DE102019103584A1 - Verfahren zur Steuerung einer berührungsempfindlichen Anzeige- und Eingabevorrichtung und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von sicherheitsrelevanten Maschinenfunktionen mittels einer berührungsempfindlichen Anzeige- und Eingabevorrichtung. Dabei wird ein aktuelles Berührungsereignis durch eine mit einer Anzeigeeinheit verbundene berührungsempfindliche Eingabeeinheit registriert und mittels einer Auswerteeinheit eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt, bei der berücksichtigt wird, ob eine räumliche Beziehung zwischen dem Ort des aktuellen Berührungsereignisses auf der Eingabeeinheit und der Darstellung eines Aktivierungselements auf der Anzeigeeinheit besteht und ob die zeitliche Dauer des aktuellen Berührungsereignisses und/oder eine Sequenz aus mehreren Berührungsereignissen innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Bei erfolgreicher Plausibilitätsprüfung wird ein zweites Signal an eine Ausgangsschnittstelle zur direkten oder indirekten Steuerung einer sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion übermittelt. Die Erfindung betrifft ferner eine berührungsempfindliche Anzeige- und Eingabevorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer berührungsempfindlichen Anzeige- und Eingabevorrichtung, insbesondere eines Touchscreens, sowie eine Anzeige- und Eingabevorrichtung, insbesondere Touchscreen, zur Ausführung des Verfahrens.
• Zur Steuerung von Maschinen kommt seit einigen Jahren vermehrt die Touchscreen-Technologie zum Einsatz. Dabei können typischerweise Maschinenfunktionen über einen Touchscreen gesteuert werden, beispielsweise per Berührung eines entsprechenden Symbols bzw. Elements auf dem Touchdisplay. Auch komplexere Bediengesten sind möglich, z.B. per Multi-Touch.
• Mit der zunehmenden Benutzerfreundlichkeit aufgrund der Touchscreen-Technologie gehen jedoch auch sicherheitstechnische Herausforderungen einher. So müssen bei sicherheitsrelevanten Maschinenfunktionen zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, um die Maschine bzw. den Bediener zu schützen. Hierfür wurden bisher üblicherweise zusätzliche Bedienelemente wie Schalter, Taster oder Knöpfe vorgesehen, welche ein ungewolltes Betätigen der sicherheitsrelevanten Maschinenfunktionen verhindern sollen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass eine sicherheitsrelevante Maschinenfunktion nur dann ausgeführt wird, wenn dies explizit und bewusst von dem Bediener gewünscht ist und die entsprechenden vorgeschriebenen Schritte ausgeführt werden.
• Durch den Einsatz von Touchscreens für die Bedienung von Maschinen mit sicherheitsrelevanten Funktionen werden daher neue Sicherheitskonzepte benötigt, um sicherzustellen, dass die entsprechenden Funktionen durch den Benutzer auch wirklich bewusst ausgeführt werden. Hierbei stellt sich insbesondere das Problem, eindeutig festzustellen, ob eine Benutzergeste (z.B. Druck auf einem auf dem Touchscreen angezeigten Element) vom Bediener gewollt oder aber unbewusst durchgeführt wurde. Ebenso kann es zu einer Verschmutzung oder einer anderweitigen Störung kommen, welche zu einem ungewollten Auslösen der durch einen Touchscreen aktivierbaren sicherheitsrelevanten Funktion führen kann.
• Aus diesem Grund müssen berührungsempfindliche Anzeige- und Eingabevorrichtungen, welche zur Steuerung von Maschinen mit sicherheitsrelevanten Funktionen eigesetzt werden, besondere Sicherheitsvorgaben erfüllen, was oftmals den Anforderungen an ein modernes bzw. schlankes Design widerspricht und zu erhöhten Stück- und Entwicklungskosten führt.
