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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs.
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Kraftfahrzeuge weisen jeweils einen fahrdynamischen respektive physikalischen Grenzbereich auf. Dieser ist durch aktuelle Umstände oder Zustandsgrößen betreffend den Fahrbetrieb definiert, bei deren Vorliegen ein Fahrer des Kraftfahrzeugs gerade noch die volle Kontrolle über das Kraftfahrzeug behalten kann. Ein Überschreiten des fahrdynamischen Grenzbereichs bewirkt beispielsweise ein Schleudern des Kraftfahrzeugs, also ein seitliches Abdriften bzw. Ausbrechen aufgrund der Überschreitung einer zwischen den Reifen und dem Untergrund vorliegenden Haftreibung, etwa wenn eine Kurve mit zu hoher Geschwindigkeit durchfahren wird. Die Überschreitung des Grenzbereichs gilt es aus offensichtlichen Gründen zu vermeiden.
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Bei der Entwicklung moderner Fahrzeuge steht es häufig im Fokus der Bemühungen, den fahrdynamischen Grenzbereich derart zu verschieben, dass das Fahrzeug unter immer extremeren Umständen beherrschbar bleibt. Wenig überraschend sind daher viele Fahrer bezüglich ihres Fahrkönnens nicht in der Lage, moderne Kraftfahrzeuge an die Grenzen des jeweiligen fahrdynamischen Grenzbereichs zu bringen. Dies liegt daran, dass Fahrer den Grenzbereich typischerweise aus Angst meiden oder nicht genau wissen, wann dieser erreicht wird und das Kraftfahrzeug diesbezüglich unterschätzen. Eine gewisse Fahrsicherheit ist jedoch auch und vor allem im fahrdynamischen Grenzbereich des Kraftfahrzeugs vorteilhaft, da dies den Fahrer in die Lage versetzt, auch in kritischen Fahrsituationen sicher und routiniert zu agieren.
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Um den Fahrer das Fahren auch in der Nähe des dynamischen Grenzbereichs nahezubringen, schlägt
DE 10 2010 003 985 A1 ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems vor, bei dem der Fahrer zur Verbesserung seines Fahrkönnens schrittweise an diesen herangeführt wird. Hierzu werden mittels eines Navigationssystems in dem Kraftfahrzeug gespeicherte streckenspezifische Streckendaten ermittelt. Ferner werden Sensordaten bzw. Daten von Fahrzeugsystemen ausgewertet, um in Abhängigkeit hiervon den fahrdynamischen Grenzbereich des Kraftfahrzeugs zu ermitteln. Außerdem werden das Können des Fahrers beschreibende Fahrerdaten ermittelt. Anhand dieser Informationen wird eine Fahrempfehlung ermittelt, die anschließend an den Fahrer ausgegeben wird. Die Fahrempfehlung betrifft etwa einen Lenkvorgang, einen Schaltvorgang, oder einen Bremsvorgang.
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DE 10 2006 016 185 A1 offenbart ein Konzept, anhand dem ein Fahrer das selbständige Befahren einer vorgegebenen Ideallinie bei einer Rennstrecke lernen soll. Diese Linie wird dem Fahrer gezeigt bzw. vorgegeben, wobei einerseits ein autonomes Durchfahren dieser Ideallinie zur Realisierung eines Lerneffekts und andererseits ein selbständiges Durchfahren dieser Ideallinie durch den Fahrer vorgesehen ist, wobei Abweichungen erkannt und, etwa im Rahmen einer Bewertung des Fahrers, ausgegeben werden.
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Ein weiteres Konzept bzw. Assistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrzeugführers, mittels dem ein Lerneffekt im Zusammenhang mit einer Rennstrecke erreicht werden soll, ist aus
DE 10 2015 119 730 A1 bekannt.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein, gegenüber aus dem Stand der Technik Bekannten, verbessertes Konzept im Zusammenhang mit einem Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mittels eines Verfahrens zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei das mittels einer künstlichen Intelligenz durchgeführte Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Ermitteln wenigstens einer Streckeninformation, die einen Verlauf eines Streckenstücks betrifft, das aktuell durchfahren wird oder dessen Durchfahren bevorsteht,
- - Ermitteln wenigstens einer Fahrerinformation, die ein Fahrkönnen des aktuellen Fahrers betrifft,
- - Ermitteln wenigstens einer Zusatzinformation, die den aktuellen Zustand des Fahrers und/oder des Kraftfahrzeugs und/oder der Umgebung des Kraftfahrzeugs betrifft,
- - Generieren wenigstens einer Empfehlungsinformation anhand der Streckeninformation, der Fahrerinformation und der Zusatzinformation, wobei die Empfehlungsinformation eine bezüglich des Durchfahrens des Streckenstücks empfohlene, streckenbezogene und den Fahrbetrieb betreffende Fahrerhandlung derart beschreibt, dass beim Durchfahren des Streckenstücks, sofern der Fahrer die Fahrerhandlung gemäß der Empfehlungsinformation umsetzt, ein fahrdynamischer Grenzbereich des Kraftfahrzeugs nicht überschritten wird, wobei ein Abstand zu dem Grenzbereich umso größer ist, je geringer das Fahrkönnen des Fahrers ist,
- - Ausgeben der Empfehlungsinformation an den Fahrer.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass durch die Streckeninformation, die Fahrerinformation und die Zusatzinformation eine möglichst breite Datenbasis zur Verfügung steht, so dass bei der Ermittlung der Empfehlungsinformation die aktuellen Umstände möglichst umfassend und realitätsgenau berücksichtigt werden können. Durch die Verwendung der künstlichen Intelligenz wird hierbei synergetisch erreicht, dass auf Grundlage dieser breiten Datenbasis auch Zusammenhänge erkannt werden können, die auf den ersten Blick nicht unmittelbar ersichtlich sind. So ist die künstliche Intelligenz etwa in der Lage, die Empfehlungsinformation nicht nur anhand fest vorgegebener Wenn-Dann-Bedingungen zu generieren, sondern vielfältige und komplexe Zusammenhänge selbst zu erkennen und bei der Generierung entsprechend zu berücksichtigen, wobei dieser Vorgang im Rahmen eines Lernprozesses kontinuierlich verbessert werden kann. Entsprechend erfolgt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nur ein Heranführen des Fahrers an den fahrdynamischen Grenzbereich des Kraftfahrzeugs, sondern zudem erfolgt quasi ein stetiges Dazulernen seitens der künstlichen Intelligenz, so dass die Effizienz des Verfahrens nach und nach verbessert wird.
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Seitens des Fahrers wird beim mehrfachen Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine nach oben führende Lernspirale durchlaufen, wobei jeder Durchlauf des Verfahrens für den Fahrer quasi eine Lern- bzw. Trainingseinheit darstellt. Angenommen, das Fahrkönnen ist noch niedrig, wie dies etwa bei einem Fahranfänger der Fall ist, dann wird die Empfehlungsinformation zunächst derart generiert, dass beim Durchfahren des Streckenstücks ein großer Abstand zu dem fahrdynamischen Grenzbereich eingehalten wird. Im Laufe der Zeit, also insbesondere wenn der Fahrer die Trainingseinheiten mehrfach und regelmäßig absolviert hat, wird dessen Fahrerfahrung immer größer, was sich dann letztlich auch in der Fahrerinformation niederschlägt. Folglich wird bei der erneuten Ausführung der Trainingseinheit die Empfehlungsinformation derart generiert, dass der Abstand zu dem fahrdynam i-schen Grenzbereich entsprechend kleiner ist, so dass das Fahrkönnen entsprechend nach und nach gesteigert wird. Mittels des Fahrtrainings kann daher erreicht werden, dass der Fahrer nach und nach in die Lage versetzt wird, auch im dynamischen Grenzbereich des Kraftfahrzeugs sicher und routiniert zu agieren, was etwa in kritischen Fahrsituationen vorteilhaft ist.
