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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum kontrollierten Bewegen von Kraftfahrzeugen in einer Halle.
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In den heutigen Fertigungsbereichen bei Automobilherstellern werden die Kraftfahrzeuge oftmals durch Mitarbeiter von einer Station zur nächsten, beispielsweise bei sogenannten Rollenprüfständen, bewegt. Eine derartige Umsetzung der Kraftfahrzeuge mittels des Mitarbeiters ist zwar äußerst flexibel, jedoch kostenintensiv und individuell verschieden im Hinblick auf den jeweils eingesetzten Mitarbeiter. Durch die von unterschiedlichen Mitarbeitern vorgenommenen individuellen Fahrzeugbewegungen lässt sich ein einheitlicher und leicht kontrollierbarer Bewegungsablauf nur schwer realisieren.
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Aus der
DE 10 2009 022 281 A1 ist ein gattungsgemäßes System zum kontrollierten Bewegen von Kraftfahrzeugen in einer Halle bekannt, wobei dieses System zumindest eine Sensoreinrichtung zur Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs und zumindest eine damit kommunizierend verbundene Rechnereinrichtung besitzt. Eine kraftfahrzeuggebundene Einrichtung kommuniziert dabei mit der hallenseitigen Rechnereinrichtung, wobei letztere derart ausgebildet ist, dass sie einen Bewegungsvektor des Kraftfahrzeugs von einer momentanen von der Sensoreinrichtung erfassten Ist-Position des Kraftfahrzeugs zu einer nachfolgenden Soll-Position berechnet und über die Sende-/Empfangseinrichtung an die kraftfahrzeuggebundene Einrichtung übermittelt. Die kraftfahrzeuggebundene Einrichtung kann dabei in verschiedenen Ausführungen realisiert sein. Zum einen kann diese als ”intelligente” Einrichtung von der hallenseitigen Rechnereinrichtung eine Trajektorie empfangen; die kraftfahrzeuggebundene Rechner-/Steuerungseinrichtung sendet dabei entsprechende Signale an einen Antrieb und eine Lenkung des Kraftfahrzeugs, so dass dieses autonom von seiner Ist-Position zu seiner Soll-Position fährt. Zum anderen kann die kraftfahrzeuggebundene Einrichtung nur ein reines Drahtlos-Zu-CAN-Gateway sein, sodass bereits die hallenseitige Rechnereinrichtung aus der berechneten Trajektorie die Zielbefehle (z. B. Lenkkraft oder Motormoment) berechnet und über die Kommunikationsstrecke direkt an die Streuergeräte sendet.
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Nachteilig an dem bekannten Stand der Technik ist jedoch, dass zur Überwachung des Fahrwegs des autonom fahrenden Kraftfahrzeugs ein extrem aufwändiges Überwachungssystem mit einer Vielzahl an entsprechenden Sensoren erforderlich ist, die das autonom fahrende Kraftfahrzeug zu jeder Zeit hinsichtlich seiner Position erfassen und überwachen können. Verbunden damit ist auch ein nicht unerheblicher Wartungsaufwand.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein gattungsgemäßes System eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine deutlich geringere Komplexität und deutlich geringere Kosten auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem System zum kontrollierten Bewegen von Kraftfahrzeugen zwischen zumindest einer Startstation und einer Zielstation einen Korridor, in welchem das zu bewegende Kraftfahrzeug autonom fährt, zu berechnen und diesen lediglich an besonders kritischen Stellen, beispielsweise Kurven, mittels einer Überwachungseinrichtung zu überwachen. Im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten System kann somit eine bisher aufwändige, komplexe und dadurch auch teure Sensoreinrichtung, die das Kraftfahrzeug an jeder Stelle und zu jedem Zeitpunkt erfasst und detektiert, eingespart werden. Durch die geringere Komplexität des erfindungsgemäßen Systems können darüber hinaus eine höhere Stabilität sowie geringere Änderungs-, Anpassungs- und Wartungsaufwendungen erreicht werden. Das erfindungsgemäße System weist eine stationäre Rechnereinrichtung auf, welche das Kraftfahrzeug an der Startstation erfasst und welche drahtlos mit einer kraftfahrzeuggebundenen Einrichtung kommuniziert. Die hallenseitige und damit stationäre Rechnereinrichtung ist darüber hinaus derart ausgebildet, dass sie eine Trajektorie für das Kraftfahrzeug innerhalb eines Korridors von der Startstation zur Zielstation berechnet und an die kraftfahrzeuggebundene Einrichtung übermittelt, oder alternativ direkt die Anforderungen an die Fahrzeugsteuergeräte berechnet und diese an die kraftfahrzeuggebundene Einrichtung übermittelt. Die kraftfahrzeuggebundene Einrichtung wiederum ist derart ausgebildet, dass sie entsprechende Signale an einen Antrieb und eine Lenkung des Kraftfahrzeugs übermittelt, so dass dieses autonom von der Startstation zur Zielstation fahren kann. Die erfindungsgemäß vorgesehene Überwachungseinrichtung überwacht ausschließlich Randbereiche und insbesondere kritischen Randbereiche des Korridors punktuell und stoppt das Fahrzeug oder stößt eine Korrektur der berechneten Trajektorie an, um das Fahrzeug wieder in den berechneten Korridor zu bewegen, sofern es den zuvor berechneten Korridor verlässt. Eine komplette Erfassung und Überwachung des Kraftfahrzeugs innerhalb des gesamten Korridors und während des gesamten Bewegungsablaufs kann dadurch entfallen, wodurch die Überwachungseinrichtung deutlich einfacher und damit auch kostengünstiger ausgebildet sein kann. Durch die einfachere Ausbildung kann letztlich auch die Stabilität gesteigert werden.