• Bisher bekannte Sicherheitsmaßnahmen bei der Bedienung von Maschinen mittels Touchscreens verwenden beispielsweise einfache Wiederholungen von Ereignissen, spezielle Sensorvorrichtungen oder zusätzliche Authentifizierungsmaßnahmen. Diese Maßnahmen sind jedoch umständlich und erfordern einen erhöhten Entwicklungsaufwand, was zu erhöhten Kosten für die Bedieneinheiten führt. Einfache Wiederholungen von Ereignissen sind hingegen oftmals nicht geeignet, eine unbewusste Aktivierung durch Störquellen, Verschmutzungen oder eine unsachgemäße Bedienung effektiv zu verhindern.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem eine sichere Steuerung von sicherheitsrelevanten Maschinenfunktionen mittels einer berührungsempfindlichen Anzeige- und Eingabevorrichtung mit geringer Fehleranfälligkeit ermöglicht wird. Dabei soll es möglich sein, mit Hilfe von herkömmlicher Touchscreen-Technik und geringem Entwicklungs- bzw. Kostenaufwand eine bewusste menschliche Auswahl von sicherheitsrelevanten Maschinenfunktionen identifizieren zu können.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
• - Darstellen eines räumlich begrenzten Aktivierungselements auf bzw. in einer Anzeigeeinheit der Anzeige- und Eingabevorrichtung,
• - Registrieren eines aktuellen Berührungsereignisses durch eine mit der Anzeigeeinheit verbundene berührungsempfindliche Eingabeeinheit und Übermitteln eines ersten Signals an eine Auswerteeinheit,
• - Durchführen einer Plausibilitätsprüfung mittels der Auswerteeinheit in Reaktion auf das erste Signal, und
• - Übermitteln eines zweiten Signals an eine Ausgangsschnittstelle zur direkten oder indirekten Steuerung einer sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion bei erfolgreicher Plausibilitätsprüfung.
• Die Plausibilitätsprüfung berücksichtigt dabei:
1. a) eine räumliche Beziehung zwischen dem Ort des aktuellen Berührungsereignisses auf bzw. in der Eingabeeinheit und der Darstellung des Aktivierungselements auf bzw. in der Anzeigeeinheit sowie
2. b) die zeitliche Dauer des aktuellen Berührungsereignisses und/oder eine Sequenz bestehend aus dem aktuellen und mindestens einem darauffolgenden Berührungsereignis innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne.
• Das Verfahren ermöglicht eine Verwendung herkömmlicher Touchscreen-Technologie zur Identifizierung einer bewussten, von einem Menschen ausgeführten Auswahl des mit einer sicherheitsrelevanten Funktion einer Maschine verknüpften Aktivierungselements. Dadurch ist es möglich, eine bewusste Berührung des Aktivierungselements durch einen Menschen von einer ungewollten Berührung, oder einer durch Verschmutzungen oder sonstigen Störungen ausgelösten Aktivierung zu unterscheiden und somit zu verhindern, dass die entsprechende sicherheitsrelevante Maschinenfunktion unbeabsichtigt ausgelöst wird.
• Da hierfür auf bekannte Hardware zurückgegriffen werden kann, ergibt sich ein enormer Kosten- und Entwicklungsvorteil gegenüber speziell konzipierten Sicherheitsmechanismen. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muss lediglich ein sehr geringer Teil sicherheitsrelevant entwickelt werden. Der Touchscreen und dessen Elektronik müssen hierbei keinerlei Sicherheitsanforderungen unterliegen. So ist für eine Aufrüstung bestehender Touchscreens prinzipiell lediglich ein zusätzlicher Microcontroller notwendig, mittels welchem die Plausibilitätsprüfung und eine eventuelle Freigabe der sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion bzw. ein Bereitstellen entsprechender Daten durchgeführt wird. Da in vielen Touchscreen-Vorrichtungen bereits derartige Controller, z.B. als Port-Erweiterung, vorhanden sind, ergibt sich ein extrem geringer Entwicklungsaufwand mit entsprechend geringen Stückkosten.
• Gleichzeitig besteht keine zwingende Bindung an spezielle Technologien oder Komponenten. Es können beliebige Touch-Technologien von beliebigen Herstellern eingesetzt und nachgerüstet werden. Gleichzeitig nimmt die Umrüstung keinen Einfluss auf das oftmals bewusst modern konzipierte Design der Touch-basierten Anzeige- und Eingabevorrichtungen der Maschinensteuerung.
• Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
• In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Berücksichtigung einer räumlichen Beziehung zwischen dem Ort des aktuellen Berührungsereignisses auf bzw. in der Eingabeeinheit und der Darstellung des Aktivierungselements auf bzw. in der Anzeigeeinheit eine Überprüfung umfasst, ob der Ort des aktuellen Berührungsereignisses in einer Projektionsrichtung gesehen vollständig oder zumindest teilweise innerhalb der räumlichen Begrenzung des Aktivierungselements liegt. Die Überprüfung betrifft also die Feststellung, ob das Berührungsereignis innerhalb des durch die Anzeigeeinheit dargestellten Aktivierungselements liegt, d.h. ob die Berührung das dargestellte Aktivierungselement „getroffen“ hat. Dies kann pixelbasiert erfolgen.
