DE102005055584B4 - Steuerungseinrichtung und Verfahren zur Generierung von Steuerungssignalen für technische Vorrichtungen - Google Patents

Steuerungseinrichtung und Verfahren zur Generierung von Steuerungssignalen für technische Vorrichtungen Download PDF

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B7/00Arrangements for obtaining smooth engagement or disengagement of automatic control
    • G05B7/02Arrangements for obtaining smooth engagement or disengagement of automatic control electric

Abstract

Steuerungseinrichtung (1) mit
– einer Steuerungsbefehlsautomatik (2) zur automatischen Generierung von Steuerungssignalen (SA),
– einer haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3), die mindestens einen Aktor (5) zur Betätigung der SteuerungsbefehlsEingabevorrichtung (3) in Abhängigkeit von den automatisch generierten Steuerungssignalen (SA) und mindestens einen Sensor (6) zur Detektion manueller Steuerungsbefehlseingaben (SM) durch manuelle Betätigung der Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3) hat,
– einer Arbitrierungseinheit (4) zur Generierung von Steuerungssignalen (SR), die an eine der Arbitrierungseinheit (4) nachfolgenden Regelungsstrecke (7) geleitet werden, in Abhängigkeit von den automatisch generierten Steuerungssignalen (SA) und den manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM),
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Arbitrierungseinheit (4) eingerichtet ist, um bei sich widersprechenden oder übersteuernden manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) und automatisch generierten Steuerungssignalen (SA) innerhalb einer in Abhängigkeit von einem Totraum der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3) und/oder der Regelungsstrecke (7) gewählten Arbitrierungsphase kontinuierlich die manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) und die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) durch regelbasierte Generierung eines Anpassungssignals (S1, S2) und...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung mittels haptischer Arbitrierung mit:
    • – einer Steuerungsbefehlsautomatik zur automatischen Generierung von Steuerungssignalen,
    • – einer haptischen Steuerbefehls-Eingabevorrichtung, die mindestens einen Aktor zur Betätigung der Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung in Abhängigkeit von den automatisch generierten Steuerungssignalen und mindestens einen Sensor zur Detektion manueller Steuerungsbefehlseingaben durch manuelle Betätigung der Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung hat, und
    • – eine Arbitrierungseinheit zur Generierung von Steuerungssignalen, die an eine der Arbitrierungseinheit nachfolgenden Regelungsstrecke geleitet werden, in Abhängigkeit von den automatisch generierten Steuerungssignalen und den manuellen Steuerungsbefehlseingaben.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Generierung von Steuerungssignalen für technische Vorrichtungen, die mindestens eine Regelungsstrecke mit Totraum und eine solche Steuerungseinrichtung haben.
  • Technische Vorrichtungen werden zunehmend automatisch gesteuert. Aus Gründen der Sicherheit und Akzeptanz ist aber auch oftmals eine manuelle Steuerung erforderlich und erwünscht. So wird beispielsweise in Flugzeugen in bestimmten Flugphasen eine vollautomatische Steuerung durch einen Autopiloten gewählt. Bei manuellem Eingriff wird jedoch die manuelle Steuerung priorisiert. Entsprechendes ist von Kraftfahrzeugen bekannt, die mit einer automatischen Geschwindigkeitssteuerung ausgerüstet sind.
  • Durch den technischen Fortschritt wird die Automation zum Beispiel in Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen immer komplexer und leistungsfähiger. Automatische Steuerungseinrichtungen erhalten zunehmend die Fähigkeit, auch Handlungen auszuführen, die mit den Absichten oder Handlungen eines Bedieners nicht übereinstimmen. Dies ist manchmal erwünscht, wenn zum Beispiel der Bediener durch Müdigkeit gefährliche Aktionen ausführt, und manchmal unerwünscht, wenn zum Beispiel die Automation über ungenügende Information verfügt. Herkömmliche Interaktionsverfahren mit derartigen automatischen Steuerungen basieren auf dem Eindrehen von Zahlenwerten im Dreheingabeelement, auf dem Drücken von Knöpfen oder der Programmierung der dahinter liegenden Automation. Eine Übersteuerung der Automation durch den Menschen wird vor allem durch Ausschalten der Automation erreicht. Eine Beeinflussung des Bedieners durch die Automation erfolgt vor allem durch Warnungen, die von dem Bediener wieder über die Aktuatoren umgesetzt werden, oder durch Begrenzung der Steuereingaben in einer tieferen technischen Schicht. Vereinzelt wird bereits zum Beispiel in der Fahrzeugsteuerung ein haptisches Feedback der Automation zum Beispiel über ein Einspielen von Kräften oder Momenten in eine Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung eingesetzt, ohne dass jedoch die Automation eine Vorstellung davon hat, wie dieses Feedback vom Bediener aufgenommen wird.
  • Das Verstehen und Bedienen einer solchen komplexen Automation wird für den Benutzer immer schwieriger. In dem Flugzeugbereich kann beispielsweise ein so genanntes Out-Off-the-Loop-Problem auftreten, bei dem der Bediener durch die fehlende Rückkoppelung nicht mehr genügend involviert ist. Oftmals können auch die unterschiedlichen Regler und Bedienknöpfe vom Benutzer mental nicht mehr erfasst werden („One-Box-At-Time"-Automation). Es kann auch zu einer Konfusion des Benutzers hinsichtlich des gültigen Steuerungsmodus kommen („Mode Confusion"), bei dem unterschiedliche Betriebszustände und die beabsichtigte Aktion der Automation nicht oder falsch erfasst werden. Derartige herkömmliche Steuerungseinrichtungen mit kombinierter automatischer und manueller Steuerungsbefehlseingabe sind unfallträchtig, da Bediener und Automation möglicherweise gegeneinander arbeiten, ohne dass es zu einer angemessenen Auflösung des Handlungskonfliktes kommt.
