DE102019200942A1

DE102019200942A1 - Sicherheitseinrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug, Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102019200942A1
Application number: DE102019200942.5A
Authority: DE
Inventors: Achim Henkel; Werner Poechmueller; Hartmut Loos; Guido Funcke; Andreas Hoertling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-07-30
Also published as: US11427227B2; CN111516704A; US20200239028A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung (100) zur Verwendung in einem Fahrzeug, das dazu eingerichtet ist, zumindest zeitweise in einem automatisierten Fahrmodus, in dem das Fahrzeug automatisiert fährt, betrieben zu werden, und das eine als Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgebildete erste Datenquelle (210) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Daten über einen Fahrzustand auszugeben, mit Rechenmitteln (110) und einer ersten Daten-Schnittstelle (121), wobei die Sicherheitseinrichtung (100) dazu eingerichtet ist, über die erste Daten-Schnittstelle (121) von der ersten Datenquelle (210) Daten über den Fahrzustand zu empfangen, wobei die Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") dazu eingerichtet ist, von einer von der ersten Datenquelle (210) verschiedenen, zweiten Datenquelle (220) Daten über den Fahrzustand zu empfangen, und wobei die Sicherheitseinrichtung (100) dazu eingerichtet ist, unter Verwendung von Informationsausgabemitteln (130, 140) und basierend auf den von der ersten Datenquelle (210) und der zweiten Datenquelle (220) empfangenen Daten Informationen über den Fahrzustand an einen Fahrer auszugeben, sowie ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug mit automatisiertem Fahrmodus, ein Fahrzeug mit einer solchen Sicherheitseinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
Heutige Fahrerassistenzsysteme in Fahrzeugen sind typischerweise nicht auf eine Übernahme von sicherheitsrelevanten Fahrfunktionen ausgelegt. Der Fahrer bleibt bei diesen Assistenzfunktionen somit immer in der Verantwortung als Fahrzeugführer, auch wenn moderne Assistenzfunktionen bei der Quer-und Längsführung unterstützen.
Bei zukünftigen Automatisierungsfunktionen wie beispielsweise dem sog. ‚Staupilot‘ bzw. ‚Traffic Jam Pilot‘ stoßen heutige Lösungen an ihre Grenzen, da in solchen Fällen das Fahrzeug zumindest zeitweise die Verantwortung übernehmen soll und der Fahrer sich währenddessen anderen Aufgaben zuwenden kann. In diesem Zusammenhang kann auch von einem automatisierten Fahrmodus, in dem das Fahrzeug automatisiert fährt, gesprochen werden.
Aus der DE 10 2016 003 359 A1 ist beispielsweise bekannt, bei einem Fahrzeug mit unter Anderem einem automatisierten Fahrmodus zwei Steuergeräte zu verwenden, die ein unterschiedliches Sicherheitskriterium erfüllen. Das Steuergerät mit dem höheren Sicherheitskriterium zeigt dabei optisch das Vorliegen eines aktiven automatisierten Fahrmodus an, das Steuergerät mit dem niedrigeren Sicherheitskriterium steuert eine Anzeige an.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden eine Sicherheitseinrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung dient zur Verwendung in einem Fahrzeug bzw. ist hierzu vorgesehen und dazu eingerichtet. Ein besonders geeignetes Fahrzeug ist dabei dazu eingerichtet, zumindest zeitweise in einem automatisierten Fahrmodus, in dem das Fahrzeug automatisiert fährt, betrieben zu werden. Insbesondere soll unter dem Begriff des automatisierten Fahrmodus also verstanden werden, dass das Fahrzeug - zumindest zeitweise bzw. bei bestimmten Voraussetzungen - ohne Zutun eines menschlichen Fahrers auf einer Straße fährt bzw. fahren kann. Jedoch kann das Fahrzeug in Kommunikationsverbindung mit übergeordneter Infrastruktur stehen. Außerdem weist ein besonders geeignetes Fahrzeug eine als Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgebildete erste Datenquelle auf, die dazu eingerichtet ist, Daten über einen Fahrzustand auszugeben.
