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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für ein Einsatzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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In Einsatzfahrzeugen, wie zum Beispiel Feuerlöschfahrzeugen, werden verschiedene Funktionen durch mehrere Betriebsmodule wie Aktuatoren, Motorantriebe, Pumpen, Beleuchtungsvorrichtungen, Ventile usw. dargestellt. So umfasst beispielsweise eine Drehleiter, die einen Rettungskorb trägt, eine Anzahl verschiedener Aktuatoren zum Bewegen der Leiter gemäß verschiedenen Freiheitsgraden. Darüber hinaus umfassen moderne Drehleitern eine Anzahl von Sensoren und aktiven Schwingungsdämpfern. Oder anders ausgedrückt: Jede Funktionalität des Einsatzfahrzeugs kann durch ein komplexes System von Betriebsmodulen dargestellt werden. Der Betrieb des Systems ist anspruchsvoll und komplex, speziell dann, wenn eines dieser Module nicht richtig funktioniert. Eine solche Funktionsstörung kann ein Totalausfall des jeweiligen Betriebsmoduls sein, oder eine Fehlfunktion, bei der der Betrieb des Moduls so eingeschränkt ist, dass das jeweilige Betriebsmodul nicht innerhalb der vorgesehenen Betriebsgrenzen arbeiten kann, d. h. Geschwindigkeitsgrenzen oder Leistungsgrenzen. Wenn eine solche Funktionsstörung eintritt, muss der Bediener schnell reagieren, um die Kontrolle über das Steuerungssystem zu behalten und weitere Probleme oder Schäden zu vermeiden.
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Bis jetzt war es nicht möglich, Funktionsstörungssituationen von Betriebsmodulen unter kontrollierten Bedingungen zu simulieren. Beispielsweise kann die Simulation eines Ausfalls eines Betriebsmoduls durch Abschalten des Moduls bestimmte Gefahren für das Einsatzfahrzeug und seine Mannschaft hervorrufen, weil es mit einem Verlust an Kontrolle über das Steuerungssystem einhergeht und zu komplexen Situationen führt, die der Bediener kaum überblicken kann. Folglich gibt es keine Möglichkeit für die Bediener, Ausfall- oder Funktionsstörungssituationen zu simulieren, die in der Praxis oft eintreten.
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Es ist nun eine Aufgabe der Erfindung, ein Steuerungssystem für ein Einsatzfahrzeug der oben beschriebenen Art bereitzustellen, das die Möglichkeit bietet, eine Funktionsstörung oder einen Ausfall eines oder mehrerer Betriebsmodule in einer Trainingssituation unter kontrollierten Bedingungen zu simulieren, wodurch Gefahren für die Mannschaft oder für das Einsatzfahrzeug selbst vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Steuerungssystem erfüllt, das die Merkmale von Anspruch 1 umfasst.
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Das Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Master-Steuereinheit, die dafür konfiguriert ist, mindestens eines der Betriebsmodule in einen Funktionsstörungssimulationszustand zu versetzen. Ein solcher Funktionsstörungssimulationszustand ist als ein Zustand eines Betriebsmoduls mit verringerter Funktionalität definiert, in dem sein Betrieb und/oder seine Betriebsfähigkeit mindestens eingeschränkt sind. Dazu gehört auch ein Totalausfall des Betriebsmoduls. Ein eingeschränkter Betrieb kann eine Situation enthalten, in der das jeweilige Betriebsmodul Betriebsbefehle vom Bediener empfängt, aber nicht in der Lage ist, diese Betriebsbefehle entsprechend umzusetzen. Alternativ ist das Betriebsmodul nicht in der Lage, solche Betriebsbefehle zu empfangen, um sie auszuführen. Ein solcher Funktionsstörungssimulationszustand kann trotz der verringerten Funktionalität des jeweiligen Betriebsmoduls selbst so konditioniert werden, dass jegliche Gefährdung des Bedieners, anderer Mitglieder der Rettungsmannschaft und des Einsatzfahrzeugs als solchem vermieden wird. Das heißt, das Einsatzfahrzeug im Allgemeinen ist weiterhin sicher und kontrollierbar.