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Der aktuelle Abstand zum fahrdynamischen Grenzbereich kann beispielsweise definiert sein als eine Differenz zwischen einer aktuell tatsächlich auf das Kraftfahrzeug wirkenden Querkraft, etwas während einer Kurvenfahrt, und der maximalen Querkraft, bei deren Überschreitung die Haftreibung zwischen dem Reifen und dem Fahrbahnuntergrund überwunden wird. Offensichtlich wird der Grenzbereich überschritten, sofern die tatsächliche Querkraft die maximale Querkraft übersteigt, so dass ein Schleudern bzw. seitliches Ausbrechen des Kraftfahrzeugs beginnt. Der Abstand kann auch definiert sein als die Differenz zwischen einer tatsächlich vorliegenden Geschwindigkeit und einer Grenzgeschwindigkeit, die, etwa beim Befahren einer bestimmten Kurve, vorliegen darf, ohne dass die Kontrolle über das Kraftfahrzeug verloren geht.
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Die künstliche Intelligenz kann im Rahmen einer sogenannte Deep-Learning-Engine vorgesehen sein, also einer technischen Einrichtung mit einem neuronalen Netzwerk. Die künstliche Intelligenz kann auf einer Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs implementiert sein, die bevorzugt auch zur Durchführung weiterer Schritte des erfindungsgemäßem Verfahrens eingerichtet ist. Die künstliche Intelligenz bietet gegenüber fest definierten Algorithmen den Vorteil, dass nicht offensichtliche und somit im Rahmen eines vorgegebenen Algorithmus nicht berücksichtigbare aber dennoch existierende Abhängigkeiten zwischen den Eingangsinformationen, der Empfehlungsinformation und beispielsweise der Effektivität des Lerneffekts ermittelt und zur Generierung der Empfehlungsinformation berücksichtigt werden können. Insbesondere wenn eine umfangreiche Datenbasis umfassend eine Vielzahl an über einen längeren Zeitraum erfassten Informationen zur Generierung der Empfehlungsinformation zur Verfügung steht, kann die auf einer künstlichen Intelligenz basierende Datenauswertung, etwa im Rahmen bzw. zur Realisierung eines sogenannten Data-Mining-Prozesses, äußerst effektiv sein.
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Die künstliche Intelligenz kann vor dem realen Einsatz im Kraftfahrzeug anhand geeigneter Trainings-Datensätze trainiert werden. Diese Datensätze können über einen längeren Zeitraum erfasste Daten bzw. Informationen umfassen, anhand derer die künstliche Intelligenz Empfehlungsinformationen generiert und die hierbei erhaltenen Ergebnisse anhand entsprechender Musterergebnisse und/oder Optimierungskriterien ausgewertet werden, so dass ein stetig fortschreitender Lernprozess der künstlichen Intelligenz erfolgt. Bevorzugt wird die künstliche Intelligenz während des eigentlichen Einsatzes weiter trainiert, und zwar anhand der den Fahrer betreffenden Daten, wobei ein Optimierungskriterium auf die Lerneffektivität des Fahrers gerichtet sein kann, die beispielsweise umso besser ist, je steiler die Lernkurve des Fahrers ist. Dies bietet den Vorteil, dass die Auswertung der Informationen und mithin das Fahrtraining individuell und fahrerspezifisch erfolgen kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass eine Streckeninformation ermittelt wird, die einen Verlauf des Streckenstücks betrifft, das aktuell durchfahren wird oder dessen Durchfahren bevorsteht, also das, insbesondere unmittelbar, auf der geplanten Route vor dem Kraftfahrzeug liegen kann. Die Ermittlung der Streckeninformation kann während der Durchführung des Verfahrens kontinuierlich erfolgen. Das heißt, dass beispielsweise jeweils nach dem Ablauf einer fest vorgegebenen Zeitdauer, z.B. einer Sekunde, die Streckeninformation erneut erfasst wird, so dass die Empfehlungsinformation anhand der stets aktualisierten Streckeninformation generiert wird. Das Streckenstück kann beispielsweise der unmittelbar vor dem Kraftfahrzeug liegende Abschnitt der geplanten Route sein, das z.B. eine vorgegebene Streckenlänge von 1000 Meter oder dergleichen hat. Bevorzugt werden über unterschiedliche und nachfolgend beschriebene Arten mehrere Streckeninformationen ermittelt, die untereinander zu Verifikationszwecken verglichen werden können.
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Die Streckeninformation kann eine Kurvenradiusinformation betreffend einen Kurvenradius zumindest einen Teilabschnitt des Streckenstücks sein. Die Kurvenradiusinformation kann den Kurvenradius in Metern angeben, den das Streckenstück in einem bestimmten Abschnitt bzw. an einer bestimmten Stelle aufweist. Die Streckeninformation kann zusätzlich oder alternativ eine Breiteninformation betreffend eine Fahrbahnbreite zumindest eines Teilabschnitts des Streckenstücks sein. Die Streckeninformation kann zusätzlich oder alternativ wenigstens eine Steigungsinformation betreffend eine Steigung oder ein Gefälle zumindest eines Teilabschnitts des Streckenstücks sein.
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Die Streckeninformation kann zusätzlich oder alternativ eine Längeninformation betreffend eine Länge zumindest eines Teilabschnitts des Streckenstücks sein. Sofern für das Streckenstück nicht vorgesehen ist, dass dieses immer eine bestimmte und vorgegebene Länge, insbesondere 1000 Meter, aufweist, kann die Streckeninformation die Gesamtlänge des Streckenstücks angeben. Die Streckeninformation kann auch in der Art vorliegen, dass die zuvor erläuterten Streckeninformationen, also die Kurvenradius-, die Breiten- und die Steigungsinformation, jeweils mehrere Einzelwerte umfasst, wobei jedem dieser Einzelwerte ein die Streckeninformation betreffender Wert zugeordnet ist. So ist die Stelle, an der der jeweilige Kurvenradius, die jeweilige Breite und die jeweilige Steigung vorliegt, anhand des jeweils zugeordneten Streckeninformations-Wertes eindeutig angegeben. So können die Streckeninformationen als ein Datensatz vorliegen, der mehrere Werte betreffend die Längeninformation umfasst. Jeder dieser Werte beschreibt den aktuellen Abstand zwischen einer Stelle entlang des Streckenstücks und dem Kraftfahrzeug bzw. dem Beginn des Streckenstücks. Jedem dieser Werte des Datensatzes sind zudem weitere Werte zugeordnet, nämlich betreffend den an dieser Stelle vorliegenden Kurvenradius, der an dieser Stelle vorliegenden Fahrbahnbreite und der an dieser Stelle vorliegenden Steigung.
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Zur Erfassung der Streckeninformation kann eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs mittels einer Navigationseinrichtung, insbesondere mittels einer GPS-Einrichtung des Kraftfahrzeugs, erfasst werden und in Abhängigkeit hiervon die Streckeninformation mittels Kartendaten und/oder mittels in einer Datenbank hinterlegten Daten ermittelt werden. Sofern die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs mittels der GPS-Einrichtung erfasst wird, können Korrektursignale zur genaueren Lokalisierung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden. Mittels einer Kommunikationsschnittstelle des Kraftfahrzeugs kann eine Verbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Internet hergestellt werden, wobei in Abhängigkeit der ermittelten aktuellen Position des Kraftfahrzeugs entsprechende Kartendaten, aus denen die Streckeninformation ermittelt respektive berechnet wird, oder die Streckeninformation selbst abgerufen werden. Die Kartendaten oder die Streckeninformationen selbst können zusätzlich oder alternativ in einer Datenbank gespeichert sein, die insbesondere auf der Steuerungseinrichtung hinterlegt ist.
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Zusätzlich oder alternativ kann zur Erfassung der Streckeninformation ein Streckeninformationssensor des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Hierbei werden aktuelle Messdaten betreffend die Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgewertet, um Informationen bezüglich des Streckenstücks zu gewinnen. Zusätzlich oder alternativ können die Messdaten das Kraftfahrzeug selbst betreffend, so dass aus den Messdaten quasi indirekt eine Information hinsichtlich der Umgebung ermittelt wird.
