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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung die Unterstützung des Fahrers bezüglich seiner Aufmerksamkeit.
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Ein Kraftfahrzeug kann eines oder mehrere Fahrerassistenzsysteme umfassen, die dazu eingerichtet sind, einen Fahrer des Kraftfahrzeugs zu unterstützen. In unterschiedlichen Ausführungsformen können die Fahrerassistenzsysteme eine Längs- oder Quersteuerung des Kraftfahrzeugs durchführen oder den Fahrer vor bestimmten Gefahren warnen. Beispielsweise kann ein adaptiver Geschwindigkeitsassistent die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf einen vorbestimmten Wert steuern und dabei einen vorbestimmten Mindestabstand zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug einhalten. Ein Spurwarner kann den Fahrer vor einem unabsichtlichen Verlassen einer Fahrspur warnen.
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Ein modernes Kraftfahrzeug kann über viele Fahrerassistenzsysteme verfügen, sodass der Fahrer substanziell entlastet werden kann. Mit der Entlastung kann jedoch auch eine gewisse Eintönigkeit einhergehen, sodass die Aufmerksamkeit des Fahrers durch die gefühlte Sicherheit der Assistenzsysteme reduziert sein kann.
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Es ist bekannt, einen Aufmerksamkeitsgrad eines Fahrers beispielsweise anhand seiner Lenkbewegungen oder seines Lidschlags zu bestimmen und ihn zum Einlegen einer Pause aufzufordern, falls der Aufmerksamkeitsgrad einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.
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EP 2 620 314 A1 schlägt vor, den Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers auf der Basis der Häufigkeit von Eingriffen verschiedener Fahrerassistenzsysteme zu bestimmen. Sinkt die Aufmerksamkeit unter einen vorbestimmten Schwellenwert ab, so kann eine Warnung ausgegeben werden.
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DE 10 2007 039 110 A1 schlägt vor, eine Fahrsituation eines Kraftfahrzeugs automatisch zu erkennen und bei einer sich anbahnenden kritischen Fahrsituation den Fahrer in zwei Stufen zu warnen.
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Die gattungsgemäße
DE 103 22 458 A1 beschreibt ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges mit den Schritten:
- -Bestimmen eines Aktivierungsgrades des Fahrers,
- -Ausgeben eines Signals, falls der Aktivierungsgrad einen ersten vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet,
- -Darbieten eines aktivierenden Reizes an den Fahrer, um den Aktivierungsgrad über einem zweiten vorbestimmten Schwellenwert zu halten, der größer als der erste Schwellenwert ist.
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In der
DE 10 2008 038 816 ist ein Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers beim Betrieb eines Fahrzeugs beschrieben, bei dem in Abhängigkeit von definierten Fahrsituation die Aufmerksamkeit des Fahrers durch unterschiedliche Signale positiv beeinflusst werden soll. Dies kann beispielsweise durch optische, akustische oder haptische Reize erfolgen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Technik zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs anzugeben, um einen Aktivierungsgrad des Fahrers möglichst dauerhaft in einem zur Führung des Kraftfahrzeugs angemessenen Bereich zu halten. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs umfasst Schritte des Bestimmens eines Aktivierungsgrads des Fahrers; des Ausgebens eines Signals, falls der Aktivierungsgrad einen ersten vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet; und des Darbietens eines aktivierenden Reizes an den Fahrer, um den Aktivierungsgrad über einem zweiten vorbestimmten Schwellenwert zu halten, der größer als der erste Schwellenwert ist.
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Dabei kann der Fahrer bereits vor dem Erreichen einer Warnschwelle, die zum Ausgeben eines Warnsignals führt, mittels eines passenden Reizes aktiviert werden, sodass der Aktivierungsgrad die Warnschwelle nicht erreicht. Der aktivierende Reiz kann häufiger oder länger gegeben werden, ohne dass sich seitens des Fahrers eine Gewöhnung einstellt. Die Aufmerksamkeit des Fahrers kann dadurch verbessert auf einem Niveau gehalten werden, das seiner Verantwortung für das Kraftfahrzeug entspricht. Effekte der Eintönigkeit oder Müdigkeit können durch den aktivierenden Reiz abgemildert oder kompensiert werden. Eine zusätzliche punktuelle Warnung, falls der Aktivierungsgrad den ersten Schwellenwert unterschreitet, kann beibehalten werden, um einem gefährlichen Absinken des Aktivierungsgrads punktuell vorzubeugen. Das Signal kann insbesondere eine Aufforderung an den Fahrer umfassen, eine Regenerationspause einzulegen.
