist (s.
Zustandsübergang 300 in Fig. 4).
Zur Deaktivierung der automatisierten Querführung (ggf. auch der
Längsführung) betätigt der Fahrer die Bedientaste AUTO (s.
Zustandsübergang 310).
Sofern der Fahrer im Zustand 1 10 mit aktivierter Querführung beide Hände an das Lenkrad nimmt (s. Zustandsübergang 320), wird die Querführung deaktiviert und in einen Standby-Zustand 130 („Q-Standby") überführt, in dem die Querführung ohne erneute Betätigung der Taste AUTO einfach aktiviert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass bei Feststellen des Überlenkens der automatisierten Querführung seitens Fahrers im Zustand 1 10 in gleicher weise in den Standby-Zustand 130 gewechselt wird.
Bei Übergang in den Zustand 130 kann eine etwaig aktive automatisierte Längsführung auch deaktiviert werden oder bei alternativen Ausgestaltung beibehalten werden.
Im Standby-Zustand 130 mit kann der Fahrer bei beidhändigem Halten des Lenkrads durch Loslassen einer einzigen Hand (2H -> 1 H) oder beider Hände (2H -> OH) wieder leicht in den Zustand 1 10 mit zumindest automatisierter Querführung wechseln (s. Zustandsübergang 330 in Fig. 4).

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrerassistenzsystem zum automatisierten Fahren mit zumindest automatisierter Querführung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Hands-On-Detektionsvorrichtung zum Erkennen des Anliegens der Hände am Lenkrad (1 ), wobei die Hands-on-Detektionsvorrichtung umfasst:
- eine Sensorik (2a, 2b; 20, 60) zur Erfassung des Anliegens der Hände am Lenkrad (1 ) und
- eine mit der Sensorik (2a, 2b; 20, 60) gekoppelte Auswerte-Einheit (3a, 3b, 4; 30, 40) zur Angabe eines vorliegenden Hand-Anlage- Zustands aus einer Mehrzahl von von der Einrichtung
unterscheidbaren Hand-Anlage-Zuständen (2H, 1 H, 0H) bezüglich des Anliegens der Hände am Lenkrad (1 ),
wobei die Mehrzahl (2H, 1 H, 0H) der unterscheidbaren Hand-Anlage- Zustände umfassen:
- ein Anliegen lediglich einer einzigen Hand am Lenkrad (1 );
- ein Anliegen beider Hände am Lenkrad (1 );
- kein Anliegen der Hände am Lenkrad (1 ),
wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist,
- ausgehend von einem Zustand (100) ohne automatisierte
Querführung festzustellen, dass der Fahrer eine Hand vom
Lenkrad - bei verbleibender anderer Hand am Lenkrad - genommen hat, und
- in Reaktion hierauf die automatisierte Querführung zu aktivieren. 2. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1 , wobei - das Fahrerassistenzsystem eine Ausgabekomponente zum
Anbieten von automatisiertem Fahren mit zumindest
automatisierter Querführung an den Fahrer umfasst, und
- das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist,
• über die Ausgabekomponente automatisiertes Fahren mit zumindest automatisierter Querführung anzubieten,
• festzustellen, dass der Fahrer eine Hand vom Lenkrad - bei verbleibender anderer Hand am Lenkrad - genommen hat und hieran eine fahrerseitige Annahme des angebotenen automatisierten Fahrens festzustellen, und
• in Reaktion auf die Feststellung der fahrerseitigen Annahme des Angebots das automatisierte Fahren mit automatisierter Querführung zu aktivieren.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist,
- ausgehend von einem Zustand (1 10) mit automatisierter
Querführung festzustellen, dass wieder beide Hände am Lenkrad (1 ) anliegen, und
- in Reaktion hierauf die automatisierte Querführung zu deaktivieren.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist,
- ausgehend von einem Zustand (1 10) mit automatisierter
Querführung festzustellen, dass der Fahrer die automatisierte Querführung überlenkt, und
- in Reaktion hierauf die automatisierte Querführung zu deaktivieren.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Fahrerblickerfassungseinrichtung zur Erfassung, ob der Fahrer auf die dem Fahrzeug vorausliegende Verkehrssituation blickt, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, - ausgehend von einem Zustand (1 10) mit automatisierter
Querführung ohne Anliegen der Hände am Lenkrad festzustellen, dass nun eine einzige Hand am Lenkrad anliegt, und
- in Reaktion hierauf die automatisierte Querführung zu deaktivieren, sofern mittels der Fahrerblickerfassungseinrichtung festgestellt wurde, dass der Fahrer auf die vorausliegende Verkehrssituation blickt.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorik umfasst:
- einen ersten Teilsensor (2a) zur Erfassung des Anliegens der
linken Hand am Lenkrad (1 ) und
- einen zweiten Teilsensor (2b) zur Erfassung des Anliegens der rechten Hand am Lenkrad (1 ).