  • In F. Flemisch, C. Adams, S. Conway, K. Goodrich, M. Palmer, P. Schutte: "The H-Methaphor as a Guideline for Vehicle Automation and Interaction", NASA/TM-2003-212672, Dezember 2003 ist ein Steuerungskonzept basierend auf der sogenannten Horse-Metapher beschrieben. Das Steuerungskonzept geht von einem intelligent mit Sensoren ausgerüsteten automatischen Steuerungssystem aus, das mit Hilfe haptischer Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtungen durch manuelle Steuerungsbefehlseingabe vom Menschen beeinflusst werden kann. Wie beim Führen eines sich an sich selbsttätig fortbewegenden Pferdes gleichen sich die automatisch generierten und manuellen Steuerungsprofile mit Hilfe von Kraft und Gegenkraft einer haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung ab. Bei „losem Zügeln", d. h. geringem Einfluss durch manuelle Steuerungsbefehlseingaben, übernimmt die Steuerungsbefehlsautomatik die Steuerung, während bei „angezogenen Zügeln", d. h. bei starken Einfluss durch manuelle Steuerungsbefehlseingaben, der Bediener im Wesentlichen die Steuerung übernimmt.
  • In F. Flemisch, K. Goodrich, S. Conway: „At the Crossroads of manually controlled and automated transport: The H-Metapher and its first applications", in Fifth European Congress exhibition an intelligent transport systems and services (ITS); Hannover 1.–3. Juni 2005 ist eine auf der H-Metapher basierende Flug- und Fahr zeugsteuerungseinrichtung mit einer haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung und einer Steuerungsbefehlsautomatik zur automatischen Generierung von Steuerungssignalen beschrieben. Die Steuerung eines Fahrzeugs erfolgt mit einer haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung, auf die mit Hilfe mindestens eines Aktors und automatisch generierten Steuerungssignalen eine für den Benutzter spürbare, die Steuerungsbefehlseingabe kennzeichnende Kraft eingeleitet wird. Dieser Kraft kann der Benutzer entgegenwirken oder folgen. Zur Abstimmung der manuellen und automatischen Steuerungsbefehle kann eine Priorisierung zwischen der Intension des Benutzers und der Steuerungsbefehlsautomatik erfolgen.
  • Aus der DE 20 2004 055 584 A1 ist eine Einparkhilfe für ein Fahrzeug bekannt, bei dem ein zusätzliches Lenkmoment mittels eines Lenkmomenten-Regelungsmoduls auf das Lenkrad aufgebracht wird, wodurch der Fahrer des Fahrzeugs beim Einparkvorgang unterstützt wird. Das aufgebrachte Lenkmoment ist dabei derart gewählt, dass dem Fahrer des Fahrzeugs eine Führung des Fahrzeuges simuliert wird, die er jederzeit durch ein Gegenansteuern beenden kann.
  • Aus der DE 10 2004 026 067 A1 ist ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem die Lenksäule des Kraftfahrzeuges durch ein Kupplungsmechanismus unterbrochen ist und das Lenksystem unter entsprechender Ansteuerung des Kupplungsmechanismus' selektiv in einem „Steer-by-wire"-Modus, einem Servolenkungsmodus oder einem manuellen Modus betrieben werden kann.
  • Des Weiteren ist aus der EP 0 743 581 B1 ein System zur Rückstellung der Pilotensteuerung während der automatischen Führung mittels eines Autopiloten bekannt. Dabei werden die Aktionen des Autopiloten, die sich in der Ansteuerung der entsprechenden Flugzeugsteuerungsmittel niederschlagen, auf die Flugsteuerungseingabevorrichtungen für die Piloten beaufschlagt, sodass die Piloten erkennen können, welche Aktion der Autopilot momentan gerade ausführt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Steuerungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird mit einer Steuerungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Arbitrierungseinheit eingerichtet ist, um bei sich widersprechenden oder übersteuernden (d. h. sich zu stark ergänzenden) manuellen Steuerungsbefehlseingaben und automatisch generierten Steuerungssignalen innerhalb einer in Abhängigkeit von dem Totraum der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung und/oder der Regelungsstrecke gewählten Arbitrierungsphase kontinuierlich die manuellen Steuerungsbefehlseingaben und die automatisch generierten Steuerungssignale durch regelbasierte Generierung eines Anpassungssignals und Rückkoppelung des Anpassungssignals auf mindestens einen Aktor der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung aufeinander abzustimmen.
  • Der Totraum umfasst Totzeiten, räumliche Totzonen und/oder Bereiche niedrigerer Übertragung (bzw. höherer Dämpfung) im Frequenzbereich. In den Toträumen bewirken Eingaben an der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung nicht oder nur bedingt eine Änderung des Verhaltens der Regelungsstrecke.
  • Durch das (kontinuierliche) Aufspielen der gewünschten Aktionen der Steuerungsbefehlsautomatik auf die haptische Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung und Erfassung der Reaktion des Benutzers, d. h. der manuellen Steuerungsbefehlseingaben auf die von der Steuerungsbefehlsautomatik gewünschten Aktionen sowie Anpassung der automatisch generierten Steuerungssignale in Abhängigkeit von der erfassten Reaktion wird ein Regelungsstrecken-Steuerungssignal für die nachfolgende Regelungsstrecke generiert, die eine für Automatik und Benutzer gemeinsame sinnvolle Handlungsaktion bewirkt. Für diese Abstimmung der automatisch generierten Steuerungsbefehle und manuellen Steuerungsbefehlseingaben wird die in der nachfolgenden Regelstrecke meist vorhandenen und/oder in die Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung eingebauten Toträume als Arbitrierungsphase genutzt, um Eingaben an die Arbitrierungseinheit zu ermöglichen, ohne dass die Regelungsstrecke bereits hierauf reagiert. Durch die Berücksichtigung des Totraumes wird somit eine Reaktion der Regelungsstrecke auf die widersprüchlichen Steuerbefehle des Bedieners und des Automaten verhindert. Die Berücksichtigung der Kombination von Totzeit und Totzone ist dabei besonders vorteilhaft.