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In einer Ausführungsform kann ein deaktivierender Reiz an den Fahrer ausgegeben werden, um den Aktivierungsgrad unter einem dritten vorbestimmten Schwellenwert zu halten, der größer als der zweite Schwellenwert ist. So kann insbesondere beruhigend auf den Fahrer eingewirkt werden, wenn dieser Anzeichen des Zorns, des Übereifers, der Angst, etwa vor engen Räumen, oder gar der Panik zeigt. Der Gefahr einer fehlerhaften Handlung des Fahrers kann so entgegengewirkt werden.
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Es ist insbesondere bevorzugt, dass der aktivierende oder deaktivierende Reiz aus einer Palette von Möglichkeiten ausgewählt wird, die an Bord des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehen. Namentlich kann der Reiz eine Änderung einer Beschallung, Belüftung, Temperaturverteilung, eines Geruchs oder einer Sitzposition des Fahrers im Kraftfahrzeug umfassen. Bevorzugterweise werden unterschiedliche Reize einzeln oder in Kombination miteinander verwendet, um einem Gewöhnungseffekt durch den Fahrer entgegenzuwirken. Der Fahrer kann so sanft und indirekt in einer ausreichenden Aktivierung gehalten werden, ohne in seine Handlungen oder Entscheidungen einzugreifen und ohne ihn von der Aufgabe des Führens des Kraftfahrzeugs substanziell abzulenken.
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Erfindungsgemäß umfasst der Reiz eine Elektrostimulation. Dazu kann ein Reizstrom an unterschiedlichen Körperpartien des Fahrers bewirkt werden. Insbesondere kann eine Elektrode im Bereich des Schädels angebracht sein, mittels derer eine transkranielle Elektrostimulation, insbesondere Gleichstromstimulation, ausgeübt werden kann. Der durch die Elektrode bewirkte Strom kann derart gewählt werden, dass je nach Wunsch eine Beruhigung oder Aktivierung des Fahrers eintritt. Der Reiz kann über mehrere Minuten gegeben werden, während seine Wirkung über mehrere Stunden anhalten kann. Dadurch kann eine effektive Steuerung des Aktivierungsgrads des Fahrers mit geringen Belastungen und wenig Nebenwirkungen erreicht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird eine Fahrsituation bestimmt und der zweite oder dritte Schwellenwert wird an die Fahrsituation angepasst. Liegt beispielsweise eine besonders fordernde Fahrsituation vor, etwa im Stoßverkehr einer Stadt, nachts und im Regen, so kann ein erhöhter Aktivierungsgrad des Fahrers zulässig oder erwünscht sein. Um die Darbietung eines beruhigenden Reizes zu unterdrücken, kann der dritte Schwellenwert angehoben werden. Um einen nicht ohnehin schon erhöht aktivierten Fahrer weiter zu aktivieren, kann der zweite Schwellenwert angehoben werden. Eine entsprechende Vorgehensweise bietet sich an, wenn eine bevorstehende Gefahrensituation erfasst wird, beispielsweise ein Fahren bei Glatteis oder Nebel. Auch eine akut drohende Gefahrensituation, etwa ein drohender Auffahrunfall, wenn ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug stark abbremst, kann ausgewertet werden und der zweite oder dritte Schwellenwert kann entsprechend angepasst werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Bestimmen der Fahrsituation der Reiz in Abhängigkeit der bestimmten Fahrsituation ausgewählt. Dadurch kann der Reiz mit der Fahrsituation verknüpft werden und spezifisch auf eine vermutlich sinnvolle Aktion des Fahrers hinweisen. Besteht beispielsweise eine Schleudergefahr, so kann ein aktivierender Reiz in die Hände oder Arme des Fahrers eingeleitet werden, um dessen Fähigkeit, schnell zu lenken, selektiv zu unterstützen. In einer anderen Ausführungsform kann der Reiz spezifisch so gewählt werden, dass er nicht mit einem vorgeschlagenen oder vermuteten Verhalten des Fahrers übereinstimmt. In obigem Beispiel der Fahrt mit Schleudergefahr kann beispielsweise der Reiz das Zuführen zusätzlicher Frischluft umfassen, sodass der Fahrer allgemein und unspezifisch aktiviert wird.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Reiz nach einer vorbestimmten Zeitspanne wieder zurückgenommen wird. Einer Gewöhnung des Fahrers an den Reiz kann dadurch begegnet werden. In einer weiteren Ausführungsform kann ein zurückgenommener Reiz durch einen anderen Reiz abgelöst werden, um eine dauerhafte Beeinflussung des Aktivierungsgrads des Fahrers zu ermöglichen. Unterschiedliche Reize können beispielsweise zyklisch oder zufallsgesteuert aufeinanderfolgen.
