DE102014221077A1 - Location system on a motor vehicle with a trailer hitch - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ortungssystem an einem Kraftfahrzeug mit einer Anhängerkupplung hinsichtlich der Relativposition zu einem für die Anhängerkupplung vorgesehenen Kupplungselement an der Deichsel eines Fahrzeug-Anhängers, welches ausgelegt ist, dass eine an der Deichsel und am Kraftfahrzeug vorgesehene Sender- und/oder Empfänger-Einheit über Funkantennen miteinander zu korrespondieren in der Lage sind, und wobei eine elektronische Steuereinheit aus dieser Korrespondenz eine geeignete Trajektorie für das Kraftfahrzeug hinsichtlich eines gewünschten Ankuppelns des Anhängers bestimmt. Es weist die Sender- und/oder Empfänger-Einheit des Kraftfahrzeugs oder/und der Anhänger-Deichsel zumindest zwei an verschiedenen Stellen des jeweiligen Fahrzeugs vorgesehene Funkantennen auf, um die Bestimmung der Relativposition über eine Triangulation vorzunehmen. Es können die am Kraftfahrzeug vorgesehenen Funkantennen auch zum Erkennen eines für eine Bedienung und/oder Öffnen/Schließen des Fahrzeugs vorgesehenen Funkschlüssels ausgelegt sein, wobei die an der Deichsel vorgesehene Sender- und/oder Empfänger-Einheit durch einen für eine Bedienung und/oder Öffnen/Schließen des Fahrzeugs vorgesehenen Funkschlüssel gebildet sein kann.The invention relates to a locating system on a motor vehicle with a trailer hitch with respect to the relative position to a provided for the trailer hitch coupling element on the drawbar of a vehicle trailer, which is designed that provided on the drawbar and the motor vehicle transmitter and / or receiver unit via radio antennas to correspond with each other, and wherein an electronic control unit determined from this correspondence a suitable trajectory for the motor vehicle with respect to a desired coupling of the trailer. It has the transmitter and / or receiver unit of the motor vehicle and / or the trailer drawbar at least two provided at different points of the respective vehicle radio antennas to make the determination of the relative position via a triangulation. The radio antennas provided on the motor vehicle can also be designed to detect a radio key provided for operation and / or opening / closing of the vehicle, the transmitter and / or receiver unit provided on the drawbar being replaced by an operating and / or opening device / Closing the vehicle provided radio key may be formed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ortungssystem an einem Kraftfahrzeug mit einer Anhängerkupplung hinsichtlich der Relativposition zu einem für die Anhängerkupplung vorgesehenen Kupplungselement an der Deichsel eines Fahrzeug-Anhängers, welches ausgelegt ist, dass eine an der Deichsel und am Kraftfahrzeug vorgesehene Sender- und/oder Empfänger-Einheit über Funkantennen miteinander zu korrespondieren in der Lage sind, und wobei eine elektronische Steuereinheit aus dieser Korrespondenz eine geeignete Trajektorie für das Kraftfahrzeug hinsichtlich eines gewünschten Ankuppelns des Anhängers bestimmt. Zum Stand der Technik wird neben der DE 10 2012 207 648 A1 und der DE 10 2010 004 920 A1 auf die US 8,308,182 B2 verwiesen.The invention relates to a locating system on a motor vehicle with a trailer hitch with respect to the relative position to a provided for the trailer hitch coupling element on the drawbar of a vehicle trailer, which is designed that provided on the drawbar and the motor vehicle transmitter and / or receiver unit via radio antennas to correspond with each other, and wherein an electronic control unit determined from this correspondence a suitable trajectory for the motor vehicle with respect to a desired coupling of the trailer. The state of the art is in addition to the DE 10 2012 207 648 A1 and the DE 10 2010 004 920 A1 on the US 8,308,182 B2 directed.