  • Während der Totraum bisher als unvermeidliche und zu minimierende Eigenschaft einer Regelstrecke angesehen wurde, wird diese nunmehr vorteilhaft als Arbitrierungsraum ausgenutzt, innerhalb der die an die Regelungsstrecke geleiteten Regelungsstrecken-Steuerungssignale aus der manuellen und automatischen Steuerbefehlseingabe in die Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung generiert werden. D. h., dass die Abstimmung zwischen automatischer und manueller Steuerung innerhalb der Arbitrierungsphase erfolgt und vorzugsweise abgeschlossen wird.
  • Die Arbitrierungsphase kann beispielsweise gestartet werden, wenn der Unterschied zwischen manueller Steuerungsbefehlseingabe und automatisch generiertem Steuerungssignal einen definierten Schwellwert überschreitet.
  • Die Rückkoppelung des Anpassungssignals der Arbitrierungseinheit an mindestens einen der Aktoren der haptischen Steuerbefehls-Eingabevorrichtung kann direkt durch Beaufschlagung des Aktors in Abhängigkeit von dem Anpassungssignal und/oder indirekt durch Rückführung des Anpassungssignals an die Steuerungsbefehlsautomatik erfolgen. Das Anpassungssignal kann als Korrekturgröße zu einem von der Steuerungsbefehlsautomatik generierten Steuerungssignals genutzt werden, wobei die Aktoren mit einem zum korrigierten Signal korrelierten Ansteuerungssignal beaufschlagt werden. Es ist aber auch denkbar, dass die haptische Steuerbefehls-Eingabevorrichtung eine erste Gruppe von Aktoren hat, die ausschließlich mit den automatisch generierten Steuerungssignalen der Steuerungsautomatik angesteuert werden, und eine zweite Gruppe von Aktoren aufweist, die ausschließlich mit den Anpassungssignalen der Arbitrierungseinheit angesteuert werden und ggf. der ersten Gruppe mechanisch entgegenwirken.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuerungseinrichtung zur variablen Einstellung der Totzeit der Regelungsstrecke eingerichtet ist. Durch Verringerung oder vorzugsweise Vergrößerung der Totzeit kann die Steuerungseinrichtung parametrisiert werden, so dass sie im Ergebnis mehr oder weniger schnell bzw. temperamentvoll auf Steuerungseingaben reagiert.
  • Die Arbitrierungseinheit ist vorzugsweise zur Beseitigung der Sicherheit und Dringlichkeit der durch die automatisch generierten Steuerungssignale und manuellen Steuerungsbefehlseingaben jeweils vorgegebenen Handlungsabsichten und zur Priorisierung derjenigen Steuerungsbefehlseingabe, die eine sicherere oder dringlichere Steuerungshandlung bewirkt, eingerichtet. Auf diese Weise werden Konflikte zwischen manueller und automatischer Steuerung gelöst und sichergestellt, dass der als sicherer und dringlicher vorbewertete Steuerungsbefehl Vorrang erhält. Die Arbitrierung kann mit Hilfe von Entscheidungsmatrizen erfolgen, in denen vorgegebene Steuerungsbefehle (Entscheidungen) in Abhängigkeit von Zuständen der automatischen und manuellen Steuerung verzeichnet sind.
  • Zur Priorisierung können die automatisch generierten Steuerungssignale verstärkt werden, d. h. beispielsweise übergewichtet werden, wenn die durch die automatisch generierten Steuerungssignale zu bewirkenden Steuerungshandlungen sicherer und/oder dringlicher sind, als die durch die manuellen Steuerungsbefehlseingaben zu bewirkenden Steuerungshandlungen. Auf der anderen Seite können die automatisch generierten Steuerungssignale reduziert werden, wenn die durch die manuellen Steuerungsbefehlseingaben zu bewirkenden Steuerungshandlungen als sicherer und/oder dringlicher vorbewertet sind, als die durch automatisch generierten Steuerungsbefehlseingaben zu bewirkenden Steuerungshandlungen.
  • Zur Abstimmung der automatischen und manuellen Steuerungsbefehle im Konfliktfall ist es zudem vorteilhaft, wenn die automatisch generierten Steuerungssignale zur Priorisierung reduziert werden, falls sowohl die durch die automatisch generierten Steuerungssignale zu bewirkenden Steuerungshandlungen, als auch die durch die manuellen Steuerungsbefehlseingaben zu bewirkenden Steuerungshandlungen als sicher und/oder dringlich vorbewertet sind. D. h., dass in diesem Fall, wenn sowohl die automatische, als auch die manuelle Steuerungshandlung als sicher und/oder dringlich vorbewertet ist, der manuellen Steuerungshandlung der Vorrang gegeben wird.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Steuerungseinrichtung einen mit der Arbitrierungseinheit verbundenen diskreten Umschalter oder ein kontinuierliches Schaltelement (bspw. ein Potentiometer) zur Priorisierung der manuellen Steuerungsbefehlseingabe oder automatisch generierten Steuersignale hat. Die Priorisierung kann beispielsweise durch unterschiedliche Gewichtung der manuellen und automatischen Steuerungsbefehle erfolgen.
  • Eine an die Arbitrierungsphase anschließende sekundäre Arbitrierungsphase bietet der nachgebenden Instanz, Mensch oder Automation, noch die Möglichkeit eine Änderung des in der Arbitrierungsphase generierten Steuerungssignals durch manuellen Eingriff oder indirekt durch zusätzliche visuelle, akustische oder haptische Kommunikation herbeizuführen. Die Kommunikation kann auch über Sprachein-/ausgabe, Geräuschein-/ausgabe oder visuelle Anzeige ergänzt werden. Weiterhin kann eine Koppelung mit Zuständen des Bedieners erfolgen, die durch Erkennung der Blick- oder Kopfrichtung oder Lidschlag detektiert werden. Diese Zustände werden dann an die Arbitrierungseinheit geleitet.
