DE102014202615A1 - System and method for establishing a desired kink angle between a trailer and a tractor - Google Patents

System and method for establishing a desired kink angle between a trailer and a tractor Download PDF

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Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren zur Festlegung eines Soll-Knickwinkels durch einen Anhänger (1) und eine Zugmaschine (1) vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte: – Ermitteln eines kollisionsrelevanten Umgebungsobjektes (3), – Auswählen eines ersten Soll-Knickwinkels (φ1) zwischen dem Anhänger (2') und der Zugmaschine (1') durch einen Anwender, – Erkennen einer der Zugmaschine (1) drohenden Kollision mit dem Umgebungsobjekt (3) bei Verwendung des ersten Soll-Knickwinkels (φ1), und – automatisches Verhindern einer Verwendung des ersten Soll-Knickwinkels (φ1) zur Vermeidung der Kollision.A system and method for establishing a desired kink angle by a trailer (1) and a tractor (1) are proposed. The method comprises the steps of: determining a collision-relevant environmental object (3), selecting a first desired bending angle (.phi.1) between the trailer (2 ') and the tractor (1') by a user, recognizing one of the tractor (1 ) threatening collision with the surrounding object (3) when using the first target buckling angle (φ1), and - automatically preventing use of the first target buckling angle (φ1) to avoid the collision.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Festlegung eines Soll-Knickwinkels zwischen einem Anhänger und einer Zugmaschine. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verbesserungen bei solchen Systemen, bei welchen ein Anwender einen Soll-Knickwinkel wahlfrei eingeben kann.The present invention relates to a system and a method for establishing a desired bending angle between a trailer and a tractor. More particularly, the present invention relates to improvements in such systems in which a user may optionally input a desired buckling angle.

Das Rangieren mit einem Anhänger stellt eine anspruchsvolle Fahraufgabe dar. In bekannten Realisierungen von Anhängerrangierassistenten wird der Fahrer unterstützt, indem er einen Soll-Knickwinkel über eine Eingabevorrichtung vorgibt, welcher durch eine aktive Ansteuerung der Lenkung durch den Anhängerrangierassistenten realisiert wird. Für Lastkraftwagen (LKW) werden seit Längerem Assistenten zum Unterstützen bei der Fahrt mit einem Gespann (Zugmaschine mit Anhänger) entwickelt und erfolgreich in Serie verwendet.Hitching with a trailer represents a challenging driving task. In known implementations of trailer hanking assistants, the driver is assisted by setting a desired kink angle via an input device which is realized by active control of the steering by the trailer hanger assistant. For lorries (trucks), assistants for driving with a trailer (tractor with trailer) have long been developed and successfully used in series.

DE 10 2009 039 111 A1 beschreibt ein Assistenzsystem zum Rückwärtsfahren von Fahrzeugverbänden mit Umgebungsvermessung. Eine Umfeldsensorik sorgt hierbei für eine Erkennung plötzlich hinter dem Anhänger auftretender Hindernisse, deren Erkennung zur Anzeige eines Hinweises für den Fahrer der Zugmaschine oder bei vollautomatischer Fahrt des Fahrzeugverbandes zur Einleitung entsprechender Manöver führt. DE 10 2009 039 111 A1 describes an assistance system for reversing vehicle associations with environmental measurement. An environment sensor here ensures a detection suddenly occurring behind the trailer obstacles whose detection leads to the display of an indication to the driver of the tractor or fully automatic driving of the vehicle association to initiate appropriate maneuvers.

DE 10 2012 004 440 A1 zeigt eine Steuerung eines Rangiervorgangs eines Fahrzeuggespanns, für welches ein erstes Steuergerät an dem Anhängerfahrzeug und ein zweites Steuergerät an dem Zugfahrzeug angeordnet ist. Beide Steuergeräte können zur Festlegung einer gewünschten Trajektorie miteinander kommunizieren. Zusätzlich wird vorgeschlagen, die Umfeldsensorik am Heck des Zugfahrzeugs oder am Heck des Anhängerfahrzeugs sowie Ultraschallsensoren eines Parkabstandanzeigesystems zur Umgebungssensorik zu verwenden. Die Fortbewegung des Fahrzeugverbandes erfolgt manuell bzw. (teil)automatisch. DE 10 2012 004 440 A1 shows a control of a maneuvering operation of a vehicle combination, for which a first control unit is arranged on the trailer vehicle and a second control unit on the towing vehicle. Both controllers can communicate with each other to establish a desired trajectory. In addition, it is proposed to use the surroundings sensor system at the rear of the towing vehicle or at the rear of the trailer vehicle as well as ultrasonic sensors of a parking distance display system for ambient sensor technology. The movement of the vehicle association is done manually or (partially) automatically.