Bei einer solchen Mensch-Maschine-Schnittstelle handelt es sich insbesondere um eine Einheit, mittels welcher einem Fahrer oder einer anderen Person im Fahrzeug Informationen mitgeteilt werden können. Zweckmäßigerweise weist daher die Mensch-Maschine-Schnittstelle Rechenmittel und/oder Informationsausgabemittel auf. Vorzugsweise ist daher die erste Datenquelle auch dazu eingerichtet, Informationen über den Fahrzustand an den Fahrer auszugeben. Zweckmäßig ist auch ein Informationsfluss in umgekehrter Richtung, d.h. dass eine Person Informationen über die Mensch-Maschine-Schnittstelle an das Fahrzeug bzw. eine entsprechende Recheneinheit übermitteln kann. Eine typische und bevorzugte Mensch-Maschine-Schnittstelle in diesem Sinne ist ein Head-Up-Display, ein Kombi-Instrument (Instrument Cluster) oder eine Head-Unit (Bedieneinheit des sog. Infotainmentsystems) oder auch nur beleuchtete Touchscreens, Taster oder Knöpfe, wie sie in modernen Fahrzeugen typischerweise verwendet werden.
Die Erfindung ermöglicht insbesondere, die Rückübergabe der Verantwortung vom Fahrzeug zurück zum Fahrer sicherheitsrelevant abzusichern. In diesem Zusammenhang kann das Fahrzeug dem Fahrer immer korrekt den aktuellen Fahrmodus, insbesondere hinsichtlich der Unterscheidung automatisiert/nichtautomatisiert, als Information über den Fahrzustand anzeigen oder mitteilen. Insbesondere eine Anzeige bzw. Information, dass sich das Fahrzeug nicht (mehr) im automatisierten Fahrmodus befindet, muss zuverlässig funktionieren und darf nicht fälschlicherweise einem Fahrer anzeigen, das Fahrzeug würde automatisiert fahren.
Bei Fahrzeugen, die automatisiert fahren, ist es besonders wichtig, dass dem Fahrer zuverlässig angezeigt wird, ob sich das Fahrzeug gerade in dem automatisierten Fahrmodus befindet oder nicht. Hierfür, d.h. für die Anzeige bzw. Informationsmitteilung, sind typischerweise gewisse Sicherheitsstufen vorgeschrieben, die ein besonders geringes Ausfallsrisiko aufweisen. Denkbar ist beispielsweise eine ASIL-D-Stufe nach der im Automotive-Bereich üblichen ASIL-Einstufung (engl. für ‚Automotive Safety Integrity Level‘).
Heutige Fahrerassistenzsysteme, die eine Mensch-Maschine-Schnittstelle aufweisen, sind typischerweise nicht auf die Übernahme von sicherheitsrelevanten Fahrfunktionen ausgelegt, d.h. sie erfüllen die für einen automatisierten Fahrmodus erforderlichen Sicherheitsstufen nicht. Der Fahrer des Fahrzeugs bleibt bei solchen Assistenzfunktionen vielmehr immer in der Verantwortung als Fahrzeugführer.
Die vorgeschlagene Sicherheitseinrichtung weist nun Rechenmittel und eine erste Daten-Schnittstelle auf und ist dazu eingerichtet, über die erste Daten-Schnittstelle Daten über den Fahrzustand von der ersten Datenquelle, d.h. der Mensch-Maschine-Schnittstelle, zu empfangen. Zudem ist die Sicherheitseinrichtung dazu eingerichtet, Daten über den Fahrzustand von einer von der ersten Datenquelle verschiedenen, zweiten Datenquelle zu empfangen, und sie ist weiterhin dazu eingerichtet, unter Verwendung von Informationsausgabemitteln und basierend auf den von der ersten Datenquelle und der zweiten Datenquelle empfangenen Daten Informationen über den Fahrzustand an den Fahrer auszugeben, und zwar insbesondere dann, wenn bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle ein Fehlerfall bzw. eine Fehlfunktion erkannt wird.
Bei dieser Sicherheitseinrichtung kann es sich insbesondere um ein Steuergerät oder eine andere Recheneinheit handeln, die über die erste Datenschnittstelle entsprechend in das Fahrzeug eingebunden werden kann. Die Sicherheitseinrichtung kann variabel im Fahrzeug angeordnet werden, was insbesondere unabhängig von der herkömmlichen Mensch-Maschine-Schnittstelle möglich ist. Dazu zählen z.B. Einbauorte in der Mittelkonsole, insbesondere fahrernahe Einbauorte in der Mittelkonsole, in der Nähe der Armlehne oder auch im Dachbereich des Fahrzeugs.