• Vorzugsweise handelt es sich bei der Eingabeeinheit und der Anzeigeeinheit jeweils um flache Bauteile, welche übereinander angeordnet sind - beispielsweise ein Display und ein darüber angeordnetes transparentes Touchelement. Bei der Projektionsrichtung handelt es sich dann insbesondere um die Draufsicht auf die flachen Anzeige- und Eingabeeinheiten.
• In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Plausibilitätsprüfung nicht erfolgreich ist, falls die räumliche Beziehung zwischen dem Ort des aktuellen Berührungsereignisses auf bzw. in der Eingabeeinheit und der Darstellung des Aktivierungselements auf bzw. in der Anzeigeeinheit nicht eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Die Bedingung ist insbesondere dann erfüllt, wenn der Ort des aktuellen Berührungsereignisses in einer Projektionsrichtung gesehen vollständig oder zumindest teilweise innerhalb der räumlichen Begrenzung des Aktivierungselements liegt. Dadurch können alle Berührungsereignisse ausgeschlossen werden, die sich nicht räumlich auf das Aktivierungselement beziehen, die also eine andere Stelle der Eingabeeinheit betreffen. Dies können Berührungsereignisse sein, die sich auf andere, insbesondere gleichzeitig dargestellte, Aktivierungselemente beziehen, oder aber unbeabsichtigte Berührungen der Eingabeeinheit, eine Verschmutzung an einer anderen Stelle oder eine Störung.
• Die räumliche Überprüfung kann den ersten Schritt der Plausibilitätsprüfung darstellen, sodass die folgenden Schritte nur dann ausgeführt werden, wenn die vorgenannte Bedingung erfüllt ist.
• In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Plausibilitätsprüfung nicht erfolgreich ist, falls die zeitliche Dauer des aktuellen Berührungsereignisses einen vorbestimmten Wert unterschreitet oder einen vorbestimmten Wert überschreitet. Dadurch ist es möglich, eine bestimmte Mindestzeit für das aktuelle Berührungsereignis vorzugeben, damit es zu einer erfolgreichen Aktivierung der sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion kommt, beispielsweise ein kontinuierlicher Druck auf das Aktivierungselement für einige Sekunden oder eine andere vorgegebene Zeitspanne. Auch eine Maximalzeit kann vorgegeben werden, wodurch u.a. lang anhaltende Störsignale oder Signale aufgrund von Verschmutzungen herausgefiltert werden können.
• Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Plausibilitätsprüfung nicht erfolgreich ist, falls die Sequenz aus dem aktuellen und dem mindestens einen darauffolgenden Berührungsereignis innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne von einer vorbestimmten Sequenz abweicht. Dabei können beliebige Kombinationen aus Berührungsereignissen mit entsprechenden individuell oder global vorgegebenen Mindest- und/oder Maximalzeitspannen für die jeweiligen Berührungsereignisse verwendet werden. Es kann ferner vorgesehen sein, dass das mindestens eine darauffolgende Berührungsereignis ebenfalls innerhalb oder zumindest teilweise innerhalb der räumlichen Begrenzung des Aktivierungselements liegt.
• Beispielsweise kann eine Sequenz eine Abfolge von zwei Berührungsereignissen mit jeweils einer Mindestzeitspanne von zwei Sekunden vorsehen, zwischen denen eine berührungsfreie Zeitspanne von mindestens einer und maximal fünf Sekunden liegt. Diese Zeitspannen sind vorstehend selbstverständlich nur beispielhaft zur Veranschaulichung gewählt und können beliebige Werte einnehmen. Eine derartige Sequenz ist hierbei besonders gut geeignet, um ein bewusstes, von einem Menschen ausgeführtes Auswählen des Aktivierungselements von einem ungewollten oder aus einer Verschmutzung oder Störung resultierenden Ereignis zu unterscheiden.