DE 101 54 612 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Lenken eines Zugfahrzeuges mit einem Anhänger bei der Rückwärtsfahrt, welche einen Lenkeinschlag korrigiert, um durch Abstandssensoren ermittelte Abstände in Abhängigkeit eines Winkels zwischen der Längsachse des Zugfahrzeugs und der Längsachse des Anhängers in Übereinstimmung mit Sollwerten zu bringen. DE 101 54 612 A1 discloses a device for steering a towing vehicle with a trailer in reverse, which corrects a steering angle to bring distances determined by distance sensors in accordance with an angle between the longitudinal axis of the towing vehicle and the longitudinal axis of the trailer in accordance with nominal values.

Für einfach aufgebaute und auch am PKW verwendbare Assistenzsysteme besteht daher weiterhin Bedarf, den Anwenderkomfort und die Fahrsicherheit zu erhöhen. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend identifizierten Bedarf zu stillen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kollisionen durch ein Ausscheren einer lenkbaren Achse einer Zugmaschine während einer Rangierfahrt zu vermeiden.Therefore, there is still a need for user convenience and driving safety for simply constructed and usable on the car assistance systems. It is therefore an object of the present invention to meet the needs identified above. It is another object of the present invention to avoid collisions by skipping a steerable axle of a tractor during shunting.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein System mit den Merkmalen gemäß Anspruch 5 gelöst. Das Verfahren dient der Festlegung eines Soll-Knickwinkels zwischen einem Anhänger und einer Zugmaschine. Die Zugmaschine kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug sein, an welches ein beliebiger, nicht selbständig lenkfähiger Anhänger angehängt ist. Zunächst wird ein kollisionsrelevantes Umgebungsobjekt in der Umgebung des Gespanns ermittelt. Anschließend wird durch einen Anwender ein erster Soll-Knickwinkel zwischen dem Anhänger und der Zugmaschine ausgewählt. Dies kann eine Eingabe mittels einer Anwenderschnittstelle umfassen, durch welche der Anwender bestimmt, um welchen Winkel die Längsachsen des Anhängers einerseits und der Zugmaschine andererseits zueinander verdreht werden (in azimutaler Richtung, ”Azimut”). Diese Auswahl kann beispielsweise durch Eingabe von Ziffern des gewünschten Winkelwertes oder durch Betätigen eines mit einer korrespondierenden graphischen Darstellung gekoppelten Dreh-Drück-Stellers (insbesondere stufenlos) gefolgt werden. Erfindungsgemäß wird außerdem eine der Zugmaschine drohende Kollision mit dem ermittelten Umgebungsobjekt für den Fall erkannt, dass ein definierter Winkel, insbesondere der erste Soll-Knickwinkel, für die Weiterfahrt verwendet bzw. realisiert wird. Üblicherweise ist hierzu ein korrespondierender Lenkeinschlag der Zugmaschine erforderlich, durch welchen sich bei der Fortbewegung des Gespanns (insbesondere in rückwärtige Richtung) ein zunehmender Knickwinkel über der zurückgelegten Wegstrecke einstellt. Im Ansprechen auf die erkannte drohende Kollision wird zur Vermeidung der Kollision automatisch die Verwendung des ersten Soll-Knickwinkels verhindert. Beispielsweise kann die Eingabe gänzlich ignoriert werden.The above object is achieved by a method with the features of claim 1 and by a system having the features of claim 5. The method serves to establish a desired bending angle between a trailer and a tractor. The tractor may be, for example, a road vehicle to which any, not independently steerable trailer is attached. First, a collision-relevant environment object in the vicinity of the team is determined. Subsequently, a user selects a first desired bending angle between the trailer and the tractor. This may include an input by means of a user interface, by which the user determines by which angle the longitudinal axes of the trailer on the one hand and the tractor on the other hand are rotated relative to each other (in the azimuthal direction, "azimuth"). This selection can be followed, for example, by entering numbers of the desired angle value or by actuating a rotary pushbutton (in particular steplessly) coupled to a corresponding graphical representation. According to the invention, a collision threatening with the tractor is also detected with the determined environment object in the event that a defined angle, in particular the first setpoint bending angle, is used or realized for the onward journey. Usually, a corresponding steering angle of the tractor is required for this purpose, which sets an increasing bending angle over the distance traveled during the movement of the team (especially in the rearward direction). In response to the detected imminent collision, the use of the first desired kink angle is automatically prevented to avoid the collision. For example, the input can be completely ignored.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Meldung an den Anwender ausgegeben werden, dass der ausgewählte Knickwinkel aus Kollisionsgründen nicht möglich ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass ein Anwender zwar einen für ein beabsichtigtes Manöver grundsätzlich geeigneten Soll-Knickwinkel festlegt, dieser jedoch zu einer Kollision der Zugmaschine mit dem Umgebungsobjekt führt. Auf diese Weise hat der Anwender nicht auf etwaige Signale der Umgebungssensorik zu achten, um die Kollision während des Manövers selbst zu verhindern. Stattdessen kann er sich besser und in der Gewissheit der Fahraufgabe widmen, dass die Knickwinkelvorgabe nicht die kollisionsfreie Fahrt seines Gespanns gefährdet.Alternatively or additionally, a message can be output to the user that the selected bending angle is not possible for reasons of collision. In this way, it is possible to prevent a user from defining a desired bending angle which is fundamentally suitable for an intended maneuver, but this leads to a collision between the tractor and the surrounding object. In this way, the user does not have to pay attention to any ambient sensor signals in order to prevent the collision during the maneuver itself. Instead, he can feel better and confident devote to the driving task that the articulation angle specification does not endanger the collision-free travel of his team.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Anstatt den ersten Soll-Knickwinkel gemäß der Auswahl des Anwenders zu verwenden, wird bevorzugt ein zweiter Soll-Knickwinkel zur Vermeidung der Kollision automatisch festgelegt. Insbesondere wird der zweite Soll-Knickwinkel an Stelle des ersten (vom Anwender festgelegten) Soll-Knickwinkels für das beabsichtigte Manöver verwendet. Unerheblich ist hierbei, ob das Auswählen und/oder die Eingabe des vom Anwender beabsichtigten ersten Soll-Knickwinkels zunächst zugelassen wird (z. B. in Form eines Zahlenwertes), und dieser erste anschließend auf den zweiten Soll-Knickwinkel festgelegt wird, oder ob das Auswählen und/oder die Eingabe des vom Anwender beabsichtigten ersten Soll-Knickwinkels generell nicht zugelassen wird (z. B. bei Auswahl durch Erhöhen eines Momentanwertes für den Knickwinkel), wobei ein Erhöhen eines Momentanwertes ab Erreichen des zweiten Soll-Knickwinkelwertes unterbunden wird. Auf diese Weise wird die problematische Eingabe des Anwenders automatisch mit einem bestmöglichen Ersatzwert korrigiert.Instead of using the first desired bending angle according to the user's choice, a second desired bending angle is preferably automatically set to avoid the collision. In particular, the second desired buckling angle is used instead of the first (user-specified) desired buckling angle for the intended maneuver. In this case, it is irrelevant whether the selection and / or the input of the first desired bending angle intended by the user is initially permitted (eg in the form of a numerical value), and this first is subsequently set to the second desired bending angle, or whether Selecting and / or inputting the user-intended first desired kink angle is generally not permitted (eg, when selected by increasing an instantaneous kink angle value), whereby increasing an instantaneous value from reaching the second desired kink angle value is inhibited. In this way, the problematic input of the user is automatically corrected with the best possible replacement value.