  • Die Steuerungseinrichtung kann beispielsweise mindestens eine mit der Arbitrierungseinheit gekoppelte optische, akustische und/oder haptische Signaleinheit zur Ausgabe eines von der Anpassung der automatisch generierten Steuerungssignale abhängigen Kommunikationssignals haben. Damit kann die Steuerungsbefehlsautomatik zum Beispiel durch akustische oder visuelle Ausgaben darauf aufmerksam machen, dass sie eine andere Steuerungshandlung vorschlägt, als in der Arbitrierungsphase oder sekundären Arbitrierungsphase abgestimmt ist.
  • Die Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise zur Erkennung von diskreten Befehlseingaben aus manuellen Steuerungsbefehlseingaben innerhalb einer Arbitrierungsphase und Generierung von zusätzlichen Steuerungssignalen eingerichtet, die nicht an die nachfolgende Regelungsstrecke weitergeleitet werden. Damit kann neben der kontinuierlichen Steuerung auch eine diskrete Befehlseingabe erfolgen, ohne dass dies Auswirkungen auf die Regelungsstrecke hat. So ist es zum Beispiel möglich, durch kurze ruckartige Bewegungen an einem Joystick oder Lenkrad Schaltanweisungen zu geben, ohne dass sich diese ruckartigen Bewegungen auf das Lenk- oder Steuerverhalten auswirken. Diese diskreten Steuerungsbefehlseingaben sind wiederum durch Ausnutzung der Toträume für die Arbitrierungsphase möglich.
  • Entsprechend sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass die Steuerungsbefehlsautomatik durch Aktivierung der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung diskrete Befehle an den Benutzer übermittelt, die z. B. durch den Totraum oder durch Ausfilterung nicht oder nur begrenzt an die Regelungsstrecke weitergeleitet werden.
  • Zur Erkennung der diskreten Steuerungsbefehle hat die Steuerungseinrichtung vorzugsweise eine Mehrzahl von Zustandsautomaten oder Mustererkennern, die in Abhängigkeit von detektierten Signalmustern aus manuellen Steuerungsbefehlseingaben aktivierbar und zur Ausgabe definierter Steuerungssignale miteinander zur gegenseitigen Aktivierung gekoppelt sind. Die Erkennung der diskreten Steuerungsbefehle erfolgt in Abstimmung mit der Arbitrierungseinheit, um manuelle Steuerungsbefehlseingaben von automatisch generierten Steuerungssignalen zu unterscheiden und um ggf. die diskreten Steuerungsbefehle aus der Arbitrierung auszublenden. Die Zustandsautomaten bzw. Mustererkenner ermöglichen somit in Echtzeit diskrete Steuerungseingaben zu erkennen und umzusetzen sowie auszufiltern, so dass die diskreten Steuerungseingaben keine Auswirkungen auf die auf die Regelungsstrecke gegebenen kontinuierlichen Steuerungssignale haben.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuerungsbefehlsautomatik zur Generierung von nicht auf die Regelungsstrecke wirkenden neutralen Steuerungssignalen und die Arbitrierungseinheit zur Detektion der Reaktion durch manuelle Steuerungsbefehlseingaben auf diese neutralen Steuerungssignale und Generierung von Regelungsstrecken-Steuerungssignalen für die nachfolgende Regelungsstrecke in Abhängigkeit von der detektierten Reaktion eingerichtet ist. Die neutralen Steuerungssignale können zeitlich definiert begrenzte, amplitudenbegrenzte, impulsförmige oder definiert frequenzbegrenzte Signale sein, die aufgrund ihrer Eigenschaft in der Arbitrierungseinheit herausfilterbar sind, um sie nicht auf die Regelungsstrecke zu leiten. Die Steuerungsbefehlsautomatik gibt auf diese Weise nicht kontinuierlich ein Steuerungssignal für die Regelungsstrecke vor, das lediglich mit einem nicht notwendigerweise vorhandenen manuellen Steuerungssignal abgeglichen wird. Vielmehr werden die neutralen Steuerungssignale nur dazu genutzt, dem Benutzer über die Steuerbefehls-Eingabevorrichtung die von der Steuerungsbefehlsautomatik vorgeschlagene Steuerungshandlung anzuzeigen. Für die Beeinflussung der Regelungsstrecke, d. h. für die Steuerung einer technischen Vorrichtung, ist dann die Reaktion des Benutzers auf die signalisierten Vorschläge bedeutend.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin, ein verbessertes Verfahren zur Generierung von Steuerungssignalen für technische Vorrichtungen der eingangs genannten Art zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird mit dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß gelöst durch die Schritte:
    • – automatische Generierung von Steuerungssignalen und aktuatorische Betätigung einer Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung in Abhängigkeit von den automatisch generierten Steuerungssignalen,
    • – Detektion von manuellen Steuerungsbefehlseingaben über die Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung als Reaktion auf die aktuatorische Betätigung der Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung durch die automatisch generierten Steuerungssignale,
    • – Generierung von Regelungsstrecken-Steuerungssignalen für die Regelungsstrecke durch die Arbitrierungseinheit mit einer im Fall von sich widersprechenden oder übersteuernden manuellen Steuerungsbefehlseingaben und automatisch generierten Steuerungssignalen
    • – kontinuierlichen Abstimmung der manuellen Steuerungsbefehlseingaben und der automatisch generierten Steuerungssignale durch regelbasierte Generierung eines Anpassungssignals aufeinander und
    • – Rückkoppelung des Anpassungssignals auf mindestens einen Aktor der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung innerhalb einer in Abhängigkeit von dem Totraum der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung und/oder der Regelungsstrecke gewählten Arbitrierungsphase.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind entsprechend der der beschrieben Merkmale der Steuerungseinrichtung in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 – Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform der Steuerungseinrichtung;
  • 2 – Darstellung des Zusammenhangs zwischen Mensch, Automation und Umgebung mit einer Arbitrierung zwischen Mensch und Automation;
  • 3 – Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Steuerungseinrichtung;
  • 4 – Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform der Steuerungseinrichtung.
  • Die 1 lässt eine Skizze einer Steuerungseinrichtung 1 erkennen, die im Wesentlichen eine Steuerungsbefehlsautomatik 2, eine haptische Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung 3 und eine Arbitrierungseinheit 4 hat. Die Steuerungsbefehlsautomatik 2 ist zur automatischen Generierung von Steuerungssignalen SA vorgesehen und kann hierzu in an sich bekannter Weise mit Sensoren etc. (nicht dargestellt) verbunden sein.