• Es kann aber auch vorgesehen sein, dass neben dem ersten Aktivierungselement ein weiteres Aktivierungselement in bzw. an der Anzeigeeinheit dargestellt wird, welches im Zuge der vorgegebenen Sequenz ausgewählt bzw. berührt werden muss, sodass der Ort eines oder mehrerer Berührungsereignisse innerhalb der Sequenz in einer Projektionsrichtung gesehen vollständig oder zumindest teilweise innerhalb der räumlichen Begrenzung des weiteren Aktivierungselements liegt. Auch hierfür können Mindest- und Maximalzeitspannen festgelegt werden.
• In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Plausibilitätsprüfung nicht erfolgreich ist, falls innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums vor, insbesondere unmittelbar vor, oder nach, insbesondere unmittelbar nach, dem aktuellen Berührungsereignis oder der vorbestimmten Zeitspanne ein anderes Berührungsereignis aufgetreten ist bzw. auftritt. Es kann also vorgesehen sein, dass für eine Mindestzeit unmittelbar vor oder nach dem aktuellen Berührungsereignis oder der vorbestimmten Sequenz kein anderes Berührungsereignis registriert werden darf. Wird ein solches Berührungsereignis in einem der spezifizierten Zeiträume detektiert, ist die Plausibilitätsprüfung nicht erfolgreich und es wird keine sicherheitsrelevante Maschinenfunktion aufgeführt bzw. das entsprechende Aktivierungselement nicht aktiviert.
• Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Plausibilitätsprüfung durch ein erstes Berührungsereignis ausgelöst wird, welches zeitlich vor dem aktuellen Berührungsereignis liegt und die Plausibilitätsprüfung initiiert. In diesem Fall befindet sich der vor dem aktuellen Berührungsereignis liegende vorbestimmte Zeitraum, innerhalb dessen kein anderes Berührungsereignis stattfinden darf, zwischen dem ersten (initiierenden) Berührungsereignis und dem aktuellen Berührungsereignis.
• In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Plausibilitätsprüfung eine gezielte bzw. bewusste Berührung des Aktivierungselements feststellbar ist
• In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Berührungsereignis mittels eines mit der Eingabeeinheit verbundenen Controllers registriert wird und der Controller das erste Signal an die Auswerteeinheit übermittelt und/oder dass die Darstellung des Aktivierungselements auf der Anzeigeeinheit mittels einer mit dieser verbundenen Steuerung gesteuert wird. Bei dem Controller kann es sich insbesondere um einen Touch-Controller bzw. Touchscreen-Controller handeln, welcher die elektrischen Signale (z.B. Ströme, Änderungen einer Kapazität oder eines Widerstands, etc.) der Eingabeeinheit verarbeitet und in elektronisch auswertbare elektrische Signale umwandelt.
• In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere räumlich begrenzte Aktivierungselemente in bzw. auf der Anzeigeeinheit dargestellt werden und die Plausibilitätsprüfung für jedes der Aktivierungselemente separat durchführbar ist, wobei vorzugsweise jedes der Aktivierungselemente einer anderen sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion zugeordnet ist. Dadurch sind mehrere sicherheitsrelevante Maschinenfunktionen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer einzigen berührungsempfindlichen Anzeige- und Eingabevorrichtung steuerbar.
• In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass parallel zu dem Aktivierungselement mindestens ein weiteres räumlich begrenztes Element auf bzw. in der Anzeigeeinheit dargestellt wird, wobei das Element keiner sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion zugeordnet ist und wobei ein Berührungsereignis, dessen Ort innerhalb der räumlichen Begrenzung des Elements liegt, nicht dazu führt, dass eine Plausibilitätsprüfung erfolgreich ist. Dadurch sind mittels der berührungsempfindlichen Anzeige- und Eingabevorrichtung nicht nur sicherheitsrelevante, sondern auch andere Funktionen der Maschine oder der Anzeige- und Eingabevorrichtung steuerbar.
• Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin eine berührungsempfindliche Anzeige- und Eingabevorrichtung, insbesondere Touchscreen, zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei ergeben sich offensichtlich dieselben Vorteile und Eigenschaften wie für das erfindungsgemäße Verfahren, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird.
