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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absicherung eines autonomen Fahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Parkvorgangs, unter Verwendung einer Fernsteuerung sowie eine Fernsteuerung zur Verwendung in einem solchen Verfahren.
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Um einen autonomen Fahrvorgang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise zum Einparken, mit Hilfe einer Fernsteuerung ausreichend sicher durchführen zu können, muss dafür Sorge getragen werden, dass der Fahrvorgang nur dann durchgeführt wird, solange ein Betätigungselement an der Fernsteuerung auch wirklich betätigt wird. Die Fernsteuerung, beispielsweise eine Funkfernsteuerung, darf also nur dann ein entsprechendes Steuersignal an einen im Kraftfahrzeug befindlichen Empfänger abgeben, solange diese betätigt wird. Eine solche Steuerung beispielsweise nach Art einer Totmanneinrichtung lässt sich üblicherweise durch die Verwendung eines Tastschalters realisieren. Solange der Tastschalter gedrückt ist, wird das Signal zum Einparken ausgesendet. Wichtig dabei ist, dass ein Betätigen und vor allem ein Loslassen des Tastschalters sicher erkannt wird, denn dies stellt die einzige Möglichkeit dar, das autonom parkende Fahrzeug anzuhalten.
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Ein Problem bei einfachen mechanischen Tastern ist es, dass die Kontakte mit der Zeit korrodieren können. Vor allem, wenn die Fernsteuerung oft in der Hosentasche getragen wird, kann durch Schwitzen Feuchtigkeit in das Gerät eindringen und Korrosionsvorgänge begünstigen. Eine Betätigung des Tasters hätte dann keine Auswirkungen mehr. Noch gefährlicher als dieser Fall ist das ”Verkleben” der korrodierten Kontakte bei Betätigung des Tastschalters. Ein Loslassen des Tastschalters, weil der Parkvorgang unterbrochen werden soll, würde dann nicht erkannt werden und das Fahrzeug würde weiterfahren. Aus diesen Gründen ist die alleinige Verwendung eines Tastschalters als Totmanneinrichtung nicht ausreichend sicher.
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Aus dem Bereich der Steuerung von Maschinen (beispielsweise Werkzeugmaschinen) ist es zur Erhöhung der Bedienungssicherheit bekannt, vom Bediener eine so genannte Zweihandbedienung zu fordern. Nur wenn sich beide Hände des Bedieners an einem vorgegebenen, sicheren Ort befinden und zum Beispiel jeweils einen Tastschalter betätigen, kann eine gewünschte Funktion der Maschine ausgelöst werden. Zusätzlich oder alternativ können Lichtschranken vorgesehen sein, welche sich in Gefahrenbereichen der Werkzeugmaschinen befinden und bei deren Lichtstrahlunterbrechung eine Gefahr bringende Bewegung stillgesetzt wird.
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Aus der
EP 0 663 676 B1 ist ein Tastschalter für ein Flurförderzeug bekannt. Zur Erhöhung der Bediensicherheit wird unter Anderem vorgeschlagen, mit Hilfe einer Lichtschranke einen zusätzlichen Schutz zu erhalten. Solange die Lichtschranke bei Betätigung des Tastschalters unterbrochen ist, wird eine gewünschte Funktion (Bewegung) ausgelöst. Wird hingegen die Lichtschranke freigegeben, kommt es zu einer Unterbrechung der Bewegung. Die Lichtschranke soll sich dabei im Bereich des Fahrzeugs befinden. Die Steuerung des Fahrzeugs mittels der Fernsteuerung setzt somit eine unmittelbare Nähe des Bedieners zum zu steuernden Fahrzeug voraus. Des Weiteren wird nichts darüber ausgeführt, wie denn vorzugehen ist, wenn die Lichtschranke einmal nicht funktionsbereit bzw. defekt ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Absicherung eines autonomen Fahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Parkvorgangs, unter Verwendung einer Fernsteuerung bereitzustellen, welches gegenüber dem bekannten Verfahren eine noch höhere Sicherheit aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist das Verfahren folgende Verfahrensschritte auf:
- – Einschaltung der Fernsteuerung
- – Überprüfung der Funktionsbereitschaft zumindest einer Funktionskomponente der Fernsteuerung, wobei in Abhängigkeit des überprüften Funktionszustandes der Funktionskomponente wenigstens ein Auswertesignal erzeugt wird
- – Erzeugung wenigstens eines Ausgangssignals zur mittel- oder unmittelbaren Auslösung eines Fahrvorgangs in Abhängigkeit des wenigstens einen Auswertesignals
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Durch diese Verfahrensschritte wird sichergestellt, dass vor Einleitung eines autonomen Fahrvorgangs immer auch eine zusätzliche Prüfung von Funktionskomponenten der Fernsteuerung stattfindet, insbesondere solchen Funktionskomponenten, welche zur Absicherung des autonomen Fahrvorgangs beitragen sollen. Ist beispielsweise eine sicherheitsrelevante Funktionskomponente defekt, so wird gar kein Auswertesignal erzeugt und auch kein Ausgangssignal, womit weder mittel- noch unmittelbar ein Fahrvorgang ausgelöst werden kann. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs wird somit darauf aufmerksam gemacht, dass etwas mit der Fernsteuerung nicht in Ordnung ist und kann diese ordnungsgemäß reparieren lassen, so dass das Gefahrenpotential einer defekten Fernsteuerung minimiert werden kann.