  • Die haptische Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung 3 hat mindestens einen Aktor 5 zur Betätigung der Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung 3 in Abhängigkeit von einem Anpassungssignal S1. In das vom Bediener genutzte Steuerungseingabeelement, wie zum Beispiel ein Joystick oder ein Lenkrad, wird somit eine Kraft eingeleitet, die das Steuerungseingabeelement entsprechend des Anpassungssignals S1 verlagert. Auf diese Weise wird dem Benutzer fühlbar das Ergebnis der Arbitrierung mitgeteilt.
  • Weiterhin ist mindestens ein Sensor 6 in der haptischen Steuerbefehls-Eingabevorrichtung 3 vorgesehen, um die manuelle Steuerungsbefehlseingabe SM zu detektieren. Hierzu kann beispielsweise die vom Benutzer auf das Steuerungseingabeelement aufgebrachte Gegenkraft gemessen werden.
  • Die automatisch generierten Steuerungssignale SA und manuellen Steuerungsbefehlseingaben SM werden an die Arbitrierungseinheit 4 geleitet und zur Generierung des Anpassungssignals S1, S2 und eines Regelungstreckens-Steuerungssignals SR, das auf eine nachfolgende Regelungsstrecke 7 gegeben wird, miteinander korreliert. Die nachfolgende Regelungsstrecke 7 kann beispielsweise die Lenkautomatik, Bremsautomatik o. ä. eines Kraftfahrzeuges sein.
  • Von der Arbitrierungseinheit wird der Totraum der nachfolgenden Regelungsstrecke 7 für die Arbitrierung als Arbitrierungsraum genutzt. Bei der Arbitrierung findet eine Abstimmung zwischen den manuellen und automatischen Steuerungswünschen statt, die geeignet gewichtet (regelbasiert abgestimmt) zur Generierung des Regelungsstrecken-Steuerungssignals SR miteinander korreliert werden.
  • Optional kann, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, eine Rückkoppelung von Zuständen der Regelungsstrecke 7 auf die Steuerungsbefehlsautomatik 2 mit dem Rückkoppelungssignal S3 oder auf die Arbitrierungseinheit 4 mit dem Rückkoppelungssignal S4 erfolgen. Damit wird eine Feedback-Regelung der automatisch generierten Steuerungssignale SA bzw. des Anpassungssignals S1 und Regelungsstrecken-Steuerungssignals SR realisiert.
  • Die 2 lässt die Zusammenhänge zwischen Mensch, Automation und Umgebung als Skizze erkennen. Es wird deutlich, dass zwischen der Benutzereingabe (Mensch) und der Steuerungsautomatik (Automation) eine Arbitrierung, d. h. eine Abstimmung der automatischen und manuellen Steuerungsbefehle erfolgt. Die Absichten des Menschen und der Automation werden in eine gemeinsame Aktion umgewandelt, die an die Umgebung, d. h. die Regelungsstrecke 7 zur Bewirkung einer Steuerungshandlung geleitet wird.
  • Um die Steuerungssignale durch den Menschen manuell und durch die Automation automatisch generieren zu können, erfolgt eine Wahrnehmung der hierzu mindestens erforderlichen Randbedingungen, beispielsweise durch Sensoren oder Sinne des Menschen.
  • Im Unterschied zu rein manuell gesteuerten technischen Vorrichtungen, wie zum Beispiel Fahrzeugen, verfügen die assistenz- oder automationsunterstützten zu steuernden technischen Vorrichtungen über eine zusätzlich Entität, die nun parallel zum Menschen die Umgebung wahrnimmt, Absichten bildet und damit wieder durch Aktion auf die Umgebung wirken kann. Durch zum Beispiel Unterschiede in der Wahrnehmung können die Absichten von Mensch und Automation unterschiedlich sein. Diese Konflikte werden über eine gemeinsame Willensbildung oder Arbitrierung aufgelöst.
  • Eine beispielhafte Arbitrierung wird am Beispiel des Führens eines Fahrzeuges im Folgenden erläutert. Es wird die fundamentale Aufgabe des sich in Bewegung setzen oder Anhaltens beschrieben. In entsprechender Weise können auch andere, gegebenenfalls komplexere Aufgaben gelöst werden.
  • Bei der Steuerungseinrichtung 1 ist das Fahrzeug im Gegensatz zu einem traditionellen, rein manuell zu steuernden Fahrzeug mit einem zusätzlichen Willen ausgestattet, der parallel, sogar entgegensetzt zum Fahrer auf das Fahrzeug wirken kann. Dieser Wille wird in der Steuerungsbefehlsautomatik 2 gebildet.
  • In einem Ausführungsbeispiel wird der Aktionsraum für die Arbitrierung seitens des Menschens und der Automation in fünf unterschiedliche Zustände diskretisiert, die sich leicht auf weitere exemplarische Verkehrssituationen übertragen lassen:
    • – Stoppanforderung: Rote Ampel mit Gefahrensituation (zum Beispiel Fußgänger, die gleichzeitig direkt vor dem Fahrzeug über die Straße laufen)
    • – Stopp: Rote Ampel ohne Gefahrensituation (zum Beispiel ansonsten freier Kreuzung)
    • – Unbestimmt: Alle Zustände sind akzeptierbar („egal")
    • – Bewegung: Anfahren ohne Gefahrensituation (z. B. ein Fahrzeug steht an einer Ampel, die auf Grün umschaltet)
    • – Bewegungsanforderung: Anfahren bei Gefahrensituation (z. B ein Fahrzeug steht auf einem Bahnübergang, auf den ein Zug zurast).