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Eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs umfasst einen Sensor zur Abtastung des Fahrers; eine Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung eines Aktivierungsgrads des Fahrers, wobei die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, ein Signal auszugeben, falls der Aktivierungsgrad einen ersten vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet; und eine Schnittstelle zu einer Einrichtung an Bord des Kraftfahrzeugs, mittels derer dem Fahrer ein aktivierender Reiz dargeboten werden kann. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die Einrichtung zu steuern, um den Aktivierungsgrad des Fahrers über einem zweiten vorbestimmten Schwellenwert zu halten, der größer als der erste Schwellenwert ist.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrer;
- 2 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf eines Aktivierungsgrads des Fahrers des Kraftfahrzeugs von 1; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern des Aktivierungsgrads des Fahrers des Kraftfahrzeugs von 1
darstellt.
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1 zeigt symbolhaft ein Kraftfahrzeug 100 mit einem Fahrer 105. Der Fahrer 105 steuert das Kraftfahrzeug 100 oder beeinflusst eine teilautomatische Steuerung des Kraftfahrzeugs 100 und ist in jedem Fall für das fahrende Kraftfahrzeug 100 verantwortlich. Dabei kann der Fahrer 105 auf vielfältige Weise mit dem Kraftfahrzeug 100 interagieren. In der Darstellung von 1 bezeichnen dunkle Pfeile Eingabeeinrichtungen 110 zum Einwirken des Fahrers 105 auf das Kraftfahrzeug 100 und helle Pfeile Beeinflussungseinrichtungen 115 zum Einwirken des Kraftfahrzeugs 100 auf den Fahrer 105. Vorrichtungen und Systeme, mit denen die Interaktionen in beiden Richtungen durchgeführt wird, werden unten noch genauer beschrieben.
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Lässt ein Aktivierungsgrad des Fahrers 105 des Kraftfahrzeugs 100 nach, beispielsweise aufgrund von Müdigkeit oder Langeweile, so besteht die Gefahr, dass dem Fahrer 105 beim Führen des Kraftfahrzeugs 100 ein Fehler unterläuft oder er nicht adäquat auf eine plötzliche Gefahrensituation reagieren kann. Es wird daher vorgeschlagen, den Aktivierungsgrad des Fahrers 105 mittels Einrichtungen an Bord des Kraftfahrzeugs 100 zu beeinflussen, um insbesondere eine gewisse Grundaktivierung des Fahrers 105 sicherzustellen.