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Eine erste vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Funktionskomponente eine Lichtschranke ist und diese erst mit Einschaltung der Fernsteuerung aktiviert wird. Eine Lichtschranke lässt sich zum Einen relativ kostengünstig realisieren, zum Anderen ist diese Verfahrensweise stromsparend. Denkbar wäre natürlich auch, die besagte Funktionskomponente kapazitiv (bspw. über kapazitive Näherungssensoren) auszubilden.
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Es ist zweckmäßig, nach Aktivierung der Lichtschranke deren Funktionsbereitschaft zu überprüfen, dergestalt, dass die Lichtschranke zunächst unterbrochen ist und danach geschlossen wird. Hierdurch lässt sich die Überprüfung der Funktionsbereitschaft der Lichtschranke äußerst effizient gestalten und in einen normalen Bedienvorgang der Fernsteuerung (beispielsweise Einschaltung) integrieren. Ist nämlich die Lichtschranke in die Fernsteuerung selbst integriert und im Bereich eines Betätigungselementes (beispielsweise eines Tastschalters) angeordnet, so wird bei Einschaltung der Fernsteuerung und Betätigung des Tastschalters zwangsläufig die Lichtschranke zunächst unterbrochen und nach dem Loslassen des Tastschalters wiederum geschlossen. Somit ist die Überprüfung der Funktionsbereitschaft der Lichtschranke sehr einfach und schnell möglich.
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Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass das wenigstens eine Auswertesignal nur dann erzeugt wird, wenn nach Einschaltung der Fernsteuerung die Lichtschranke geschlossen wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass eine Überprüfung der Funktionsbereitschaft der Lichtschranke nur einmalig, und zwar immer nur nach erfolgreicher Einschaltung der Fernsteuerung und anschließender Schließung der Lichtschranke erfolgt. Ein erfolgreiches Einschalten der Fernsteuerung und ein anschließendes Schließen der Lichtschranke setzt voraus, dass zumindest die beiden Komponenten der Fernsteuerung, nämlich Betätigungselement zum Einschalten und Lichtschranke, ordnungsgemäß funktionieren. Darüber hinaus würde ein wiederholter Test der Lichtschranke nach Einschaltung der Fernsteuerung Zeit und Energie verbrauchen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Ausgangssignal nur dann erzeugt wird, wenn bei Betätigung der Fernsteuerung (des Betätigungselementes) die Lichtschranke unterbrochen und das Auswertesignal erzeugt ist. Nur so kann sichergestellt werden, dass ein Fahrvorgang mit der Fernsteuerung nur dann ausgelöst werden kann, wenn die Funktionsbereitschaft der überprüften Funktionskomponenten bestätigt wurde und die Fernsteuerung auch tatsächlich betätigt wird.