Um das Rangieren eines Kraftfahrzeugs für ein vorgesehenes Ankuppeln eines Fzg.-Anhängers an dieses Kraftfahrzeug für dessen Fahrer zu erleichtern, sind bereits verschiedene Systeme zumindest theoretisch bekannt, wobei eine kamerabasierte Ortung des an der Anhänger-Deichsel vorgesehenen Kupplungselements auch bereits körperlich umgesetzt ist. In der eingangs zweitgenannten Schrift ist die Verwendung der an vielen heutigen PKWs zur Erleichterung des Einparkens vorgesehenen Ultraschallsensoren beschrieben, aus deren Signalen mittels Triangulation die Position eines benachbarten Deichsel-Kupplungselementes relativ zur am PKW vorgesehenen Anhängerkupplung bestimmbar sein soll, jedoch ist dies auch wegen der unterschiedlichen Bauarten von Anhänger-Kupplungselementen sowie dem Erkennen anderer im Erfassungsfeld der Ultraschallsensoren liegender Elemente ungenau. Eine solche Fehlerkennung anderer Elemente ist ausgeschlossen, wenn gemäß der eingangs letztgenannten Schrift sowohl am Kraftfahrzeug als auch an der Anhänger-Deichsel eine Sender- und/oder Empfänger-Einheit vorgesehen ist, welche Einheiten über Funkantennen miteinander zu korrespondieren in der Lage sind, um aus dieser Korrespondenz mittels einer elektronischen Steuereinheit eine geeignete Trajektorie für das Kraftfahrzeug hinsichtlich des Ankuppelns des Anhängers zu bestimmen. In dieser Schrift ist dabei hinsichtlich der Sender- und/oder Empfänger-Einheiten von einem RF Sensor (RFID) oder von einem optischen oder Laser-Reflexionssystem die Rede; weiterhin befasst sich diese US 8,308,182 B2 mit dem Bestimmen einer geeigneten Trajektorie.In order to facilitate the maneuvering of a motor vehicle for an intended coupling of a vehicle trailer to this motor vehicle for the driver, various systems are already known, at least theoretically, whereby a camera-based locating of the coupling element provided on the trailer drawbar is also already physically implemented. In the beginning of the second-mentioned document, the use of ultrasound sensors provided on many of today's cars to facilitate parking is described, from whose signals the position of an adjacent drawbar coupling element relative to the trailer coupling provided on the vehicle can be determined by means of triangulation, but this is also because of the different Types of trailer coupling elements and the detection of other lying in the detection field of the ultrasonic sensors elements inaccurate. Such misrecognition of other elements is excluded if, according to the beginning of the last-mentioned document, a transmitter and / or receiver unit is provided both on the motor vehicle and on the trailer drawbar, which units are able to correspond to one another via radio antennas This correspondence by means of an electronic control unit to determine a suitable trajectory for the motor vehicle with respect to the coupling of the trailer. In this document, in terms of the transmitter and / or receiver units of an RF sensor (RFID) or by an optical or laser reflection system is mentioned; continues to be concerned US 8,308,182 B2 with determining a suitable trajectory.

Hiermit soll für ein Ortungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt werden, wie dessen Genauigkeit signifikant verbessert werden kann (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung). Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sender- und/oder Empfänger-Einheit des Kraftfahrzeugs oder/und der Anhänger-Deichsel zumindest zwei an verschiedenen Stellen des jeweiligen Fahrzeugs vorgesehene Funkantennen aufweist, um die Bestimmung der Relativposition über eine Triangulation vorzunehmen. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.This is to be shown for a positioning system according to the preamble of claim 1, as its accuracy can be significantly improved (= object of the present invention). The solution to this problem is characterized in that the transmitter and / or receiver unit of the motor vehicle and / or the trailer drawbar has at least two provided at different points of the respective vehicle radio antennas to make the determination of the relative position on a triangulation. Advantageous embodiments and further developments are content of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird das grundsätzlich bekannte Prinzip der Triangulation genutzt, mit welchem fehlerfrei höchst genaue Ergebnisse erzielbar sind. Für eine Positionsbestimmung in einer (insbesondere zur Fahrbahn parallelen) Ebene sind zwei Funkantennen vorzugsweise am Kraftfahrzeug, die mit einer (einzigen) Funkantenne an der Anhänger-Deichsel korrespondieren, ausreichend, wobei wie bekannt in der besagten elektronischen Steuereinheit virtuell eine Schneidung von zwei Kreisen bei bekannter bzw. angenommener Höhe in Vertikalrichtung (vorzugsweise entsprechend der bekannten Höhe der Kfz-Anhängerkupplung) vorgenommen wird. Alternativ ist aber auch eine Ortung über Triangulation der Sender-Empfängereinheit(en) über drei (oder noch mehr) Funkantennen mit einer virtuellen Schneidung von drei (oder entsprechend noch mehr) Kugelschalen zur Bestimmung der exakten vollständigen Position im Raum, d. h. dreidimensional betrachtet, möglich.According to the invention, the principle of triangulation, which is known in principle, is used, with which error-free, highly accurate results can be achieved. For a position determination in a plane (in particular parallel to the roadway), two radio antennas, preferably on the motor vehicle, which correspond to a (single) radio antenna on the trailer drawbar, are sufficient, as is known in the said electronic control unit, virtually cutting two circles together known or assumed height in the vertical direction (preferably in accordance with the known height of the vehicle trailer hitch) is made. Alternatively, however, a location via triangulation of the transceiver unit (s) via three (or even more) radio antennas with a virtual cutting of three (or even more) spherical shells to determine the exact full position in space, d. H. viewed in three dimensions, possible.