Die vorgeschlagene Sicherheitseinrichtung erhält im Betrieb von verschiedenen Datenquellen Daten über den Fahrzustand, worunter insbesondere der automatisierte Fahrmodus bzw. Daten mit der Information, ob sich das Fahrzeug im automatisierten Fahrmodus befindet oder nicht, fallen. Während die erste Datenquelle die (primäre) Mensch-Maschine-Schnittstelle ist, die vorzugsweise auch dazu dient, den Fahrer im Normalfall über den Fahrzustand zu informieren, kann es sich bei der zweiten Datenquelle um eine andere Recheneinheit bzw. ein Steuergerät des Fahrzeugs handeln, insbesondere ein Fahrerassistenzsteuergerät (FAS bzw. ADAS - Advanced Driver Assistance Systems) wie z.B. Tempomat, Abstandsregeltempomat, Bremsassistenzsysteme, Spurhalteassistenzsysteme usw. Dafür weist die Sicherheitseinrichtung eine zweite Daten-Schnittstelle auf, wobei die Sicherheitseinrichtung dazu eingerichtet ist, über die zweite Daten-Schnittstelle von der zweiten Datenquelle Daten über den Fahrzustand zu empfangen.
Die Daten von der ersten und zweiten Datenquelle können den Zustand der automatisierten Fahrfunktion bzw. des automatisierten Fahrmodus (direkt) übertragen (z.B. „automatisiert an“, „automatisiert aus“, „automatisierter Fahrmodus ein in x sec“, „automatisierter Fahrmodus aus in x sec“, o.a.), oder Daten enthalten, aus denen dann die Information erst noch abgeleitet werden muss.
Auf diese Weise stehen der Sicherheitseinrichtung zwei Datenquellen zur Verfügung. Bei einem Fehler bzw. Ausfall der Mensch-Maschine-Schnittstelle sind immer noch die Daten aus der zweiten Datenquelle vorhanden und die Information über den Fahrzustand kann immer noch ausgegeben werden. Die Ausgabe der Informationen über den Fahrzustand kann durch geeignet angebundene, beispielsweise ohnehin in dem Fahrzeug vorhandene Informationsausgabemittel erfolgen. Besonders bevorzugt ist aber, wenn spezielle, für die Sicherheitseinrichtung vorgesehene Informationsausgabemittel verwendet werden bzw. vorgesehen sind.
Der besondere Vorteil dieser in einem Fahrzeug zusätzlich verwendbaren Sicherheitseinrichtung liegt nun darin, dass eine übliche Mensch-Maschine-Schnittstelle - mit einer geringen Sicherheitsstufe - weiterhin verwendet werden kann, beispielsweise im Sinne einer Grundausstattung für ein Fahrzeug. Die vorgeschlagene Sicherheitseinrichtung hingegen kann dann im Sinne einer Sonderausstattung, im Rahmen derer automatisiertes Fahren ermöglicht wird, verwendet werden. Eine zweite Variante der üblichen Mensch-Maschine-Schnittstelle, beispielsweise der Head-Unit, oder eine Mensch-Maschine-Schnittstelle mit hoher Sicherheitsstufe für sämtliche Ausstattungsvarianten, sind hingegen nicht nötig. Vielmehr werden durch die Sicherheitseinrichtung die sicherheitsrelevanten Funktionen abgedeckt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Entscheidungsfunktion bzw. „Voter-Funktion“ in der Sicherheitseinrichtung über die Korrektheit der von den beiden Datenquellen empfangenen Daten entscheidet und so beispielsweise die Mensch-Maschine-Schnittstelle absichert bzw. einen Fehler erkennen kann.
Vorzugsweise ist die Sicherheitseinrichtung dazu eingerichtet, von einer zweiten Datenquelle, die getrennt von der ersten Datenquelle mit Energie versorgt ist, Daten über den Fahrzustand zu empfangen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auch bei Ausfall der Energieversorgung der ersten Datenquelle, d.h. der Mensch-Maschine-Schnittstelle, noch Daten über den aktuellen Fahrzustand an die Sicherheitseinrichtung übermittelt werden und, ggf. abhängig von einer Energieversorgung der Sicherheitseinrichtung, insbesondere auch sicher und richtig ausgegeben werden können. Als Energieversorgungsquellen kommen hierzu insbesondere verschiedene Bordnetzkanäle in Betracht, die mit entsprechenden Vorkehrungen derart voneinander entkoppelt sind, dass beispielsweise ein Kurzschluss in einem der Bordnetzkanäle die Funktionsfähigkeit des anderen Bordnetzkanals nicht gefährdet. Denkbar ist aber auch, dass für die Sicherheitseinrichtung eine separate, insbesondere von einem Bordnetz des Fahrzeugs unabhängige, Energiespeichereinheit vorgesehen ist bzw. wird. Auch eine Notfall-Energieversorgung ist denkbar, beispielsweise eine Batterie oder dergleichen, die nur bei Ausfall der übrigen Energieversorgung verwendet wird.