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Eine sehr zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, dass das wenigstens eine Auswertesignal zurückgesetzt wird, sobald die Lichtschranke bei gleichzeitig geschlossenem Tastschalter geschlossen ist. Hier kann konkret der Fall auftreten, dass zwar die anfängliche Überprüfung der Funktionskomponente erfolgreich war, jedoch zufälliger Weise im Laufe der Durchführung des autonomen Fahrvorgangs unter Verwendung der Fernsteuerung das Betätigungselement defekt geworden ist, beispielsweise bei einem Tastschalter dessen Kontakte kleben. In diesem Fall ist durch die vorher beschriebene Logik zwar sichergestellt, dass kein Ausgangssignal (zum Sender der Fernsteuerung) mehr erzeugt wird (denn dazu bedarf es auch einer unterbrochenen Lichtschranke), jedoch würde ein erneutes vermeintliches Betätigen des Tasters die Lichtschranke wieder unterbrechen und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugen. Der Bediener der Fernsteuerung würde so aber gar nicht merken, dass seine Fernsteuerung defekt geworden ist. Durch die Rücksetzung des Auswertesignals ist dies nun nicht mehr möglich: Zur erneuten Erzeugung eines solchen Auswertesignals (Freigabesignals) muss die Fernsteuerung nämlich ordnungsgemäß ein- und ausgeschaltet werden und die Lichtschranke dabei geschlossen werden können. Zumindest das ordnungsgemäße Ein und Ausschalten der Fernsteuerung ist bei einem defekten Tastschalter nicht mehr möglich.
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Es ist zweckmäßig, einen ausgelösten autonomen Fahrvorgang nach einer bestimmten Zeit, in der eine der Fernsteuerung zugeordnete Empfangseinrichtung keine oder fehlerhafte Signale empfängt, zu beenden. Die von der Fernsteuerung ausgesendeten Signale können bspw. einfache Rechtecksignale, aber auch speziell codierte Signale sein. Vorzugsweise kann die Zeit, nach der dieses geschieht, bestimmbar bzw. einstellbar sein. Durch die bestimmbare Zeitspanne kann ein ”Nachlauf” des Kraftfahrzeugs eingestellt werden. Eine kleine Zeitspanne verringert den Nachlauf, eine große erhöht diesen.
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Zur Einsparung von Energie ist es vorteilhaft, wenn die Fernsteuerung wieder ausgeschaltet wird, wenn diese nicht innerhalb einer bestimmten Zeit nach ihrer Einschaltung erneut betätigt wird. Die Zeit kann vorzugsweise bestimmbar sein und beispielsweise 10 Sekunden oder weniger betragen.
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Die Erfindung betrifft ferner auch eine Fernsteuerung zur Verwendung in einem Verfahren zur Absicherung eines autonomen Fahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs, wobei die Fernsteuerung wenigstens ein Betätigungselement zur Einschaltung derselben bzw. zur Verursachung wenigstens eines Ausgangssignals nach Art einer Totmanneinrichtung aufweist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in die Fernsteuerung wenigstens ein Logikbaustein integriert ist und wenigstens eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung, welche wenigstens ein Signal an den Logikbaustein ausgeben kann, wobei der Logikbaustein in Abhängigkeit des wenigstens einen Signals der Sicherheitseinrichtung und wenigstens eines Ausgangssignals des Betätigungselements das Ausgangssignal erzeugt. Durch eine derartige Fernsteuerung kann somit eine erhöhte Absicherung eines autonomen Fahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs erzielt werden, wobei die Position des Bedieners der Fernsteuerung lediglich durch die Reichweite der Fernsteuerung begrenzt ist. Zweckmäßigerweise ist als Sicherheitseinrichtung eine Lichtschranke vorzusehen, die vergleichsweise kostengünstig und auch kompakt zu realisieren ist.
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In einer Weiterbildung ist ferner vorgesehen, dass der Fernsteuerung ein im Kraftfahrzeug befindlicher Empfänger zugeordnet ist, der einen Zähler aufweist, welcher mit Empfang eines Signals der Fernsteuerung zurückgesetzt wird, wobei nach Überschreiten eines einstellbaren Zählwertes Steuerbefehle zum sofortigen Anhalten des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Durch die Vorgabe des Zählwertes kann auf einfache Weise die Zeit eines ”Nachlaufs” vorgegeben werden, was bei der Erläuterung des Verfahrens weiter oben bereits erläutert wurde.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels deutlich, was mit Hilfe der beiliegenden Figuren näher erläutert werden soll. Dabei bedeuten
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1 ein vereinfachtes Zustandsdiagramm der für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Signale bzw. Komponenten,
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2 einen schematischen Aufbau einer Fernbedienung, wobei nur die zum Verständnis unbedingt notwendigen Funktionskomponenten dargestellt sind.