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Dafür wird eine Vorrichtung 130 vorgeschlagen, die eine Verarbeitungseinrichtung 135 mit einer ersten Schnittstelle 140 zur Verbindung mit einer Eingabeeinrichtung 110 und einer zweiten Schnittstelle 145 zur Verbindung mit einer Beeinflussungseinrichtung 115 umfasst. Bevorzugterweise sind ferner eine Ausgabeeinrichtung 150 zur Ausgabe einer Warnung und/oder eine Abtasteinrichtung 155 zur Bestimmung einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 100 vorgesehen. Es kann auch eine Schnittstelle zu einem anderen Steuersystem an Bord des Kraftfahrzeugs 100 vorgesehen sein, um einen Parameter zu bestimmen, der auf die Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 100 hinweist, insbesondere eine Geschwindigkeit oder eine Bewegungsrichtung. In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung 130 auch eine oder mehrere Eingabeeinrichtungen 110 und/oder eine oder mehrere Beeinflussungseinrichtungen 115 umfassen, wobei die korrespondierenden Schnittstellen 140, 145 auch entfallen können.
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Die Verarbeitungseinrichtung 135 ist dazu eingerichtet, ein Verhalten, eine Aktivität, eine Handlung oder einen Reflex des Fahrers 105 abzutasten, um einen Aktivierungsgrad des Fahrers 105 zu bestimmen. Beispielsweise kann eine Eingabeeinrichtung 110 ein Lenkrad umfassen und es kann ein hoher Aktivierungsgrad des Fahrers 105 bestimmt werden, wenn er häufige, kleine Lenkausschläge bewirkt, während ein niedriger Aktivierungsgrad bestimmt werden kann, wenn er weniger häufige, grö-ßere Eingriffe bewirkt. In einer weiteren Ausführungsform umfasst eine der Eingabeeinrichtungen 110 eine Kamera, die einen Lidschlag des Fahrers 105 überwacht.
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Wird der Lidschlag langsamer oder bleiben die Lider über längere Zeit geschlossen, so kann auf einen verringerten Aktivierungsgrad des Fahrers 105 geschlossen werden. In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Aktivierungsgrad des Fahrers 105 auf der Basis einer Häufigkeit von Eingriffen von Fahrerassistenzsystemen bestimmt werden, die mit einer oder mehreren Eingabeeinrichtungen 110 verbunden sein können. Es ist allgemein bevorzugt, dass die mittels der Eingabeeinrichtungen 110 abtastbaren Parameter derart verarbeitet werden, dass ein kontinuierlicher, quantifizierter Aktivierungsgrad für den Fahrer 105 bestimmt wird, dessen Höhe eine qualitative Einschätzung der Aktivierung des Fahrers 105 erlaubt. Vorliegend sei einem hohen Aktivierungsgrad eine starke Aktivierung des Fahrers 105 und einem niedrigen Aktivierungsgrad eine niedrige Aktivierung zugeordnet.
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Bevorzugterweise ist die Verarbeitungseinrichtung 135 dazu eingerichtet, den Aktivierungsgrad mit einem ersten Schwellenwert zu vergleichen und eine Warnung, insbesondere mittels der Ausgabeeinrichtung 150, auszugeben, wenn der Aktivierungsgrad unter die erste Schwelle abfällt. Die Warnung kann insbesondere eine Aufforderung an den Fahrer 105 zum Einlegen einer Pause umfassen.
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Ferner ist die Verarbeitungseinrichtung 135 dazu eingerichtet, eine oder mehrere Beeinflussungseinrichtungen 115 zu steuern, um den Aktivierungsgrad des Fahrers 105 zu verändern. Dabei wird bevorzugterweise unterschieden in aktivierende und beruhigende Reize, die mittels der Beeinflussungseinrichtungen 115 dem Fahrer 105 dargeboten werden können.
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Beispielsweise kann eine Beeinflussungseinrichtung 115 ein Belüftungssystem (HVAC: Heating, Ventilation, Air Conditioning) umfassen. Ein aktivierender Reiz kann durch Absenken einer Lufttemperatur, Verändern der Richtung eines Luftstroms, Deaktivieren einer Sitzheizung oder Ändern einer Lüfterstufe bewirkt werden. Ein deaktivierender, d. h. beruhigender Reiz, kann beispielsweise durch Absenken der Lüfterstufe oder sachtes Anheben der Temperatur bewirkt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst eine Beeinflussungseinrichtung 115 einen elektrisch verstellbaren Sitz, wobei ein aktivierender Reiz dargeboten werden kann, indem der Sitz elektrisch verstellt wird oder in eine vorbestimmte Position gebracht wird. Beispielsweise kann zur Aktivierung des Fahrers 105 die Rückenlehne in eine senkrechte Position gefahren werden. Laterale Stützpolster können eingefahren werden oder der Sitz kann in Richtung des Lenkrads verschoben werden. In einer Variante kann der Sitz auch erwärmt oder gekühlt werden oder es kann eine Vibration durch den Sitz dargeboten werden. Dabei können unterschiedliche zeitliche oder örtliche Vibrationsmuster verwendet werden, um die Aktivierung des Fahrers 105 gezielt beruhigend oder aktivierend zu beeinflussen.