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Die Master-Steuereinheit ist z. B. in der Art einer Fernsteuerung über eine Entfernung mit den Betriebsmodulen verbunden und kann durch einen zweiten (Master-)Bediener bedient werden, der nicht der erste Bediener des Einsatzfahrzeugs und seiner Betriebsmodule ist. Dieser zweite Master-Bediener kann ein Ausbildner sein, der den ersten Bediener als einen Auszubildenden im Umgang mit einer Funktionsstörungs- oder Ausfallsituation von Betriebsmodulen unterweist. In einer Trainingssituation kann der zweite Bediener verschiedene ausgewählte Funktionsstörungssimulationszustände mittels der Master-Steuereinheit aktivieren, um Funktionsstörungssituationen zu erzeugen, die der erste Bediener bewältigen muss.
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Durch das Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung können verschiedene kontrollierte Funktionsstörungssituationen unter exakt definierten und kontrollierten Bedingungen simuliert werden.
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Bevorzugt ist in dem Funktionsstörungssimulationszustand ein Betriebsbereich des jeweiligen Betriebsmoduls eingeschränkt.
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Besonders bevorzugt ist ein solcher Betriebsbereich der Betriebsgeschwindigkeitsbereich, der Betriebsleistungsbereich und/oder der räumliche Betriebsbereich eines Betriebsmoduls. Das bedeutet, dass im Funktionsstörungssimulationszustand eines Betriebsmoduls dessen Leistung, Geschwindigkeit oder räumliche Reichweite eingeschränkt sein kann. Wenn zum Beispiel das Betriebsmodul ein Motorantrieb ist, so kann die Motordrehzahl oder die Motorleistung in einem solchen Grad eingeschränkt sein, dass sie in der Regel nicht ausreicht, das jeweilige Betriebsmodul bei Bedarf ordnungsgemäß zu betreiben.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das jeweilige Betriebsmodul in dem Funktionsstörungssimulationszustand komplett abgeschaltet. In dieser Ausführungsform wird ein Totalausfall des jeweiligen Betriebsmoduls simuliert.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Master-Steuereinheit dafür konfiguriert, das Steuerungssystem in einen Trainingsmodus zu versetzen, in dem die Betriebsbereiche mindestens einiger der Betriebsmodule eingeschränkt sind und das Versetzen des mindestens einen Betriebsmoduls in einen Funktionsstörungssituationszustand nur im Trainingsmodus möglich ist. Das bedeutet, dass eine Funktionsstörung eines bestimmten Betriebsmoduls, die simuliert wird, indem es in den Funktionsstörungssimulationszustand versetzt wird, nur in einem kontrollierten Gesamtzustand des Steuerungssystems möglich ist, der durch den „Trainingsmodus” definiert wird. Das Begrenzen der Betriebsbereiche der Betriebsmodule im Trainingsmodus trägt dazu bei, Gefährdungen oder Schäden für die Rettungsmannschaft oder das Einsatzfahrzeug zu vermeiden. Darüber hinaus wird das Risiko vermieden, dass der Funktionsstörungssimulationszustand versehentlich aktiviert wird.
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Besonders bevorzugt umfasst die Master-Steuereinheit einen Drahtlossender, und das Steuerungssystem umfasst einen Drahtlosempfänger, um Signale von dem Sender zu empfangen, wobei der Empfänger in das Einsatzfahrzeug integriert ist und mit den Betriebsmodulen über ein Bussystem verbunden ist.
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Besonders bevorzugt ist der Empfänger dafür konfiguriert, Rückmeldungssignale zurück zu dem Sender zu übertragen, die den Status der Betriebsmodule repräsentieren. In dieser Ausführungsform erhält der zweite Bediener, der die Master-Steuereinheit bedient, Statusinformationen, die ihn über den allgemeinen Status des Steuerungssystems informieren. Diese Statusinformationen können auch durch die Master-Steuereinheit angezeigt werden. Infolgedessen gibt es eine bidirektionale Kommunikation zwischen der Master-Steuereinheit und den jeweiligen Betriebsmodulen, wobei Steuerbefehlssignale für das Einstellen der Funktionsstörungssimulationszustände von der Master-Steuereinheit zu den jeweiligen Betriebsmodulen übertragen werden, während die Betriebsmodule Statusinformationen zurück zu der Master-Steuereinheit senden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens eines der Betriebsmodule ein Aktuator.