Die Sender-Empfänger-Einheiten können auf bzw. mit unterschiedlichsten Funk-Frequenzen miteinander korrespondieren; besonders bevorzugt ist dabei jedoch die Verwendung von am Kraftfahrzeug zu einem anderen Zweck bereits vorgesehenen Funkantennen. So weisen höhenwertige Personenkraftwagen bereits ein System zur Ortung eines sog. (und dem Fachmann bekannten) Funkschlüssels durch die sog. Comfort-Access-Antennen des Fahrzeugs auf. Vorliegend können demnach die am Kraftfahrzeug vorgesehenen Funkantennen, welche die Anhänger-Deichsel bzw. eine an dieser vorgesehene Sende- und/oder Empfänger-Einheit erfindungsgemäß orten sollen, auch zum Erkennen eines für eine Bedienung und/oder Öffnen/Schließen des Fahrzeugs vorgesehenen Funkschlüssels ausgelegt sein. Bekanntlich handelt es sich bei modernen Autoschlüsseln für PKWs um Funkschlüssel, mit denen die Fzg.-Türen sowohl mechanisch als auch per Fernbedienung verriegelt und entriegelt werden können. Sie funken üblicherweise im ISM-Band im Bereich von 433 MHz. Bei modernen PKWs ist übrigens auch ein Transponder (RFID-Chip) in den Funkschlüssel integriert, dessen Daten notwendig sind, um eine Wegfahrsperre freizuschalten.The transceiver units can correspond to each other on or with different radio frequencies; However, the use of radio antennas already provided on the motor vehicle for another purpose is particularly preferred. Thus, high-value passenger cars already have a system for locating a so-called. (And known in the art) radio key by the so-called. Comfort Access antennas of the vehicle. In the present case, the radio antennas provided on the motor vehicle, which are intended to locate the trailer drawbar or a transmitting and / or receiving unit provided thereon, can also be designed to detect a radio key provided for operation and / or opening / closing of the vehicle be. It is known that modern car keys for cars are radio keys with which the vehicle doors can be locked and unlocked both mechanically and by remote control. They usually spark in the ISM band in the region of 433 MHz. Incidentally, in modern cars, a transponder (RFID chip) is integrated in the remote key, whose data are necessary to unlock an immobilizer.

Im Sinne einer besonders vorteilhaften Funktionsvereinigung kann dabei die an der Deichsel des Anhängers vorgesehene Sender- und/oder Empfänger-Einheit durch einen bzw. den für eine Bedienung und/oder Öffnen/Schließen des Fahrzeugs vorgesehenen Funkschlüssel gebildet sein. An der Deichsel ist somit lediglich eine Aufnahmevorrichtung für den Funkschlüssel vorzusehen, wobei entweder ein üblicherweise vorhandener zweiter Funkschlüssel als Sender- und/oder Empfänger-Einheit verwendet werden kann oder das Kraftfahrzeug ausgelegt sein kann, bei bereits laufendem Antriebsmotor auch für eine gewisse Strecke ohne den im Fahrzeug befindlichen Funkschlüssel bewegt werden zu können, da nach erfolgter Ortung das Kraftfahrzeug ja gemäß der daraus bestimmten Trajektorie bewegt werden soll.In the sense of a particularly advantageous combination of functions, the transmitter and / or receiver unit provided on the drawbar of the trailer can be formed by one or the radio keys provided for operation and / or opening / closing of the vehicle. At the drawbar is thus only a recording device for the Provide remote key, either a usually existing second radio key can be used as a transmitter and / or receiver unit or the motor vehicle can be designed to be moved while already running the drive motor for a certain distance without the radio key located in the vehicle, as after locating the motor vehicle is to be moved yes according to the trajectory determined therefrom.