Vorteilhafterweise ist die Sicherheitseinrichtung dazu eingerichtet, wenn bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle eine Fehlfunktion erkannt wird, die Mensch-Maschine-Schnittstelle zu deaktivieren. Sicherheitstechnisch kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle damit als Slave (und die Sicherheitseinrichtung als Master) betrachtet werden, insbesondere auch dann, wenn die Sicherheitseinrichtung eine höhere Sicherheitsstufe aufweist als die Mensch-Maschine-Schnittstelle. Auf diese Weise kann die Sicherheitseinrichtung noch besser abgesichert werden. Eine Fehlfunktion kann insbesondere durch die erwähnte „Voter-Funktion“ erkannt werden, oder wenn von der Mensch-Maschine-Schnittstelle keine Daten mehr empfangen werden.
Bevorzugt weist die Sicherheitseinrichtung Informationsausgabemittel auf, über die die Informationen über den Fahrzustand ausgebbar sind. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch bevorzugt, wenn die Sicherheitseinrichtung eine Schnittstelle zu Informationsausgabemitteln, über welche Daten und/oder Signale und/oder eine Stromversorgung für die Informationsausgabemittel bereitstellbar sind, aufweist. Während bei den integrierten Informationsausgabemitteln eine kompakte, alle Funktionen abdeckende Einheit erhalten wird, ermöglicht die Schnittstelle eine gezielte Positionierung der Informationsausgabemittel im Fahrzeug. Bei beiden Varianten der Informationsausgabemittel kann es sich um solche handeln, die zur Ausgabe von optischen und/oder akustischen Informationen eingerichtet sind. Darunter fallen insbesondere ein Display, eine oder mehrere LEDs oder anderen Lampen, ein Lautsprecher oder Aktor für Warntöne. Insbesondere bei einem Display oder einem Lautsprecher ist es auch denkbar, Wörter oder Sätze auszugeben, die beispielsweise je nach Situation den Fahrer informieren, insbesondere nicht nur über den Fahrzustand, sondern ggf. auch andere Informationen enthalten. Auch weitergehende, insbesondere sicherheitsrelevante Informationen auszugeben ist denkbar.
Es ist zweckmäßig, wenn die Sicherheitseinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Fehlfunktion der Informationsausgabemittel zu erkennen. Weist die Sicherheitseinrichtung eine Schnittstelle zu Informationsausgabemitteln auf, ist es auch zweckmäßig, wenn die Sicherheitseinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Fehlfunktion dieser Schnittstelle zu erkennen. Mit anderen Worten kann also eine Diagnose der eigenen sowie der angebundenen bzw. verwendeten Informationsausgabemittel bzw. der Schnittstelle vorgenommen werden, was insgesamt die Sicherheit erhöht.
Bevorzugt ist es auch, wenn die Sicherheitseinrichtung dazu eingerichtet ist, eine eigene Fehlfunktion zu erkennen und insbesondere auch unter Verwendung von Informationsausgabemitteln anzuzeigen. Durch eine solche Möglichkeit der Eigendiagnose wird die Sicherheit ebenfalls erhöht.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Fahrzeug, das dazu eingerichtet ist, zumindest zeitweise in einem automatisierten Fahrmodus, in dem das Fahrzeug automatisiert fährt, betrieben zu werden, das eine als Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgebildete erste Datenquelle aufweist, die dazu eingerichtet ist, Daten über einen Fahrzustand auszugeben, das eine von der ersten Datenquelle verschiedene, zweite Datenquelle aufweist, die dazu eingerichtet ist, Daten über den Fahrzustand auszugeben, und das eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung aufweist.
Die Sicherheitseinrichtung und die erste Datenquelle bzw. die Mensch-Maschine-Schnittstelle sind dabei insbesondere mittels verschiedener Energieversorgungsquellen mit Energie versorgt. Die verschiedenen Energieversorgungsquellen sind dabei insbesondere Teil verschiedener Bordnetzkanäle. Denkbar ist aber auch, dass die Energieversorgungsquelle für die Sicherheitseinrichtung als eine separate, insbesondere von einem Bordnetz des Fahrzeugs unabhängige Energiespeichereinheit ausgebildet ist.