  • Um Konflikte zwischen derartigen unterschiedlichen Zuständen aufzulösen, die als Steuerungssignale automatisch und manuell generiert werden, empfiehlt sich das folgende reihenfolgeabhängige Regelungskonzept:
    • 1. Der Mensch kann sich immer durchsetzen, wenn eine (sichere und dringliche) Handlungsabsicht deutlich kommuniziert (Stoppanforderung oder Bewegungsanforderung bei Gefahrensituation (Person demand) setzt sich durch);
    • 2. Derjenige Partner setzt sich durch, der deutlicher eine (sichere und dringlichere) Handlungsabsicht kommuniziert (Stoppanforderung oder Bewegungsanforderung (demand) setzt sich durch);
    • 3. Der Partner mit der konservativeren Handlungsabsicht setzt sich durch (Stopp setzt sich durch).
  • Zur Auflösung von Konflikten ist es auch vorteilhaft, eine zweite Arbitrierungsphase vorzusehen, die sich an die erste Arbitrierungsphase anschließt. Damit kann verhin dert werden, dass sich der Benutzer mit aller Kraft versucht gegen den Willen der Steuerungsbefehlsautomatik 2 durchzusetzen. Der Benutzer hat dann die Gelegenheit, bei einem Stopp durch die Automation erst einmal stehen zubleiben, zu reflektieren und sich erst wenn nötig mit einer dringlichen Steuerungseingabe durchzusetzen (demand).
  • Die sekundäre Arbitrierungsphase bietet der nachgebenden Instanz, Mensch oder Automation, noch die Möglichkeit eine Änderung des in der Arbitrierungsphase generierten Steuerungssignals durch manuellen Eingriff oder indirekt durch zusätzliche visuelle, akustische oder haptische Kommunikation herbeizuführen. Die Kommunikation kann auch über Sprachein-/ausgabe, Geräuschein-/ausgabe oder visuelle Anzeige ergänzt werden. So kann nach Ablauf der Arbitrierungsphase mit Hilfe von diskreten Umschaltern oder kontinuierlichen Schaltelementen (bspw. ein Potentiometer) eine Priorisierung beispielsweise durch unterschiedliche Gewichtung der manuellen und automatischen Steuerungsbefehle erfolgen. Weiterhin kann eine Koppelung mit Zuständen des Bedieners erfolgen, die durch Erkennung der Blick- oder Kopfrichtung oder Lidschlag detektiert werden.
  • Mit Hilfe von einer optischen, akustischen und/oder haptischen Signaleinheit zur Ausgabe eines von der Anpassung der automatisch generierten Steuerungssignale abhängigen Kommunikationssignals kann zum Beispiel durch akustische oder visuelle Ausgaben darauf aufmerksam gemacht werden, dass die Steuerungsbefehlsautomatik 2 eine andere Steuerungshandlung vorschlägt, als in der Arbitrierungsphase oder sekundären Arbitrierungsphase abgestimmt ist.
  • Die Arbitrierungseinheit 4 kann durch geeignete Bewertung der automatischen Steuerungssignale SA und manuellen Steuerungsbefehlseingaben SM genutzt werden, um Fahrzeuge unterschiedlich „temperamentvoll" zu parametrisieren. So kann im Extremfall (insbesondere für Sonderfälle) erreicht werden, dass sich Fahrzeuge deutlich selbständiger in Bewegung setzen oder eine sichere und dringliche Handlungsabsicht der Steuerungsbefehlsautomatik 2 deutlich schwerer oder nicht mehr durch den Benutzer übersteuerbar ist.
  • Entscheidend ist, dass in der primären Arbitrierungsphase von beispielsweise etwa zwei Sekunden, in denen die Steuerungsbefehlsautomatik 2 und der Benutzer unterschiedlich auf die haptische Steuerbefehls-Eingabevorrichtung 3 einwirken können, zur gemeinsamen Willensbildung genutzt wird. Hierzu wird der Aktor 5 der haptischen Steuerbefehls-Eingabevorrichtung 3 mit dem Anpassungssignal S1 nachgeregelt. Die Anpassung des automatisch generierten Steuerungssignals SA erfolgt durch Rückkoppelung des Anpassungssignals S2 auf die Steuerungsbefehlsautomatik 2. Beispielsweise kann hierdurch signalisiert werden, dass sich die Steuerungsbefehlsautomatik 2 zurückhält, obwohl sie das Fahrzeug immer noch anfahren möchte, indem keine oder nur reduzierte Kräfte auf die Steuerbefehls-Eingabevorrichtung 3 ausgeübt werden. Während dieser „Verhandlung" hat sich das Fahrzeug noch nicht in Bewegung gesetzt, da aufgrund der Parametrisierung der haptischen Steuerbefehls-Eingabevorrichtung 3 die Beschleunigung des Fahrzeugs erst bei einer Position der haptischen Steuerbefehls-Eingabevorrichtung 3 einige Grad vor einer Neutralstellung eingeleitet wird. Ein durch die Fahrzeug- und Lenkdynamik vorgegebener Totraum wird also als Raum für die Arbitrierung genutzt.
  • Die 3 lässt eine zweite Ausführungsform der Steuerungseinrichtung 1 erkennen, die sich von der ersten Ausführungsform lediglich in der Ansteuerung des mindestens einen Aktors 5 unterscheidet. Die Arbitrierungseinheit 4 ist auf die Steuerungsautomatik 2 rückgekoppelt, um die automatisch generierten Steuerungssignale SA in Abhängigkeit von dem Anpassungssignal S2 mindestens innerhalb einer Arbitrierungsphase anzupassen. Der mindestens eine Aktor wird dabei immer in direkter Abhängigkeit von dem automatisch generierten Steuerungssignal SA angesteuert. Die detektierten manuellen Steuerungsbefehlseingaben SM sind dabei die Reaktion des Bedieners auf die aktuatorische Verstellung der Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung 3 durch die automatisch generierten Steuerungssignale SA. Da zur Anpassung der automatisch generierten Steuerungssignale SA das Anpassungssignal S2 von der Arbitrierungseinheit an die Steuerungsautomatik 2 übermittelt wird und dadurch eine Adaption der Aktivität des mindestens einen Aktors 5 erfolgt, findet eine Abstimmung der Steuerungshandlungen zwischen Bediener und Steuerungsbefehlsautomatik 2 an der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung 3 statt.