• Die Anzeige- und Eingabevorrichtung kann einen Controller, insbesondere Touch-Controller umfassen, welcher Signale der Eingabeeinheit in elektronisch verarbeitbare Signale umwandelt, welche an die Auswerteeinheit übermittelt werden können. Ebenfalls kann eine Steuerung vorhanden sein, welche das Anzeigeelement (insbesondere Display) ansteuert und mit der Auswerteeinheit und/oder dem Controller verbunden ist. Die Auswerteeinheit kann einen Speicher umfassen oder mit einem Speicher verbunden sein (z.B. über einen Bus), auf dem die geometrischen Daten der mit den sicherheitsrelevanten Maschinenfunktionen verknüpften Aktivierungselemente und/oder die vorgegebenen Parameter bzw. Bedingungen für die Plausibilitätsprüfung gespeichert sind.
• Ferner kann eine Ausgangsschnittstelle vorgesehen sein, die ein Teil der Auswerteeinheit oder mit dieser verbunden sein kann, an welche ein zweites Signal im Falle einer erfolgreich abgeschlossenen Plausibilitätsprüfung gesendet wird. Die Ausgangsschnittstelle kann mit einer Maschine direkt oder indirekt verbunden sein, mittels welcher die entsprechende sicherheitsrelevante Funktion ausgeführt werden soll. Weitere Bauteile zur elektronischen Signalverarbeitung können ebenfalls vorgesehen sein.
• Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
• 1: eine schematische Darstellung der berührungsempfindlichen Anzeige- und Eingabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
• 2: eine schematische Darstellung der Anzeigeeinheit mit mehreren Aktivierungselementen und weiteren Elementen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
• 3: ein Flussdiagramm der Plausibilitätsprüfung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen berührungsempfindlichen Anzeige- und Eingabevorrichtung 10 schematisch dargestellt, mittels welcher sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen lässt. Es handelt sich hierbei um einen Touchscreen 10 mit einer als Display ausgebildeten Anzeigeeinheit 12 und einer (in Blickrichtung eines Bedieners gesehen) darüber angeordneten, mit dem Display 12 in Verbindung stehenden und als Touchelement ausgebildeten Eingabeeinheit 14.
• Bei dem Display 12 und dem Touchelement 14 handelt es sich um herkömmlich eingesetzte, aus dem Stand der Technik bekannte Bauteile mit bekannter Funktionsweise, sodass darauf im Folgenden nicht näher eingegangen werden muss. Hierbei können verschiedenste Touchscreen-Technologien zum Einsatz kommen.
• Der Touchscreen 10 dient der Steuerung einer damit direkt oder indirekt verbundenen Maschine (nicht gezeigt), welche zumindest eine sicherheitsrelevante Funktion ausführen kann. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Funktion, welche ein gewisses Gefahrenpotential gegenüber der Maschine, dem Benutzer, anderen Menschen oder übrigen Objekten aufweist und daher zusätzlichen Sicherheitsvorkehrungen unterliegt.
• Das Display 12 wird von einer als Mikrocontroller / Prozessor ausgebildeten Steuerung 22 angesteuert, sodass in dem Display 12 mehrere Aktivierungselemente 30 angezeigt werden können. Dabei kann es sich um Symbole, Knöpfe bzw. Buttons, Schalter, Slider oder sonstige grafische Elemente handeln, die durch eine Berührung an der entsprechenden Stelle des Touchelements 14 ausgewählt werden können. Diese nehmen einen räumlich begrenzten Bereich des Displays 12 ein. Mindestens eines der Aktivierungselemente 30 dient der Steuerung einer sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion. Daneben können weitere Elemente 32 angezeigt werden, denen andere, nicht sicherheitsrelevante Funktionen zugewiesen sind.
• Ein Ausführungsbeispiel mit mehreren durch das Display 12 angezeigten Aktivierungselementen 30 und weiteren Elementen 32 ist in der 2 schematisch dargestellt. Die drei Aktivierungselemente 30 dienen hierbei der Steuerung einer oder mehrerer sicherheitsrelevanter Maschinenfunktionen, während den drei anderen Elementen 32 andere Funktionen zugewiesen sind.
• Die durch das Touchelement 14 aufgenommenen Berührungsereignisse bzw. Touchereignisse (z.B. das Berühren des Touchelements 14 mit einem Finger oder einer dafür eigens bereitgestellten Vorrichtung wie einem Stift) werden mittels einem mit dem Touchelement 14 in Verbindung stehenden Touchcontroller 20 in elektronisch auswertbare Signale umgewandelt (erstes Signal), welche einer Auswerteeinheit 16 sowie der Steuerung 22 zur Verfügung stehen.