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In wieder einer weiteren Ausführungsform umfasst eine Beeinflussungseinrichtung 115 ein Sicherheitssystem, insbesondere einen Gurtstraffer. Durch Straffen eines Sicherheitsgurts, mit dem der Fahrer 105 am Sitz angeschnallt ist, auf eine vorbestimmte Spannung kann ein weiterer aktivierender Reiz auf den Fahrer 105 ausgeübt werden. Dementsprechend kann ein beruhigender Reiz auf den Fahrer 105 ausgeübt werden, wenn die Gurtspannung um ein vorbestimmtes Maß verringert wird.
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In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst eine der Beeinflussungseinrichtungen 115 ein akustisches Unterhaltungssystem. Zur Beeinflussung des Aktivierungsgrads des Fahrers 105 können die Lautstärke des Unterhaltungssystems geändert oder ein abgespieltes Programm modifiziert werden. Beispielsweise kann eine aktivierende, z. B. rhythmische oder schnelle, oder beruhigende, z. B. melodische oder langsame, Musik in einer jeweils angemessenen Lautstärke dargeboten werden.
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Eine weitere Beeinflussungseinrichtung 115 kann einen elektrischen Fensterheber oder ein elektrisches Schiebedach umfassen. Durch Öffnen des Fensters oder des Schiebedachs kann dem Fahrer 105 vermehrt Frischluft zugeführt werden, was im Allgemeinen als aktivierender Reiz Erfolg hat.
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Noch eine Beeinflussungseinrichtung 115 kann eine Einrichtung zum Verteilen von Duftstoffen umfassen. Mittels eines beruhigenden Dufts kann ein beruhigender Reiz, mittels eines anregenden Dufts ein anregender Reiz auf den Fahrer 105 ausgeübt werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Elektrode vorgesehen, mittels derer dem Fahrer 105 eine Elektrostimulation dargeboten werden kann. Die Elektrode kann praktisch überall am Körper des Fahrers 105 angebracht werden, insbesondere überall dort, wo ein physischer Kontakt zwischen dem Fahrer 105 und einem Element des Kraftfahrzeugs besteht, also beispielsweise am Lenkrad, am Sitz oder am Fahrzeugboden. Ein derartiges System ist unter der Bezeichnung thync erhältlich. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Elektrode im Bereich des Schädels des Fahrers 105 angebracht und mittels der Elektrode erfolgt eine transkranielle Gleichstromstimulation. Die Stimulation des Fahrers 105 kann gezielt so gewählt werden, dass der elektrische Reiz vom Fahrer 105 als aktivierend oder beruhigend empfunden wird. Eine Stromstärke, Stromdauer und der Ort, an dem der Strom in den Körper des Fahrers 105 ein- oder ausgeleitet wird, können dabei über die Wirkung der Elektrostimulation entscheiden.
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Bevorzugterweise ist die Vorrichtung 130 dazu eingerichtet, die Beeinflussung des Aktivierungsgrads des Fahrers 105 mittels nur schwacher Reize durchzuführen. Idealerweise sind die Reize so schwach, dass sie vom Fahrer 105 nicht oder kaum wahrgenommen werden. Insbesondere sollen die Reize nicht so stark sein, dass der Fahrer 105 von der Führung des Kraftfahrzeugs 100 abgelenkt wird.