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So kann der Streckeninformationssensor eine Frontkamera des Kraftfahrzeugs zur Erfassung eines Bildes der vor dem Kraftfahrzeug liegenden Umgebung sein. Die erfassten Bilddaten können einer Bildauswertungssoftware, die z.B. auf der Steuerungseinrichtung implementiert ist, zur Auswertung der Bilddaten hinsichtlich des Kurvenverlaufs und/oder der Steigung oder dergleichen zugeführt werden. Die Bildauswertungssoftware kann ebenfalls als die oder eine weitere künstliche Intelligenz vorgesehen sein.
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Der Streckeninformationssensor kann ein Geschwindigkeitssensor zur Erfassung einer aktuellen Geschwindigkeit und/oder ein Lenkwinkelsensor zur Erfassung einer aktuellen Lenkstellung und/oder ein Pedalstellungssensor zur Erfassung einer aktuellen Pedalstellung eines Brems- und/oder Gaspedals des Kraftfahrzeugs sein. Anhand dieser Sensoren wird die Geschwindigkeit und/oder der Radius einer aktuell durchfahrenen Kurve und/oder das Vorliegen einer positiven oder negativen Beschleunigung erfasst, so dass hierdurch zumindest indirekt Rückschlüsse hinsichtlich des Streckenstücks möglich sind. Diese Daten werden bevorzugt in Kombination mit weiteren Daten betreffend das Streckenstück, insbesondere mit den Kartendaten und/oder den Bilddaten, ausgewertet.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass eine die Identifikation des Fahrers beschreibende Identifikationsinformation ermittelt wird, wobei die Fahrerinformation anhand der Identifikationsinformation ermittelt wird. Die Identifikationsinformation kann ein Name oder eine Fahrernummer des aktuellen Fahrers sein. Insbesondere auf der Steuerungseinrichtung kann eine Datenbank vorgesehen sein, in der wenigstens eine Identifikationsinformation wenigstens einer Fahrerinformation zugeordnet ist. Die Fahrerinformation kann nach Erfassung der Identifikationsinformation von der Datenbank abgerufen werden.
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Die Ermittlung der Identifikationsinformation kann mittels eines Schlüsselsensors zur Detektion eines personalisierten Fahrzeugschlüssels erfolgen. Entriegelt der Fahrer das Kraftfahrzeug mittels des Fahrzeugschlüssels, dann wird ein von dem Fahrzeugschlüssel generiertes Funksignal von dem Schlüsselsensor des Kraftfahrzeugs erfasst und ein entsprechendes Signal an die oder eine Steuerungseinrichtung übermittelt, die wiederum ein eine Entriegelung des Kraftfahrzeugs bewirkendes Steuersignal generiert. Über das Funksignal wird somit auch eine Information bezüglich der Identität des Schlüsselbesitzers und mithin des Fahrers übermittelt.
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Die Ermittlung der Identifikationsinformation kann zusätzlich oder alternativ mittels eines Fingerabdrucksensors erfolgen. Der Fingerabdrucksensor ist zur Erfassung des Fingerabdrucks des Fahrers vorgesehen, z.B. im Zusammenhang mit dem Entriegeln des Kraftfahrzeugs und/oder dem Starten eines Motors. So ist der Fahrer auch mittels des Fingerabdrucksensors identifizierbar.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Ermittlung der Identifikationsinformation mittels einer, insbesondere einen Insassenraum des Kraftfahrzeugs erfassenden, Kamera erfolgen. Die entsprechend erfassten Bilddaten können einer, insbesondere als die oder eine künstliche Intelligenz vorgesehene, Bildauswertesoftware zugeführt werden, die eine Gesichtserkennung zur Ermittlung der Identifikationsinformation durchführt.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Ermittlung der Identifikationsinformation mittels einer Eingabevorrichtung erfolgen. Die Eingabevorrichtung kann ein Touchscreen sein, über das der Fahrer zu Beginn der Fahrt beispielsweise seinen Namen eingibt.
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Als Fahrerinformation kann, etwa anhand der Identifikationsinformation, ein Scoring-Wert ermittelt werden, der umso höher ist, je höher das Fahrkönnen des Fahrers ist. Der Scoring-Wert, der insbesondere in der Datenbank hinterlegt ist, kann ein Zahlenwert, etwa zwischen 0 und 100, sein, wobei der jeweils aktuelle Wert umso höher ist, je mehr Erfahrung der Fahrer hat.
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Die Bestimmung bzw. Vergabe des Scoring-Werts erfolgt bevorzugt gemäß der nachfolgend erläuterten Vorgehensweise. So kann bei der erstmaligen Identifikation des Fahrers ein Datensatz umfassend die Identifikationsinformation und den zugehörigen Scoring-Wert dieses Fahrers angelegt werden, wobei der Scoring-Wert kleinstmöglich ist. Ergibt mithin die oben beschriebene Identifikation des Fahrers, dass dieser bislang noch unbekannt ist respektive bezüglich dieses Fahrers noch keine Daten erfasst wurden, so wird von dem Extremfall ausgegangen, dass dieser Fahrer noch überhaupt keine Erfahrung hat. Dies ist insbesondere deshalb zweckmäßig, da andernfalls die Gefahr bestünde, dass der Fahrer im Falle eines zu hoch angenommenen Scoring-Wertes quasi überschätzt wird und dieser bei der Trainingseinheit überfordert ist.
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Bezüglich der Vergabe des Scoring-Werts kann vorgesehen sein, dass bei der wiederholten Identifizierung eines Fahrers die Ermittlung des Scoring-Werts anhand bereits erfasster und das Fahrverhalten des Fahrers betreffender Historiendaten ermittelt wird. Als Historiendaten können Daten betreffend seitens des Fahrers vorgenommene Fahrhandlungen oder eine von dem Fahrer durchgeführte Fahrt erfasst und gespeichert werden, beispielsweise betreffend die Geschwindigkeit, einen Lenkwinkel und/oder ein Brems- beziehungsweise Beschleunigungsverhalten sowie ein Schaltverhalten des Fahrers in Abhängigkeit einer jeweils aktuellen Position.
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In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine in der Vergangenheit empfohlene Fahrerhandlung mit der von dem Fahrer beim Durchfahren des Streckenstücks tatsächlich umgesetzten Fahrerhandlung verglichen wird, wobei der Scoring-Wert umso höher ist, je geringer die Abweichung zwischen diesen Fahrerhandlungen ist. Es kann ein Vergleich zwischen einer gemäß der Empfehlungsinformation vorgegebenen idealen Fahrlinie und der tatsächlich gefahrenen Fahrlinie erfolgen. Auch ist ein Vergleich zwischen dem Zeitpunkt einer empfohlenen Brems-, Beschleunigungs- und/oder Schalthandlung und dem Zeitpunkt, an dem diese Handlung tatsächlich durchgeführt wurde, denkbar. Es wird also ermittelt, ob und in welchem Umfang der Fahrer den empfohlenen Vorgaben folgt, wobei Abweichungen zu einer Reduzierung und empfehlungsgemäßes Verhalten zu einer Steigerung des Scoring-Werts führen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine fahrerseitig aktivierbare Bedienfunktion des Kraftfahrzeugs, die ein Erreichen eines sich näher am fahrdynamischen Grenzbereich des Kraftfahrzeugs befindenden Fahrbetriebs ermöglicht und/oder erleichtert, freigeschaltet wird, wenn der Scoring-Wert einen vorgegebenen Bedienfunktions-Grenzwert überschreitet. Als Bedienfunktion ist etwa ein sogenannter Sport-Modus denkbar, bei dem Motor- und/oder Brems- und/oder Lenkkennlinien im Vergleich zu anderen respektive normalen Betriebsmodi derart modifiziert sind, dass eine besonders hohe Beschleunigungsleistung des Kraftfahrzeugs abrufbar ist. Eine solche erhöhte Beschleunigungsleistung führt somit letztlich dazu, dass der fahrdynamische Grenzbereich des Kraftfahrzeugs schneller erreicht werden kann und der Fahrer mithin ein höheres Fahrkönnen haben sollte, wenn er diesen Bedienfunktion nutzen will. Die Bereitstellung entsprechender Bedienfunktionen erfolgt daher erst dann, wenn dem Fahrer ein ausreichend hoher Scoring-Wert zugeordnet ist. So kann vorgesehen sein, etwa wenn der Scoring-Wert Zahlenwerte zwischen 0 und 100 annehmen kann, dass der Sport-Modus erst ab einem Scoring-Wert von z.B. 70 freigeschaltet respektive dem Fahrer zugänglich gemacht wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die Zusatzinformation ermittelt wird, die den aktuellen Zustand des Fahrers und/oder des Kraftfahrzeugs und/oder der Kraftfahrzeugumgebung betrifft. Die Zusatzinformation stellt eine zusätzliche Informationsquelle dar, anhand der die Generierung der Empfehlungsinformation erfolgen kann. Die Zusatzinformation kann eine das aktuelle Straßenverhältnis und/oder das aktuelle Wetter und/oder das aktuelle Sichtverhältnis betreffende Umgebungszustandsinformation sein. Die Umgebungszustandsinformationen können Einfluss auf den fahrdynamischen Grenzbereich haben, so dass deren Berücksichtigung bei der Generierung der Empfehlungsinformation zweckmäßig ist.