Vorzugsweise sind alternativ oder zusätzlich die zweite Datenquelle und die erste Datenquelle mittels verschiedener Energieversorgungsquellen mit Energie versorgt. Vorzugsweise sind alternativ oder zusätzlich die Sicherheitseinrichtung und die die zweite Datenquelle mittels derselben Energieversorgungsquelle versorgt. Insbesondere können also zwei oder drei verschiedene Energieversorgungsquellen für die erste Datenquelle, die zweite Datenquelle und die Sicherheitseinrichtung vorgesehen sein.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das dazu eingerichtet ist, zumindest zeitweise in einem automatisierten Fahrmodus, in dem das Fahrzeug automatisiert fährt, betrieben zu werden und das eine als Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgebildete erste Datenquelle aufweist, die dazu eingerichtet ist, Daten über einen Fahrzustand auszugeben. Zudem weist es auch eine von der ersten Datenquelle verschiedene, zweite Datenquelle auf, die dazu eingerichtet ist, Daten über den Fahrzustand auszugeben. Dabei werden von der ersten Datenquelle stammende Daten über den Fahrzustand und von der zweiten Datenquelle stammende Daten über den Fahrzustand empfangen, und unter Verwendung von Informationsausgabemitteln werden Informationen basierend auf den von der ersten Datenquelle und der zweiten Datenquelle empfangenen Daten über den Fahrzustand ausgegeben. Hierzu können insbesondere eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in dem Fahrzeug bzw. ein erfindungsgemäßes Fahrzeug verwendet werden.
Hinsichtlich der Vorteile sowie weiterer bevorzugten Ausgestaltungen des Fahrzeugs und des Verfahrens sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf obige Ausführungen zur Sicherheitseinrichtung verwiesen, die hier entsprechend gelten.
Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer bevorzugten Ausführungsform.
2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform.
3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.

Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 200, mit dem auch ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist, in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
Das Fahrzeug 200 weist eine als Mensch-Maschine-Schnittstelle mit Informationsausgabemitteln ausgebildete erste Datenquelle 210 auf. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Head-Unit oder ein Kombiinstrument handeln, das auch für Fahrerassistenzfunktionen verwendbar und eingerichtet ist. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 ist dazu eingerichtet, über eine entsprechende Datenschnittstelle, z.B. eine CAN-Schnittstelle, Daten über einen Fahrzustand auszugeben. Die Daten können der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 beispielsweise von Fahrerassistenz-Steuergeräten übermittelt werden.
Außerdem ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 dazu eingerichtet, über die Informationsausgabemittel Informationen über den Fahrzustand an den Fahrer auszugeben. Insbesondere kann die Information, ob sich das Fahrzeug 200 in einem automatisierten Fahrmodus befindet oder nicht, ausgegeben werden. Eine solche Ausgabe von Informationen kann optisch und/oder akustisch erfolgen.
Weiterhin weist das Fahrzeug 100 eine Recheneinheit 220 als zweite Datenquelle auf, die ebenfalls, über eine entsprechende Datenschnittstelle, z.B. eine CAN-Schnittstelle, Daten über den Fahrzustand ausgeben kann. Hierzu kann die Recheneinheit 220 diese Daten beispielsweise selbst erzeugen und/oder von Fahrerassistenz-Steuergeräten erhalten. Bei der Recheneinheit 220 kann es sich beispielsweise um ein ESP-Steuergerät oder ein anderes Steuergerät, insbesondere für sicherheitsrelevante oder sicherheitskritische Funktionen und/oder Anwendungen, oder um ein Fahrerassistenz-Steuergerät handeln.
Zudem ist eine Sicherheitseinrichtung 100 vorgesehen, die sowohl mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 als auch mit der Recheneinheit 220 verbunden ist. Bei der Sicherheitseinrichtung 100 handelt es sich um eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie - zusammen mit der konkreten Verbindung zu der Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 und der Recheneinheit 220 - nachfolgend noch näher erläutert wird.
In 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung 100 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt, wie sie beispielsweise in dem Fahrzeug 200 gemäß 1 verwendet werden kann.
Die Sicherheitseinrichtung 100 weist Rechenmittel 110 sowie eine erste Daten-Schnittstelle 121 und eine zweite Daten-Schnittstelle 122 auf. Die bereits in 1 gezeigte erste Datenquelle bzw. die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 ist über die erste Daten-Schnittstelle 121 datenübertragend an die Sicherheitseinrichtung 100 bzw. deren Rechenmittel 110 angebunden, beispielsweise über einen CAN-, MOST-, LIN- oder Flexray-Bus oder auch Ethernet. Die ebenfalls bereits in 1 gezeigte Recheneinheit 220, die im Sinne der Erfindung eine zweite Datenquelle darstellt, ist über die zweite Daten-Schnittstelle 122 datenübertragend an die Sicherheitseinrichtung 100 bzw. deren Rechenmittel 110 angebunden, beispielsweise über einen CAN-, MOST-, LIN- oder Flexray-Bus oder auch Ethernet.