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Zweckmäßig weist die Überwachungseinrichtung Lichtschranken oder Ultraschallsensoren zur Überwachung der Randbereiche des Korridors auf. Derartige Lichtschranken können beispielsweise auch lediglich im Bereich von kritischen Randbereichen, beispielsweise Kurven, des Korridors angeordnet sein, in welchem sich die jeweiligen Kraftfahrzeuge autonom bewegen. Derartige Lichtschranken sind einerseits kostengünstig und andererseits äußerst leistungsfähig, wodurch die Überwachungseinrichtung insgesamt einfach, kostengünstig und zugleich effektiv aufgebaut ist.
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Zweckmäßig ist eine Ablaufsteuerungseinrichtung vorgesehen, die die einzelnen anzufahrenden Stationen, das heißt die einzelnen anzufahrenden Start- und Zielstationen für jedes Kraftfahrzeug festlegt und als Eingangsdaten an die Rechnereinrichtung übermittelt, woraus diese die zugehörigen Trajektorien und (Bewegungs-)Korridore des Kraftfahrzeugs berechnet. Eine derartige Ablaufsteuerungseinrichtung kann beispielsweise als Prüfablaufsteuerung ausgebildet sein und die einzelnen beispielsweise als Prüfstationen ausgebildeten Start- und Zielstationen beinhalten. Denkbar ist dabei, dass für individuelle Fahrzeuge individuelle Prüfabläufe mit individuellen Prüfstationen vorgesehen sind, wobei die Ablaufsteuerungseinrichtung dann anhand beispielsweise eines Strichcodes die jeweils einen individuellen Fahrzeug zugeordneten Prüfstationen erkennt und daraus die zwischen den einzelnen Prüfstationen erforderlichen Trajektorien bzw. Korridore für die autonome Bewegung des Kraftfahrzeugs berechnet. Hierdurch ist es möglich, die beispielsweise am Fertigungsende eines Kraftfahrzeugs individuell anzufahrenden Prüfstationen vollautomatisch abzuarbeiten.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 ein erfindungsgemäßes System zum kontrollierten Bewegen eines Kraftfahrzeugs zwischen zumindest einer Startstation und einer Zielstation,
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2 eine Draufsicht auf eine mögliche Ausführungsform eines derartigen Systems.
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Entsprechend den 1 und 2 weist ein erfindungsgemäßes System 1 zum kontrollierten Bewegen eines Kraftfahrzeugs 2 zwischen zumindest einer Startstation 3 und einer zugehörigen Zielstation 4 eine stationäre Rechnereinrichtung 5 auf, welche das Kraftfahrzeug 2 an der Startstation 3 erfasst. Zusätzlich besitzt das System 1 eine kraftfahrzeuggebundene Einrichtung 6, die drahtlos mit der Rechnereinrichtung 5, beispielsweise über eine Sende-/Empfangseinrichtung 7, kommuniziert. Die Rechnereinrichtung 5 ist dabei derart ausgebildet, dass sie eine Trajektorie 8 (vgl. 2), das heißt eine Bewegungsbahn, innerhalb eines Korridors 9 des Kraftfahrzeugs 2 von der Startstation 3 zur Zielstation 4 berechnet und an die kraftfahrzeuggebundene Steuerungseinrichtung 6 übermittelt. Letztere sendet dabei entsprechende Signale an einen Antrieb und eine Lenkung des Kraftfahrzeugs 2, so dass dieses autonom von der Startstation 3 zur Zielstation 4 fahren kann bzw. fährt. Die Umrechnung der Trajektorie 8 in die Steuergerätbefehle für Antrieb und Lenkung kann alternativ auch durch die Rechnereinrichtung 5 erfolgen und Einrichtung 6 fungiert dann lediglich als Gateway. Erfindungsgemäß ist nun zusätzlich eine einfach aufgebaute Überwachungseinrichtung 10 vorgesehen, welche ausschließlich Randbereiche, beispielsweise Kurven, des Korridors 9 (punktuell) überwacht und das Kraftfahrzeug 2 anhält bzw. stoppt oder eine Korrektur der berechneten Trajektorie durch die Rechnereinrichtung 5 anstößt, um das Fahrzeug wieder in den berechneten Korridor zu bewegen, sofern es den berechneten Korridor 9 verlässt. Mit dem erfindungsgemäßen System 1 ist somit keine lückenlose und permanente Ortung des Kraftfahrzeugs 2 erforderlich, sonder lediglich dessen Überwachung an kritischen Punkten, wie beispielsweise Engstellen oder Kurven, durch eine einfache Grenzwertüberwachung durch die Überwachungseinrichtung 10, die hierfür beispielsweise Lichtschranken 11 aufweist.