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Bevorzugt ist der Aktuator ein Motorantrieb, der dazu dient, die Höhenvorrichtung des Einsatzfahrzeugs zu bewegen. Diese Höhenvorrichtung kann die Drehleiter eines Feuerlöschfahrzeugs sein. Die Betriebsdrehzahl, die Betriebsleistung und/oder der räumliche Betriebsbereich des jeweiligen Motorantriebs kann in dem Funktionsstörungssimulationszustand so eingeschränkt sein, dass die Drehleiter nicht innerhalb von Betriebsbereichen bewegt werden kann, die einer Rettungssituation entsprechen. Jedoch kann eine Funktionsstörung eines solchen Motorantriebs einer Drehleiter, als einem Beispiel einer Höhenvorrichtung, unter kontrollierten Bedingungen simuliert werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Aktuator eine Pumpe, die dazu dient, einen Flüssigkeitsdruck zu erzeugen. Eine Beschränkung des Betriebsbereichs einer solchen Pumpe kann eine Beschränkung der Pumpenleistung sein, mit der Folge, dass die Pumpe nicht in der Lage ist, genügend Druck aufzubauen, um das Einsatzfahrzeug ordnungsgemäß zu betreiben.
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Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die oben beschriebenen zwei Ausführungsformen von Betriebsmodulen beschränkt, sondern kann auch auf andere Arten von Betriebsmodulen angewendet werden, wie zum Beispiel Sensoren, Beleuchtungseinrichtungen, Ventile, Stromgeneratoren zum Liefern von elektrischer Energie für das Einsatzfahrzeug, usw.
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Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert, das im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert wird. Es zeigen
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1 eine schematische Ansicht eines Steuerungssystems für ein Einsatzfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Drahtlosempfängers als Teil eines Steuersystems gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform; und
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3 eine perspektivische Ansicht einer Master-Steuereinheit als Teil des Steuersystems von 1.
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In 1 ist ein Einsatzfahrzeug 10 gezeigt, das ein Feuerlöschfahrzeug ist, das eine Anzahl verschiedener Betriebsmodule aufweist. In 1 sind drei verschiedene Betriebsmodule 12, 14, 16 als Beispiele für solche Betriebsmodule gezeigt. In der Praxis können mehr Betriebsmodule innerhalb des Einsatzfahrzeugs 10 vorhanden sein. Jedes Betriebsmodul 12, 14, 16 repräsentiert eine Funktion des Einsatzfahrzeugs 10. Zum Beispiel kann ein erstes Betriebsmodul eine Pumpe sein, während ein zweites Betriebsmodul 14 ein Aktuator wie ein Motorantrieb eines Stützarms oder einer Winde des Einsatzfahrzeugs sein kann. Ein drittes Betriebsmodul 16 kann eine Beleuchtungsvorrichtung sein. Weitere Betriebsmodule können durch Sensoren, Kompressoren, elektrische Stromversorgungen, Anzeigevorrichtungen oder sonstige Betriebseinheiten in einem Einsatzfahrzeug 10 gegeben sein, so dass die obige Benennung von Betriebsmodulen 12, 14, 16 nicht in einem die Erfindung einschränkenden Sinn verstanden werden darf.
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Diese Betriebsmodule 12, 14, 16 können durch einen Bediener 18 von einem Bedienstand aus bedient werden, der sich an dem Einsatzfahrzeug 10 befindet. Im vorliegenden Beispiel ist der Bedienstand in das Fahrerhaus 20 integriert. Gemäß einem anderen Beispiel, das hier nicht gezeigt ist, kann das Einsatzfahrzeug mit einer Drehleiter ausgerüstet sein, und der Bedienstand kann sich an der Basis der Drehleiter befinden. In diesem Fall können die verschiedenen Betriebsmodule durch Aktuatoren der Drehleiter zum Bewegen der Drehleiter gemäß verschiedenen Freiheitsgraden gegeben werden.