• Mittels der Auswerteeinheit 16 wird eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt, um ein bewusstes, durch einen Menschen ausgeführtes Aktivieren bzw. Betätigen des Aktivierungselements 30 zu identifizieren. Dabei werden die in dem Display 12 visualisierten Aktivierungselemente 30 mit dem Ort des Berührungsereignisses, also insbesondere dem Druckbereich des Fingers / Stifts, korreliert und zudem weitere zeitbezogene Parameter überprüft.
• In der 4 ist eine Abfolge von Schritten 40-50 bei der Plausibilitätsprüfung gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramm dargestellt. Die Plausibilitätsprüfung wird durch Registrieren eines Safety-Ereignisses S_n initiiert (Schritt 40), was bedeuten kann, dass ein Berührungsereignis auf dem Touchelement 14 stattgefunden hat und ein entsprechendes erstes Signal von dem Touchcontroller 20 an die Auswerteeinheit 16 übermittelt wurde. Alternativ kann es sich bei dem Safety-Ereignis S_n auch um ein anderes Ereignis, z.B. ein Einschalten der Anzeige- und Eingabevorrichtung oder die Betätigung eines entsprechenden Elements auf dem Touchelement 14, handeln.
• Im nächsten Schritt 42 wird überprüft, ob innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums t₁ ein Berührungsereignis auftritt. Dieses Kriterium kann für das gesamte Touchelement 14 oder nur für einen bestimmten räumlichen Bereich, z.B. das Aktivierungselement 30, gelten. Der Zeitraum t₁ kann rückwirkend betrachtet werden, also vor Auslösen des Safety-Ereignisses S_n (Schritt 40) liegen, oder aber nach dem Auslösen des Safety-Ereignis S_n liegen, sodass weitere Berührungsereignisse erst nach Ablauf der Zeit t₁ wieder auftreten dürfen.
• Falls innerhalb des Zeitraums t₁ kein anderes Berührungsereignis auftritt, wird im nächsten Schritt 44 überprüft, ob innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne t₂ mindestens ein aktuelles Berührungsereignis B_a innerhalb der für das Aktivierungselement 30 definierten Geometrie liegt, d.h. ob der Ort des aktuellen Berührungsereignisses B_a vollständig oder zumindest teilweise innerhalb der räumlichen Begrenzung des Aktivierungselements 30 liegt. Als weiteres Kriterium kann eine Bedingung für die Dauer des mindestens einen aktuellen Berührungsereignisses B_a wie z.B. eine Mindest- bzw. Maximal(druck)dauer t_Ba,min, t_Ba,max vorgesehen sein. Es kann auch das Auftreten einer vorbestimmten Sequenz von Berührungsereignissen B_a, Bad innerhalb der Zeitspanne t₂ gefordert sein, wobei alle Berührungsereignisse B_a, Bad innerhalb einer vorbestimmten Geometrie von einem oder mehreren auf dem Display 12 dargestellten Aktivierungselementen 30 liegen müssen.
• Falls diese Bedingung erfüllt ist, wird im nächsten Schritt 46 überprüft, ob in einem darauffolgenden Zeitraum t₃ ein weiteres Berührungsereignis auftritt. Wiederum kann diese Bedingung für das gesamte Touchelement 14 oder für einen räumlich begrenzten Bereich wie z.B. das Aktivierungselement 30 gelten.
• Falls innerhalb der Zeit t3 kein weiteres Berührungsereignis detektiert wird, ist die Plausibilitätsprüfung erfolgreich, d.h. es wurde ein bewusstes, von einem Menschen durchgeführtes Auslösen bzw. Aktivieren des Aktivierungselements 30 identifiziert. Sodann geht das Verfahren zu Schritt 48 über, in dem Daten über das Auftreten eines Safety-Ereignisses S_n über eine Ausgangsschnittstelle 18 zur Verfügung gestellt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Bus-Interface 18 handeln. Dies führt dann zur erfolgreichen Aktivierung des entsprechenden Aktivierungselements 30 und insbesondere mittelbar oder unmittelbar zur entsprechenden Steuerung (z.B. Aktivierung) der damit verknüpften sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion.
• Die geometrischen Daten der Aktivierungselemente 30 stehen der Auswerteeinheit 16 in einem Speicher 17 zur Verfügung, auf welche die Auswerteeinheit 16 direkt oder über eine Schnittstelle, beispielsweise ein Bus-Interface, Zugriff hat.
• Bezugszeichenliste