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Zusätzlich kann eine Ablaufsteuerungseinrichtung 12 vorgesehen sein, die die einzelnen anzufahrenden Stationen, das heißt beispielsweise die Startstationen 3 und die Zielstationen 4 für jedes Kraftfahrzeug 2 festlegt und als Eingangsdaten an die Rechnereinrichtung 5 übermittelt, woraus diese die zugehörigen Trajektorien 8 und Korridore 9 des Kraftfahrzeugs 2 berechnen kann. So ist beispielsweise denkbar, dass unterschiedliche Kraftfahrzeuge unterschiedliche Stationen, beispielsweise Prüfstationen, anfahren müssen, um individuell geprüft oder einer Endkontrolle unterzogen werden zu können. Die Ablaufsteuerungseinrichtung 12 ist dabei in der Lage, durch einen entsprechenden am Kraftfahrzeug 2 angeordneten Identifizierungscode dessen Prüfzyklus zu erfassen und die Trajektorie 8 bzw. den zugehörigen Korrektor 9 in Abhängigkeit des Identifizierungscodes und der darüber festgelegten Prüfstationen zu berechnen. Die Startstation 3 bzw. die Zielstation 4 können dabei derartige Prüfstationen sein, insbesondere Rollenprüfstände. Selbstverständlich ist die Ablaufsteuerungseinrichtung 12 in der Lage mehrere Kraftfahrzeuge 2 gleichzeitig zu betreuen, insbesondere auch sicher bei sich kreuzenden Korridoren 9 zu verfahren.
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Eine Kommunikation zwischen der Rechnereinrichtung 5 und der kraftfahrzeuggebundenen Steuerungseinrichtung 6 kann beispielsweise drahtlos über die Sende-/Empfangseinrichtung 7 über Funk oder optische Signale erfolgen.
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Das System 1 kann generell auch Bestandteil einer Prüfeinrichtung 13 zur Prüfung eines Kraftfahrzeugs 2 mit zumindest zwei Prüfstationen ausgebildet sein, die für das Kraftfahrzeug 2 eine Startstation 3 und eine Zielstation 4 bilden.
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Mit der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung 13 bzw. mit dem erfindungsgemäßen System 1 kann ein autonomes Verfahren des Kraftfahrzeugs 2 zwischen zwei Prüfstationen, beispielsweise zwischen einer Startstation 3 und einer Zielstation 4 erreicht werden, wobei der Überwachungsaufwand deutlich reduziert ist, da die Überwachungseinrichtung 10 lediglich in der Art einer einfachen Grenzüberwachung ausgebildet ist und lediglich überwacht, ob das Kraftfahrzeug 2 über den vorberechneten Korridor 9 hinausfährt oder nicht. Für die Überwachungseinrichtung 10 sind dadurch deutlich reduzierte Kosten aufzuwenden, da nicht nur die Überwachungstechnik an sich, sondern auch die Regelungstechnik deutlich vereinfacht ist. Durch die geringere Komplexität des erfindungsgemäßen Systems 1 können auch eine höhere Stabilität sowie reduzierte Änderungs- und Anpassungs- bzw. Wartungsaufwendungen erzielt werden. Von besonderem Vorteil ist das erfindungsgemäße System 1 bei der Endkontrolle von Kraftfahrzeugen 2, bei welcher diese unterschiedlichste Arten von Prüfstationen durchlaufen müssen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009022281 A1 [0003]