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Die verschiedenen Betriebsmodule kommunizieren mit dem Bedienstand und miteinander über ein Bussystem 22, wie zum Beispiel einen CAN-Bus des Einsatzfahrzeugs. Solche Bussysteme sind für die fahrzeuginterne Kommunikation bekannt. Der Bediener 18 ist in der Lage, Steuerbefehle über das Bussystem 22 an jedes der Betriebsmodule zu senden, um sie zu betreiben. Darüber hinaus sind die Betriebsmodule 12, 14, 16 in der Lage, Rückmeldungssignale an den Bedienstand zu senden, um den Bediener 18 über ihren Status zu informieren. Die Betriebsmodule 12, 14, 16 können auch dafür konfiguriert sein, Befehls- oder Statussignale untereinander auszutauschen.
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Das in 1 gezeigte Steuersystem umfasst des Weiteren eine Master-Steuereinheit 24, die eine handgehaltene Vorrichtung ist, die über eine Entfernung mit den Betriebsmodulen 12, 14, 16 verbunden ist. Diese Verbindung ist eine drahtlose Verbindung. Durch die Master-Steuereinheit 24 ist es möglich, Steuerbefehle an die Betriebsmodule 12, 14, 16 zu senden. Andererseits sind die Betriebsmodule 12, 14, 16 dafür konfiguriert, Rückmeldungssignale, die ihren Status repräsentieren, zurück zu der Master-Steuereinheit 24 zu übertragen. Für eine drahtlose Kommunikation umfasst die Master-Steuereinheit 24 einen Drahtlossender, und das Steuerungssystem umfasst einen Drahtlosempfänger 26, der in das Einsatzfahrzeug 10 integriert und mit Bussystem 22 verbunden ist. Über das Bussystem 22 können Informationen und Befehle zwischen den Betriebsmodulen 12, 14, 16 und dem Empfänger 26 ausgetauscht werden. Der Empfänger 26 kann des Weiteren Informationen drahtlos zu der Master-Steuereinheit 24 senden und Informationen von dort empfangen, um sie über das Bussystem 22 an die Betriebsmodule 12, 14, 16 weiter zu senden.
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Die Master-Steuereinheit 24 ist dafür konfiguriert, jedes der in 1 gezeigten Betriebsmodule 12, 14, 16 in einen Funktionsstörungssimulationszustand zu versetzen. Dies ist ein Zustand, in dem der Betrieb und/oder die Betriebsfähigkeit der ausgewählten Betriebsmodule 12, 14, 16 mindestens eingeschränkt oder komplett verloren ist. Eine Einschränkung des Betriebes eines Betriebsmoduls 12, 14, 16 bedeutet, dass – außer der Komplettabschaltung des jeweiligen Moduls 12, 14, 16 – der Betriebsbereich der jeweiligen Betriebsmodule 12, 14, 16 so eingeschränkt sein kann, dass eine ordnungsgemäße Funktion oder ein ordnungsgemäßer Betrieb dieses Moduls nicht mehr in hinreichendem Maße möglich ist. Zum Beispiel kann das erste Betriebsmodul 12, das eine Pumpe ist, in seinem Betriebsbereich so eingeschränkt sein, dass ihre Leistung in einem Maße eingeschränkt ist, dass die Pumpe keinen ausreichenden Druck erzeugen kann. Gemäß einem weiteren Beispiel kann das zweite Betriebsmodul 14, das ein Motorantrieb ist, in seiner Betriebsdrehzahl oder Betriebsleistung in einem solchen Maße eingeschränkt sein, dass eine ordnungsgemäße Funktion dieses Motorantriebes nicht mehr gewährleistet ist. Gemäß einem dritten Beispiel kann das dritte Betriebsmodul 16, das eine Beleuchtungsvorrichtung ist, komplett abgeschaltet sein.