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Die Steuerung des Aktivierungsgrads kann insbesondere in Abhängigkeit einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 100 erfolgen. Die Fahrsituation kann insbesondere mittels der Abtasteinrichtung 155 bestimmt werden, die bevorzugterweise dazu eingerichtet ist, ein Umfeld des Kraftfahrzeugs 100 abzutasten. Beispielsweise kann die Abtasteinrichtung 155 eine Kamera oder einen Abstandssensor umfassen. Zusätzliche Informationen können von anderen Steuergeräten an Bord des Kraftfahrzeugs 100 bezogen werden.
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Auf der Basis der bestimmten Fahrsituation können insbesondere der zweite oder dritte Schwellenwert verändert werden, wie unten mit Bezug auf 2 noch genauer beschrieben wird. Auch die Stärke, Dauer oder Auswahl des Reizes kann durch die bestimmte Fahrsituation beeinflusst werden. Allgemein ist bevorzugt, den zweiten oder dritten Schwellenwert anzuheben, wenn die Fahrsituation eine erhöhte Aktivierung des Fahrers 105 verlangt. Auswahl und Steuerung eines Reizes zur Beeinflussung des Aktivierungsgrads des Fahrers 105 kann insbesondere in Abhängigkeit eines Abstands des Aktivierungsgrads von der jeweiligen Schwelle gesteuert werden.
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2 zeigt einen beispielhaften zeitlichen Verlauf eines Aktivierungsgrads 205 des Fahrers 105 des Kraftfahrzeugs 100 von 1, um exemplarische Einflussmöglichkeiten auf den Fahrer 105 zur Beeinflussung seines Aktivitätsgrads aufzuzeigen. Im unteren Bereich der Darstellung ist ein Verlauf 210 des Aktivierungsgrads 205 wiedergegeben. Im oberen Bereich sind, durch nach oben weisende Balken, aktivierende Reize auf den Fahrer 105 und, mittels nach unten weisender Balken, beruhigende Reize auf den Fahrer 105 dargestellt. In horizontaler Richtung ist jeweils eine Zeit angetragen.
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Im unteren Bereich sind exemplarisch ein erster Schwellenwert 215, ein zweiter Schwellenwert 220 und ein dritter Schwellenwert 225 eingetragen. In einem ersten Zeitabschnitt T0 liegt der Aktivierungsgrad 205 zwischen dem zweiten Schwellenwert 220 und dem dritten Schwellenwert 225. Dies ist der vorbestimmte Bereich, in dem sich der Aktivierungsgrad 205 des Fahrers 105 vorzugsweise bewegen sollte, sodass er das Fahrzeug 100 sicher führen kann. In einem Zeitabschnitt T1 sinkt der Aktivierungsgrad 205 unter den zweiten Schwellenwert 220 ab. Um dem entgegenzuwirken, werden einer oder mehrere aktivierende Reize 230 an den Fahrer 105 ausgegeben. In der Folge steigt der Aktivierungsgrad 205 im Zeitabschnitt T2 wieder zwischen die Schwellenwerte 220 und 225 an, sodass kein Reiz ausgegeben werden muss.
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Im Zeitabschnitt T3 steigt der Aktivierungsgrad 205 über den dritten Schwellenwert 225. Dies kann beispielsweise durch eine schwierige Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 100 oder ein erschreckendes Ereignis an Bord des Kraftfahrzeugs 100 begründet sein. Um den Aktivierungsgrad 205 wieder zu senken, werden einer oder mehrere beruhigende Reize 235 an den Fahrer 105 ausgegeben. Im Zeitabschnitt T4 ist der Aktivierungsgrad 205 wieder in den Bereich zwischen den Schwellenwerten 220 und 225 abgesunken.
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In einem Zeitabschnitt T5 sinkt der Aktivierungsgrad 205 erneut unter den zweiten Schwellenwert 220 ab, woraufhin ein aktivierender Reiz 230 ausgegeben wird. Trotzdem sinkt der Aktivierungsgrad 205 weiter unter den ersten Schwellenwert 215, woraufhin ein Signal 240 ausgegeben wird, das den Fahrer 105 alarmieren soll. Das Signal 240 wird bevorzugterweise mittels der Ausgabeeinrichtung 150 ausgegeben.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Steuern des Aktivierungsgrads 205 des Fahrers 105 des Kraftfahrzeugs 100 von 1. Das Verfahren 300 kann insbesondere in der Vorrichtung 130, besonders bevorzugt mittels der Verarbeitungseinrichtung 135, durchgeführt werden.
