DE102022127710A1

DE102022127710A1 - Autonomous vehicle and method for switching an operation of an autonomous vehicle

Info

Publication number: DE102022127710A1
Application number: DE102022127710.0A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Seckert
Original assignee: Zauberhaendchen Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: Zauberhaendchen Ug Haftungsbeschraenkt
Priority date: 2022-10-20
Filing date: 2022-10-20
Publication date: 2024-04-25

Abstract

Ein autonomes Fahrzeug (9) weist mindestens zwei Funktionseinrichtungen (11, 12, 13) auf, wobei jeder Funktionseinrichtung (11, 12, 13) eine Steuereinrichtung (14) zum Ansteuern der betreffenden Funktionseinrichtung (11, 12, 13) zugeordnet ist. Die Steuereinrichtung (14) jeder Funktionseinrichtung (11, 12, 13) versendet in einem vorgebbaren Steuereinrichtungszeitintervall Steuereinrichtungsdaten, die mindestens eine Identifikationsinformation der betreffenden Funktionseinrichtung (11, 12, 13) beinhalten, wobei die Identifikationsinformation eine Identifizierung der betreffenden Funktionseinrichtung (11, 12, 13) ermöglicht. Eine Betriebssteuereinrichtung (16) überprüft für jede Steuereinrichtung (14), ob innerhalb eines Steuereinrichtungskontrollintervalls Steuereinrichtungsdaten von der betreffenden Steuereinrichtung (14) versendet wurden, die einen fehlerfreien Betrieb der betreffenden Funktionseinrichtung (11, 12, 13) signalisieren. Bei dem Ausbleiben von Steuereinrichtungsdaten von einer Steuereinrichtung (14) versendet die Betriebssteuereinrichtung (16) eine Notfallinformation. Jede Steuereinrichtung (14) überführt nach Erhalt einer Notfallinformation die der betreffenden Steuereinrichtung (14) zugeordnete Funktionseinrichtung (11, 12, 13) in einen Sicherheitsbetriebszustand.

An autonomous vehicle (9) has at least two functional devices (11, 12, 13), each functional device (11, 12, 13) being assigned a control device (14) for controlling the relevant functional device (11, 12, 13). The control device (14) of each functional device (11, 12, 13) sends control device data in a predeterminable control device time interval, which contain at least one piece of identification information for the relevant functional device (11, 12, 13), the identification information enabling the relevant functional device (11, 12, 13) to be identified. An operating control device (16) checks for each control device (14) whether control device data signaling error-free operation of the relevant functional device (11, 12, 13) has been sent by the relevant control device (14) within a control device control interval. If control device data from a control device (14) are not received, the operating control device (16) sends emergency information. After receiving emergency information, each control device (14) transfers the functional device (11, 12, 13) assigned to the relevant control device (14) to a safety operating state.

Description

Die Erfindung betrifft ein autonomes Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Umschalten eines Betriebs eines autonomen Fahrzeugs von einem Nutzbetrieb in einen Sicherheitsbetriebszustand, wobei das Fahrzeug mindestens zwei Funktionseinrichtungen aufweist und jeder Funktionseinrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der betreffenden Funktionseinrichtung zugeordnet ist, und wobei die Steuereinrichtung jeder Funktionseinrichtung über eine Datenübertragungseinrichtung drahtlos Daten versenden und empfangen kann.The invention relates to an autonomous vehicle and a method for switching an operation of an autonomous vehicle from a utility mode to a safety operating state, wherein the vehicle has at least two functional devices and each functional device is assigned a control device for controlling the relevant functional device, and wherein the control device of each functional device can send and receive data wirelessly via a data transmission device.

In Fahrzeugen werden zunehmend Funktionseinrichtungen eingesetzt, deren Betrieb während der bestimmungsgemäßen Nutzung des Fahrzeugs teilweise oder vollständig automatisiert durchgeführt werden kann. Um zu verhindern, dass bei einer Beeinträchtigung oder bei einem Ausfall einer Funktionseinrichtung der Betrieb des Fahrzeugs nicht mehr kontrollierbar wird oder vorgegebene Sicherheitsaspekte nicht mehr eingehalten werden können, ist es aus der Praxis bekannt, dass die einzelnen Funktionseinrichtungen kontinuierlich kontrolliert werden und im Falle einer Abweichung von einem fehlerfreien Betrieb einer Funktionseinrichtung ein Sicherheitsbetriebszustand zumindest für die betreffende Funktionseinrichtung oder aber für das gesamte Fahrzeug eingeleitet wird.Functional devices are increasingly being used in vehicles, the operation of which can be carried out partially or completely automatically during the intended use of the vehicle. In order to prevent the operation of the vehicle from becoming uncontrollable or specified safety aspects from being complied with in the event of an impairment or failure of a functional device, it is known from practice that the individual functional devices are continuously monitored and, in the event of a deviation from error-free operation of a functional device, a safety operating state is initiated at least for the functional device in question or for the entire vehicle.

Bei einem autonomen Fahrzeug erfolgt die bestimmungsgemäße Nutzung des autonomen Fahrzeugs automatisiert und ohne einen Fahrzeugführer, der das Fahrzeug entweder vor Ort bedient und steuert oder das Fahrzeug über eine Kontrolleinrichtung beobachtet und über die Kontrolleinrichtung den Betrieb des autonomen Fahrzeugs steuert. Bei autonomen Fahrzeugen umfassen die Funktionseinrichtungen beispielsweise Bewegungsantriebseinrichtungen, die eine Bewegung des Fahrzeugs bewirken können, sowie Energiespeichereinrichtungen zur Energieversorgung des Fahrzeugs, beziehungsweise seiner Funktionseinrichtungen. Der autonome Betrieb des Fahrzeugs kann dann ohne eine direkte Kontrolle eines Fahrzeugführers gemäß vorab vorgegebenen Betriebsmustern autonom durchgeführt werden. Da keine kontinuierliche Kontrolle und Überwachung des autonomen Fahrzeugs vorgesehen ist, ist neben der automatisierten Steuerung auch und insbesondere eine Kontrolle jeder Funktionseinrichtung des Fahrzeugs von besonderer Bedeutung, um einen weitgehend störungsfreien Betrieb zu ermöglichen und im Falle einer gravierenden Störung einer Funktionseinrichtung den Betrieb des autonomen Fahrzeugs von einem Nutzbetrieb in einen Sicherheitsbetriebszustand überführen zu können.In the case of an autonomous vehicle, the intended use of the autonomous vehicle is automated and without a driver who either operates and controls the vehicle on site or observes the vehicle via a control device and controls the operation of the autonomous vehicle via the control device. In the case of autonomous vehicles, the functional devices include, for example, motion drive devices that can cause the vehicle to move, as well as energy storage devices for supplying energy to the vehicle or its functional devices. The autonomous operation of the vehicle can then be carried out autonomously without direct control by a driver in accordance with predefined operating patterns. Since there is no provision for continuous control and monitoring of the autonomous vehicle, in addition to automated control, and in particular, control of each functional device of the vehicle is of particular importance in order to enable largely trouble-free operation and, in the event of a serious malfunction of a functional device, to be able to transfer the operation of the autonomous vehicle from a useful operation to a safe operating state.

Aus der Praxis sind verschiedene Systeme bekannt, bei denen die einzelnen Funktionseinrichtungen jeweils von einer zugeordneten Steuereinrichtung angesteuert und überwacht werden und die Steuereinrichtung über geeignete Sensoren möglichst viele Betriebskenngrößen der betreffenden Funktionseinrichtung erfasst und an eine zentrale Betriebssteuereinrichtung übermittelt. Durch eine geeignete Auswahl und Auswertung der von den einzelnen Steuereinrichtungen an die Betriebssteuereinrichtung übermittelten Betriebskenngrößen, beziehungsweise Steuereinrichtungsdaten können oftmals drohende Beeinträchtigungen oder Ausfälle einzelner Funktionseinrichtungen frühzeitig von der Betriebssteuereinrichtung erkannt werden, sodass die Betriebssteuereinrichtung rechtzeitig geeignete Maßnahmen einleiten kann und beispielsweise den Betrieb des autonomen Fahrzeugs in einen Sicherheitsbetriebszustand umschalten kann. Das Erfassen der einzelnen Betriebskenngrößen der Funktionseinrichtungen erfordert oftmals aufwändige und komplexe Sensorsysteme, und die Auswertung der mit den Sensorsystemen erfassten Betriebskenngrößen aufwendige Auswertesysteme. Es müssen häufig umfangreiche Steuereinrichtungsdaten von den einzelnen Steuereinrichtungen an die Betriebssteuereinrichtung übermittelt und dort ausgewertet werden.Various systems are known from practice in which the individual functional devices are each controlled and monitored by an associated control device and the control device uses suitable sensors to record as many operating parameters of the relevant functional device as possible and transmit them to a central operating control device. By appropriately selecting and evaluating the operating parameters or control device data transmitted from the individual control devices to the operating control device, the operating control device can often detect impending impairments or failures of individual functional devices at an early stage, so that the operating control device can initiate suitable measures in good time and, for example, switch the operation of the autonomous vehicle to a safe operating state. Recording the individual operating parameters of the functional devices often requires complex and timely sensor systems, and evaluating the operating parameters recorded by the sensor systems requires complex evaluation systems. Extensive control device data often has to be transmitted from the individual control devices to the operating control device and evaluated there.

Wenn das autonome Fahrzeug beispielsweise als Feld- oder Ernteroboter eingesetzt werden soll, müssen alle beteiligten Komponenten an die oftmals anspruchsvollen Nutzungsanforderungen und Umgebungsbedingungen angepasst sein, was mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist. Zudem steigt mit der Komplexität der für den Betrieb des autonomen Fahrzeugs eingesetzten Komponenten und Systeme auch deren Fehleranfälligkeit, insbesondere bei einem Nutzungsbetrieb als Feld- oder Ernteroboter in einer für das autonome Fahrzeug anspruchsvollen Umgebung.If the autonomous vehicle is to be used as a field or harvesting robot, for example, all components involved must be adapted to the often demanding usage requirements and environmental conditions, which involves considerable effort. In addition, the more complex the components and systems used to operate the autonomous vehicle become, the more likely they are to fail, particularly when used as a field or harvesting robot in an environment that is demanding for the autonomous vehicle.