Bevorzugt wird anschließend ein Lenkeinschlag für eine lenkbare Achse der Zugmaschine zur Realisierung des zweiten Soll-Knickwinkels automatisch festgelegt. Ein solcher Schritt kann beispielsweise durch einen Fahrroboter oder ein zumindest für eine anteilig automatisierte Fortbewegung eingerichtetes System unternommen werden. Insbesondere für Landfahrzeuge ist es überdies ersichtlich, dass die Definition eines Lenkeinschlages für ein gegebenes Gespann und eine gegebene Fortbewegungsrichtung stets auch die Realisierung eines bestimmten Knickwinkels zwischen Zugmaschine und Anhänger an einem bestimmten Punkt der gemeinsamen Trajektorie bedingt und daher die Vorgaben bezüglich Lenkwinkel und Knickwinkel im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter bestimmten Voraussetzungen gegeneinander ausgetauscht werden können.Preferably, a steering angle for a steerable axle of the tractor for realizing the second setpoint bending angle is then automatically determined. Such a step can, for example, be undertaken by a driving robot or a system set up at least for a proportionately automated movement. In particular, for land vehicles, it is also apparent that the definition of a steering angle for a given team and a given direction of movement always implies the realization of a specific bending angle between the tractor and trailer at a certain point of the common trajectory and therefore the specifications regarding steering angle and bending angle in the frame The present invention can be exchanged for each other under certain conditions.

Ein mögliches Szenario zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass sich das erkannte Umgebungsobjekt während des Auswählens des ersten Soll-Knickwinkels seitlich neben der Zugmaschine befindet. Dieses Szenario unterscheidet sich von bereits vielzahlig beschriebenen Systemen, welche lediglich eine hinter dem Anhänger angeordnete Struktur bei der Planung der Trajektorie des Gespanns berücksichtigen. Mit anderen Worten wird das automatische Festlegen des zweiten Soll-Knickwinkels vorgenommen, während sich das Umgebungsobjekt längsseits der Zugmaschine befindet. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Zugmaschine aufgrund eines zur Herstellung des ersten Soll-Knickwinkels erforderlichen Lenkeinschlages beispielsweise mit ihrer Front das Umgebungsobjekt touchiert.A possible scenario for using the method according to the invention is that the detected environmental object is located laterally next to the tractor during the selection of the first desired bending angle. This scenario differs from already described many systems, which only consider a structure arranged behind the trailer when planning the trajectory of the team. In other words, the automatic setting of the second target bending angle is made while the environment object is located alongside the tractor. In this way it is prevented that the tractor touches the environment object, for example, with its front due to a steering angle required for the production of the first desired bending angle.