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In einem Schritt 305 wird mittels einer oder mehrerer Eingabeeinrichtungen 110 der Fahrer 105 bzw. eine seiner Handlungen abgetastet. Optional erfolgt in einem Schritt 310 ein Bestimmen der Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 100. In einem Schritt 315 wird der Aktivierungsgrad 205 des Fahrers 105 auf der Basis der Abtastung von Schritt 305 und ggf. unter Berücksichtigung der Fahrsituation von Schritt 310 bestimmt.
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Anschließend wird der bestimmte Aktivierungsgrad 205 mit einem oder mehreren Schwellenwerten 215, 220, 225 verglichen und es werden korrespondierende Handlungen durchgeführt. Dabei müssen nicht alle oben genannten Schwellenwerte 215, 220, 225 überprüft werden und eine Reihenfolge der Überprüfungen kann variiert werden.
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In einem Schritt 320 wird überprüft, ob der Aktivierungsgrad 205 über dem dritten Schwellenwert 225 liegt. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt 325 ein beruhigender Reiz 235 an den Fahrer 105 ausgegeben.
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In einem Schritt 330 wird überprüft, ob der Aktivierungsgrad 205 unter dem zweiten Schwellenwert 220 liegt. Ist dies der Fall, so wird dem Fahrer 105 in einem Schritt 335 ein aktivierender Reiz 230 dargeboten.
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In einem Schritt 340 wird schließlich überprüft, ob der Aktivierungsgrad 205 unter dem ersten Schwellenwert 215 liegt. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt 345 das Signal 240 ausgegeben.
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Trifft keiner der Vergleiche 320, 330, 340 zu oder ist der ausgewählte Schritt 325, 335, 345 ausgeführt, so kann das Verfahren 300 zum Schritt 305 zurückkehren und erneut durchlaufen.
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Wurde im Schritt 310 die Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 100 bestimmt, so können der dritte Schwellenwert 225 im Schritt 320 und/oder der zweite Schwellenwert 220 im Schritt 330 auf der Basis der bestimmten Fahrsituation verändert bzw. bestimmt werden.
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In unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung können die ausgegebenen Reize 230, 235 an die bestimmte Fahrsituation, an eine Eingabeeinrichtung 110 oder eine Beeinflussungseinrichtung 115 angepasst werden. Dadurch kann die Erfindung insbesondere im Kontext mit Fahrerassistenzsystemen und Anwendungen an Bord des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden.
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Beispielsweise kann mittels eines Fahrerassistenzsystems eine Fahrspurerkennung erfolgen. Bevor die Warnung vor Verlassen der Fahrspur ausgegeben wird (vgl. Schritte 340, 345), wird die Aufmerksamkeit des Fahrers 105 gezielt mittels Stromimpulsen am Lenkrad oder am Handgelenk gesteigert, um den Fahrer 105 bezüglich einer Kursänderung des Kraftfahrzeugs 100 aufmerksamer zu machen.
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In Kombination mit einer Kollisionswarnung kann ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 100 und einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug bestimmt werden und mit zunehmender Wahrscheinlichkeit einer drohenden Kollision kann ab einem bestimmten Schwellenwert (vgl. Schritte 330, 335) die Aufmerksamkeit des Fahrers 105 stimuliert werden. Eine ähnliche Vorgehensweise kann in Kombination mit einer Erkennung von Hindernissen erfolgen.
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In Verbindung mit einer Geschwindigkeitsempfehlung, die auf der Basis einer Straßenführung, einer aktuellen Verkehrssituation und dem Aktivierungsgrad 205 des Fahrers 105 bestimmt werden kann, kann eine vorgegebene Geschwindigkeit für das Kraftfahrzeug 100 abgesenkt werden, wenn der Aktivierungsgrad 205 des Fahrers 105 zu niedrig ist. In einer weiteren Ausführungsform kann die Konstitution des Fahrers 105 beispielsweise mittels intelligenter Kleidung bestimmt werden. Die Konstitution kann in die Bestimmung der Geschwindigkeitsempfehlung oder des Aktivierungsgrads 205 eingehen.