Auf diese Weise kann die Sicherheitseinrichtung 100 Daten über einen aktuellen Fahrzustand von zwei verschiedenen Datenquellen erhalten und kann daraus als Information über den Fahrzustand insbesondere ableiten, ob sich das Fahrzeug 200 in einem automatisierten Fahrmodus befindet oder nicht. Diese Daten können jeweils die Information über den Zustand der automatisierten Fahrfunktion bzw. des automatisierten Fahrmodus direkt enthalten (z.B. „automatisiert an“, „automatisiert aus“, „automatisierter Fahrmodus ein in x sec“, „automatisierter Fahrmodus aus in x sec“, o.a.), oder dazu dienen, die Information erst zu ermitteln.
Weiterhin sind beispielhaft zwei verschiedene Bordnetzkanäle 201 und 202 eines Bordnetzes des Fahrzeugs 200 gezeigt, die eine voneinander getrennte und insbesondere unabhängige Energieversorgung erlauben und auch gewährleisten. Während die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 an dem Bordnetzkanal 201 angebunden bzw. angeschlossen und darüber mit Energie versorgt ist, ist die Recheneinheit 220 an dem Bordnetzkanal 202 angebunden bzw. angeschlossen und darüber mit Energie versorgt. Bei dieser gezeigten Art der Energieversorgung handelt es sich um eine typische Art der Energieversorgung für beispielsweise ein Kombiinstrument als Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 und ein ESP-Steuergerät als die Recheneinheit 220. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird damit aber auch sichergestellt, dass die Sicherheitseinrichtung auch bei Ausfall des Bordnetzkanals 201 weiterhin Daten über den Fahrzustand erhalten kann. In diesem Sinne dient die zweiten Daten-Schnittstelle 122 auch als sog. „Fail-Op-Data-Schnittstelle“.
Die Sicherheitseinrichtung 100 selbst ist aus diesem Grund bevorzugt ebenfalls an den Bordnetzkanal 202 angebunden, nämlich über die Schnittstelle 125, und darüber mit Energie versorgt. Es versteht sich jedoch, dass auch andere, ggf. separate weitere, Energiequellen zur Versorgung der Sicherheitseinrichtung 100 mit Energie verwendet werden können, beispielsweise eine Batterie. Dies kann sowohl alternativ als auch zusätzlich zu dem Bordnetzkanal 202 erfolgen.
Weiterhin ist die Sicherheitseinrichtung 100 über eine Schnittstelle 123 mit Informationsausgabemitteln 130, die zur Ausgabe akustischer Informationen eingerichtet sind, verbunden. Bei den Informationsausgabemitteln 130 kann es sich beispielsweise um einen Lautsprecher oder einen akustischen Signalgeber für einen Warnton oder warnendes Schwingsignal oder dergleichen handeln.
Zudem ist die Sicherheitseinrichtung 100 über eine Schnittstelle 124 mit Informationsausgabemitteln 140, die zur Ausgabe optischer Informationen eingerichtet sind, verbunden. Bei den Informationsausgabemitteln 140 kann es sich beispielsweise um eine oder mehrere LEDs, Lämpchen, Leuchtstreifen oder aber auch ein Display oder dergleichen handeln.
Sowohl die Informationsausgabemittel 130 als auch die Informationsausgabemittel 140 sind über die Schnittstelle 123 bzw. 124 mit den Rechenmitteln 110 verbunden, sodass Daten bzw. Signale für entsprechende Informationen ausgebbar bzw. anzeigbar sind. Außerdem werden vorzugsweise sowohl die Informationsausgabemittel 130 als auch die Informationsausgabemittel 140 über die Schnittstelle 123 bzw. 124 mit Strom bzw. Energie versorgt, was unter Verwendung der Treiber bzw. Leistungsstufen 111 bzw. 112 erfolgt. Die Schnittstellen 123 und 124 dienen somit sowohl der Stromversorgung als auch zur Übertragung von Daten bzw. Signalen.
Durch die Integration der Treiber bzw. Leistungsstufen in die Sicherheitseinrichtung 100 können die Informationsausgabemittel bei geringem Bauraumbedarf gezielt bzw. wie gewünscht in dem Fahrzeug platziert werden, um dem Fahrer die Informationen über den Fahrzustand oder ggf. auch weitere Informationen optimal anzeigen zu können.