Das kollisionsrelevante Umgebungsobjekt kann mittels Umgebungssensorik erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich können in einem Datenspeicher abgelegte Daten dahingehend ausgelesen und interpretiert werden, ob zu einem früheren Zeitpunkt ermittelte Umgebungsobjekte eine automatische Veränderung des ersten Soll-Knickwinkels erforderlich erscheinen lassen. Einerseits können somit aktuelle Umgebungsszenarien überprüft, andererseits gegebenenfalls fehlerhafte Sensorsignale durch die Auswertung bereits ermittelter Informationen ”geheilt” werden.The collision-relevant environment object can be detected by means of environmental sensors. Alternatively or additionally, data stored in a data memory can be read out and interpreted as to whether environmental objects determined at an earlier point in time make an automatic change of the first desired bending angle appear necessary. On the one hand, therefore, current environmental scenarios can be checked, on the other hand possibly faulty sensor signals can be "cured" by the evaluation of already determined information.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Festlegung eines Soll-Knickwinkels zwischen einem Anhänger und einer Zugmaschine vorgeschlagen. Das System umfasst eine Anwenderschnittstelle, welche in modernen Fahrzeugen eine zentral im Armaturenbrett angeordnete Anzeigeeinheit umfassen kann. Zusätzlich sind Anwenderschnittstellen mit einer Vielzahl möglicher Eingabekanäle (Sprachsteuerung, Gestenbedienung, berührungsempfindliche Oberflächen, Tasten, Dreh-Drück-Steller etc.) ausgestattet, welche zur Eingabe eines Soll-Knickwinkels durch einen Anwender verwendet werden können. Zusätzlich umfasst das erfindungsgemäße System eine Auswerteeinheit, welche beispielsweise einen programmierbaren Prozessor in einem elektronischen Steuergerät umfassen kann. Zusätzlich ist eine Umgebungssensorik vorgesehen, welche zumindest in einem kollisionsrelevanten Abstandsbereich um die Zugmaschine kollisionsrelevante Umgebungsobjekte erfassen und signalisieren kann. Die Anwenderschnittstelle ist eingerichtet, einen von einem Anwender ausgewählten ersten Soll-Knickwinkel entgegenzunehmen. Mit anderen Worten wählt der Anwender zunächst einen ersten Soll-Knickwinkel aus und bedient die Anwenderschnittstelle in dem Bestreben, den ausgewählten Soll-Knickwinkel zur Vorgabe für die bevorstehende Fortbewegung des Gespanns zu machen. Die Auswerteeinheit ist ihrerseits eingerichtet, eine der Zugmaschine drohende Kollision mit dem Umgebungsobjekt bei Verwendung des vom Anwender ausgewählten ersten Soll-Knickwinkels zu erkennen und, anstatt diesen ersten Soll-Knickwinkel zur Vorgabe zu machen, eine Verwendung (z. B. unter Ausgabe einer entsprechenden Anzeige/Audioausgabe) desselben zu verhindern und beispielsweise einen zweiten Soll-Knickwinkel zur Vermeidung der Kollision selbständig festzulegen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es hierbei unerheblich, ob es dem Anwender zunächst ermöglicht wird, den ersten Soll-Knickwinkel (beispielsweise in ein Textfeld) einzugeben und erst anschließend ein Hinweis bzw. eine Korrektur des eingegebenen Wertes erfolgt, oder ob eine Eingabe größerer Werte (z. B. durch Betätigen eines Drehreglers o. Ä.) bereits a priori verhindert wird. Mit anderen Worten muss das Auswählen des ersten Soll-Knickwinkels nicht mit der (technischen) Mitteilung des ersten Soll-Knickwinkels an die Anwenderschnittstelle bzw. an hinter der Anwenderschnittstelle liegende Instanzen zusammenfallen, obwohl dies ein im Rahmen der Erfindung mögliches Szenario darstellt. Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oben ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.According to a second aspect of the present invention, a system is proposed for establishing a desired bending angle between a trailer and a tractor. The system includes a user interface, which in modern vehicles may include a display unit centrally located in the dashboard. In addition, user interfaces are provided with a variety of possible input channels (voice control, gesture control, touch-sensitive surfaces, buttons, rotary push-buttons, etc.) which can be used to input a desired knee-deflection angle by a user. In addition, the system according to the invention comprises an evaluation unit, which may comprise, for example, a programmable processor in an electronic control unit. In addition, an environmental sensor system is provided, which can detect and signal collision-relevant environmental objects at least in a collision-relevant distance range around the tractor. The user interface is configured to receive a first desired bending angle selected by a user. In other words, the user first selects a first desired kink angle and operates the user interface in an effort to make the selected desired kink angle the default for the upcoming carriage movement. The evaluation unit is in turn set up to detect a collision threatening the tractor with the environment object when using the user selected first desired buckling angle and, instead of making this first predetermined buckling angle to the default, a use (eg, with output of a corresponding Display / audio output) of the same to prevent and, for example, set a second target bending angle to avoid collision independently. In the context of the present invention, it is irrelevant in this case whether the user is initially enabled to set the first desired bending angle (for example in a text field). and only then an indication or a correction of the entered value takes place, or whether an entry of larger values (eg by pressing a rotary control or the like) is already prevented a priori. In other words, the selection of the first desired kink angle does not have to coincide with the (technical) communication of the first desired kink angle to the user interface or to instances located behind the user interface, although this represents a possible scenario within the scope of the invention. The features, combinations of features as well as the advantages resulting therefrom correspond to those described above in connection with the method according to the invention, so that reference is made to the corresponding statements in order to avoid repetition.