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Das Versetzen eines oder mehrerer ausgewählter Betriebsmodule 12, 14, 16 in Funktionsstörungssimulationszustände kann ausgeführt werden, indem entsprechende Steuersignale von der Master-Steuereinheit 24 über den Drahtlosempfänger 26 zu den jeweiligen Betriebsmodulen 12, 14, 16 gesendet werden. Jeder Funktionsstörungssimulationszustand kann ein zuvor festgelegter Zustand sein, der verschiedene Betriebsparameter oder -bereiche darstellt. Es ist des Weiteren möglich, dass verschiedene Betriebsmodule gleichzeitig in einen Funktionsstörungssimulationszustand versetzt werden, wodurch eine Funktionsstörung verschiedener Betriebsmodule simuliert wird.
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Die Master-Steuereinheit 24 wird durch einen zweiten Bediener bedient, der in 1 nicht gezeigt ist, aber sich an einem beliebigen Ort in der Umgebung des Einsatzfahrzeugs 10, in einer Entfernung von dem Bedienstand des ersten Bedieners 18, befinden kann. Der zweite Bediener, der ein Master-Bediener ist, der die Master-Steuereinheit 24 bedient, kann ein Instruktor sein, der den ersten Bediener 18 als einen Auszubildenden im Umgang mit einem Funktionsstörungssimulationszustand eines oder mehrerer der Betriebsmodule 12, 14, 16 unterweist. Mit anderen Worten, der zweite Bediener erzeugt mittels der Master-Steuereinheit 24 eine Funktionsstörungssituation, die durch den ersten Bediener 18, der die Betriebsmodule 12, 14, 16 direkt vom Bedienstand im Fahrerhaus aus bedient, bewältigt werden muss.
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In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist das Versetzen mindestens eines der Betriebsmodule 12, 14, 16 in einen Funktionsstörungssimulationszustand, wie oben beschrieben, nur in einen Trainingsmodus des Steuerungssystems, der durch die Master-Steuereinheit 24 eingestellt wird, möglich. Im Trainingsmodus sind die Betriebsbereiche mindestens einiger der Betriebsmodule 12, 14, 16 eingeschränkt, um das Steuerungssystem des Einsatzfahrzeugs 10 innerhalb sicherer und kontrollierbarer Betriebsgrenzen zu halten. Zum Beispiel sind im Trainingsmodus die Betriebsgeschwindigkeiten und Betriebsleistungen der verschiedenen Betriebsmodule so eingeschränkt, dass keine schnellen und leistungsstarken Bewegungen verschiedener Betriebseinheiten möglich sind. Das heißt, der Trainingsmodus repräsentiert einen exakt definierten Zustand, der die Grenzen definiert, innerhalb derer die Funktionsstörung eines oder mehrerer Betriebsmodule 12, 14, 16 simuliert werden können.
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Sobald der Trainingsmodus durch den Instruktor über die Master-Steuereinheit 24 aktiviert wurde, kann der Funktionsstörungssimulationszustand eines Betriebsmoduls 12, 14, 16 in der oben beschriebenen Weise aktiviert werden.
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Das Einsatzfahrzeug gemäß der Erfindung kann ein Feuerlöschfahrzeug sein, das mit Brandlöschvorrichtungen und/oder einer Dreh- und Ausfahrleiter auf seinem Fahrgestell ausgerüstet ist, wie oben beschrieben. Es ist jedoch anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Feuerlöschfahrzeuge beschränkt ist, sondern auch in anderen Arten von Einsatz- bzw. Rettungsfahrzeugen oder Dienstfahrzeugen verwendet werden kann.
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2 zeigt ein Beispiel eines Drahtlosempfängers 26, der in das Einsatzfahrzeug 10 von 1 als Teil des oben beschriebenen Steuerungssystems eingebaut wird. 3 zeigt ein Beispiel einer Master-Steuereinheit 24, die verschiedene Schalter und Eingabevorrichtungen 28 aufweist. Der Drahtlossender ist in die Master-Steuereinheit 24 integriert.