Um einen möglichst störungsfreien Betrieb eines autonomen Fahrzeugs ermöglichen zu können ist es aus der Praxis ebenfalls bekannt, dass nicht nur einzelne Funktionseinrichtungen, sondern auch die für deren Steuerung verwendeten Steuereinrichtungen und gegebenenfalls auch die Datenübertragungseinrichtungen redundant ausgelegt sind und bei einem Ausfall einer Steuereinrichtung oder bei einem Fehler in der Datenkommunikation auf die redundant vorgehaltenen Komponenten und Datenübertragungswege zurückgegriffen und umgeschaltet wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Datenkommunikation zwischen den Steuereinrichtungen und der Betriebssteuereinrichtung üblicherweise über ein drahtgebundenes Bussystem erfolgt und im Falle einer Störung auf Datenübertragungseinrichtungen mit drahtloser Datenübertragung zurückgegriffen wird. Während der Aufwand, der für eine redundante Auslegung wichtiger Komponenten und Systeme erforderlich ist, bei Fahrzeugen zur Personenbeförderung regelmäßig als angemessen erachtet wird, um eine möglichst zuverlässige und sichere Personenbeförderung zu ermöglichen, erschweren die hierfür anfallenden Kosten oftmals einen wirtschaftlich sinnvollen Einsatz von Feld- und Ernterobotern.In order to enable the most trouble-free operation of an autonomous vehicle, it is also known from practice that not only individual functional devices, but also the control devices used to control them and, if necessary, the data transmission devices are designed redundantly and that in the event of a failure of a control device or an error in the data communication, the redundant components and data transmission paths are used and switched over. For example, it can be provided that the data communication between the control devices and the operating control device usually takes place via a wired bus system and in the event of a fault, data transmission devices with wireless data transmission are used. While the effort, which is required for a redundant design of important components and systems, is regularly considered appropriate for vehicles used to transport people in order to enable the most reliable and safe passenger transport possible, the costs incurred for this often make it difficult to use field and harvesting robots in an economically viable manner.

Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, ein Verfahren zum Umschalten eines autonomen Fahrzeugs von einem Nutzbetrieb in einen Sicherheitsbetriebszustand so auszugestalten, dass das Verfahren mit einem möglichst geringen Aufwand kostengünstig bei autonomen Fahrzeugen eingesetzt und durchgeführt werden kann und dabei im Falle einer Fehlfunktion möglichst zuverlässig in einen sicheren Betriebsmodus des autonomen Fahrzeugs umgeschaltet werden kann.It is therefore considered to be an object of the present invention to design a method for switching an autonomous vehicle from a commercial operation to a safety operating state in such a way that the method can be used and carried out cost-effectively in autonomous vehicles with the least possible effort and, in the event of a malfunction, can be switched to a safe operating mode of the autonomous vehicle as reliably as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jede Steuereinrichtung jeder Funktionseinrichtung in einem vorgebbaren Steuereinrichtungszeitintervall Steuereinrichtungsdaten versendet, die mindestens eine Identifikationsinformation der betreffenden Funktionseinrichtung beinhalten, wobei die Identifikationsinformation eine Identifizierung der betreffenden Funktionseinrichtung ermöglicht, dass eine Betriebssteuereinrichtung für jede Steuereinrichtung überprüft, ob innerhalb eines Steuereinrichtungskontrollintervalls Steuereinrichtungsdaten von der betreffenden Steuereinrichtung versendet wurden, die einen fehlerfreien Betrieb der betreffenden Funktionseinrichtung signalisieren, dass bei dem Ausbleiben von Steuereinrichtungsdaten von einer Steuereinrichtung oder bei dem Erhalt von einen fehlerhaften Betrieb der Funktionseinrichtung signalisierenden Steuereinrichtungsdaten ausgehend von der Betriebssteuereinrichtung eine Notfallinformation versendet wird, und dass jede Steuereinrichtung nach Erhalt einer Notfallinformation die der betreffenden Steuereinrichtung zugeordnet Funktionseinrichtung in einen Sicherheitsbetriebszustand überführt.This object is achieved according to the invention in that each control device sends control device data to each functional device in a predefinable control device time interval, which contain at least one piece of identification information for the functional device in question, wherein the identification information enables identification of the functional device in question, that an operating control device checks for each control device whether control device data has been sent from the control device in question within a control device control interval, which data signal error-free operation of the functional device in question, that if control device data is missing from a control device or if control device data signaling incorrect operation of the functional device is received, emergency information is sent from the operating control device, and that each control device, after receiving emergency information, transfers the functional device assigned to the control device in question to a safety operating state.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist keine bidirektionale Datenübertragung zwischen einer Steuereinrichtung und der Betriebssteuereinrichtung erforderlich. Viel mehr kann jede Steuereinrichtung deren Steuereinrichtungsdaten als Broadcast und damit gleichzeitig an alle Datenübertragungseinrichtungen versenden, die für den Empfang von Steuereinrichtungendaten geeignet und vorgesehen sind und sich in der Reichweite der Datenübertragung von der Steuereinrichtung befinden. Ein derartiger Broadcast kann mit einfachen Mitteln versendet werden und ist wenig störanfällig, da beispielsweise für das Versenden der Steuereinrichtungsdaten die bestehende Empfangsmöglichkeit durch einen vorgegebenen einzelnen Empfänger der versendeten Steuereinrichtungsdaten keine notwendige Voraussetzung ist.In the method according to the invention, no bidirectional data transmission between a control device and the operational control device is required. Rather, each control device can send its control device data as a broadcast and thus simultaneously to all data transmission devices that are suitable and intended for receiving control device data and are within the range of the data transmission from the control device. Such a broadcast can be sent using simple means and is not very susceptible to interference, since, for example, the existing possibility of receiving the sent control device data by a predetermined individual recipient is not a necessary prerequisite for sending the control device data.

Es wird als ein weiterer und insbesondere für Feld- oder Ernteroboter wichtiger Vorteil der dezentralen und drahtlosen Datenübertragung der Steuereinrichtungsdaten angesehen, dass keine Verkabelung der einzelnen Steuereinrichtungen mit einer Betriebssteuereinrichtung erforderlich ist. Eine Verkabelung ist insbesondere bei den oftmals anspruchsvollen Nutzungs- und Umgebungsbedingungen eines Feld- oder Ernteroboters fehleranfällig. Zudem würde eine betriebssichere Verkabelung oftmals einen zusätzlichen konstruktiven Aufwand für den Schutz der Verkabelung vor einer mechanischen Beanspruchung erfordern, um während des Betriebs eine Beschädigung oder ein Abreißen eines Kabels vermeiden zu können.Another important advantage of decentralized and wireless data transmission of control device data, particularly for field or harvesting robots, is that no wiring of the individual control devices to an operating control device is required. Wiring is prone to errors, particularly in the often demanding usage and environmental conditions of a field or harvesting robot. In addition, reliable wiring would often require additional design effort to protect the wiring from mechanical stress in order to avoid damage or a cable being torn off during operation.

Die von jeder Steuereinrichtung versendeten Steuereinrichtungsdaten umfassen mindestens eine Identifikationsinformation der betreffenden Funktionseinrichtung, mit welcher die betreffende Funktionseinrichtung identifiziert werden kann. Eine derartige Identifikationsinformation wird in der Praxis auch als Heartbeat bezeichnet und kann in Abhängigkeit von der Anzahl und Heterogenität der Funktionseinrichtungen eine sehr kurze digitale Datenfolge sein. Derartige Heartbeats können ohne großen konstruktiven Aufwand und mit einem sehr geringen Energieaufwand zuverlässig versendet und empfangen werden.The control device data sent by each control device includes at least one piece of identification information for the relevant functional device, with which the relevant functional device can be identified. Such identification information is also referred to in practice as a heartbeat and, depending on the number and heterogeneity of the functional devices, can be a very short digital data sequence. Such heartbeats can be reliably sent and received without great design effort and with very little energy consumption.

Bei einer besonders einfachen Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens muss die Betriebssteuereinrichtung lediglich überwachen beziehungsweise überprüfen, ob von jeder Steuereinrichtung innerhalb eines Steuereinrichtungskontrollintervalls Steuereinrichtungsdaten versendet wurden, die einen fehlerfreien Betrieb der betreffenden Funktionseinrichtung signalisieren. Diese Überprüfung kann beispielsweise durch den Empfang eines Heartbeats von der betreffenden Steuereinrichtung erfolgen. Sollte die Betriebssteuereinrichtung feststellen, dass von einer Steuereinrichtung innerhalb des vorgegebenen Steuereinrichtungskontrollintervalls keine Steuereinrichtungsdaten versandt wurden und beispielsweise der einen bestimmungsgemäßen Betrieb der betreffenden Funktionseinrichtung bestätigende Heartbeat der betreffenden Steuereinrichtung ausbleibt beziehungsweise nicht empfangen wird, versendet die Betriebssteuereinrichtung eine Notfallinformation. Der Versand dieser Notfallinformation kann ebenfalls als Broadcast an alle beteiligten Steuereinrichtungen erfolgen. Die Notfallinformation kann eine für alle Steuereinrichtungen einheitliche Notfallinformation sein, mit welcher alle Steuereinrichtungen dazu veranlasst werden, die zugeordnete Funktionseinrichtung in einen Sicherheitsbetriebszustand umzuschalten.In a particularly simple implementation of the method according to the invention, the operating control device only has to monitor or check whether control device data has been sent by each control device within a control device control interval, which signal error-free operation of the relevant functional device. This check can be carried out, for example, by receiving a heartbeat from the relevant control device. If the operating control device determines that no control device data has been sent by a control device within the specified control device control interval and, for example, the heartbeat of the relevant control device confirming proper operation of the relevant functional device is missing or not received, the operating control device sends emergency information. This emergency information can also be sent as a broadcast to all control devices involved. The emergency information can be uniform emergency information for all control devices, with which all control devices are prompted to tion to a safety operating state.

Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Notfallinformation für verschiedene Funktionseinrichtungen unterschiedliche Notfallfunktionsvorgaben enthält. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Notfallinformation Identifikationsinformationen für einzelne Funktionseinrichtungen beinhalten und lediglich die Steuereinrichtungen der diesen Identifikationsinformationen zugeordneten Funktionseinrichtungen die Notfallinformation verarbeiten und demzufolge lediglich die betreffenden Funktionseinrichtungen in einen Sicherheitsbetriebszustand überführt werden, während andere Funktionseinrichtungen in dem jeweils vorgegebenen Nutzbetrieb weiterbetrieben werden könnten.It can also be provided that the emergency information contains different emergency function specifications for different functional devices. It is also conceivable that the emergency information contains identification information for individual functional devices and only the control devices of the functional devices assigned to this identification information process the emergency information and consequently only the relevant functional devices are transferred to a safety operating state, while other functional devices can continue to operate in the respectively specified useful mode.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit geringem Aufwand und sehr zuverlässig durchgeführt werden. Da sowohl die Steuereinrichtungsdaten als auch eine Notfallinformation jeweils als Broadcast versendet werden können und keine bidirektionale Datenübertragung zwischen einer Steuereinrichtung und einer Betriebssteuereinrichtung erforderlich ist, die gegebenenfalls dauerhaft bestehende Datenübertragungswege erfordern, ist das erfindungsgemäße Verfahren wenig störanfällig und kann mit großer Zuverlässigkeit auch unter anspruchsvollen Nutzungs- und Umgebungsbedingungen eines autonomen Fahrzeugs durchgeführt werden. Da mit der Notfallinformation alle Steuereinrichtungen über einen fehlerhaften Betrieb oder Zustand einer Funktionseinrichtung informiert werden, können die Maßnahmen zum Umschalten des Betriebs des autonomen Fahrzeugs in einen Sicherheitsbetriebszustand von allen Steuereinrichtungen rasch in die Wege geleitet und durchgeführt werden. Eine Abstimmung der Sicherheitsbetriebszustände der einzelnen Funktionseinrichtungen sowie des Umschaltens in den Sicherheitsbetriebszustand der einzelnen Funktionseinrichtungen ist nicht erforderlich. Eine solche Abstimmung könnte jedoch bei Bedarf zwischen einzelnen Steuereinrichtungen gesondert vorgenommen werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Betriebssteuereinrichtung eine derartige Abstimmung des Umschaltens und der jeweiligen Sicherheitsbetriebszustände der Funktionseinrichtungen vorgeben kann.The method according to the invention can be carried out with little effort and very reliably. Since both the control device data and emergency information can each be sent as a broadcast and no bidirectional data transmission between a control device and an operating control device is required, which may require permanently existing data transmission paths, the method according to the invention is not very susceptible to interference and can be carried out with great reliability even under demanding usage and environmental conditions of an autonomous vehicle. Since the emergency information informs all control devices about faulty operation or the state of a functional device, the measures for switching the operation of the autonomous vehicle to a safety operating state can be quickly initiated and carried out by all control devices. Coordination of the safety operating states of the individual functional devices and the switching to the safety operating state of the individual functional devices is not necessary. However, such coordination could be carried out separately between individual control devices if necessary. It is also conceivable that the operating control device can specify such coordination of the switching and the respective safety operating states of the functional devices.

In besonders vorteilhafter Weise ist optional vorgesehen, dass jede Steuereinrichtung jeder Funktionseinrichtung eine Betriebssteuereinrichtung aufweist oder als Betriebssteuereinrichtung eingerichtet ist. Auf diese Weise kann jede Steuereinrichtung auch als Betriebssteuereinrichtung genutzt werden. Eine zusätzliche zentrale Betriebssteuereinrichtung ist nicht erforderlich, könnte jedoch optional vorgesehen sein. Insbesondere für den Fall, dass unterschiedliche Funktionseinrichtungen bei dem autonomen Fahrzeug eingesetzt werden, kann auch vorgesehen sein, dass einige Steuereinrichtungen eine Betriebssteuereinrichtung aufweisen oder als Betriebssteuereinrichtung eingerichtet sind, während andere Steuereinrichtungen nicht gleichzeitig auch als Betriebssteuereinrichtung eingesetzt werden können. Mit der Anzahl der während des Betriebs des autonomen Fahrzeugs nutzbaren Betriebssteuereinrichtungen steigt die Zuverlässigkeit des automatisierten Umschaltens in einen Sicherheitsbetriebszustand.In a particularly advantageous manner, it is optionally provided that each control device of each functional device has an operating control device or is set up as an operating control device. In this way, each control device can also be used as an operating control device. An additional central operating control device is not required, but could be optionally provided. In particular, in the event that different functional devices are used in the autonomous vehicle, it can also be provided that some control devices have an operating control device or are set up as an operating control device, while other control devices cannot simultaneously be used as an operating control device. The reliability of the automated switching to a safety operating state increases with the number of operating control devices that can be used during operation of the autonomous vehicle.

Es ist sehr unwahrscheinlich, dass zwei Funktionseinrichtungen oder zwei jeweils zugeordnete Steuereinrichtungen zeitgleich ausfallen. Es ist deshalb unabhängig von einer Implementierung der Betriebssteuereinrichtungen jeweils als Bestandteil oder Zusatz zu einer Steuereinrichtung sehr unwahrscheinlich, dass zwei Betriebssteuereinrichtungen zeitgleich ausfallen. Um dieses sehr geringe Risiko eines gleichzeitigen Ausfalls aller Betriebssteuereinrichtungen zu minimieren kann vorgesehen sein, das autonome Fahrzeug mit mindestens drei oder mehr Betriebssteuereinrichtungen auszustatten, die parallel betrieben werden können.It is very unlikely that two functional devices or two associated control devices will fail at the same time. It is therefore very unlikely that two operating control devices will fail at the same time, regardless of whether the operating control devices are implemented as a component or addition to a control device. In order to minimize this very low risk of a simultaneous failure of all operating control devices, it can be provided that the autonomous vehicle is equipped with at least three or more operating control devices that can be operated in parallel.

Der Betrieb einer Betriebssteuereinrichtung erfordert keinen übermäßigen Aufwand und kann mit einem geringen Energiebedarf durchgeführt werden. Die Betriebssteuereinrichtung muss lediglich für jede Steuereinrichtung überprüfen, ob innerhalb eines Steuereinrichtungskontrollintervalls Steuereinrichtungsdaten von der betreffenden Steuereinrichtung versendet wurden, die einen fehlerfreien Betrieb der betreffenden Funktionseinrichtung signalisieren. Eine derartige Überprüfung kann mit geringem Bearbeitungsaufwand sehr rasch durchgeführt werden. Indem jede Steuereinrichtung gleichzeitig auch als Betriebssteuereinrichtung verwendet wird, wird ohne nennenswerten konstruktiven Mehraufwand eine redundante Ausgestaltung für die Durchführung des Verfahrens erforderlichen Betriebssteuereinrichtung ermöglicht. Sollte eine Steuereinrichtung beispielsweise ausfallen oder nicht mehr mit Energie versorgt werden und deshalb nicht mehr Daten versenden und empfangen können, würde eine andere Steuereinrichtung mit der zugeordneten Betriebssteuereirichtung feststellen, dass die fehlerhafte Steuereinrichtung keine Steuereinrichtungsdaten mehr versendet, sodass die betreffende Betriebssteuereinrichtung die Notfallinformation an alle Steuereinrichtungen versendet.The operation of an operating control device does not require excessive effort and can be carried out with low energy consumption. The operating control device only has to check for each control device whether control device data has been sent from the relevant control device within a control device control interval, which signal that the relevant functional device is operating correctly. Such a check can be carried out very quickly with little processing effort. By using each control device as an operating control device at the same time, a redundant design of the operating control device required to carry out the method is made possible without any significant additional design effort. If, for example, a control device were to fail or no longer be supplied with energy and therefore could no longer send and receive data, another control device with the assigned operating control device would determine that the faulty control device is no longer sending control device data, so that the relevant operating control device sends the emergency information to all control devices.

Es ist nicht erforderlich, dass die mehreren Betriebssteuereinrichtungen untereinander Daten austauschen oder synchronisiert sind. Es ist ebenfalls nicht erforderlich, dass die mehreren Betriebssteuereinrichtungen hierarchisch organisiert sind und beispielsweise in einem Master-Slave-Betrieb oder in einem lediglich bei Bedarf aktivierten Ersatzbetrieb betrieben werden. Da jede Betriebssteuereinrichtung unabhängig von einer anderen Betriebssteuereinrichtung bei nicht empfangenen oder fehlerhaften Steuereinrichtungsdaten von einer Steuereinrichtung die Notfallinformation versendet und damit gegebenenfalls von einer Anzahl von Betriebssteuereinrichtungen zeitgleich oder innerhalb einer kurzen Zeitdauer Notfallinformationen versendet werden, wird sehr zuverlässig ein Umschalten des Betriebs des autonomen Fahrzeugs in einen Sicherheitsbetriebszustand veranlasst.It is not necessary for the multiple operating control devices to exchange data with each other or to be synchronized. It is also not necessary for the multiple operating control devices to be organized hierarchically and, for example, to operate in a master-slave mode. or in a backup mode that is only activated when required. Since each operating control device sends the emergency information independently of another operating control device if control device data is not received or is incorrect from a control device and thus emergency information is sent by a number of operating control devices at the same time or within a short period of time, the operation of the autonomous vehicle is very reliably switched to a safety operating state.

Als Funktionseinrichtung des autonomen Fahrzeugs kann jede eigenständig steuerbare Komponente des autonomen Fahrzeugs angesehen werden. Um ein sich bewegendes autonomes Fahrzeug möglichst zuverlässig und sicher in einen Sicherheitsbetriebszustand ohne jegliche Bewegung überführen zu können ist optional vorgesehen, dass das Fahrzeug mindestens zwei Bewegungsantriebseinrichtungen aufweist, die jeweils eine Funktionseinrichtung bilden und während des Betriebs gemeinsam eine Bewegung des Fahrzeugs bewirken. Sollte eine Bewegungsantriebseinrichtung während des Nutzbetriebs ausfallen oder fehlerhaft funktionieren, kann die betreffende Bewegungsantriebseinrichtung abgeschaltet werden und mit einer weiteren Bewegungsantriebseinrichtung das autonome Fahrzeug zum Stillstand gebracht und dauerhaft im Stillstand gehalten werden. Für viele Feld- und Ernteroboter wird es als vorteilhaft erachtet, wenn das autonome Fahrzeug drei oder vier Bewegungsantriebseinrichtungen mit jeweils mindestens einem angetriebenen Rad oder einer angetriebenen Achse aufweist. Any independently controllable component of the autonomous vehicle can be considered a functional device of the autonomous vehicle. In order to be able to transfer a moving autonomous vehicle as reliably and safely as possible into a safe operating state without any movement, it is optionally provided that the vehicle has at least two motion drive devices, each of which forms a functional device and together causes the vehicle to move during operation. If a motion drive device fails or malfunctions during use, the motion drive device in question can be switched off and the autonomous vehicle can be brought to a standstill and held permanently at a standstill using another motion drive device. For many field and harvesting robots, it is considered advantageous if the autonomous vehicle has three or four motion drive devices, each with at least one driven wheel or axle.