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Bezüglich des Straßenverhältnisses ist denkbar, dass die Umgebungszustandsinformation die Art bzw. Beschaffenheit des aktuellen Fahrbahnuntergrunds betrifft, also beispielsweise ob es sich um eine geteerte, gepflasterte oder geschotterte Fahrbahn handelt. Bezüglich des Wetters kann die Umgebungszustandsinformation, gleichermaßen wie bezüglich des Straßenverhältnisses, beschreiben, ob die Fahrbahn aktuell nass, vereist oder schneebedeckt ist. Die auf das Sichtverhältnis gerichtete Umgebungszustandsinformation kann angeben, ob aktuell Dunkelheit und/oder Nebel und/oder heftiger Schneefall oder sonstige widrige Sichtverhältnisse vorliegen.
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Zur Erfassung der Umgebungszustandsinformation kann ein kraftfahrzeugseitig generiertes Messsignal verwendet werden. Dieses kann mittels eines optischen Sensors, insbesondere der oder einer Frontkamera, und/oder eines Regensensors und/oder eines Temperatursensors des Kraftfahrzeugs generiert werden.
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Zur Erfassung der Umgebungszustandsinformation kann zusätzlich oder alternativ wenigstens eine von außerhalb des Kraftfahrzeugs bereitgestellte Information verwendet werden. Diese Information kann aus dem Internet abgerufen und/oder mittels einer das eigene und weitere Kraftfahrzeuge umfassenden Fahrzeugflotte bereitgestellt werden. Zur Erfassung der von außerhalb des Kraftfahrzeugs bereitgestellten Information kann das Kraftfahrzeug die oder eine entsprechend geeignete Kommunikationsschnittstelle wie beispielsweise einen Funksender und/oder -empfänger aufweisen. Bezüglich der Fahrzeugflotte ist es denkbar, dass, sofern das Streckenstück erst vor kurzer Zeit von einem anderen Fahrzeug dieser Flotte befahren wurde, entsprechende Informationen von dem anderen Fahrzeug an das eigene übertragen werden. Wurden etwa im Rahmen des Durchfahrens des Streckenstücks durch das andere Kraftfahrzeug widrige Straßenbedingungen wie etwa Glatteis oder dergleichen erfasst, dann wird diese Umgebungszustandsinformation an das eigene Kraftfahrzeug, das dieses Streckenstück im Begriff ist zu durchfahren, übermittelt.
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Die Zusatzinformation kann eine ein fahrhandlungsspezifisches Defizit des Fahrkönnens des Fahrers betreffende Defizitinformation sein, die anhand bereits erfasster und das Fahrverhalten des Fahrers betreffender Historiendaten ermittelt wird, wobei die Empfehlungsinformation gezielt auf die Beseitigung des Defizits gerichtet ist. So kann sich aus den Historiendaten etwa ergeben, dass der Fahrer nur bezüglich bestimmter Fahrhandlungen, -situationen und/oder -manöver Schwierigkeiten bzw. ein niedriges Erfahrungslevel hat. So ist z.B. denkbar, dass der Fahrer einer empfohlenen Fahrlinie nahezu perfekt folgt, wohingegen die empfohlenen Brems- respektive Beschleunigungsstellen häufig verfehlt werden. Die Empfehlungsinformation kann dann derart generiert werden, dass bei einem im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens absolvierten Fahrtraining gezielt die Fahrhandlungen, bei denen das Defizit vorliegt, trainiert werden. Im genannten Beispiel ist es also denkbar, dass die generierten Empfehlungsinformationen ausschließlich auf Brems-, Beschleunigungs- und Schaltvorgänge gerichtet sind.
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Bezüglich der Defizitinformation kann vorgesehen sein, dass die eine Lenkfertigkeit und/oder eine Brems- und Beschleunigungsfertigkeit betreffende Defizitinformation des Fahrers anhand einer aus den Historiendaten ermittelten Abweichungsinformation bestimmt wird, wobei die Abweichungsinformation mittels eines Vergleichs zwischen wenigstens einer in der Vergangenheit empfohlenen Fahrerhandlung und der von diesem Fahrer tatsächlich umgesetzten Fahrerhandlung ermittelt wird. Die weiter oben erläuterten Aspekte bezüglich der Ermittlung des Scoring-Wertes anhand von Vergleichen gelten hier gleichermaßen, so dass auch die Defizitinformation mittels eines entsprechenden Vergleichs basierend auf Historiendaten ermittelt werden kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass die Zusatzinformation eine die aktuelle durchschnittliche Reaktionszeit des Fahrers betreffende Reaktionsinformation ist, die mittels eines von dem Fahrer zu absolvierenden Reaktionstests ermittelt wird. Die Berücksichtigung der Zusatzinformation ist dahingehend zweckmäßig, da es selbst bei einem erfahrenen Fahrer denkbar ist, dass dieser die Fahrt unter widrigen persönlichen Umständen wie Müdigkeit oder Stress antritt, so dass eine Trainingseinheit, die das Kraftfahrzeug äußerst nahe an den fahrdynamischen Grenzbereich bringt, nicht durchgeführt werden sollte. Mittels des Reaktionstests kann konkret aktuelle, durchschnittliche Reaktionszeit des Fahrers ermittelt werden, wobei bei einer entsprechend langen Reaktionszeit die Empfehlungsinformationen derart generiert werden, dass der Abstand zum fahrdynamischen Grenzbereich ausreichend groß bleibt.
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Der Reaktionstest kann vor Beginn der Fahrt bei dem sich in stehendem Zustand befindenden Kraftfahrzeug durchgeführt werden. Hierzu kann dem Fahrer wenigstens eine simulierte, ein Brems- und/oder Ausweichmanöver betreffende Verkehrssituation angezeigt werden, die z.B. mittels einer Augmented-Reality-Einrichtung des Kraftfahrzeugs generiert und mittels eines Head-up-Displays dargestellt wird. So kann, wenn der Fahrer vor Beginn der Fahrt auf dem Fahrersitz sitzt, mittels des Head-up-Displays auf die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs zu einem gewissen Zeitpunkt ein ein Bremsen oder Ausweichen erforderndes Ereignis angezeigt werden. So kann ein vor das Kraftfahrzeug rollender Ball auf die Windschutzscheibe projiziert werden, wobei der Fahrer entsprechend bremsen bzw. ausweichen sollte. Die Reaktionsinformation kann die Zeitspanne sein, die zwischen dem Anzeigen des Hindernisses und der Reaktion des Fahrers, also das Betätigen des Bremspedals und/oder das Ausweichen mittels des Lenkrads, verstrichen ist.