Es versteht sich, dass die hier gezeigten Informationsausgabemittel 130 und 140 nur beispielhaft gewählt sind. Je nach Wunsch oder Situation können Anzahl und Art der Informationsausgabemittel gewählt werden. Denkbar sind beispielsweise auch nur akustische oder nur optische Informationsausgabemittel.
Die Sicherheitseinrichtung 100 ist nun dazu eingerichtet, Information über den Fahrzustand mittels der Informationsausgabemittel 130 und 140 an den Fahrer auszugeben. Dies kann gleichzeitig und parallel zu einer Ausgabe durch die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 erfolgen oder nur dann, wenn festgestellt wird, dass die Mensch-Maschine-Schnittstelle 210 eine Fehlfunktion hat, z.B. ausgefallen ist, sei es wegen Energieversorgungs-, Hardware- und/oder Softwarefehlern.
In 3 ist schematisch eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung 100' in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt, wie sie beispielsweise ebenfalls in dem Fahrzeug 200 gemäß 1 verwendet werden kann.
Die Sicherheitseinrichtung 100' entspricht im Grunde der Sicherheitseinrichtung 100 gemäß 2, jedoch mit der Ausnahme, dass die Treiber bzw. Leistungsstufen 111' bzw. 112' hier nicht in die Sicherheitseinrichtung integriert sind, sondern außerhalb, insbesondere an den jeweiligen Informationsausgabemitteln 130 bzw. 140 bzw. in der Nähe davon angeordnet sind.
Entsprechend können die Schnittstellen 123 bzw. 124 auf die Übertragung von Daten bzw. Signalen reduziert sein und eine Stromversorgung für die Treiber bzw. Leistungsstufen 111' bzw. 112' kann separat von der Sicherheitseinrichtung 100' erfolgen, beispielsweise über einen weiteren Bordnetzkanal oder eine separate Energieversorgungsquelle. Es versteht sich, dass auch die Energieversorgung, die für die Sicherheitseinrichtung verwendet wird, für die Treiber bzw. Leistungsstufen verwendet werden kann.
Auf diese Weise kann eine weniger Bauraum beanspruchende Sicherheitseinrichtung bereitgestellt werden. Denkbar ist auch, dass bereits in einem Fahrzeug vorhandene Treiber bzw. Leistungsstufen und/oder Informationsausgabemittel verwendet werden, insbesondere, wenn sie für die Sicherheitsanforderungen ausgelegt sind. Im Übrigen sei auf die Beschreibung zur 2 verwiesen, die hier entsprechend gilt.
In 4 ist schematisch eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung 100" in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt, wie sie beispielsweise ebenfalls in dem Fahrzeug 200 gemäß 1 verwendet werden kann.
Die Sicherheitseinrichtung 100" entspricht im Grunde der Sicherheitseinrichtung 100 gemäß 2, jedoch mit der Ausnahme, dass nicht nur die Treiber bzw. Leistungsstufen 111' bzw. 112', sondern auch die Informationsausgabemittel, die hier mit 130" und 140" bezeichnet sind, in die Sicherheitseinrichtung integriert sind.
Entsprechend sind keine externen Schnittstellen für eine Übertragung von Daten bzw. Signalen nötig. Auf diese Weise kann eine in sich funktionsfähige und vielseitig einsetzbare, kompakte Sicherheitseinrichtung bereitgestellt werden. Im Übrigen sei auf die Beschreibung zur 2 verwiesen, die hier entsprechend gilt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016003359 A1 [0004]

Claims

Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") zur Verwendung in einem Fahrzeug (200), das dazu eingerichtet ist, zumindest zeitweise in einem automatisierten Fahrmodus, in dem das Fahrzeug (200) automatisiert fährt, betrieben zu werden, und das eine als Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgebildete erste Datenquelle (210) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Daten über einen Fahrzustand auszugeben, mit Rechenmitteln (110) und einer ersten Daten-Schnittstelle (121), wobei die Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") dazu eingerichtet ist, über die erste Daten-Schnittstelle (121) von der ersten Datenquelle (210) Daten über den Fahrzustand zu empfangen, wobei die Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") dazu eingerichtet ist, von einer von der ersten Datenquelle (210) verschiedenen, zweiten Datenquelle (220) Daten über den Fahrzustand zu empfangen, und wobei die Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") dazu eingerichtet ist, unter Verwendung von Informationsausgabemitteln (130, 130", 140, 140") und basierend auf den von der ersten Datenquelle (210) und der zweiten Datenquelle (220) empfangenen Daten Informationen über den Fahrzustand an einen Fahrer auszugeben.
Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") nach Anspruch 1, mit einer zweiten Daten-Schnittstelle (122), wobei die Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") dazu eingerichtet ist, über die zweite Daten-Schnittstelle (122) die Daten von der zweiten Datenquelle (220) über den Fahrzustand zu empfangen.
Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") nach einem der vorstehenden Ansprüche, die dazu eingerichtet ist, die Informationen über den Fahrzustand auszugeben, wenn eine Fehlfunktion der ersten Datenquelle erkannt wird.
Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") nach Anspruch 3, die dazu eingerichtet ist, die erste Datenquelle zu deaktivieren, wenn eine Fehlfunktion der ersten Datenquelle erkannt wird.
Sicherheitseinrichtung (100") nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin mit Informationsausgabemitteln (130", 140"), über die Informationen über den Fahrzustand ausgebbar sind.
Sicherheitseinrichtung (100, 100") nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin mit einer Schnittstelle (123, 124) zu Informationsausgabemitteln (130, 140) über welche Daten und/oder Signale und/oder eine Stromversorgung für die Informationsausgabemittel (130, 140) bereitstellbar sind.
Sicherheitseinrichtung (100, 100') nach Anspruch 5 oder 6, die dazu eingerichtet ist, eine Fehlfunktion der Informationsausgabemittel (130, 130", 140, 140") zu erkennen.
Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Informationsausgabemittel (130, 130", 140, 140") zur Ausgabe von optischen und/oder akustischen Informationen eingerichtet sind.
Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") nach einem der vorstehenden Ansprüche, die dazu eingerichtet ist, eine eigene Fehlfunktion zu erkennen und insbesondere auch unter Verwendung von Informationsausgabemitteln (130, 130", 140, 140") anzuzeigen.
Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") nach einem der vorstehenden Ansprüche, die dazu eingerichtet ist, die Informationen über den Fahrzustand mit einer gleichen oder höheren Sicherheitsstufe auszugeben als die erste Datenquelle (210).
Fahrzeug (200), das dazu eingerichtet ist, zumindest zeitweise in einem automatisierten Fahrmodus, in dem das Fahrzeug (200) automatisiert fährt, betrieben zu werden, das eine als Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgebildete erste Datenquelle (210) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Daten über einen Fahrzustand auszugeben, das eine von der ersten Datenquelle (210) verschiedene, zweite Datenquelle (220) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Daten über den Fahrzustand auszugeben, und mit einer Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Fahrzeug (200) nach Anspruch 11, wobei die erste Datenquelle (210) dazu eingerichtet ist, Informationen über den Fahrzustand an einen Fahrer auszugeben.
Fahrzeug (200) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") und die erste Datenquelle (210) mittels verschiedener Energieversorgungsquellen mit Energie versorgt sind, und/oder wobei die zweite Datenquelle (220) und die erste Datenquelle (210) mittels verschiedener Energieversorgungsquellen mit Energie versorgt sind.
Fahrzeug (200) nach Anspruch 13, wobei die verschiedenen Energieversorgungsquellen Teil verschiedener Bordnetzkanäle (201, 202) sind.
Fahrzeug (200) nach Anspruch 13, wobei die Energieversorgungsquelle für die Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") als eine separate, insbesondere von einem Bordnetz des Fahrzeugs unabhängige, Energiespeichereinheit ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (200), das dazu eingerichtet ist, zumindest zeitweise in einem automatisierten Fahrmodus, in dem das Fahrzeug (200) automatisiert fährt, betrieben zu werden, das eine als Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgebildete erste Datenquelle (210) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Daten über einen Fahrzustand auszugeben, und das eine von der ersten Datenquelle (210) verschiedene, zweite Datenquelle (220) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Daten über den Fahrzustand auszugeben, wobei von der ersten Datenquelle (210) stammende Daten über den Fahrzustand empfangen werden, wobei von der zweiten Datenquelle (220) stammende Daten über den Fahrzustand empfangen werden, und wobei unter Verwendung von Informationsausgabemitteln (130, 130", 140, 140") Informationen über den Fahrzustand basierend auf den von der ersten Datenquelle (210) und der zweiten Datenquelle (220) empfangenen Daten über den Fahrzustand ausgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei in dem Fahrzeug (200) eine Sicherheitseinrichtung (100, 100', 100") nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen wird, oder wobei ein Fahrzeug (200) nach einem der Ansprüche 11 bis 16 verwendet wird.