Die Bewegungsantriebseinrichtungen können auch Lenkbewegungen der angetriebenen Räder oder Fortbewegungsmittel ermöglichen und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs beeinflussen oder vorgeben. Wenn beispielsweise bei einem autonomen Fahrzeug mit vier unabhängig voneinander angetriebenen und angesteuerten Bewegungsantriebseinrichtungen, die jeweils ein angetriebenes Rad aufweisen, eine einzelne Bewegungsantriebseinrichtung oder deren Energieversorgung ausfällt oder nur noch fehlerhaft betrieben werden kann, können die verbleibenden Bewegungsantriebseinrichtungen in einen Sicherheitsbetriebszustand überführt werden und das Fahrzeug zuverlässig und in kurzer Zeit zum Stillstand bringen, auch wenn mit dem autonomen Fahrzeug große Nutzlasten transportiert oder weitere komplexe Funktionseinrichtungen verbunden sind.The motion drive devices can also enable steering movements of the driven wheels or means of transport and can influence or specify the direction of travel of the vehicle. For example, if in an autonomous vehicle with four independently driven and controlled motion drive devices, each of which has a driven wheel, a single motion drive device or its energy supply fails or can only be operated incorrectly, the remaining motion drive devices can be transferred to a safe operating state and bring the vehicle to a standstill reliably and in a short time, even if the autonomous vehicle is transporting large payloads or other complex functional devices are connected.

Optional ist weiterhin vorgesehen, dass das Fahrzeug mindestens zwei Energiespeichereinrichtungen zur Energieversorgung des Fahrzeugs aufweist, die jeweils eine Funktionseinrichtung bilden. Die mindestens zwei Energiespeichereinrichtungen können energieübertragend verbunden sein und eine aus mehreren Energiespeichereinrichtungen zusammengesetzte Energieversorgungseinheit für das autonome Fahrzeug bilden, mit welcher die einzelnen Funktionseinrichtungen und die zugeordneten Steuereinrichtungen sowie die Betriebssteuereinrichtung mit Energie versorgt werden kann. Es ist ebenfalls denkbar, dass für jede Funktionseinrichtung und Steuereinrichtung jeweils eine gesonderte Energiespeichereinrichtung vorgesehen ist, die ausschließlich die betreffende Funktionseinrichtung und Steuereinrichtung mit Energie versorgt, sodass die Funktionseinrichtung und die zugeordnete Energiespeichereinrichtung eine energieversorgte Funktionseinrichtung bilden, die mit einer zugeordneten Steuereinrichtung gesteuert und überwacht wird. Durch die Verwendung von mehreren Energiespeichereinrichtungen, beispielswiese Batterien oder Akkumulatoren, kann die insgesamt für den bestimmungsgemäßen Nutzbetrieb des autonomen Fahrzeugs erforderliche Energie auf mehrere Energiespeichereinrichtungen verteilt werden und die einzelnen Energiespeichereinrichtungen entsprechend kleiner und mit einem geringeren Eigengewicht ausgestaltet sein. Es kann zweckmäßig sein, dass das Eigengewicht einer Energiespeichereinrichtung ausreichend gering ist und beispielsweise weniger als 25 kg beträgt, sodass jede einzelne Energiespeichereinrichtung von einer einzelnen Person gehandhabt und beispielsweise ausgetauscht werden kann. Auf diese Weise kann durch die Verwendung von aufladbaren oder austauschbaren Energiespeichereinrichtungen mit einer einzelnen Person ein nahezu ununterbrochener und dauerhafter Nutzungsbetrieb des autonomen Fahrzeugs ermöglicht werden.Optionally, it is also provided that the vehicle has at least two energy storage devices for supplying energy to the vehicle, each of which forms a functional device. The at least two energy storage devices can be connected in an energy-transmitting manner and form an energy supply unit for the autonomous vehicle composed of several energy storage devices, with which the individual functional devices and the associated control devices as well as the operating control device can be supplied with energy. It is also conceivable that a separate energy storage device is provided for each functional device and control device, which exclusively supplies the relevant functional device and control device with energy, so that the functional device and the associated energy storage device form an energy-supplied functional device that is controlled and monitored with an associated control device. By using several energy storage devices, for example batteries or accumulators, the total energy required for the intended use of the autonomous vehicle can be distributed across several energy storage devices and the individual energy storage devices can be designed to be smaller and with a lower weight. It may be expedient for the deadweight of an energy storage device to be sufficiently low, for example less than 25 kg, so that each individual energy storage device can be handled and, for example, replaced by a single person. In this way, the use of rechargeable or replaceable energy storage devices with a single person can enable almost uninterrupted and permanent use of the autonomous vehicle.

Es kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtungen die jeweiligen Steuereinrichtungsdaten in einem einheitlich vorgegebenen Sendetakt untereinander synchronisiert versenden. Ein einheitlicher Sendetakt kann beispielsweise durch einen Zeitgeber vorgegeben werden, der in einem vorgegebenen Sendetakt Sendetaktsignale an alle Steuereinrichtungen versendet und ein Empfang dieser Sendetaktsignale das Versenden der Steuereinrichtungsdaten auslöst. Es kann auch vorgesehen sein, dass jede Steuereinrichtung nach deren Aktivierung zunächst über eine vorgebbare Synchronisationsdauer hinweg überprüft, ob bereits eine oder mehrere andere Steuereinrichtungen Steuereinrichtungsdaten versenden, um in diesem Fall das Versenden der eigenen Steuereinrichtungsdaten mit den bereits aktivierten und Steuereinrichtungsdaten versendenden Steuereinrichtungen zu synchronisieren.It can be provided that the control devices send the respective control device data synchronously to one another at a uniformly specified transmission rate. A uniform transmission rate can be specified, for example, by a timer that sends transmission clock signals to all control devices at a specified transmission rate and receipt of these transmission clock signals triggers the sending of the control device data. It can also be provided that each control device, after being activated, first checks over a predeterminable synchronization period whether one or more other control devices are already sending control device data in order to synchronize the sending of its own control device data with the control devices that are already activated and sending control device data.

Insbesondere für den Fall einer synchronen Versendung von Steuereinrichtungsdaten kann es zweckmäßig sein, dass ein einheitliches Steuereinrichtungszeitintervall für jede Funktionseinrichtung vorgegeben wird. Das einheitliche Steuereinrichtungszeitintervall kann beispielsweise in Abhängigkeit von der gewünschten Betriebssicherheit beziehungsweise in Abhängigkeit von einer tolerierten Fehlfunktionsdauer einheitlich vorgegeben werden. Für viele Anwendungsfälle dürfte ein einheitliches Steuereinrichtungszeitintervall von beispielsweise einer Sekunde oder von 200 Millisekunden zweckmäßig sein. Da für jede Funktionseinrichtung dasselbe einheitliche Steuereinrichtungszeitintervall vorgegeben ist, müssen keine unterschiedlichen Steuereinrichtungszeitintervalle für verschiedene Funktionseinrichtungen von der Betriebssteuereinrichtung oder von gegebenenfalls mehreren oder allen Betriebssteuereinrichtungen verwaltet und berücksichtigt werden. Dadurch wird der Betrieb der Betriebssteuereinrichtungen und insbesondere die Bewachung der einzelnen Steuereinrichtungen und der von den einzelnen Steuereinrichtungen versandten Steuereinrichtungsdaten merklich vereinfacht.In particular, in the case of synchronous transmission of control device data, it can It may be appropriate to prescribe a uniform control device time interval for each functional device. The uniform control device time interval can be specified uniformly, for example, depending on the desired operational reliability or depending on a tolerated malfunction duration. For many applications, a uniform control device time interval of, for example, one second or 200 milliseconds is appropriate. Since the same uniform control device time interval is specified for each functional device, no different control device time intervals for different functional devices need to be managed and taken into account by the operational control device or, if necessary, by several or all operational control devices. This significantly simplifies the operation of the operational control devices and in particular the monitoring of the individual control devices and the control device data sent by the individual control devices.

Es kann ebenfalls optional vorgesehen sein, dass jede Steuereinrichtung die jeweiligen Steuereinrichtungsdaten ohne zeitliche Abstimmung mit einer anderen Steuereinrichtung versendet. In diesem Fall entfallen die Notwendigkeit und der hierfür erforderliche Aufwand für eine zeitliche Synchronisierung der einzelnen Steuereinrichtungen und des jeweiligen Versands der Steuereinrichtungsdaten. In jeder Betriebssteuereinrichtung muss dann für jede einzelne Steuereinrichtung ein dieser Steuereinrichtung zugeordnetes Steuereinrichtungskontrollintervall verwaltet und überwacht werden. Da die einzelnen Steuereinrichtungskontrollintervalle nicht zeitlich aufeinander abgestimmt sind entfällt der bei einer Inbetriebnahme einer Steuereinrichtung erforderliche Aufwand für eine zeitliche Synchronisation mit anderen Steuereinrichtungen oder mit einem zentralen Zeitgeber.It can also be optionally provided that each control device sends the respective control device data without synchronizing it with another control device. In this case, the need and the effort required for temporal synchronization of the individual control devices and the respective sending of the control device data are eliminated. In each operating control device, a control device control interval assigned to this control device must then be managed and monitored for each individual control device. Since the individual control device control intervals are not temporally coordinated with one another, the effort required for temporal synchronization with other control devices or with a central timer when commissioning a control device is eliminated.