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Besonders bevorzugt ist bei dem Kraftfahrzeug eine sogenannte By-Wire-Technologie realisiert, bei der keine unmittelbare mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und den Rädern sowie zwischen dem Bremspedal und der Bremse des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Die entsprechenden Bedienhandlungen an dem Lenkrad und dem Bremspedal werden sensorisch erfasst, wobei die entsprechend generierten Sensorsignale seitens der Steuerungseinrichtung verarbeitet werden können, so dass insbesondere das Lenken ohne weiteres im Stand durchgeführt werden kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Zusatzinformation eine Vergleichsinformation sein, die mittels eines Vergleichs zwischen dem Streckenstück und einem Vergleichsstreckenstück generiert wird, wobei hierzu in der oder einer Datenbank mehrere jeweils ein Vergleichsstreckenstück beschreibende Datensätze hinterlegt sind. In der Datenbank können mehrere Vergleichsstreckenstücke bezüglich konkreter Daten betreffend ihren Streckenverlauf abgelegt sein. Für die Vergleichsstreckenstücke kann jeweils ein Datensatz hinterlegt sein, der eine ähnliche oder dieselbe Struktur aufweist wie der Datensatz betreffend die Streckeninformation des aktuellen Streckenstücks. Ein Vergleich des aktuellen Streckenstücks mit den Vergleichsstreckenstücken kann als Vergleichsinformation liefern, dass das zu durchfahrende Streckenstück mit einem der Vergleichsstreckenstücke vergleichbar ist, insbesondere dass die Streckenverläufe ähnlich sind. In diesem Fall ist denkbar, dass die entsprechende Empfehlungsinformation in der Datenbank hinterlegt und mit dem Vergleichsstreckenstück verknüpft ist. Die Vergleichsstreckenstücke können reale Streckenstücke, etwa von Rennstrecken, sein, wobei die zugehörigen Empfehlungsinformationen durch Testfahrten, die etwa durch erfahrene Testfahrer durchgeführt werden, ermittelt werden können.
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Bezüglich der Empfehlungsinformation kann vorgesehen sein, dass diese eine innerhalb des Streckenstücks verlaufende und empfohlene Fahrlinie und/oder wenigstens eine Stelle innerhalb des Streckenstücks, an der ein Bremsen oder Beschleunigen und/oder ein Gangwechsel des Kraftfahrzeugs empfohlen wird, beschreibt. Die Empfehlungsinformation kann mittels eines Displays und/oder eines Head-up-Displays, insbesondere unter Erzeugung einer Augmented-Reality, und/oder eines Lautsprechers ausgegeben werden. Die empfohlene Fahrlinie kann als Linie bzw. Trajektorie mittels des Head-up-Displays auf die Windschutzscheibe derart projiziert werden, dass diese aus der Sicht des Fahrers auf der Straße auf der gemäß der Empfehlungsinformation zu durchfahrenden Trajektorie erscheint. Bezüglich der empfohlenen Geschwindigkeit können Weg- bzw. Stellenmarkierungen, gegebenenfalls mit Zahlen, die die empfohlene Geschwindigkeit angeben, auf die Windschutzscheibe projiziert werden. Die projizierte Linie kann, beispielsweise in Abhängigkeit der jeweils empfohlenen Geschwindigkeit, farbcodiert sein. Die Stellen, an denen ein Bremsen, Beschleunigen respektive ein Gangwechsel empfohlen wird, können mit geeigneten Markierungen, etwa Kreuzen, Kringeln oder Ovalen oder dergleichen, gekennzeichnet werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass während des Durchfahrens des Streckenstücks wenigstens eine aktuelle Fahrzustandsinformation, die die aktuelle Position und/oder Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beschreibt, kontinuierlich erfasst wird. Die erfassten Fahrzustandsinformationen können abgespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt als Historiendaten genutzt werden. Anhand der Fahrzustandsinformation kann zusätzlich oder alternativ der aktuelle Abstand zum fahrdynamischen Grenzbereich ermittelt werden. In diesem Zusammenhang ist denkbar, dass ein automatischer Eingriff des Fahrerassistenzsystems in den Fahrbetrieb und/oder eine Ausgabe eines Warnsignals an den Fahrer erfolgt, wenn der Grenzbereich überschritten oder der Abstand zum Grenzbereich kleiner als ein vorgegebener Abstandsgrenzwert wird. Sofern der Grenzbereich überschritten respektive der Abstand zum Grenzbereich kleiner als der Abstandsgrenzwert wird, ist es auch zur Verbesserung des Lerneffekts zweckmäßig, den Fahrer hierauf aufmerksam zu machen, etwa mittels eines optischen und/oder akustischen Warnsignals. Das optische Warnsignal kann mittels des Head-up-Displays, über das die Empfehlungsinformation ohnehin ausgegeben wird, ausgegeben werden. Bezüglich des automatischen Eingriffs des Fahrerassistenzsystems in den Fahrbetrieb ist denkbar, dass ein Eingriff in die Querführung und/oder in ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs zur Korrektur der aktuellen Fahrlinie und/oder Geschwindigkeit erfolgt. Der Abstandsgrenzwert ist insbesondere umso kleiner je besser das Fahrkönnen des Fahrers respektive dessen Scoring-Wert ist.
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Die Erfassung der Streckeninformation erfolgt in dieser Ausführungsform kontinuierlich während des Durchfahrens des Streckenstücks, so dass vorteilhaft auch eine kontinuierliche Aktualisierung und Ausgabe der Empfehlungsinformation möglich ist. Hierbei kann die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs als Streckeninformation derart genutzt werden, dass diese eine Randbedingung bezüglich der vorgegebenen empfohlenen Fahrlinie darstellt.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann vor dem Durchlaufen des Verfahrens respektive vor der Ausgabe der Empfehlungsinformation, insbesondere bevor die Strecken- und die Zusatzinformation ermittelt wird, eine Berechtigungsbedingung überprüft werden, wobei die entsprechende Trainingseinheit nur bei deren Erfüllung gestartet bzw. absolviert wird. So ist beispielsweise denkbar, dass der Fahrer zu Beginn der Fahrt, etwa mittels der Eingabevorrichtung, ein auf die Durchführung der Trainingseinheit gerichtetes Anfragesignal generiert. Bei Vorliegen des Anfragesignals kann die Überprüfung der Erfüllung der Berechtigungsbedingung dahingehend erfolgen, ob der Fahrer zur Absolvierung einer entsprechenden Trainingseinheit berechtigt ist. Dies kann dadurch erfolgen, dass überprüft wird, ob der mittels der Identifikationsinformation ermittelte Fahrers in einer zum Beispiel auf der Steuerungseinrichtung abgespeicherten Berechtigtenliste enthalten ist. Sofern das nicht der Fall ist, dann kann die Erfüllung der Berechtigungsbedingung im Rahmen einer nachträglichen Freigabe erfolgen, etwa wenn die Anwesenheit des Eigentümers bzw. Besitzers des Kraftfahrzeugs, der gegebenenfalls als Beifahrer mitfährt, mittels Kameradaten erfasst wird oder der Eigentümer die Absolvierung der Trainingseinheit durch eine konkrete Eingabe eines entsprechenden Passwortes oder dergleichen freigibt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Steuerungseinrichtung, die zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Sämtliche Merkmale, Vorteile und Aspekte betreffend das erfindungsgemäße Verfahren sind auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragbar und umgekehrt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den Ausführungsbeispielen sowie aus den Figuren. Hierbei zeigen schematisch:
- 1 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, anhand das Verfahren gemäß des in 1 gezeigten Flussdiagramms erläutert wird, und
- 3 eine Ansicht auf eine Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs der 2, gesehen aus einem Insassenraum dieses Kraftfahrzeugs.
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In 1 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassend die Schritte 1 bis 14 dargestellt. In 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 15 dargestellt, wobei das in 1 gezeigte Verfahren anhand des Kraftfahrzeugs 15 der 2 erläutert wird.