  • Die 4 lässt eine dritte Ausführungsform der Steuerungseinrichtung 1 erkennen. Sie unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass eine erste Gruppe von Aktoren 5a in der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung 3 vorgesehen ist, die direkt über die Steuerungsbefehlsautomatik 2 mit einem zum automatisch generierten Steuerungssignal SA korrelierten Signal angesteuert werden. Weiterhin ist eine zweite Gruppe von Aktoren 5b vorgesehen, die in Abhängigkeit von dem Anpassungssignal S1 angesteuert werden. Die Rückkoppelung des Anpassungssignals S2 auf die Steuerungsbefehlsautomatik 2 ist optional.
  • Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Anpassung der Wirkung des automatisch generierten Steuerungssignal SA durch das Anpassungssignal S1 mechanisch, indem die erste und zweite Gruppe von Aktoren 5a, 5b je nach Arbitrierung mit- oder gegeneinander arbeiten.

Claims (27)

  1. Steuerungseinrichtung (1) mit – einer Steuerungsbefehlsautomatik (2) zur automatischen Generierung von Steuerungssignalen (SA), – einer haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3), die mindestens einen Aktor (5) zur Betätigung der SteuerungsbefehlsEingabevorrichtung (3) in Abhängigkeit von den automatisch generierten Steuerungssignalen (SA) und mindestens einen Sensor (6) zur Detektion manueller Steuerungsbefehlseingaben (SM) durch manuelle Betätigung der Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3) hat, – einer Arbitrierungseinheit (4) zur Generierung von Steuerungssignalen (SR), die an eine der Arbitrierungseinheit (4) nachfolgenden Regelungsstrecke (7) geleitet werden, in Abhängigkeit von den automatisch generierten Steuerungssignalen (SA) und den manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM), dadurch gekennzeichnet, dass – die Arbitrierungseinheit (4) eingerichtet ist, um bei sich widersprechenden oder übersteuernden manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) und automatisch generierten Steuerungssignalen (SA) innerhalb einer in Abhängigkeit von einem Totraum der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3) und/oder der Regelungsstrecke (7) gewählten Arbitrierungsphase kontinuierlich die manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) und die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) durch regelbasierte Generierung eines Anpassungssignals (S1, S2) und Rückkoppelung des Anpassungssignals (S1, S2) auf mindestens einen Aktor (5) der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3) aufeinander abzustimmen.
  2. Steuerungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbitrierungseinheit (4) mit mindestens einem der Aktoren (5) der haptischen Steuerbefehls-Eingabevorrichtung (3) zur Ansteuerung des mindestens einen Aktors (5) in Abhängigkeit von dem Anpassungssignal (S1, S2) verbunden ist.
  3. Steuerungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbitrierungseinheit (4) mit der Steuerungsbefehlsautomatik (2) zur Rückkoppelung des Anpassungssignal (S1, S2) auf das automatisch generierte Steuerungssignal (SA) verbunden ist und mindestens einer der Aktoren (5) der haptischen Steuerbefehls-Eingabevorrichtung (3) in Abhängigkeit von dem automatisch generierten Steuerungssignal (SA) angesteuert wird.
  4. Steuerungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die haptische Steuerbefehls-Eingabevorrichtung (3) eine erste Gruppe von Aktoren (5a) hat, die in Abhängigkeit von den automatisch generierten Steuerungssignalen (SA) der Steuerungsautomatik angesteuert werden, und eine zweite Gruppe von Aktoren (5b) hat, die in Abhängigkeit von den Anpassungssignalen (S1, S2) der Arbitrierungseinheit (4) angesteuert werden.
  5. Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (1) zur variablen Einstellung des Totraums der Regelungsstrecke (7) eingerichtet ist.
  6. Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbitrierungseinheit (4) zur Bewertung der Sicherheit und Dringlichkeit der durch die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) und manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) jeweils vorgegebenen Handlungsabsichten und zur Priorisierung derjenigen Steuerungsvorgabe (SA, SM), die eine sicherere oder dringlichere Steuerungshandlung bewirkt, eingerichtet ist.
  7. Steuerungseinrichtung (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass zur Priorisierung die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) verstärkt werden, wenn die durch die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) zu bewirkenden Steuerungshandlungen als sicherer und/oder dringlicher vorbewertet sind, als die durch die manuellen Steuerungsbefehiseingaben (SM) zu bewirkenden Steuerungshandlungen, und die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) reduziert werden, wenn die durch die manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) zu bewirkenden Steuerungshandlungen als sicherer und/oder dringlicher vorbewertet sind, als die durch die automatisch generierten Steuerungsbefehlseingaben (SA) zu bewirkenden Steuerungshandlungen.
  8. Steuerungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Priorisierung die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) reduziert werden, wenn sowohl die durch die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) zu bewirkenden Steuerungs handlungen, als auch die durch die manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) zu bewirkenden Steuerungshandlungen als sicher und dringlich vorbewertet sind.
  9. Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (1) einen mit der Arbitrierungseinheit (4) verbundenen diskreten Umschalter oder ein kontinuierliches Schaltelement zur Priorisierung der manuellen Steuerungsbefehlseingabe (SM) hat.
  10. Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (1) mindestens eine mit der Arbitrierungseinheit (4) gekoppelte Signaleinheit zur optischen, akustischen und/oder haptischen Ausgabe eines von der Anpassung der automatisch generierten Steuerungssignale (SA) abhängigen Kommunikationssignals hat.
  11. Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (1) mindestens eine mit der Arbitrierungseinheit (4) gekoppelte Eingabeeinheit zur optischen, akustischen und/oder haptischen Eingabe von Kommunikationssignalen oder Zuständen zur Anpassung des Regelungsstrecken-Steuerungssignals (SR) hat.
  12. Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (1) zur Erkennung von diskreten Befehlseingaben aus manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) und Generierung von zusätzlichen Steuerungssignalen eingerichtet ist.
  13. Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbitrierungseinheit (4) eingerichtet ist, um die zusätzlichen Steuerungssignale nicht an die nachfolgende Regelungsstrecke (SR) weiterzuleiten.