10

Anzeige- und Eingabevorrichtung

12

Anzeigeeinheit

14

Eingabeeinheit

16

Auswerteeinheit

17

Speicher

18

Ausgangsschnittstelle

20

Controller

22

Steuerung

30

Aktivierungselement

32

Element

40

Schritt 1

42

Schritt 2

44

Schritt 3

46

Schritt 4

48

Schritt 5

50

Schritt 6

B_a

Aktuelles Berührungsereignis

B_ad

Darauffolgendes Berührungsereignis

S_n

Safety-Ereignis

t_Ba

Zeitliche Dauer des aktuellen Berührungsereignisses

t_Ba,min

Minimal zulässige zeitliche Dauer des aktuellen Berührungsereignisses

t_Ba,max

Maximal zulässige zeitliche Dauer des aktuellen Berührungsereignisses

t₁

Vorbestimmte Zeitspanne

t₂

Vorbestimmte Zeitspanne

t₃

Vorbestimmte Zeitspanne

Claims (10)

1. Verfahren zur Steuerung von sicherheitsrelevanten Maschinenfunktionen mittels einer berührungsempfindlichen Anzeige- und Eingabevorrichtung (10) mit den Schritten: - Darstellen eines räumlich begrenzten Aktivierungselements (30) auf bzw. in einer Anzeigeeinheit (12) der Anzeige- und Eingabevorrichtung (10), - Registrieren eines aktuellen Berührungsereignisses (B_a) durch eine mit der Anzeigeeinheit (12) verbundene berührungsempfindliche Eingabeeinheit (14) und Übermitteln eines ersten Signals an eine Auswerteeinheit (16), - Durchführen einer Plausibilitätsprüfung mittels der Auswerteeinheit (16) in Reaktion auf das erste Signal, wobei die Plausibilitätsprüfung folgendes berücksichtigt: a) eine räumliche Beziehung zwischen dem Ort des aktuellen Berührungsereignisses (B_a) auf bzw. in der Eingabeeinheit (14) und der Darstellung des Aktivierungselements (30) auf bzw. in der Anzeigeeinheit (12) und b) die zeitliche Dauer (t_Ba) des aktuellen Berührungsereignisses (B_a) und/oder eine Sequenz aus dem aktuellen (B_a) und mindestens einem darauffolgenden (B_ad) Berührungsereignis innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne (t₂), sowie - Übermitteln eines zweiten Signals an eine Ausgangsschnittstelle (18) zur direkten oder indirekten Steuerung einer sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion bei erfolgreicher Plausibilitätsprüfung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berücksichtigung einer räumlichen Beziehung zwischen dem Ort des aktuellen Berührungsereignisses (B_a) auf bzw. in der Eingabeeinheit (14) und der Darstellung des Aktivierungselements (30) auf bzw. in der Anzeigeeinheit (12) eine Überprüfung umfasst, ob der Ort des aktuellen Berührungsereignisses (B_a) in einer Projektionsrichtung gesehen vollständig oder zumindest teilweise innerhalb der räumlichen Begrenzung des Aktivierungselements (30) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilitätsprüfung nicht erfolgreich ist, falls die räumliche Beziehung zwischen dem Ort des aktuellen Berührungsereignisses (B_a) auf bzw. in der Eingabeeinheit (14) und der Darstellung des Aktivierungselements (30) auf