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Im ersten Schritt des Verfahrens erfolgt eine auf die Durchführung eines Trainingsprogramms respektive einer Trainingsfahrt gerichtet Anfrage eines Fahrers 16 des Kraftfahrzeugs 15. Hierbei nimmt der Fahrer 16 eine Bedieneingabe über eine Eingabevorrichtung 17 vor, wobei ein entsprechendes Anfragesignal generiert wird. Die Eingabevorrichtung 17 ist ein Touchscreen des Kraftfahrzeugs 15. In dem simultan zum Schritt 1 erfolgenden Schritt 2 des Verfahrens erfolgt kontinuierlich eine Überprüfung dahingehend, ob ein Anfragesignal vorliegt. Die Durchführung des Schritts 2 erfolgt somit zyklisch, wobei das Verfahren bei Vorliegen des Anfragesignals im nächsten Schritt 3 fortgesetzt wird
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Die im Schritt 2 erfolgende Überprüfung erfolgt seitens einer Steuerungseinrichtung 20 des Kraftfahrzeugs 15. Diese ist zudem beispielhaft zur Durchführung der übrigen Schritte des Verfahrens eingerichtet, sofern dies nicht anders beschrieben wird. Verbindungsleitungen zwischen der Steuerungseinrichtung 20 und weiteren Komponenten respektive Sensoren des Kraftfahrzeugs 15 sind aus Übersichtlichkeitsgründen in 2 nicht dargestellt
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Im Schritt 3 des Verfahrens wird eine die Identifikation des Fahrers 16 betreffende Identifikationsinformation 18 ermittelt. Dies erfolgt über einen Schlüsselsensor 19 des Kraftfahrzeugs 15, mittels dem das Signal eines personalisierten Fahrzeugschlüssels des Fahrers 16 beim Entriegeln des Kraftfahrzeugs 15 erfasst wurde. Die entsprechend hierbei gespeicherten und auf die Identifizierung des Fahrers 16 gerichteten Daten werden im Rahmen des Schritts 3 abgerufen bzw. an die Steuerungseinrichtung 20 übertragen. Die Erfassung der Identifikationsinformation 18 erfolgt ferner über einen Fingerabdrucksensor 21 des Kraftfahrzeugs 15 sowie über eine Kamera 22, die Bilder eines Insassenraums 23 des Kraftfahrzeugs 15 erfasst. Diese Bilddaten werden einer auf der Steuerungseinrichtung 20 implementierten Bildauswertungssoftware zugeführt. Weiterhin ist denkbar, dass der Fahrer 16 die Identifikationsinformation unmittelbar per Nutzereingabe, etwa über die Eingabevorrichtung 17, vorgibt. Die beschriebenen und letztlich redundanten Arten zur Identifikation des Fahrers 16 dienen Verifikationszwecken.
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Im nächsten Schritt 4 des Verfahrens wird eine Berechtigungsbedingung überprüft, die erfüllt ist, wenn die Identifikationsinformation 18 impliziert, dass der Fahrer 16 zur Durchführung der Trainingseinheit respektive des Verfahrens gemäß den nachfolgenden Schritten berechtigt ist. Dies ist dann der Fall, sofern die Identifikation des Fahrers 16 angibt, dass dessen Name in einer Berechtigtenliste enthalten ist, die in einem Datenspeicher bzw. einer Datenbank 24 der Steuerungseinrichtung 20 hinterlegt ist. Die Berechtigtenliste kann seitens des Eigentümers des Kraftfahrzeugs 15 vorgegeben und geändert werden. Sofern die Identifikationsinformation 18 impliziert, dass der aktuelle Fahrer 16 respektive dessen Name nicht in der Berechtigtenliste enthalten ist, dann wird das Verfahren an dieser Stelle abgebrochen bzw. wieder von vorne begonnen. Die Berechtigungsbedingung kann in diesem Fall jedoch auch quasi nachträglich dadurch erfüllt werden, dass seitens des Eigentümers des Kraftfahrzeugs 15, der beispielsweise als Beifahrer anwesend ist, eine entsprechende Freigabe vorgenommen wird. Diese Freigabe kann zum Beispiel über die Eingabe eines Passworts, etwa über die Eingabevorrichtung 17, erfolgen. Auch wenn die Anwesenheit des Eigentümers des Kraftfahrzeugs 15, der gegebenenfalls als Beifahrer mitfährt, im Rahmen der Auswertung Kameradaten erfasst wird, kann die Berechtigungsbedingung nachträglich erfüllt sein. Wenn die Berechtigungsbedingung erfüllt ist, dann wird das Verfahren im nächsten Schritt 5 fortgesetzt.
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Im Schritt 5 wird eine Fahrerinformation 25 ermittelt, die ein Fahrkönnen des identifizierten Fahrers 16 betrifft. Konkret ist die Fahrinformation 25 bei dem Ausführungsbeispiel ein Scoring-Wert, der umso höher ist, je höher das Fahrkönnen des Fahrers 16 ist. Hierzu ist der Scoring-Wert entweder bereits im Zusammenhang mit dem identifizierten Fahrer 16 respektive der Identifikationsinformation 18 in der Datenbank 24 hinterlegt und wird entsprechend abgerufen oder der Scoring-Wert wird, sofern der identifizierte Fahrer 16 erstmals identifiziert wurde, auf einen kleinstmöglichen Zahlenwert festgesetzt. Die vorliegenden Scoring-Werte können exemplarisch Zahlen zwischen 0 und 100 annehmen, wobei der Wert 0 die Abwesenheit jedweder Fahrerfahrung und 100 die Fahrerfahrung eines hypothetischen, absolut perfekten Fahrers impliziert. Weitere Details bezüglich der konkreten Vergabe bzw. Festlegung des Scoring-Werts werden später erläutert.
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Im nächsten Schritt 6 des Verfahrens wird eine Zusatzinformation 26 ermittelt, nämlich eine Reaktionsinformation 27. Die Reaktionsinformation 27 betrifft eine aktuelle durchschnittliche Reaktionszeit des Fahrers 16 und wird mittels eines von dem Fahrer 16 vor Beginn der Fahrt zu absolvierenden Reaktionstests ermittelt. Der Test wird bei stehendem Kraftfahrzeug 15 durchgeführt, und zwar mittels eines Head-up-Displays 28, durch das Informationen respektive Darstellungen auf eine Windschutzscheibe 29 des Kraftfahrzeugs 15 projizierbar sind. Bei dem Reaktionstest wird dem Fahrer 16 eine simulierte und ein Brems- bzw. ein Ausweichmanöver betreffende Verkehrssituation angezeigt, wobei mittels des Head-up-Displays 28 eine entsprechende Augmented-Reality generiert respektive dargestellt wird. Konkret und beispielhaft wird mittels des Head-up-Displays 28 ein vor das Kraftfahrzeug 15 rollender Ball dargestellt, wobei der Fahrer 16 entsprechend bremsen und/oder ausweichen muss. Hierbei wird die von dem Fahrer benötigte Zeit gemessen und als Reaktionsinformation 27 gespeichert.
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Vorteilhaft ist bezüglich des Reaktionstests bei dem Kraftfahrzeug 15 eine By-Wire-Technologie vorgesehen, bei der keine unmittelbare mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und den Rädern sowie zwischen dem Bremspedal und der Bremse des Kraftfahrzeugs 15 besteht. Bedienhandlungen an dem Lenkrad und dem Bremspedal werden sensorisch erfasst, wobei die entsprechend generierten Sensorsignale elektronisch seitens der Steuerungseinrichtung 20 verarbeitet werden.
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Im nächsten Schritt 7 des Verfahrens werden dem Fahrer 16 fahrerseitig aktivierbare Bedienfunktionen angeboten. Hierbei kann der Fahrer 16 etwa einen „Sport-Modus“ freischalten, bei dem eine im Vergleich zum normalen Betrieb höhere Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 15 erreicht werden kann. Das Freischalten respektive Anbieten der aktivierbaren Bedienfunktionen erfolgt hierbei nur, falls der zuvor ermittelte Scoring-Wert größer ist als ein vorgegebener Bedienfunktions-Grenzwert. Exemplarisch ist vorgesehen, dass der Sport-Modus für den Fahrer 16 nur dann freischaltbar ist, wenn sein Scoring-Wert größer als 70 ist. Das Anbieten und Freischalten dieser Bedienfunktion erfolgt mittels der Eingabevorrichtung 17.