Häufig wird in der Praxis der Kollisionsfall dadurch abgewendet werden können, dass der zweite Soll-Knickwinkel kleiner gewählt wird, als der erste Soll-Knickwinkel. Mit anderen Worten gerät der Anhänger bei Realisierung des zweiten Soll-Knickwinkels weniger aus der Flucht hinter der Zugmaschine. Dies liegt insbesondere daran, dass zur Herstellung größerer Knickwinkel pro Zeiteinheit üblicherweise größere Lenkeinschläge erforderlich sind, welche zu (teilweisen) Seitwärtsbewegungen der Zugmaschine führen und übersehene Umgebungsobjekte somit schneller und schwerer touchiert werden.Frequently, in practice, the collision case can be averted by the second setpoint bending angle being selected to be smaller than the first setpoint bending angle. In other words, the trailer gets less in the realization of the second target bending angle from the flight behind the tractor. This is due in particular to the fact that usually larger steering angles are required for producing larger bending angles per unit of time, which leads to (partial) sideways movements of the tractor and overlooked surroundings objects are thus touched faster and heavier.

Die erfindungsgemäß verwendete Umgebungssensorik kann insbesondere eingerichtet sein, ein kollisionsrelevantes Umgebungsobjekt längsseits der Zugmaschine zu ermitteln. Mit anderen Worten reicht der Detektionsbereich der verwendeten Umgebungssensorik in den längsseits der Zugmaschine befindlichen Umgebungsbereich hinein. Insbesondere kann die Umgebungssensorik hierzu längsseits an der Zugmaschine angeordnet sein. Solche Sensoren werden beispielsweise in Form von Ultraschallsensoren für die Tote-Winkel-Erkennung bereits erfolgreich in Serie verwendet. Alternativ oder zusätzlich können optische Sensoren den längsseitigen Umgebungsbereich der Zugmaschine erfassen, wenn sie beispielsweise für sogenannte ”Bird-view”-Darstellungen der Fahrzeugsituation verwendet werden.The environment sensor system used according to the invention can be set up in particular to determine a collision-relevant environment object alongside the tractor. In other words, the detection range of the environmental sensor system used extends into the surrounding area located alongside the tractor. In particular, the environmental sensor system for this purpose can be arranged alongside the tractor. Such sensors are already successfully used in series, for example in the form of ultrasonic sensors for the blind-spot detection. Alternatively or additionally, optical sensors can detect the longitudinal surroundings of the tractor if they are used, for example, for so-called "bird-view" representations of the vehicle situation.

Zusätzlich kann ein Datenspeicher zum Auslesen von Informationen in dem erfindungsgemäßen System vorgesehen sein bzw. durch das erfindungsgemäße System zugegriffen werden. Die Informationen dienen der Erkennung einer der Zugmaschine drohenden Kollision mit Umgebungsobjekten. Beispielsweise können in einem vorhergegangenen Betriebszyklus erfasste Daten ausgewertet und beispielsweise zur Verifikation aktuell ermittelter Sensordaten verwendet werden.In addition, a data memory for reading out information in the system according to the invention can be provided or accessed by the system according to the invention. The information is used to detect a threat to the tractor collision with surrounding objects. For example, data acquired in a previous operating cycle can be evaluated and used, for example, for verifying currently determined sensor data.

Bevorzugt kann die Auswerteeinheit eingerichtet sein, Daten eines Ultraschallsensors und eines optischen Sensors zur Kollisionserkennung zu fusionieren. Mit anderen Worten werden sowohl Daten eines Ultraschallsensors als auch eines optischen Sensors durch die Auswerteeinheit entgegengenommen und gemeinsam für die Erkennung der drohenden Kollision verwendet. Dies verbessert die Verlässlichkeit der ermittelten Daten und erhöht somit die Fahrsicherheit während der Rangiervorgänge erfindungsgemäß ausgestalteter Gespanne.Preferably, the evaluation unit may be configured to fuse data of an ultrasonic sensor and an optical sensor for collision detection. In other words, both data of an ultrasonic sensor and of an optical sensor are received by the evaluation unit and used together for detecting the imminent collision. This improves the reliability of the determined data and thus increases the driving safety during the maneuvering of vehicles designed according to the invention.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Zugmaschine vorgeschlagen, welche beispielsweise als Straßenfahrzeug (z. B. ein PKW) ausgeführt sein kann. Um das Rangieren der Zugmaschine in einem Gespann sicherer zu gestalten, ist ein erfindungsgemäßes System, wie es in Verbindung mit dem zweitgenannten Erfindungsaspekt oben im Detail beschrieben worden ist, in der Zugmaschine vorgesehen und verbaut. Auch bezüglich der Zugmaschine ergeben sich die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechend, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.According to a third aspect of the present invention, a tractor is proposed, which can be designed, for example, as a road vehicle (eg a car). In order to make the maneuvering of the tractor more secure in a trailer, a system according to the invention, as described in detail above in connection with the second aspect of the invention, is provided and installed in the tractor. Also with respect to the tractor arise the features, feature combinations and resulting from these advantages accordingly, so that reference is made to avoid repetition of the above statements.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen istHereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings is