bzw. in der Anzeigeeinheit (12) nicht eine vorgegebene Bedingung erfüllt, wobei die Bedingung vorzugsweise erfüllt ist, wenn der Ort des aktuellen Berührungsereignisses (B_a) in einer Projektionsrichtung gesehen vollständig oder zumindest teilweise innerhalb der räumlichen Begrenzung des Aktivierungselements (30) liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilitätsprüfung nicht erfolgreich ist, falls die zeitliche Dauer (t_Ba) des aktuellen Berührungsereignisses (B_a) einen vorbestimmten Wert (t_Ba,min) unterschreitet oder einen vorbestimmten Wert (t_Ba,max) überschreitet und/oder wenn die Sequenz aus dem aktuellen (B_a) und dem mindestens einen darauffolgenden Berührungsereignis (B_ad) innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne (t₂) von einer vorbestimmten Sequenz abweicht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilitätsprüfung nicht erfolgreich ist, falls innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums (t₁, t₃) vor, insbesondere unmittelbar vor, oder nach, insbesondere unmittelbar nach, dem aktuellen Berührungsereignis (B_a) oder der vorbestimmten Zeitspanne (t₂) ein anderes Berührungsereignis aufgetreten ist bzw. auftritt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Plausibilitätsprüfung eine gezielte bzw. bewusste Berührung des Aktivierungselements (30) feststellbar ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Berührungsereignis mittels eines mit der Eingabeeinheit (14) verbundenen Controllers (20) registriert wird und der Controller (20) das erste Signal an die Auswerteeinheit (16) übermittelt und/oder dass die Darstellung des Aktivierungselements (30) auf der Anzeigeeinheit (12) mittels einer mit dieser verbundenen Steuerung (22) gesteuert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere räumlich begrenzte Aktivierungselemente (30) auf bzw. in der Anzeigeeinheit (12) dargestellt werden und die Plausibilitätsprüfung für jedes der Aktivierungselemente (30) separat durchführbar ist, wobei vorzugsweise jedes der Aktivierungselemente (30) einer anderen sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion zugeordnet ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem Aktivierungselement (30) weitere räumlich begrenzte Elemente (32) auf bzw. in der Anzeigeeinheit (12) dargestellt werden, wobei die Elemente (32) keiner sicherheitsrelevanten Maschinenfunktion zugeordnet sind und wobei ein Berührungsereignis, dessen Ort innerhalb der räumlichen Begrenzung des Elements (32) liegt, nicht dazu führt, dass eine Plausibilitätsprüfung erfolgreich ist.
10. Berührungsempfindliche Anzeige- und Eingabevorrichtung (10), insbesondere Touchscreen, welche zur Ausführung eines Verfahrens zur Steuerung von sicherheitsrelevanten Maschinenfunktionen nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.

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