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Im nächsten Schritt 8 des Verfahrens werden Streckeninformationen 30 ermittelt, die einen Verlauf eines Streckenstücks 31 (siehe 3) betreffen, das aktuell durchfahren wird oder dessen Durchfahren bevorsteht. Zur Erfassung der Streckeninformationen 30 wird die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs 15 mittels einer GPS- bzw. Navigationseinrichtung 55 erfasst, wobei hierzu dem Fachmann hinlänglich bekannte GPS-Korrekturverfahren durchgeführt werden. In Abhängigkeit hiervon werden die Streckeninformationen 30 mittels Kartendaten respektive mittels in der Datenbank 24 hinterlegten Daten ermittelt. Die Kartendaten können mittels einer Kommunikationsschnittstelle 32 des Kraftfahrzeugs 15, über die eine Verbindung mit dem Internet herstellbar ist, aus dem Internet abgerufen werden.
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Die Streckeninformationen 30 werden ferner über mehrere Streckeninformationssensoren 33 des Kraftfahrzeugs 15 erfasst. So erfasst eine Frontkamera 34 des Kraftfahrzeugs 15 Bilder der vor dem Kraftfahrzeug 15 liegenden Umgebung 35, wobei die entsprechenden Bilddaten seitens einer auf der Steuerungseinrichtung 20 implementierten Bildauswertungssoftware zur Erfassung der Streckeninformationen 30 ausgewertet. Ferner sind als Streckeninformationssensoren 33 ein Geschwindigkeitssensor 36 zur Erfassung der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 15, ein Lenkwinkelsensor 37 zur Erfassung einer aktuellen Lenkstellung eines Lenkrads des Kraftfahrzeugs 15 und ein Pedalstellungssensor 38 zur Erfassung einer aktuellen Pedalstellung eines Brems- und Gaspedals des Kraftfahrzeugs 15 vorgesehen.
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Nachfolgend wird erläutert, welche Informationen konkret als Streckeninformationen 30 erfasst werden. So wird als Streckeninformation 30 eine Kurvenradiusinformation 39 betreffend einen Kurvenradius, eine Längeninformation 40 betreffend eine Länge, eine Breiteninformation 41 betreffend eine Fahrbahnbreite und eine Steigungsinformation 42 betreffend eine Steigung respektive ein Gefälle des Streckenstücks 31 ermittelt. Demnach wird im Rahmen der Ermittlung der Streckeninformationen 30 ein Datensatz umfassend die genannten Informationen 39 - 42 generiert bzw. abgerufen. Sofern das Streckenstück 31 beispielhaft ein 1000 Meter langer Straßenabschnitt ist, der vor dem Kraftfahrzeug 15 liegt und gemäß einer geplanten Route durchfahren wird, dann umfasst der Datensatz jeweils einen Wert betreffend den Kurvenradius, die Fahrbahnbreite und die Steigung, und zwar jeweils in Abhängigkeit des aktuellen Abstands zwischen der jeweiligen Stelle des Streckenstücks 31 und dem Kraftfahrzeug 15.
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Im nächsten Schritt 9 des Verfahrens werden Zusatzinformationen 26 ermittelt, nämlich eine das aktuelle Straßenverhältnis und das aktuelle Wetter betreffende Umgebungszustandsinformation 43, eine ein fahrhandlungsspezifisches Defizit des Fahrkönnens des Fahrers betreffende Defizitinformation 44 und eine Vergleichsinformation 45. Nachfolgend werden Details bezüglich dieser Zusatzinformationen 26 erläutert.
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Zur Erfassung der Umgebungszustandsinformation 43 wird ein kraftfahrzeugseitig generiertes Messsignal und eine von außerhalb des Kraftfahrzeugs 15 bereitgestellte Information verwendet. Das kraftfahrzeugseitig generierte Messsignal betrifft Daten der Frontkamera 34, die seitens der Steuerungseinrichtung 20 dahingehend ausgewertet werden, ob die Fahrbahn nass bzw. schnee- oder laubbedeckt ist. Als kraftfahrzeugseitig generiertes Messsignal wird ferner das Messsignal eines Regensensors 46 sowie eines Temperatursensors 54 des Kraftfahrzeugs 15 genutzt. Außerdem wird im Rahmen der Ermittlung der Umgebungszustandsinformation 43 ein aktueller Wetterbericht über die Kommunikationsschnittstelle 32 aus dem Internet abgerufen. Ferner werden mittels der Kommunikationsschnittstelle 32 zur Ermittlung der Umgebungszustandsinformation 43 Informationen von weiteren Kraftfahrzeugen einer Fahrzeugflotte abgerufen, der auch das Kraftfahrzeug 15 angehört. So kann etwa die Umgebungszustandsinformation 43 von einem weiteren Kraftfahrzeug der Fahrzeugflotte bereitgestellt werden, das das jeweilige Streckenstück 31 zuvor durchfahren hat.
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Bezüglich der Defizitinformation 44 ist vorgesehen, dass diese anhand bereits erfasster Historiendaten 53 betreffend das Fahrverhalten des Fahrers 16 ermittelt wird. Details bezüglich der Historiendaten 53 respektive der in diesem Zusammenhang vorgesehenen Vorgehensweise zur Erfassung der Defizitinformation werden später erläutert. Die Defizitinformation 44 betrifft konkret die Lenkfertigkeit sowie eine Brems- und Beschleunigungsfertigkeit des Fahrers 16 respektive die Frage, ob bezüglich dieser Fertigkeiten Defizite beim Fahrer vorliegen respektive ob er einen Nachholbedarf bezüglich dieser Fertigkeiten aufweist. Die später im Verfahren erfolgende Generierung einer Empfehlungsinformation 47 erfolgt insbesondere in Abhängigkeit der Defizitinformation 44, wobei Details bezüglich der Empfehlungsinformation 47 weiter unten erläutert werden. Die Empfehlungsinformation 47 wird diesbezüglich derart generiert, dass erkannte Defizite gezielt beseitigt werden.
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Bezüglich der Vergleichsinformation 45 sind in der Datenbank 24 Daten betreffend mehrerer Vergleichsstreckenstücke abgespeichert. Diese Daten betreffen bekannte Streckenstücke und beschreiben deren Verläufe respektive den Vergleichsstreckenstücken zugeordnete Streckeninformationen 30. Die Zusatzinformation 45 gibt an, ob das Streckenstück 31 mit einem dieser Vergleichsstreckenstücke, etwa hinsichtlich des Streckenverlaufs, vergleichbar ist und, falls ja, mit welchem Vergleichsstreckenstück. Bezüglich der als Vergleichsinformation 45 vorgesehenen Zusatzinformation 26 ist in der Datenbank 24 zu den jeweiligen Vergleichsstrecken wenigstens eine Empfehlungsinformation 47 abgelegt, die, sofern die Vergleichsinformation 45 angibt, dass eine Ähnlichkeit zwischen dem Streckenstück 31 und einem der Vergleichsstreckenstücke vorliegt, abgerufen wird.
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So werden im nächsten Schritt 10 des Verfahrens die Empfehlungsinformationen 47 anhand der bislang ermittelten Informationen generiert bzw. ermittelt, also anhand der Fahrerinformation 25, den Streckeninformationen 30 und den Zusatzinformationen 26. Diese Generierung erfolgt mittels einer auf der Steuerungseinrichtung 20 implementierten künstlichen Intelligenz 48, die insbesondere auch zur Durchführung der zuvor beschriebenen Bildauswertungen und Gesichtserkennungen verwendet wird.
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Die Empfehlungsinformationen 47 beschreiben eine bezüglich des Durchfahrens des Streckenstücks 31 empfohlene, streckenbezogene und den Fahrbetrieb betreffende Fahrerhandlung. Konkret betreffen die Empfehlungsinformationen 47 eine innerhalb des Streckenstücks 31 verlaufende und empfohlene Fahrlinie 49 sowie Stellen 50 des Streckenstücks 31, an denen ein Bremsen, Beschleunigen oder Gangwechsel des Kraftfahrzeugs 15 empfohlen wird. Die Empfehlungsinformationen 47 werden mittels der künstlichen Intelligenz 48 derart generiert, dass beim Durchfahren des Streckenstücks 31 ein fahrdynamischer Grenzbereich des Kraftfahrzeugs 15 nicht überschritten wird, sofern der Fahrer 16 die Fahrerhandlungen gemäß der Empfehlungsinformation 47 umsetzt.