1 eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung einer Fahrsituation eines erfindungsgemäß ausgestatteten Gespanns; 1 a plan view of a schematic representation of a driving situation of a vehicle equipped according to the invention;

2 eine schematische Darstellung von Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems; und 2 a schematic representation of components of an embodiment of a system according to the invention; and

3 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 a flowchart illustrating steps of an embodiment of a method according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Draufsicht auf ein aus einer Zugmaschine 1 und einem Anhänger 2 bestehenden Gespanns. In durchgezogenen Linien ist das Gespann in seiner Ausgangsposition dargestellt, in welchen die Längsachsen S1, S2 der Zugmaschine 1 und des Anhängers 2 in identischer Richtung liegen. Längsseits weist die Zugmaschine 1 vier Ultraschallsensoren 4 auf, welche den längsseitigen Umgebungsbereich der Zugmaschine 1 erfassen. Eine Mauer 3 als Umgebungsobjekt befindet sich auf der rechten Seite der Zugmaschine 1 und wird durch die rechtsseitig angeordneten Umgebungssensoren 4 erfasst. In dieser Situation entscheidet sich der Fahrer der Zugmaschine 1 dazu, den Anhänger 2 rückwärts zu rangieren, wozu er den ersten Soll-Knickwinkel φ1 für geeignet hält. Gepunktet dargestellt ist das Gespann nach einer theoretischen Herstellung des ersten Soll-Knickwinkels φ1. Erkennbar ragt die Front der Zugmaschine 1' in die Mauer 3 hinein. Zusätzlich hat der Lenkeinschlag der vorderen Räder 11 dazu geführt, dass das rechte vordere Rad 11 der Zugmaschine 1' die Mauer 3 touchiert. Der Anhänger 2' selbst stellt bezüglich einer Kollision mit der Mauer 3 kein Problem dar. Zur Vermeidung der Kollision der Zugmaschine 1' mit der Mauer 3 wird erfindungsgemäß automatisch ein kleinerer zweiter Soll-Knickwinkel (nicht dargestellt) zur Vermeidung der Kollision hergestellt. 1 shows a plan view of one of a tractor 1 and a trailer 2 existing team. In solid lines, the team is shown in its initial position, in which the longitudinal axes S1, S2 of the tractor 1 and the trailer 2 lie in the same direction. Alongside the tractor 1 four ultrasonic sensors 4 on which the longitudinal environment of the tractor 1 to capture. A wall 3 as environment object is located on the right side of the tractor 1 and is through the right side arranged environmental sensors 4 detected. In this situation, the driver of the tractor decides 1 to the trailer 2 to rank backwards, for which he considers the first desired bending angle φ1 suitable. Spotted shown is the team for a theoretical production of the first target bending angle φ1. Visibly protrudes the front of the tractor 1' in the wall 3 into it. In addition, the steering angle of the front wheels 11 led to the right front wheel 11 the tractor 1' the wall 3 touched. The trailer 2 ' even poses regarding a collision with the wall 3 no problem. To avoid the collision of the tractor 1' with the wall 3 According to the invention, a smaller second setpoint bending angle (not shown) is automatically produced to avoid the collision.

2 zeigt eine schematische Darstellung der Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems 10. Ein Ultraschallsensor 4 und eine Kamera 8 sind als Umgebungssensorik vorgesehen und informationstechnisch mit einem elektronischen Steuergerät 5 als Auswerteeinheit verbunden. Das elektronische Steuergerät 5 ist an einen Datenspeicher 6 angeschlossen, welcher Informationen zu kollisionsrelevanten Umgebungsobjekten bereithält. Das elektronische Steuergerät 5 ist weiter mit einer Anwenderschnittstelle 7 verbunden, welche ein Display 7a und eine Tastatur 7b umfasst. Über die Tastatur 7b kann der Anwender erste Soll-Knickwinkel eingeben, die erfindungsgemäß durch das elektronische Steuergerät 5 korrigiert und als zweite Soll-Knickwinkel auf dem Display 7a dargestellt werden. Der korrigierte Soll-Knickwinkel wird über eine Steuerleitung 12 an eine (nicht dargestellte) Servolenkung zur Einstellung eines korrespondierenden Lenkeinschlags gesendet. 2 shows a schematic representation of the components of an embodiment of a system according to the invention 10 , An ultrasonic sensor 4 and a camera 8th are provided as ambient sensors and information technology with an electronic control unit 5 connected as evaluation unit. The electronic control unit 5 is to a data store 6 connected, which holds information on collision-relevant environment objects. The electronic control unit 5 is still with a user interface 7 connected, which is a display 7a and a keyboard 7b includes. About the keyboard 7b For example, the user can enter the first desired bending angle, which according to the invention by the electronic control unit 5 corrected and as the second target bending angle on the display 7a being represented. The corrected nominal bending angle is transmitted via a control line 12 sent to a (not shown) power steering for setting a corresponding steering angle.