Insbesondere bei einem zeitlich nicht untereinander abgestimmten Versenden der jeweiligen Steuereinrichtungsdaten kann es zweckmäßig sein, dass für jede Funktionseinrichtung ein individuelles Steuereinrichtungszeitintervall vorgegeben wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass für Funktionseinrichtungen, die als besonders betriebskritisch angesehen werden, ein wesentlich kürzeres Steuereinrichtungszeitintervall vorgegeben wird, während für andere Funktionseinrichtungen ein deutlich längeres Steuereinrichtungszeitintervall vorgegeben wird und dadurch der Überwachungsaufwand an die betriebssicherheitsrelevanten Aspekte der einzelnen Funktionseinrichten angepasst und insgesamt möglichst geringgehalten wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass während einer bestimmungsgemäßen Nutzung des autonomen Fahrzeugs beispielsweise in Abhängigkeit von unterschiedlichen Nutzungsarten oder sich verändernden Umgebungsbedingungen die Steuereinrichtungszeitintervalle einheitlich oder individuell für einzelne Funktionseinrichtungen verändert oder neu vorgegeben werden. In particular, if the respective control device data are not sent at the same time, it may be expedient to specify an individual control device time interval for each functional device. For example, it may be provided that a significantly shorter control device time interval is specified for functional devices that are considered to be particularly critical to operation, while a significantly longer control device time interval is specified for other functional devices, thus adapting the monitoring effort to the operational safety-relevant aspects of the individual functional devices and keeping it as low as possible overall. It is also conceivable that during the intended use of the autonomous vehicle, for example depending on different types of use or changing environmental conditions, the control device time intervals are changed or newly specified uniformly or individually for individual functional devices.

So kann beispielsweise ein Steuereinrichtungszeitintervall für eine Bewegungsantriebseinrichtung bei einer Nutzung des autonomen Fahrzeugs ohne große Nutzlast und in einem ebenen Gelände deutlich größer vorgegeben werden und nach einer Aufnahme einer Nutzlast oder bei einem Übergang in ein unebenes oder steil abfallendes Gelände stark verkürzt werden, um jederzeit ein ausreichend rasches Umschalten in einen Sicherheitsbetriebszustand zu bewirken, sodass ein für die Umgebung möglichst gefahrenarmer Betrieb des autonomen Fahrzeugs ermöglicht wird.For example, a control device time interval for a motion drive device can be specified to be significantly longer when the autonomous vehicle is used without a large payload and on flat terrain, and can be significantly shortened after picking up a payload or when crossing into uneven or steeply sloping terrain in order to ensure a sufficiently rapid switch to a safety operating state at all times, so that the autonomous vehicle can be operated with as little risk as possible for the environment.

Einer optionalen Ausgestaltung des Verfahrens zufolge kann vorgesehen sein, dass für jede Steuereinrichtung deren Steuereinrichtungszeitintervall als Steuereinrichtungskontrollintervall der Steuereinrichtung oder deren Steuereinrichtungszeitintervall verlängert um eine vorgebbare Toleranzzeitdifferenz als Steuereinrichtungskontrollintervall der Steuereinrichtung vorgegeben wird. Um zu vermeiden, dass die von einer Steuereinrichtung in dem vorgegebenen Steuereinrichtungszeitintervall versandten Steuereinrichtungsdaten von einer Betriebssteuereinrichtung versehentlich zu spät empfangen oder zu spät verarbeitet werden und deshalb von der betreffenden Betriebssteuereinrichtung eine Notfallinformation an alle Steuereinrichtungen versandt wird, ohne dass ein Fehlbetrieb des autonomen Fahrzeugs vorliegt, kann es vorteilhaft sein, dass Steuereinrichtungskontrollintervall um eine Toleranzzeitdifferenz zu verlängern. Die Toleranzzeitdifferenz kann beispielsweise ein Toleranzzeitraum sein, der länger als die übliche Bearbeitungsdauer für den Empfang und die Verarbeitung der von der Betriebseinrichtung empfangenen Steuereinrichtungsdaten ist. Die Toleranzzeitdifferenz kann beispielsweise als fest vorgegebene Toleranzzeitdauer oder aber als Anteil von beispielsweise 10% oder 20% des jeweiligen Steuereinrichtungszeitintervalls vorgegeben werden.According to an optional embodiment of the method, it can be provided that for each control device, its control device time interval is specified as the control device control interval of the control device or its control device time interval is extended by a predefinable tolerance time difference as the control device control interval of the control device. In order to avoid the control device data sent by a control device in the specified control device time interval being inadvertently received or processed too late by an operating control device and therefore emergency information being sent by the operating control device in question to all control devices without the autonomous vehicle malfunctioning, it can be advantageous to extend the control device control interval by a tolerance time difference. The tolerance time difference can, for example, be a tolerance period that is longer than the usual processing time for receiving and processing the control device data received from the operating device. The tolerance time difference can, for example, be specified as a fixed tolerance period or as a proportion of, for example, 10% or 20% of the respective control device time interval.

Es ist ebenfalls denkbar, dass die Toleranzzeitdifferenz größer als ein Steuereinrichtungszeitintervall vorgegeben wird, um zu vermeiden, dass bei einem einmaligen Ausbleiben des Empfangs von Steuereinrichtungsdaten eine Steuereinrichtung bereits eine Notfallinformation an alle Steuereinrichtungen versandt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass erst bei einem wiederholten Ausbleiben von Steuereinrichtungsdaten einer Steuereinrichtung ein Notfallinformation versandt und der Betrieb des autonomen Fahrzeugs in einen Sicherheitsbetriebszustand umgeschaltet wird.It is also conceivable that the tolerance time difference is set to be greater than a control device time interval in order to avoid an emergency message being sent to all control devices if a control device fails to receive control device data once. In this way, it can be ensured that an emergency message is only sent if a control device fails to receive control device data repeatedly and the operation of the autonomous vehicle is switched to a safety operating state.

Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass für jede Funktionseinrichtung eine individuelle oder aber eine einheitliche identische Toleranzzeitdifferenz vorgegeben wird. Durch die unterschiedliche Vorgabe individueller Toleranzzeitdifferenzen für verschiedene Funktionseinrichtungen kann deren Bedeutung für einen sicheren Betrieb des autonomen Fahrzeugs berücksichtigt und deren Überwachung und Kontrolle entsprechend angepasst werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine für das aktuelle Betriebsmuster nicht erforderliche oder kaum verwendete Funktionseinrichtung kaum noch von der mindestens ein Betriebssteuereinrichtung überwacht und kontrolliert wird und beispielsweise erst nach einer größeren Anzahl von ausbleibenden oder fehlerhaften Steuereinrichtungsdaten eine Notfallinformation versendet wird, während bei besonders sicherheitsrelevanten Funktionseinrichtungen eine sehr engmaschige Überwachung und Kontrolle innerhalb von kurzen Steuereinrichtungszeitintervallen und keinen zusätzlichen oder lediglich geringen zusätzlichen Toleranzzeitdifferenzen für die betreffenden Steuereinrichtungskontrollintervalle erfolgt.If necessary, it can be provided that an individual or a uniform identical tolerance time difference is specified for each functional device. By specifying different individual tolerance time differences for different functional devices, their importance for safe operation of the autonomous vehicle can be taken into account and their monitoring and control can be adapted accordingly. For example, it can be provided that a functional device that is not required for the current operating pattern or is hardly used is hardly monitored and controlled by the at least one operating control device and, for example, emergency information is only sent after a large number of missing or incorrect control device data, while for particularly safety-relevant functional devices, very close monitoring and control takes place within short control device time intervals and no additional or only small additional tolerance time differences for the relevant control device control intervals.

Es ist optional vorgesehen, dass der Sicherheitsbetriebszustand beinhaltet, dass jede als Bewegungsantriebseinrichtung betriebene Funktionseinrichtung in einen den Antrieb eine Bewegung des Fahrzeugs blockierenden Zustand überführt wird. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Überführung einer als Bewegungsantriebseinrichtung betriebenen Funktionseinrichtung in den den Antrieb blockierenden Zustand innerhalb einer Antriebsabbremsdauer bewirkt wird, deren Dauer zwischen 0 Sekunden und einer individuell oder einheitlich vorgebbaren maximalen Funktionseinrichtungsabbremsdauer vorgebbar ist. So kann beispielsweise bei geringen Bewegungsgeschwindigkeiten des autonomen Fahrzeugs von weniger als einem Meter pro Sekunde oder von wenigen Metern pro Sekunde vorgegeben werden, dass jede funktionierende Bewegungsantriebseinrichtung sofort und ohne zeitlichen Versatz in einen den Antrieb blockierenden Zustand versetzt wird. Insbesondere bei einer schnelleren Bewegung des autonomen Fahrzeugs oder bei einem Vorhandensein von nicht als Bewegungsantriebseinrichtung verwendeten Funktionseinrichtungen, die durch zu rasche Bewegungsänderungen möglicherweise beschädigt werden könnten, kann es dagegen zweckmäßig sein, eine ausreichend lange Antriebsabbremsdauer beziehungsweise Funktionseinrichtungsabbremsdauer vorzugeben, innerhalb der eine allmähliche Abbremsung des Bewegungszustands des Fahrzeugs durch ein allmähliches Abbremsen mit der Bewegungsantriebseinrichtung oder den mehreren funktionierenden Bewegungsantriebseinrichtungen in den Stillstand bewirkt wird.It is optionally provided that the safety operating state includes that every functional device operated as a motion drive device is transferred to a state that blocks the drive and movement of the vehicle. It is preferably provided that the transfer of a functional device operated as a motion drive device to the state that blocks the drive is brought about within a drive braking period, the duration of which can be specified between 0 seconds and an individually or uniformly specified maximum functional device braking period. For example, at low movement speeds of the autonomous vehicle of less than one meter per second or of a few meters per second, it can be specified that every functioning motion drive device is immediately and without a time delay put into a state that blocks the drive. In particular, if the autonomous vehicle is moving more quickly or if there are functional devices that are not used as a motion drive device and that could potentially be damaged by too rapid changes in movement, it may be expedient to specify a sufficiently long drive braking period or functional device braking period within which a gradual braking of the vehicle's state of motion is brought about by gradual braking with the motion drive device or the several functioning motion drive devices to a standstill.

Zusätzlich kann optional vorgesehen sein, dass innerhalb der Funktionseinrichtungsabbremsdauer ein vorgegebenes Notfallmanöver wie beispielsweise ein dynamischer Abbremsvorgang oder in Abhängigkeit von weiteren Sensorinformationen oder mit Hilfe einer künstlichen Intelligenz automatisiert Entscheidungen für eine individuelle Ansteuerung der einzelnen Funktionseinrichtungen innerhalb der Funktionseinrichtungsabbremsdauer vorgegeben werden.In addition, it can optionally be provided that within the functional device braking period a predetermined emergency maneuver such as a dynamic braking process or, depending on further sensor information or with the help of artificial intelligence, automated decisions for an individual control of the individual functional devices are specified within the functional device braking period.