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Unter dem fahrdynamischen Grenzbereich werden diejenigen physikalischen Parameter bzw. Zustandsgrößen betreffend das Kraftfahrzeug 15 verstanden, bei deren Vorliegen eine Kontrolle des Kraftfahrzeugs 15 seitens des Fahrers 16 gerade noch möglich ist. Mit anderen Worten wird bei einem Überschreiten des fahrdynamischen Grenzbereichs in jedem Fall die Kontrolle über das Kraftfahrzeug 15 seitens des Fahrers 16 verloren, und zwar unabhängig von dessen Scoring-Wert, da hierbei beispielsweise auf jeden Fall eine ausreichende Fahrbahnhaftung verloren geht und das Kraftfahrzeug 15 seitlich ausbricht und ins Schleudern gerät.
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Die Empfehlungsinformation 47 wird mittels der künstlichen Intelligenz 48 ferner derart generiert, dass der Abstand zu dem fahrdynamischen Grenzbereich umso größer ist, je geringer das Fahrkönnen des Fahrers 16 ist. Demzufolge wird der Fahrer 16 umso näher an den Grenzbereich herangeführt, je größer dessen Fahrerfahrung bzw. Scoring-Wert ist. Es erfolgt mithin ein an das Können des Fahrers 16 angepasstes Fahrtraining, bei dem der Fahrer 16 im Laufe der Zeit mit steigender Fahrerfahrung bzw. steigendem Scoring-Wert immer näher an den Grenzbereich des Kraftfahrzeugs 15 geführt wird.
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Im nächsten Schritt 11 des Verfahrens wird die Empfehlungsinformation 47 an den Fahrer 16 ausgegeben, so dass dieser das Fahrtraining absolvieren kann. Die Empfehlungsinformation 47 wird über das Head-up-Display 28 auf die Windschutzscheibe 29 projiziert, wobei eine Augmented-Reality erzeugt wird. Ein entsprechendes Beispiel diesbezüglich ist in 3 dargestellt. Die Ausgabe der Empfehlungsinformation 47 kann ferner über einen Lautsprecher des Kraftfahrzeugs 15 erfolgen.
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Unter Bezugnahme auf 3 wird die empfohlene Fahrlinie 49 auf die Windschutzscheibe 29 projiziert. Außerdem wird die Stelle, an der ein Gangwechsel des Kraftahrzeugs 15 empfohlen wird, mittels eines eingefärbten Ovals 50 angezeigt, wobei die Farbe angibt, ob ein Hoch- oder Herunterschalten erfolgen soll. Bezüglich des Bremsens und Beschleunigens wird entlang der Fahrlinie 49, insbesondere in regelmäßigen Abständen, die empfohlene Geschwindigkeit anhand entsprechender Ovale 51 mit dem jeweils empfohlenen Geschwindigkeitswert in Stundenkilometern angezeigt. Zusätzlich oder alternativ kann die empfohlene Fahrlinie zur Ausgabe der empfohlenen Geschwindigkeit gemäß einer entsprechenden Farbcodierung eingefärbt sein. Mittels des Head-up-Displays 28 wird dem Fahrer 16 die Empfehlungsinformation 47 auf äußerst intuitive und eingängliche Art bereitgestellt.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist im nächsten Schritt 12 des Verfahrens vorgesehen, dass während des Durchfahrens des Streckenstücks 31 eine aktuelle Fahrzustandsinformation 52 kontinuierlich erfasst wird. Die Fahrzustandsinformation 52 beschreibt die aktuelle Position, und Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs sowie die aktuelle Lenkstellung und die aktuelle Pedalstellung. Zu diesem Zweck werden die bereits beschriebenen Sensoren, insbesondere die Sensoren 36 bis 38 sowie die Frontkamera 34 und die Navigationseinrichtung 55 genutzt. Anhand der Fahrzustandsinformation 52 wird im Rahmen des Schritts 12 der aktuelle Abstand zum fahrdynamischen Grenzbereich ermittelt.
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Im Rahmen des nächsten Schritts 13 wird überprüft, ob aktuell der Grenzbereich überschritten respektive der Abstand zum Grenzbereich kleiner als ein vorgegebener Abstandsgrenzwert ist, der wiederum von dem Scoring-Wert abhängt. Sofern dies nicht der Fall ist, wird erneut der Schritt 12 zur Erfassung der aktuellen Fahrzustandsinformation 52 durchlaufen. Sofern der Grenzbereich überschritten bzw. der Abstand zum Grenzbereich kleiner als der vorgegebene Abstandsgrenzwert ist, dann erfolgt im Rahmen des Schritts 14 ein automatischer Eingriff des Fahrerassistenzsystems in den Fahrbetrieb. Ferner wird ein Warnsignal an den Fahrer 16 ausgegeben, nämlich über das Head-up-Display 28 und den Lautsprecher. Auch hierbei wird die aktuelle Fahrzustandsinformation 52 weiter kontinuierlich erfasst, so dass der Eingriff in den Fahrbetrieb wieder aufgehoben wird, sofern der Abstand zum fahrdynamischen Grenzbereich wieder ausreichend groß ist.
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Die Erfassung der Fahrzustandsinformation 52 erfolgt kontinuierlich während der kompletten Dauer des Durchfahrens des Streckenstücks 31, wobei im Rahmen des Schritts 13 das Verfahren beendet respektive erneut im Schritt 1 begonnen wird, wenn das Durchfahren des Streckenstücks 31 und somit die Trainingseinheit beendet ist.
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Nachfolgend werden ergänzend weitere Aspekte hinsichtlich der im Rahmen des Schritts 12 erfassten Fahrzustandsinformationen 52 erläutert. So werden diese Informationen als die bereits zuvor genannten Historiendaten 53 genutzt und entsprechend in der Datenbank 24 abgespeichert, wobei die Historiendaten 53 im Rahmen der im Schritt 9 erfolgenden Erfassung der Defizitinformation 44 genutzt werden. So wird die Defizitinformation 44 anhand einer Abweichungsinformation ermittelt, die wiederum aus den Historiendaten 53 und mittels eines Vergleichs zwischen einer in der Vergangenheit empfohlenen und im Rahmen einer entsprechenden Empfehlungsinformation 47 vorgegebenen Fahrerhandlung und der von dem jeweiligen Fahrer 16 tatsächlich umgesetzten Fahrerhandlung ermittelt wird. Konkret wird eine Abweichung zwischen der empfohlenen Fahrlinie 49 und den empfohlenen Brems-, Beschleunigungs- und Schaltstellen und der tatsächlich befahrenen Fahrlinie sowie den tatsächlichen Brems-, Beschleunigungs- und Schaltvorgängen vorgenommen. Hierbei kann die Defizitinformation beispielsweise angeben, dass beim Fahrer 16 ein Defizit bezüglich der Lenkfertigkeit vorliegt, sofern die tatsächlich gefahrene Fahrlinie deutlich von der empfohlenen Fahrlinie 49 abweicht. Analog lässt sich ein entsprechendes Defizit bezüglich der Brems- und Beschleunigungsfertigkeit ermitteln.
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Ferner ist bezüglich der Historiendaten 53 vorgesehen, dass hieraus eine Aktualisierung des Scoring-Wertes des jeweiligen Fahrers 16 vorgenommen wird. So wird, wie bereits erläutert wurde, im Rahmen des Schritts 5 die Fahrerinformation 25 als in der Datenbank 24 hinterlegter Scoring-Wert erfasst. Dieser wird bei Vorliegen entsprechender Historiendaten 53 anhand dieser das Fahrverhalten des Fahrers 16 betreffender Daten ermittelt, wobei eine in der Vergangenheit empfohlene Fahrerhandlung, die im Rahmen der Empfehlungsinformation 47 ausgegeben wurde, mit der von dem Fahrer 16 beim Durchfahren des Streckenstücks 31 tatsächlich umgesetzten Fahrerhandlung verglichen wird. Der Scoring-Wert ist umso höher, je geringer diese Abweichung ist. Entsprechend ändert sich der in der Datenbank 24 hinterlegte Scoring-Wert gegebenenfalls immer dann, wenn ein Fahrtraining gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren absolviert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010003985 A1 [0004]
- DE 102006016185 A1 [0005]
- DE 102015119730 A1 [0006]