3 zeigt Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt 100 wird ein kollisionsrelevantes Umgebungsobjekt in der Umgebung des Gespanns ermittelt. Dies kann beispielsweise durch Auswertung entsprechender Umgebungssensorik und/oder durch Auslesen eines Speichers erfolgen. Anschließend wird in Schritt 200 durch einen Anwender ein erster Soll-Knickwinkel zwischen dem Anhänger und der Zugmaschine ausgewählt. Diese Auswahl versucht der Anwender in Schritt 300 über eine Anwenderschnittstelle dem erfindungsgemäßen System mitzuteilen. Im Ansprechen darauf wird in Schritt 400 erkannt, dass bei Verwendung des eingegebenen ersten Soll-Knickwinkels der Zugmaschine eine Kollision mit dem ermittelten Umgebungsobjekt droht. Daher wird in Schritt 500 anschließend ein zweiter Soll-Knickwinkel zur Vermeidung der Kollision automatisch festgelegt. Dieser erfordert nur einen geringeren Lenkeinschlag der Zugmaschine, so dass auch das seitliche Ausscheren der Zugmaschine geringer ausfällt und eine Kollision vermieden wird. 3 shows method steps of an embodiment of a method according to the invention. In step 100 a collision-relevant environment object is determined in the environment of the team. This can be done, for example, by evaluating appropriate environmental sensors and / or by reading a memory. Subsequently, in step 200 selected by a user a first desired bending angle between the trailer and the tractor. This selection is attempted by the user in step 300 to communicate via a user interface to the system according to the invention. In response, it will be in step 400 recognized that when using the input first predetermined bending angle of the tractor threatens a collision with the detected environment object. Therefore, in step 500 Subsequently, a second desired bending angle is automatically set to avoid the collision. This requires only a lower steering angle of the tractor, so that the lateral Ausscheren the tractor fails less and a collision is avoided.

Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.Although the aspects and advantageous embodiments of the invention have been described in detail with reference to the embodiments explained in connection with the accompanying drawings, modifications and combinations of features of the illustrated embodiments are possible for the skilled person, without departing from the scope of the present invention, the scope of protection the appended claims are defined.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 '
PKWcar
2, 2'2, 2 '
Anhängerpendant
33
MauerWall
44
Ultraschallsensorultrasonic sensor
55
Elektronisches SteuergerätElectronic control unit
66
Datenspeicherdata storage
77
AnwenderschnittstelleUser interface
7a7a
Displaydisplay
7b7b
Tastaturkeyboard
88th
Kameracamera
1010
Systemsystem
1111
Räder (Vorderachse)Wheels (front axle)
1212
Datenleitung (zum Lenksystem)Data line (to the steering system)
100 bis 400100 to 400
Verfahrenmethod
S1S1
Längsachse des PKWLongitudinal axis of the car
S2S2
Längsachse des AnhängersLongitudinal axis of the trailer
φ1φ1
Erster Soll-KnickwinkelFirst target bending angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (11)