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Es wird auf 1 und 2 Bezug genommen.
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1 zeigt die wesentlichen Signalzustände der beteiligten Funktionskomponenten und 2 die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Funktionskomponenten der Fernsteuerung. Darin ist eine erfindungsgemäße Fernsteuerung 1 ersichtlich, welche einen mechanischen Tastschalter 2 als Betätigungseinrichtung und als zusätzliche sicherheitsrelevante Funktionskomponente eine Lichtschranke aufweist. Die Lichtschranke umfasst eine Infrarot-Licht aussende Diode 3 und eine Infrarot-Licht empfangende Diode 4. Zwischen den Dioden 3 und 4 befindet sich ein erzeugter Lichtschranken-Lichtstrahl LS. Der Tastschalter 2 ist wie ersichtlich unterhalb des Lichtschranken-Lichtstrahls LS angeordnet, so dass bei Betätigung der Fernsteuerung 1 (des Tastschalters 2) automatisch der Lichtschranken-Lichtstrahl LS (im Folgenden nur noch Lichtschranke genannt) unterbrochen wird. Ferner ist ein Logikbaustein 5 ersichtlich. Der Tastschalter 2 erzeugt ein Ausgangssignal T, die Diode 3 erzeugt ein Ausgangssignal D1 und die Diode 4 ein Ausgangssignal D2. Die Ausgangssignale T, D1 und D2 werden dem Logikbaustein 5 zugeführt. Dieser erzeugt wiederum in Abhängigkeit dieser ihm zugeführten Signale ein Ausgangssignal S, wie anhand der 1 im Folgenden noch näher erläutert wird.
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Zunächst wird ein Einschaltvorgang E-LS der Lichtschranke LS beschrieben. So erfolgt zunächst eine erstmalige Betätigung (vgl. T1-1) des Tastschalters 2 und damit eine Einschaltung der Fernsteuerung 1. Der Taster 2 gibt ein Signal T1 (betätigt) aus. Nach einer zu vernachlässigenden Zeitverzögerung V1 erhält der Logikbaustein 5 das Signal, dass die Lichtschranke LS unterbrochen ist (LS1). Genauer gesagt gibt die Diode 3 während der Betätigung des Tastschalters 2 durch eine Bedienperson (vergleiche angedeutete Hand) das Ausgangssignal D1 (aktiviert) aus, während die Diode 4 aufgrund der unterbrochenen Lichtschranke LS kein Licht empfängt und daher auch kein Ausgangssignal D2 ausgibt.
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In einem weiteren Schritt erfolgt nun der Funktionstest der Lichtschranke und die Erzeugung eines entsprechenden Auswertesignals F (vgl. T-LS). Wird nun nach dem ersten Einschalten der Fernsteuerung 1 die Hand des Bedieners wieder von der Fernsteuerung 1 wegbewegt, so gibt zunächst der Tastschalter 2 wieder ein Signal T0 (unbetätigt) aus und nach einer kurzen Zeitverzögerung V2 gibt die Lichtschranke LS ein Signal LS0 (geschlossen) aus. Da nun sowohl die Diode 3 ein Signal D1 als auch die Diode 4 ein Signal D2 an den Logikbaustein 5 ausgeben, wertet dessen Auswertelogik diesen Zustand als erfolgreichen Funktionstest der Lichtschranke LS und erzeugt ein Auswertesignal F1 (Freigabe). Das Freigabesignal bleibt weiter bestehen, solange, bis die Auswertelogik des Logikbausteins 5 einen Funktionsfehler feststellt (siehe weiter unten) oder die Fernsteuerung 1 wieder ausgestellt wird. Beabsichtigt der Bediener nunmehr einen autonomen Fahrvorgang auszulösen, so muss er den Tastschalter 2 erneut betätigen (T1-2). Bei Näherung des Bedienfingers an den Tastschalter 2 wird zunächst die Lichtschranke LS unterbrochen (LS1) und nach einer kurzen Zeitverzögerung V3 durch den Tastschalter 2 das Signal T1 (betätigt) ausgegeben. Erst jetzt, wo die Signale T1 (Tastschalter 2 betätigt), LS1 (Lichtschranke LS unterbrochen) und das von der Auswertelogik des Logikbausteins 5 intern erzeugte Auswertesignal F1 (Freigabe) vorliegen, wird vom Logikbaustein 5 ein Ausgangssignal S, genauer gesagt S = S1, erzeugt, welches zu einer nicht gezeigten Sendeeinheit in der Fernsteuerung 1 geleitet wird, die das eigentliche Steuersignal für den Parkvorgang zu einem Empfänger in einem Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) übermittelt.