Die Erfindung betrifft auch ein autonomes Fahrzeug, wobei das Fahrzeug mindestens zwei Funktionseinrichtungen aufweist und jeder Funktionseinrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der betreffenden Funktionseinrichtung zugeordnet ist, und wobei die Steuereinrichtung jeder Funktionseinrichtung eine Datenübertragungseinrichtung zum drahtlosen Senden und Empfangen von Daten aufweist.The invention also relates to an autonomous vehicle, wherein the vehicle has at least two functional devices and each functional device is assigned a control device for controlling the relevant functional device, and wherein the control device of each functional device has a data transmission device for wirelessly sending and receiving data.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung und die Datenübertragungseinrichtung jeder Funktionseinrichtung derart eingerichtet sind, dass jede Steuereinrichtung über die zugeordnete Datenübertragungseinrichtung Steuereinrichtungsdaten versenden kann, die mindestens eine Identifikationsinformation der betreffenden Funktionseinrichtung beinhalten, wobei die Identifikationsinformation eine Identifizierung der betreffenden Funktionseinrichtung ermöglicht, und eine Notfallinformation empfangen kann, und wobei die Steuereinrichtung in jeder Funktionseinrichtung so eingerichtet sind, dass jede Steuereinrichtung in einem vorgebbaren Steuereinrichtungszeitintervall Steuereinrichtungsdaten der betreffenden Funktionseinrichtung versendet, dass das Fahrzeug mindestens eine Betriebssteuereinrichtung aufweist, die derart eingerichtet ist, dass mit der Betriebssteuereinrichtung überprüft werden kann, ob innerhalb eines Steuereinrichtungskontrollintervalls Steuereinrichtungsdaten von der betreffenden Steuereinrichtung versendet wurden, die einen fehlerfreien Betrieb der betreffenden Funktionseinrichtung signalisieren, dass bei dem Ausbleiben von Steuereinrichtungsdaten von einer Steuereinrichtung oder bei dem Erhalt von einem fehlerhaften Betrieb der Funktionseinrichtung signalisierenden Steuereinrichtungsdaten ausgehend von der Betriebssteuereinrichtung eine Notfallinformation versendet wird, und dass jede Steuereinrichtung nach Erhalt einer Notfallinformation die der betreffenden Steuereinrichtung zugeordnete Funktionseinrichtung in einen Sicherheitsbetriebszustand überführen kann. Das autonome Fahrzeug ist zweckmäßigerweise so eingerichtet, dass das vorangehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Optional ist das autonome Fahrzeug so eingerichtet, dass auch die vorangehend als optional beschriebenen Aspekte und Verfahrensschritte des Verfahrens verwirklicht werden können.According to the invention, the control device and the data transmission device of each functional device are set up in such a way that each control device can send control device data via the associated data transmission device, which contain at least one piece of identification information for the relevant functional device, the identification information enabling the relevant functional device to be identified, and can receive emergency information, and the control device in each functional device is set up in such a way that each control device sends control device data for the relevant functional device in a predeterminable control device time interval, that the vehicle has at least one operating control device that is set up in such a way that the operating control device can be used to check whether control device data has been sent from the relevant control device within a control device control interval that signal error-free operation of the relevant functional device, that if control device data is missing from a control device or if control device data is received that signal incorrect operation of the functional device, emergency information is sent from the operating control device, and that each control device can transfer the functional device assigned to the relevant control device to a safety operating state after receiving emergency information. The autonomous vehicle is expediently set up so that the method according to the invention described above can be carried out. Optionally, the autonomous vehicle is set up so that the optional Aspects and procedural steps of the procedure can be implemented.

Zweckmäßigerweise ist für jede Funktionseinrichtung eine gesonderte Steuereinrichtung vorgesehen. Es kann auch vorgesehen sein, das beispielsweise für eine Bewegungsantriebseinrichtung und eine Energiespeichereinrichtung, mit welcher die Bewegungsantriebseinrichtung mit Energie versorgt wird, eine gemeinsame Steuereinrichtung vorgesehen ist.A separate control device is expediently provided for each functional device. It can also be provided that a common control device is provided, for example, for a movement drive device and an energy storage device with which the movement drive device is supplied with energy.

Jeder Funktionseinrichtung ist eine diese Funktionseinrichtung steuernde Steuereinrichtung zugeordnet. Das autonome Fahrzeug kann eine zentrale Betriebssteuereinrichtung oder aber zu jeder Steuereinrichtung eine zugeordnete und gegebenenfalls in der Steuereinrichtung implementierte Betriebssteuereinrichtung aufweisen. Jede Steuereinrichtung versendet während des Betriebs des autonomen Fahrzeugs in einem für die betreffende Steuereinrichtung vorgegebenen Steuereinrichtungszeitintervall regelmäßig Steuereinrichtungsdaten, wobei die Steuereinrichtung die Steuereinrichtungsdaten als Broadcast versendet, die von der mindestens einen Betriebssteuereinrichtung und gegebenenfalls von jeder Betriebssteuereinrichtung des autonomen Fahrzeugs empfangen werden können. Die von jeder Steuereinrichtung versendeten Steuereinrichtungsdaten umfassen mindestens eine Identifikationsinformation, mit welcher eine Identifizierung der betreffenden Funktionseinrichtung ermöglicht wird, die dieser Steuereinrichtung zugeordnet ist. Die Steuereinrichtungsdaten können beispielsweise ein aus der Praxis bekannter Heartbeat sein.Each functional device is assigned a control device that controls this functional device. The autonomous vehicle can have a central operating control device or an operating control device assigned to each control device and optionally implemented in the control device. During operation of the autonomous vehicle, each control device regularly sends control device data in a control device time interval specified for the relevant control device, wherein the control device sends the control device data as a broadcast, which can be received by the at least one operating control device and optionally by each operating control device of the autonomous vehicle. The control device data sent by each control device comprise at least one piece of identification information that enables identification of the relevant functional device that is assigned to this control device. The control device data can, for example, be a heartbeat known from practice.

Sobald von einer Betriebssteuereinrichtung festgestellt wird, dass von einer Steuereinrichtung innerhalb eines für die betreffende Steuereinrichtung vorgegebenen Steuereinrichtungskontrollintervalls keine Steuereinrichtungsdaten versendet und von der Betriebssteuereinrichtung empfangen wurden, versendet die betreffende Betriebssteuereinrichtung eine Notfallinformation die wiederum von allen Steuereinrichtungen des autonomen Fahrzeugs empfangen werden kann und die Steuereinrichtungen dazu veranlasst, die zugeordnete Funktionseinrichtung von einem Nutzbetrieb in einen Sicherheitsbetriebszustand umzuschalten. Auf diese Weise kann das autonome Fahrzeug im Falle eines Ausfalls oder eines fehlerhaften oder unzuverlässigen Betriebs einer Funktionseinrichtung zum Stillstand gebracht und gegebenenfalls vollständig abgeschaltet werden.As soon as an operating control device determines that no control device data has been sent by a control device and received by the operating control device within a control device control interval specified for the relevant control device, the relevant operating control device sends emergency information which in turn can be received by all control devices of the autonomous vehicle and causes the control devices to switch the associated functional device from a useful mode to a safety mode. In this way, the autonomous vehicle can be brought to a standstill and, if necessary, switched off completely in the event of a failure or faulty or unreliable operation of a functional device.

Da die Datenübertragung zwischen den Steuereinrichtungen und der mindestens einen Betriebssteuereinrichtung nicht bidirektional ausgestaltet ist, sondern über Broadcasts erfolgt, ist der für die Erzeugung und für die Kontrolle der Datenübertragungen erforderliche Aufwand sehr gering. Zudem kann bei dem autonomen Fahrzeug mit geringem Aufwand eine sehr zuverlässige Überwachung der einzelnen Funktionseinrichtungen und eine rasche Überführung des Betriebs in einen Sicherheitsbetriebszustand ermöglicht werden. Dabei wird es als besonders vorteilhaft erachtet, wenn optional jeder Steuereinrichtung eine dedizierte Betriebssteuereinrichtung zugeordnet ist oder jede Steuereinrichtung eine Betriebssteuereinrichtung aufweist, beziehungsweise jede Steuereinrichtung als Betriebssteuereinrichtung eingerichtet ist und betrieben wird.Since the data transmission between the control devices and the at least one operating control device is not bidirectional but takes place via broadcasts, the effort required for generating and controlling the data transmissions is very low. In addition, the autonomous vehicle can enable very reliable monitoring of the individual functional devices and a rapid transfer of operation to a safe operating state with little effort. It is considered particularly advantageous if each control device is optionally assigned a dedicated operating control device or each control device has an operating control device, or each control device is set up and operated as an operating control device.

Die einzelnen Funktionseinrichtungen und die zugeordneten Steuereinrichtungen müssen nicht zwangsläufig von demselben Hersteller stammen oder dieselben Steuerungsprotokolle verwenden. Die Steuereinrichtungen der Funktionseinrichtungen müssen lediglich die Steuereinrichtungsdaten erzeugen und versenden können, die von der mindestens einen Betriebssteuereinrichtung empfangen und erfasst werden können, sowie die von der mindestens einen Betriebssteuereinrichtung versandten Notfallinformation empfangen und bearbeiten können. Diese einheitlichen Standards für den Versand von Steuereinrichtungsdaten und für den Empfang von Notfallinformationen können mit geringem Aufwand und zusätzlich zu anderen und für die jeweiligen Funktionseinrichtungen proprietären Betriebs- und Kommunikationsprotokollen implementiert werden. Auf diese Weise können mit geringem Aufwand verschiedene Funktionseinrichtungen von verschiedenen Anbietern modular für das autonome Fahrzeug verwendet und nutzbar gemacht werden.The individual functional devices and the associated control devices do not necessarily have to come from the same manufacturer or use the same control protocols. The control devices of the functional devices only have to be able to generate and send the control device data that can be received and recorded by the at least one operating control device, and to receive and process the emergency information sent by the at least one operating control device. These uniform standards for sending control device data and for receiving emergency information can be implemented with little effort and in addition to other operating and communication protocols that are proprietary to the respective functional devices. In this way, different functional devices from different providers can be used and made usable in a modular manner for the autonomous vehicle with little effort.