Verfahren zur Festlegung eines Soll-Knickwinkels zwischen einem Anhänger (2) und einer Zugmaschine (1) umfassend die Schritte: – Ermitteln (100) eines kollisionsrelevanten Umgebungsobjektes (3), – Auswählen (200) eines ersten Soll-Knickwinkels (ϕ1) zwischen dem Anhänger (2') und der Zugmaschine (1') durch einen Anwender, – Erkennen (400) einer der Zugmaschine (1) drohenden Kollision mit dem Umgebungsobjekt (3) bei Verwendung des ersten Soll-Knickwinkels (ϕ1), und – automatisches Verhindern einer Verwendung des ersten Soll-Knickwinkels (ϕ1) zur Vermeidung der Kollision.Method for determining a desired bending angle between a trailer ( 2 ) and a tractor ( 1 ) comprising the steps of: - determining ( 100 ) of a collision-relevant environment object ( 3 ), - Choose ( 200 ) of a first desired bending angle (φ1) between the trailer ( 2 ' ) and the tractor ( 1' ) by a user, - recognition ( 400 ) one of the tractor ( 1 ) threatening collision with the environment object ( 3 ) using the first target buckling angle (φ1), and - automatically preventing use of the first target buckling angle (φ1) to avoid the collision. Verfahren nach Anspruch 1 weiter umfassend den Schritt bzw. die Schritte – automatisches Festlegen (500) eines zweiten Soll-Knickwinkels zur Vermeidung der Kollision, und/oder – automatisches Festlegen eines Lenkeinschlages der Zugmaschine (1) zur Realisierung des zweiten Soll-Knickwinkels.Method according to claim 1, further comprising the step or steps - automatic setting ( 500 ) a second setpoint bending angle for avoiding the collision, and / or - automatic setting of a steering angle of the tractor ( 1 ) for the realization of the second desired bending angle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei sich das Umgebungsobjekt (3) während des Auswählens des ersten Soll-Knickwinkels (ϕ1) seitlich neben der Zugmaschine (1) befindet.Method according to one of claims 1 or 2, wherein the environment object ( 3 ) during the selection of the first desired bending angle (φ1) laterally next to the tractor ( 1 ) is located. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das kollisionsrelevante Umgebungsobjekt (3) sensorisch und/oder durch Auslesen eines Datenspeichers (6) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the collision-relevant environment object ( 3 ) sensory and / or by reading a data memory ( 6 ) is determined. System zur Festlegung eines Soll-Knickwinkels zwischen einem Anhänger (2) und einer Zugmaschine (1) umfassend – eine Anwenderschnittstelle (7), – eine Auswerteeinheit (5), und – eine Umgebungssensorik (4, 8), – wobei die Umgebungssensorik (4, 8) eingerichtet ist, ein kollisionsrelevantes Umgebungsobjekt (3) zu ermitteln, – die Anwenderschnittstelle (7) eingerichtet ist, einen von einem Anwender ausgewählten ersten Soll-Knickwinkel (ϕ1) entgegenzunehmen, und – die Auswerteeinheit (5) eingerichtet ist, eine der Zugmaschine (1) drohende Kollision mit dem Umgebungsobjekt (3) bei Verwendung des ersten Soll-Knickwinkels (ϕ1) zu erkennen und eine Verwendung des ersten Soll-Knickwinkels (ϕ1) zur Vermeidung der Kollision automatisch zu verhindern.System for determining a desired bending angle between a trailer ( 2 ) and a tractor ( 1 ) - a user interface ( 7 ), - an evaluation unit ( 5 ), and - an environment sensor system ( 4 . 8th ), - where the ambient sensor system ( 4 . 8th ), a collision-relevant environment object ( 3 ), - the user interface ( 7 ) is arranged to receive a first desired bending angle (φ1) selected by a user, and - the evaluation unit ( 5 ), one of the tractor ( 1 ) impending collision with the environment object ( 3 ) to recognize using the first target buckling angle (φ1) and to prevent use of the first target buckling angle (φ1) to avoid collision automatically. System nach Anspruch 5, wobei die Auswerteeinheit (5) weiter eingerichtet ist, zur Vermeidung der Kollision automatisch einen zweiten Soll-Knickwinkel festzulegen.System according to claim 5, wherein the evaluation unit ( 5 ) is further set to automatically set a second target bending angle to avoid the collision. System nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 oder 6 oder Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite Soll-Knickwinkel kleiner als der erste Soll-Knickwinkel (ϕ1) ist.System according to one of the preceding claims 5 or 6 or method according to one of the preceding claims 1 to 4, wherein the second setpoint bending angle is smaller than the first setpoint bending angle (φ1). System nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 7, wobei die Umgebungssensorik (4, 8) weiter eingerichtet ist, ein kollisionsrelevantes Umgebungsobjekt (3) längsseits der Zugmaschine (1) zu ermitteln, und insbesondere hierzu längsseits an der Zugmaschine (1) angeordnet ist.System according to one of the preceding claims 5 to 7, wherein the environmental sensor system ( 4 . 8th ), a collision-relevant environment object ( 3 ) alongside the tractor ( 1 ) and, in particular, alongside the tractor ( 1 ) is arranged. System nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 8, weiter umfassend einen Datenspeicher (6) zum Auslesen von Informationen zum Erkennen einer der Zugmaschine (1) drohenden Kollision.System according to one of the preceding claims 5 to 8, further comprising a data memory ( 6 ) for reading out information for recognizing a tractor ( 1 ) imminent collision. System nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 9, wobei die Umgebungssensorik (4, 8) einen Ultraschallsensor (4) und/oder einen optischen Sensor (8) umfasst, und/oder – wobei die Auswerteeinheit (5) eingerichtet ist, Daten eines Ultraschallsensors (4) und eines optischen Sensors (8) zur Kollisionserkennung zu fusionieren.System according to one of the preceding claims 5 to 9, wherein the environmental sensor system ( 4 . 8th ) an ultrasonic sensor ( 4 ) and / or an optical sensor ( 8th ), and / or - wherein the evaluation unit ( 5 ), data from an ultrasonic sensor ( 4 ) and an optical sensor ( 8th ) to collision detection. Zugmaschine, insbesondere Fahrzeug, bevorzugt PKW, umfassend ein System (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 10.Tractor, in particular vehicle, preferably passenger car, comprising a system ( 10 ) according to any one of claims 5 to 10.
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