  14. Steuerungseinrichtung (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (1) eine Mehrzahl von Zustandsautomaten oder Mustererkennern hat, wobei die Zustandsautomaten oder Mustererkenner in Abhängigkeit von detektieren Signalmustern aus manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) aktivierbar und zur Ausgabe definierter Steuerungssignale miteinander zur gegenseitigen Aktivierung gekoppelt sind.
  15. Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsbefehlsautomatik (2) zur Generierung von nicht auf die Regelungsstrecke (7) wirkenden neutralen Steuerungssignalen (SA) und die Arbitrierungseinheit (4) zur Detektion der Reaktion durch manuelle Steuerungsbefehlseingaben (SM) auf die neutralen Steuerungssignale (SA) und Generierung von Steuerungssignalen (SR) für die nachfolgende Regelungsstrecke (7) in Abhängigkeit von der detektieren Reaktion eingerichtet ist.
  16. Verfahren zur Generierung von Steuerungssignalen für technische Vorrichtungen, die mindestens eine Regelungsstrecke und eine Steuerungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche haben, gekennzeichnet durch: – automatische Generierung von Steuerungssignalen (SA) und aktuatorische Betätigung einer Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3) in Abhängigkeit von den automatisch generierten Steuerungssignalen (SA), – Detektion von manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) über die Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3) als Reaktion auf die aktu atorische Betätigung der Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3) durch die automatisch generierten Steuerungssignale (SA), – Generierung von Regelungsstrecken-Steuerungssignalen (SR) für die Regelungsstrecke (7) durch die Arbitrierungseinheit (4) mit einer im Fall von sich widersprechenden oder übersteuernden manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) und automatisch generierten Steuerungssignalen (SA) – kontinuierlichen Abstimmung der manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) und der automatisch generierten Steuerungssignale (SA) durch regelbasierte Generierung eines Anpassungssignals (S1, S2) aufeinander und – Rückkoppelung des Anpassungssignals (S1, S2) auf mindestens einen Aktor (5) der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3) innerhalb einer in Abhängigkeit von einem Totraum der haptischen Steuerungsbefehls-Eingabevorrichtung (3) und/oder der Regelungsstrecke (7) gewählten Arbitrierungsphase.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Rückkoppelung des Anpassungssignals (S1, S2) auf die haptische Steuerbefehls-Eingabevorrichtung (3) zur Ansteuerung des mindestens einen Aktors (5).
  18. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Rückkoppelung des Anpassungssignal (S1, S2) auf die Steuerungsbefehlsautomatik (2) zur Anpassung des automatisch generierten Steuerungssignals (SA) und Ansteuerung mindestens eines der Aktoren (5) der haptischen Steuerbefehls-Eingabevorrichtung (3) in Abhängigkeit von dem automatisch generierten Steuerungssignal (SA).
  19. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Ansteuerung einer ersten Gruppe von Aktoren (5a) in Abhängigkeit von den automatisch generierten Steuerungssignalen (SA) der Steuerungsautomatik (2) und Ansteuerung einer zweiten Gruppe von Aktoren (5b) in Abhängigkeit von den Anpassungssignalen (S1, S2) der Arbitrierungseinheit (4).
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch variable Einstellung des Totraums der Regelungsstrecke (7).
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, gekennzeichnet durch Bewertung der Sicherheit und Dringlichkeit der durch die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) und manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) jeweils vorgegebenen Handlungsabsichten und Priorisierung derjenigen Steuerungsvorgabe (SA, SM), die eine sicherere und dringlichere Steuerungshandlung bewirkt.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, gekennzeichnet durch Verstärkung der automatisch generierten Steuerungssignale (SA) zur Priorisierung, wenn die durch die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) zu bewirkenden Steuerungshandlungen als sicherer und/oder dringlicher vorbewertet sind, als die durch die manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) zu bewirkenden Steuerungshandlungen, und Reduzieren der Wirkung der automatisch generierten Steuerungssignale (SA), wenn die durch die manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) zu bewirkenden Steuerungshandlungen als sicherer und/oder dringlicher vorbewertet sind, als die durch die automatisch generierten Steuerungssignale (SM) zu bewirkenden Steuerungshandlungen.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, gekennzeichnet durch Reduzierung der automatisch generierten Steuerungssignale (SA) zur Priorisierung, wenn sowohl die durch die automatisch generierten Steuerungssignale (SA) zu bewirkenden Steuerungshandlungen, als auch die durch die manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) zu bewirkenden Steuerungshandlungen als sicher und/oder dringlich vorbewertet sind.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, gekennzeichnet durch diskrete Umschaltung oder kontinuierlichen Übergang zur Priorisierung der manuellen Steuerungsbefehlseingabe (SM) oder automatisch generierten Steuerungssignale (SA) nach Ablauf der Arbitrierungsphase und Generierung der Regelungsstrecken-Steuerungssignale (SR) in Abhängigkeit von gewichteten manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) und gewichteten automatisch generierten Steuerungssignalen (SA).
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, gekennzeichnet durch Erkennung von diskreten Befehlseingaben aus manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) und Generierung von zusätzlichen Steuerungssignalen, die nicht an die nachfolgende Regelungsstrecke (7) weitergeleitet werden.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 25, gekennzeichnet durch Detektion diskreter Steuerungssignale durch Erkennung einzelner Signalmuster aus den manuellen Steuerungsbefehlseingaben (SM) und Aktivierung von Zustandsautomaten oder Mustererkennern in Abhängigkeit von jeweils vorbestimmten Signalmustern.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 26, gekennzeichnet durch Generierung nicht auf die Regelungsstrecke (7) wirkender neutraler Steuerungssignale (SA) und Detektion der Reaktion durch manuelle Steuerungsbefehlseingaben (SM) auf die automatisch generierten neutralen Steuerungssignale (SA) und Generierung von Regelungsstrecken-Steuerungssignalen (SR) für die nachfolgende Regelungsstrecke (7) in Abhängigkeit von der detektierten Reaktion.
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