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In Kombination mit einem Verkehrswarnsystem kann der Fahrer 105 zu einer erhöhten Aktivierung stimuliert werden, falls ein zu erwartender Routenverlauf eine Behinderung erwarten lässt.
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In Kombination mit statistischer Datenerhebung über Fahrergewohnheiten können der zweite Schwellenwert 220 und/oder der dritte Schwellenwert 225 in Abhängigkeit erkannter Gewohnheiten angepasst werden. Dadurch kann die Vorrichtung 130 selbsttätig lernen, welche Streckenabschnitte der Fahrer 105 routinemäßig zurücklegt und wo daher mit einem verringerten Aktivierungsgrad 205 aufgrund Gewöhnung gerechnet werden muss.
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In Verbindung mit einer erfassten Fahrerbelastung kann der Aktivierungsgrad 205 des Fahrers 105 automatisch durch einen entsprechenden stimulierenden Reiz 230 erhöht werden.
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In Kombination mit einer Risikoschätzeinheit kann der Aktivierungsgrad 205 des Fahrers 105 bei steigendem Unfallrisiko für das Kraftfahrzeug 100 angehoben werden. Dazu können der zweite Schwellenwert 220 und/oder der dritte Schwellenwert 225 angehoben werden.
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In noch einer weiteren Ausführungsform ist ein Fahrerassistenzsystem vorgesehen, dessen Existenz oder Funktion dem Fahrer 105 nicht vertraut ist, sodass der Fahrer 105 bei Aktivieren des Assistenzsystems überrascht sein kann. Ein derartiges Assistenzsystem kann beispielsweise Fernlicht des Kraftfahrzeugs 100 automatisch abblenden, wenn ein Gegenverkehr oder ein sich im Lichtkegel befindliches Wild erkannt wird. Die Funktion des Fahrerassistenzsystems kann von einer Steigerung des Aktivierungsgrads 205 des Fahrers 105 begleitet werden, um eine entstehende Unsicherheit zu kompensieren.
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Die Vorrichtung 130 kann Vorlieben und Gewohnheiten des Fahrers 105 erlernen, auswerten und in die Beeinflussung des Fahrers 105 einfließen lassen. Insbesondere kann die Reaktion des Fahrers 105 auf die Funktion einzelner Fahrerassistenzsysteme ausgewertet werden, um die Beeinflussung des Aktivierungsgrads 205 an die Assistenzsysteme anzupassen. Der Fahrer 105 kann durch Vorauswahl der ihm dargebotenen Informationen durch die Vorrichtung 130 in seinem Verhalten gemäß seinen Vorlieben unterstützt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Kraftfahrzeug
- 105
- Fahrer
- 110
- Eingabeeinrichtung
- 115
- Beeinflussungseinrichtung
- 130
- Vorrichtung
- 135
- Verarbeitungseinrichtung
- 140
- erste Schnittstelle (zur Eingabeeinrichtung)
- 145
- zweite Schnittstelle (zur Beeinflussungseinrichtung)
- 150
- Ausgabeeinrichtung
- 155
- Abtasteinrichtung
- 205
- Aktivierungsgrad
- 210
- Verlauf
- 215
- erster Schwellenwert
- 220
- zweiter Schwellenwert
- 225
- dritter Schwellenwert
- 230
- aktivierender Reiz
- 235
- beruhigender Reiz
- 240
- Signal
- T0-T6
- Zeitabschnitte
- 300
- Verfahren
- 305
- Abtasten Fahrerhandlung
- 310
- Abtasten Fahrsituation
- 315
- Bestimmen Aktivierungsgrad
- 320
- > 3. Schwellenwert?
- 325
- Darbieten beruhigender Reiz
- 330
- < 2. Schwellenwert?
- 335
- Darbieten aktivierender Reiz
- 340
- < 1. Schwellenwert?
- 345
- Ausgeben Warnung