Die Datenübertragung zwischen den Steuereinrichtungen beziehungsweise deren Datenübertragungseinrichtungen und der mindestens einen Betriebssteuereinrichtung erfolgt drahtlos und kann mit Hilfe eines bekannten standardisierten Protokolls wie beispielsweise WLAN, Bluetooth0, LoRa, einem Mobilfunkstandard oder mit einem proprietären Übertragungsprotokoll durchgeführt werden.The data transmission between the control devices or their data transmission devices and the at least one operating control device is wireless and can be carried out using a known standardized protocol such as WLAN, Bluetooth0, LoRa, a mobile radio standard or with a proprietary transmission protocol.

Optional kann weiterhin vorgesehen sein, dass das autonome Fahrzeug mindestens eine Betriebssteuereinrichtung mit einer Datenübertragungseinrichtung zur Übertragung von Informationen über den aktuellen Betriebszustand an eine externe Empfangs- oder Kontrolleinrichtung aufweist. Die externe Empfangs- oder Kontrolleinrichtung kann ein Human-Machine-Interface bilden und beispielsweise ein Smartphone, ein Tablet oder ein Laptop sein. Die externe Empfangs- oder Kontrolleinrichtung kann auch eine ortsfest installierte Datenverarbeitungseinrichtung sein, mit der entweder nur ein einzelnes autonomes Fahrzeug oder aber eine Flotte von derartigen autonomen Fahrzeugen überwacht und kontrolliert wird.Optionally, it can also be provided that the autonomous vehicle has at least one operating control device with a data transmission device for transmitting information about the current operating state to an external receiving or control device. The external receiving or control device can form a human-machine interface and can be, for example, a smartphone, a tablet or a laptop. The external receiving or control device can also be a stationary data processing device with which either just a single autonomous vehicle or a fleet monitored and controlled by such autonomous vehicles.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren sowie für ein erfindungsgemäß ausgestaltetes autonomes Fahrzeug gezeigt und beschrieben, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind. Es zeigt:

1 ein Flussdiagramm für einen Verfahrensablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein Flussdiagramm für einen Verfahrensablauf des in 1 dargestellten Verfahrens mit verschiedenen optional zusätzlichen Verfahrensschritten, und
3 eine schematische Darstellung eines autonomen Fahrzeugs, mit welchem ein in 1 oder in 2 schematisch dargestelltes Verfahren durchgeführt werden kann.

Below, various embodiments of the method according to the invention and of an autonomous vehicle designed according to the invention are shown and described, which are shown schematically in the drawings. It shows:

1 a flow chart for a process sequence of the method according to the invention,
2 a flow chart for a process flow of the 1 described process with various optional additional process steps, and
3 a schematic representation of an autonomous vehicle with which a 1 or in 2 The procedure shown schematically can be carried out.

Bei dem in 1 dargestellten Verfahrensablauf wird nach einem Beginn eines Verfahrens 1 zum Umschalten eines Betriebs eines autonomen Fahrzeugs von einem Nutzbetrieb in einen Sicherheitsbetriebszustand nach einer nicht gesondert dargestellten Initialisierung aller Komponenten eines autonomen Fahrzeugs in einem Steuereinrichtungsdatenversendeschritt 2 von jeder Steuereinrichtung, die jeweils einer Funktionseinrichtung des autonomen Fahrzeugs zugeordnet ist, ein Broadcast mit Steuereinrichtungsdaten versendet. Dieser Steuereinrichtungsdatenversendeschritt 2 wird kontinuierlich in einem vorgegebenen Steuereinrichtungszeitintervall wiederholt. Das Steuereinrichtungszeitintervall kann beispielsweise einheitlich für die Steuereinrichtungen von allen Funktionseinrichtungen 200 Millisekunden betragen, sodass von jeder Steuereinrichtung 5 Mal je Sekunde der Steuereinrichtungsdatenversendeschritt 2 durchgeführt wird und Steuereinrichtungsdaten versendet werden.In the 1 In the method sequence shown, after starting a method 1 for switching the operation of an autonomous vehicle from a utility mode to a safety operating state after an initialization (not shown separately) of all components of an autonomous vehicle in a control device data sending step 2, a broadcast with control device data is sent by each control device, which is each assigned to a functional device of the autonomous vehicle. This control device data sending step 2 is repeated continuously in a predetermined control device time interval. The control device time interval can, for example, be uniformly 200 milliseconds for the control devices of all functional devices, so that each control device carries out the control device data sending step 2 5 times per second and control device data is sent.

Zeitlich parallel dazu werden von einer Betriebssteuereinrichtung in einem Steuereinrichtungsdatenerfassungsschritt 3 innerhalb eines vorgegebenen Steuereinrichtungskontrollintervalls von jeder Steuereinrichtung des autonomen Fahrzeugs Steuereinrichtungsdaten empfangen. In einem Steuereinrichtungsdatenprüfschritt 4 wird von der Betriebssteuereinrichtung überprüft, ob innerhalb des vorgegebenen Steuereinrichtungskontrollintervalls von jeder Steuereinrichtung des autonomen Fahrzeugs Steuereinrichtungsdaten empfangen wurden, und ob die Steuereinrichtungsdaten einem Heartbeat entsprechen oder im Falle von zusätzlich übermittelten Informationen von der betreffenden Steuereinrichtung einen fehlerfreien Betrieb der betreffenden Steuereinrichtung und der zugeordneten Funktionseinrichtung bestätigen. Optional können die Steuereinrichtungsdaten auch ausführliche Statusinformationen oder Fehlerdiagnosedaten der Steuereinrichtung beziehungsweise der Funktionseinrichtung beinhalten.At the same time, an operating control device receives control device data from each control device of the autonomous vehicle in a control device data acquisition step 3 within a predetermined control device control interval. In a control device data check step 4, the operating control device checks whether control device data was received from each control device of the autonomous vehicle within the predetermined control device control interval and whether the control device data corresponds to a heartbeat or, in the case of additional information transmitted by the control device in question, confirms error-free operation of the control device in question and the associated functional device. Optionally, the control device data can also contain detailed status information or error diagnosis data of the control device or the functional device.

In einem Betriebssteuereinrichtungsentscheidungsschritt 5 wird für den Fall, dass für alle Steuereinrichtungen ein Heartbeat oder eine Bestätigung des fehlerfreien Betriebs der betreffenden Funktionseinrichtung empfangen wurde, ein Wiederholung des Steuereinrichtungsdatenerfassungsschritts 3 eingeleitet, und für den Fall, dass ein Heartbeat ausbleibt oder jedenfalls kein fehlerfreier Betrieb bestätigt wird, ein Umschaltungsschritt 6 eingeleitet und von der Betriebssteuereinrichtung eine Notfallinformation versandt, die von allen Steuereinrichtungen empfangen werden kann und bewirkt, dass die Steuereinrichtungen die jeweils zugeordnete Funktionseinrichtung in einen Sicherheitsbetriebszustand überführen. Falls nicht nur ein Heartbeat, sondern ausführliche Status- oder Fehlerinformationen als Steuereinrichtungsdaten übertragen werden, können optional auch andere Notfallszenarien ermöglicht und in Abhängigkeit von den empfangenen Steuereinrichtungsdaten ausgewählt, beziehungsweise eingeleitet werden.In an operating control device decision step 5, if a heartbeat or confirmation of error-free operation of the relevant functional device has been received for all control devices, a repetition of the control device data acquisition step 3 is initiated, and if a heartbeat is absent or error-free operation is not confirmed, a switching step 6 is initiated and the operating control device sends emergency information that can be received by all control devices and causes the control devices to transfer the respective associated functional device to a safety operating state. If not just a heartbeat but detailed status or error information is transmitted as control device data, other emergency scenarios can optionally also be enabled and selected or initiated depending on the received control device data.

Bei der in 2 dargestellten Variante des Verfahrens wird für den Fall, dass ein Heartbeat oder eine Bestätigung eines fehlerfreien Betriebs einer Steuereinrichtung ausbleibt zusätzlich in einem Maßnahmenprüfschritt 7 überprüft, ob es sich um eine für einen sicheren Betrieb des autonomen Fahrzeugs kritische Funktionseinrichtung handelt, oder ob es sich um eine unkritische Funktionseinrichtung handelt, deren Betrieb für die weitere Nutzung des autonomen Fahrzeugs nicht relevant ist oder auch in einem eingeschränkten Nutzungsbetrieb weitergeführt werden kann. Falls es sich um eine kritische Funktionseinrichtung handelt, die ausgefallen oder beeinträchtigt ist, wird in dem Maßnahmenprüfschritt 7 der Umschaltungsschritt 6 eingeleitet und die Notfallinformation versandt. Falls es sich jedoch um eine nicht relevante Funktionseinrichtung oder um eine geringfügige Beeinträchtigung dieser Funktionseinrichtung handelt, wird in dem Maßnahmenprüfschritt 7 eine modifizierte Notfallinformation versandt und nur die betroffene Funktionseinrichtung abgeschaltet oder in einen eingeschränkten Betriebsmodus versetzt, und zusätzlich eine Wiederholung des Steuereinrichtungsdatenerfassungsschritts 3 eingeleitet.At the 2 In the variant of the method shown, if there is no heartbeat or confirmation of error-free operation of a control device, an additional check is carried out in an action check step 7 to determine whether this is a functional device that is critical for the safe operation of the autonomous vehicle, or whether it is a non-critical functional device whose operation is not relevant for the further use of the autonomous vehicle or can also be continued in a restricted mode of use. If it is a critical functional device that has failed or is impaired, the switchover step 6 is initiated in the action check step 7 and the emergency information is sent. However, if it is an irrelevant functional device or if this functional device is slightly impaired, modified emergency information is sent in the action check step 7 and only the affected functional device is switched off or put into a restricted operating mode, and a repetition of the control device data acquisition step 3 is initiated.

In 3 ist schematisch ein erfindungsgemäßes autonomes Fahrzeug 9 dargestellt. Das autonome Fahrzeug 9 weist ein Fahrgestell 10 auf, an welchem vier als Bewegungsantriebseinrichtungen 11 ausgestaltete Funktionseinrichtungen angeordnet sind. Mit einer aufeinander abgestimmten Ansteuerung der vier Bewegungsantriebseinrichtungen 11 kann eine Bewegung des autonomen Fahrzeugs 9 oder aber ein Stillstand des autonomen Fahrzeugs 9 bewirkt werden.In 3 An autonomous vehicle 9 according to the invention is shown schematically. The autonomous vehicle 9 has a chassis 10 on which four functional devices designed as movement drive devices 11 are arranged. With a coordinated control of the four movement drive devices 11, a movement of the autonomous vehicle 9 or a standstill of the autonomous vehicle 9 can be caused.