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 6, wobei der erste Teilsensor (2a) in der linken Hälfte des Lenkrads (1 ) integriert ist, und der zweite Teilsensor (2b) in der rechten Hälfe des Lenkrads (1 ) integriert ist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die Sensorik umfasst:
- einen insbesondere im Lenkrad integrierten ersten Sensor (20) und
- ein Kamera (60),
wobei die Hands-On-Detektionsvorrichtung eingerichtet ist,
- anhand eines Signals des ersten Sensors (20) festzustellen, ob mindestens eine Hand am Lenkrad anliegt, und
- anhand eines Signals der Kamera (60) zu entscheiden, ob eine einzige Hand oder zwei Hände am Lenkrad anliegen.
9. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist,
- ausgehend von einem Zustand (1 10) mit zumindest aktiver
automatisierter Querführung eine Übernahme-Aufforderung (UEA) oder eine Hands-On-Aufforderung an den Fahrer auszugeben, und
- festzustellen, dass beide Hände am Lenkrad anliegen, und
- hieran eine Quittierung der Aufforderung festzustellen.
10. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
- eine Fahrerblickerfassungseinrichtung zur Erfassung, ob der
Fahrer auf die dem Fahrzeug vorausliegende Verkehrssituation blickt,
wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist,
- ausgehend von einem Zustand (1 10) mit aktivierter automatisierter Querführung ohne Anliegen der Hände am Lenkrad, eine
Übernahme-Aufforderung (UEA) oder eine Hands-On-Aufforderung an den Fahrer auszugeben, und
- festzustellen, dass eine einzige Hand am Lenkrad anliegt,
- hieran eine Quittierung der Aufforderung (UEA) festzustellen,
sofern mittels der Fahrerblickerfassungseinrichtung festgestellt wurde, dass der Fahrer auf die vorausliegende Verkehrssituation blickt.
1 1 . Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist,
- festzustellen, dass beide Hände am Lenkrad (1 ) anliegen, und
- basierend hierauf festzustellen, dass der Fahrer aufmerksam ist.
12. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend - eine Fahrerblickerfassungseinrichtung zur Erfassung, ob der Fahrer auf die dem Fahrzeug vorausliegende Verkehrssituation blickt,
wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist,
- festzustellen, dass nur eine einzige Hand am Lenkrad (1 ) anliegt, und
- basierend hierauf festzustellen, dass der Fahrer aufmerksam ist, sofern mittels der Fahrerblickerfassungseinrichtung festgestellt wurde, dass der Fahrer auf die vorausliegende Verkehrssituation blickt.
13. Verfahren zum Aktiveren einer automatisierten Querführung eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten:
- ausgehend von einem Zustand (1 10) ohne aktivierte automatisierte Querführung, Feststellen, dass der Fahrer eine Hand vom Lenkrad - bei verbleibender anderer Hand am Lenkrad - genommen hat; und
- in Reaktion hierauf, Aktivieren der automatisierten Querführung.
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