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Als weiterer Schritt wird erläutert, wie eine Deaktivierung des Freigabesignals F (vgl. D-F) erfolgt:
Wird nun bei veranlasstem Fahrvorgang durch den Bediener wieder ein Abbruch des Fahrvorgangs gewünscht, so wird dieser wieder den Finger von dem Tastschalter 2 entfernen und damit die Lichtschranke LS schließen (LS0). Öffnet nun der Tastschalter 2 aufgrund eines Defektes nicht (Ausgangssignal des Tastschalters 2 ist weiterhin T1 = betätigt), so erkennt dies die Auswertelogik des Logikbausteins 5 und setzt intern das Freigabesignal F wieder zurück auf F0 (keine Freigabe). Dies erfolgt ebenfalls nach einer kurzen Zeitverzögerung V4. Entsprechend wird nach einer weiteren Zeitverzögerung V5 auch das Ausgangssignal S des Logikbausteins 5 auf S0 (kein Ausgangssignal) zurückgesetzt. Der autonome Fahrvorgang wird somit unterbrochen. Bei erneuter (vermeintlicher) Betätigung des Tastschalters 2 wird jedoch auch bei Unterbrechung der Lichtschranke LS kein Ausgangssignal S1 durch den Logikbaustein 5 mehr erzeugt, da kein Freigabesignal F1 mehr vorliegt. Ein solches Freigabesignal F1 kann auch nicht mehr erzeugt werden, da dieses eine Unterbrechung der Lichtschranke (LS1) und ein Ausschalten (T0) des Tastschalters 2 erfordert. Somit wird der Bediener der Fernsteuerung 1 zwangsläufig darauf hingewiesen, dass die Fernsteuerung 1 nicht ordnungsgemäß arbeitet und muss diese reparieren lassen. Diese beschriebene Verfahrensweise führt zu einer deutlichen Erhöhung der Verfahrenssicherheit.
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Wird die ordnungsgemäß funktionierende Fernsteuerung nach ihrer Einschaltung (T1-1) nicht innerhalb einer definierten Zeit (beispielsweise < 10 sec) erneut betätigt (T1-2), so wird die Fernsteuerung 1 wieder ausgeschaltet, damit Strom gespart werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fernsteuerung
- 2
- Tastschalter
- 3
- Infrarot-Licht aussendende Diode
- 4
- Infrarot-Licht empfangende Diode
- 5
- Logikbaustein
- D1
- Ausgangssignal der Diode 3
- D2
- Ausgangssignal der Diode 4
- D-F
- Deaktivierung des Freigabesignals
- E-LS
- Einschaltvorgang der Lichtschranke
- F
- Freigabesignal
- F0
- kein Freigabesignal
- F1
- Freigabesignal erzeugt
- LS
- Lichtschranken-Lichtstrahl
- LS0
- Lichtschranke geschlossen
- LS1
- Lichtschranke geöffnet (unterbrochen)
- S
- Ausgangssignal des Logikbausteins zur Sendeeinheit der Fernsteuerung
- S0
- Kein Ausgangssignal
- S1
- Ausgangssignal erzeugt
- T
- Ausgangssignal des Tastschalters
- T0
- Tastschalter nicht betätigt
- T1
- Tastschalter betätigt
- T1-1
- Erstmaliges Betätigen des Tastschalters
- T1-2
- Erneutes Betätigen des Tastschalters
- T-LS
- Test der Lichtschranke
- V1–V5
- Verzögerungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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