Auf dem Fahrgestell 10 ist auch eine als Feldroboterfunktionseinrichtung 12 ausgebildete Funktionseinrichtung angeordnet, mit der beispielsweise automatisiert Feldfrüchte in einem Wirkungsbereich der Feldroboterfunktionseinrichtung 12 geerntet werden können. Für jede Funktionseinrichtung, also für die vier Bewegungsantriebseinrichtungen 11 und für die Feldroboterfunktionseinrichtung 12 sind jeweils eine dedizierte Energiespeichereinrichtung 13 und eine dedizierte Steuereinrichtung 14 an dem Fahrgestellt 10 angeordnet. Jede Steuereinrichtung 14 weist eine zugeordnete Datenübertragungseinrichtung 15 auf, mit welcher Steuereinrichtungsdaten versandt und Notfallinformationen empfangen werden können. Jede Steuereinrichtung 14 ist gleichzeitig als Betriebssteuereinrichtung 16 eingerichtet und wird parallel zu der Steuerung der zugeordneten Funktionseinrichtung auch als Betriebssteuereinrichtung 16 betrieben.A functional device designed as a field robot functional device 12 is also arranged on the chassis 10, with which, for example, crops can be harvested automatically in an area of action of the field robot functional device 12. For each functional device, i.e. for the four motion drive devices 11 and for the field robot functional device 12, a dedicated energy storage device 13 and a dedicated control device 14 are arranged on the chassis 10. Each control device 14 has an associated data transmission device 15 with which control device data can be sent and emergency information can be received. Each control device 14 is simultaneously set up as an operating control device 16 and is operated as an operating control device 16 in parallel with the control of the associated functional device.

Falls eine Steuereinrichtung 14 innerhalb des Steuereinrichtungszeitintervalls keinen Heartbeat versendet, der von den Betriebssteuereinrichtungen 16 empfangen wird, wird dies von allen Betriebssteuereinrichtungen 16 überprüft und festgestellt, sodass alle Betriebssteuereinrichtungen 16 eine Notfallinformation versenden. Sobald eine Steuereinrichtung 14 eine Notfallinformation empfängt, veranlasst die Steuereinrichtung 14 die Überführung der zugeordneten Funktionseinrichtung in einen Sicherheitsbetriebszustand.If a control device 14 does not send a heartbeat within the control device time interval that is received by the operational control devices 16, this is checked and determined by all operational control devices 16, so that all operational control devices 16 send emergency information. As soon as a control device 14 receives emergency information, the control device 14 causes the associated functional device to be transferred to a safety operating state.

Zusätzlich zu den einzelnen Steuereinrichtungen 14 und den darin implementierten Betriebssteuereinrichtungen 16 kann eine weitere Betriebssteuereinrichtung 17 vorgesehen sein, die unabhängig von einzelnen Funktionseinrichtungen und zugeordneten Steuereinrichtungen 14 zur Überwachung der Funktionseinrichtungen verwendet werden kann.In addition to the individual control devices 14 and the operating control devices 16 implemented therein, a further operating control device 17 can be provided, which can be used independently of individual functional devices and associated control devices 14 to monitor the functional devices.

Mit der Energiespeichereinrichtung 13 wird die Energieversorgung der Steuereinrichtung 14 und der weiteren beispielsweise als Bewegungsantriebseinrichtung 11 oder als Feldroboterfunktionseinrichtung 12 ausgebildeten Funktionseinrichtung bereitgestellt. Die mehreren Energiespeichereinrichtungen 13 können auch zu einer gemeinsamen Energieversorgung des autonomen Fahrzeugs 9 miteinander verbunden sein.The energy storage device 13 provides the energy supply to the control device 14 and the other functional device designed, for example, as a motion drive device 11 or as a field robot functional device 12. The multiple energy storage devices 13 can also be connected to one another to form a common energy supply for the autonomous vehicle 9.

Es kann optional auch vorgesehen sein, dass mit einer gesonderten Betriebssteuereinrichtung 16 und mit einer damit verbundenen gesonderten Datenübertragungseinrichtung 18 kontinuierlich Informationen über den aktuellen Betriebszustand an eine externe Empfangs- oder Kontrolleinrichtung 19 übertragen werden. Gegebenenfalls kann eine Datenübertragung an die externe Empfangs- oder Kontrolleinrichtung 19 auch auf den Fall eines Umschaltens in einen Sicherheitsbetriebszustand beschränkt sein. Die gesonderte Betriebssteuereinrichtung 16 oder die gesonderte Datenübertragungseinrichtung 18 kann jeweils auch redundant ausgestaltet sein. Die zwei oder mehreren gesonderten Betriebssteuereinrichtungen 16 und die zwei oder mehreren Datenübertragungseinrichtungen 18 können entweder parallel betrieben werden oder aber der Betrieb zunächst mit lediglich einer ausgewählten gesonderten Betriebssteuereinrichtung 16 und einer ausgewählten gesonderten Datenübertragungseinrichtung 18 durchgeführt werden, um im Falle einer Fehlfunktion einen Ersatzbetrieb mit einer redundant vorgehaltenen Komponente zu übernehmen.It can also optionally be provided that information about the current operating state is continuously transmitted to an external receiving or control device 19 using a separate operating control device 16 and a separate data transmission device 18 connected to it. If necessary, data transmission to the external receiving or control device 19 can also be limited to the case of a switchover to a safety operating state. The separate operating control device 16 or the separate data transmission device 18 can each also be designed redundantly. The two or more separate operating control devices 16 and the two or more data transmission devices 18 can either be operated in parallel or the operation can initially be carried out with just one selected separate operating control device 16 and one selected separate data transmission device 18 in order to take over backup operation with a redundant component in the event of a malfunction.

Claims

Method (1) for switching an operation of an autonomous vehicle (9) from a utility operation to a safety operating state, wherein the vehicle (9) has at least two functional devices (11, 12, 13) and each functional device (11, 12, 13) is assigned a control device (14) for controlling the relevant functional device (11, 12, 13), and wherein the control device (14) of each functional device (11, 12, 13) can wirelessly send and receive data via a data transmission device (15), characterized in that each control device (14) sends control device data to each functional device (11, 12, 13) in a predeterminable control device time interval, which contain at least one item of identification information of the relevant functional device (11, 12, 13), wherein the identification information enables identification of the relevant functional device (11, 12, 13), that an operating control device (16) for each control device (14) checks whether control device data were sent from the relevant control device (14) within a control device control interval, which signal error-free operation of the relevant functional device (11, 12, 13), that if control device data are missing from a control device (14) or if control device data signaling incorrect operation of the functional device (11, 12, 13) are received, emergency information is sent from the operating control device (16), and that each control device (14) transfers the functional device (11, 12, 13) assigned to the relevant control device (14) to a safety operating state after receiving emergency information.

Procedure (1) according to Claim 1 , characterized in that each control device (14) of each functional device (11, 12, 13) has an operating control device (16) or is set up as an operating control device (16).

Procedure (1) according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that the vehicle (9) has at least two movement drive devices (11), each of which forms a functional device (11) and causes a movement of the vehicle (9) during operation.

Method (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle (9) has at least two energy storage devices (13) for supplying energy to the vehicle (9), each of which forms a functional device (13).

Method (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the control devices (14) transmit the respective control device data synchronously in a uniformly predetermined transmission cycle.

Method (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a uniform control device time interval is specified for each functional device (11, 12, 13).

Method (1) according to one of the preceding Claims 1 until 4 , characterized in that each control device (14) sends the respective control device data without temporal coordination with another control device (14).

Procedure (1) according to Claim 7 , characterized in that an individual control device time interval is specified for each functional device (11, 12, 13).

Method (1) according to one of the preceding claims, characterized in that for each control device (14) its control device time interval is specified as the control device control interval of the control device (14) or its control device time interval is extended by a predefinable tolerance time difference as the control device control interval of the control device (14).

Procedure (1) according to Claim 9 , characterized in that an individual or a uniformly identical tolerance time difference is specified for each functional device (11, 12, 13).

Method (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device data of a control device (14) contain an operating state characteristic which identifies either the error-free operation of the functional device (11, 12, 13) or one of several faulty operating states.

Method (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the safety operating state includes that each functional device (11) operated as a movement drive device (1) is transferred to a state blocking a movement of the vehicle (9).

Procedure (1) according to Claim 12 , characterized in that the transfer of each functional device (11) operated as a movement drive device (11) into the state blocking the drive is effected within a drive braking period, the duration of which can be specified between 0 seconds and an individually or uniformly specified maximum functional device braking period.

Autonomous vehicle (9), wherein the vehicle (9) has at least two functional devices (11, 12, 13) and each functional device (11, 12, 13) is assigned a control device (14) for controlling the relevant functional device (11, 12, 13), and wherein the control device (14) of each functional device (11, 12, 13) has a data transmission device (15) for wirelessly transmitting and receiving data, wherein the control device (14) and the data transmission device (15) of each functional device (11, 12, 13) are set up in such a way that each control device (14) can send control device data via the assigned data transmission device (15), which contain at least one item of identification information of the relevant functional device (11, 12, 13), wherein the identification information enables identification of the relevant functional device (11, 12, 13) and can receive emergency information, and wherein the control devices (14) of each functional device (11, 12, 13) are set up in such a way that each control device (14) sends control device data of the relevant functional device (11, 12, 13) in a predeterminable control device time interval, that the vehicle (9) has at least one operating control device (16) which is set up in such a way that the operating control device (16) can be used to check whether control device data have been sent from the relevant control device (14) within a control device control interval, which data signal an error-free operation of the relevant functional device (11, 12, 13), that in the absence of control device data from a control device (14) or in the receipt an emergency information is sent from the operating control device (16) based on control device data signaling a faulty operation of the functional device, and that each control device (16) can transfer the functional device (11, 12, 13) assigned to the relevant control device (14) into a safety operating state after receiving emergency information.

Autonomous vehicle (9) after Claim 14 , characterized in that the autonomous vehicle (9) is arranged to carry out a method (1) according to one of the Claims 1 until 12 to be able to carry out.

Autonomous vehicle (9) according to one of the Claims 14 or 15 , characterized in that the autonomous vehicle (9) is a field or harvesting robot.

Autonomous vehicle (9) according to one of the Claims 14 until 16 , characterized in that the autonomous vehicle (9) has at least one operating control device (16) with a data transmission device (18) for transmitting information about the current operating state to an external receiving or control device (19).