Nochmals in anderen Worten ausgedrückt soll somit mit einfachen und idealerweise zumindest anteilig bereits im Kraftfahrzeug vorhandenen Antennen eine Funk-Kommunikation mit der Anhänger-Deichsel und damit die Ortung einer externen an dieser vorgesehenen Sender- und/oder Empfänger-Einheit erfolgen. Letztere sei definiert vorzugsweise auf der Deichsel platziert, so dass über die Ortung eine eindeutige Relativposition (zumindest in Fahrzeug-Längs und Fahrzeug-Querrichtung bzw. auch zur Ausrichtung um die Hochachse) zwischen dem Kraftfahrzeug und der Anhänger-Deichsel ermittelt werden kann. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich die Sender- und/oder Empfängereinheit des Anhängers bzw. deren Funkantenne auch an einer anderen geeigneten Stelle des Anhänger-Fahrzeugs anzuordnen, welche andere Stelle jedoch der besagten elektronischen Steuereinheit, welche elektronisch/rechnerisch die Ortung durch Triangulation durchführt bekannt sein muss, um daraus dann bspw. ähnlich wie in der eingangs genannten US 8,308,182 B2 eine im Hinblick auf das Ankuppeln das Anhängers an das Kraftfahrzeug geeignete Trajektorie für das Kraftfahrzeug bestimmen zu können.Expressed again in other words should thus be done with simple and ideally at least partially already existing in the vehicle antennas radio communication with the trailer drawbar and thus the location of an external sender and / or receiver unit provided thereon. The latter should preferably be defined on the drawbar, so that a clear relative position (at least in the vehicle longitudinal and vehicle transverse direction or also for alignment about the vertical axis) between the motor vehicle and the trailer drawbar can be determined via the location. In principle, however, it is also possible to arrange the transmitter and / or receiver unit of the trailer or its radio antenna at another suitable location of the trailer vehicle, which other body, however, the said electronic control unit, which electronically / computationally performs the location by triangulation known must be in order, then, for example, similar to the above-mentioned US 8,308,182 B2 to be able to determine a suitable trajectory for the motor vehicle with regard to the coupling of the trailer to the motor vehicle.

In diesem Zusammenhang wird vorliegend weiterhin ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs beansprucht, welches (in Zusammenschau mit einem Anhänger) ein erfindungsgemäßes Ortungssystem aufweist und welches ausgelegt ist, die Querführung und/oder Längsführung des Fahrzeugs der besagten Trajektorie folgend zu steuern, d. h. in grundsätzlich bekannter Weise führt das Fahrerassistenzsystem nach durchgeführter Ortung und Trajektorienbestimmung das zunächst stehende Fahrzeug zumindest durch Betätigung von dessen Lenkung und/oder dessen längsdynamische Systeme das Kraftfahrzeug solchermaßen zur Anhänger-Deichsel, dass sich die Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs schließlich unterhalb des zugehörigen Kupplungselements an der Deichsel befindet.In this context, a driver assistance system of a motor vehicle is claimed which (in conjunction with a trailer) has an inventive locating system and which is designed to control the transverse guidance and / or longitudinal guidance of the vehicle following said trajectory, ie. H. in basically known manner leads the driver assistance system after performing locating and Trajektorienbestimmung the first stationary vehicle at least by actuation of the steering and / or its longitudinally dynamic systems, the motor vehicle in such a way to trailer drawbar that the trailer hitch of the motor vehicle finally below the associated coupling element on the drawbar located.

Vorzugsweise verwendet werden können am Kraftfahrzeug fahrzeugeigene Funkantennen für Comfort-Access entweder in Verbindung mit dem vorhandenen Funkschlüssel des Kraftfahrzeugs oder mit einer besonderen für die Deichsel vorgesehen Sender- und/oder Empfänger-Einheit; möglich ist jedoch auch die Verwendung von zusätzlichen Funkantennen im Kraftfahrzeug entweder in Verbindung mit dem vorhandenen Funkschlüssel oder in Verbindung mit einer besonderen für die Deichsel vorgesehen Sender- und/oder Empfänger-Einheit mit eigener Funkantenne. Die jeweiligen Funkantennen bzw. allgemein die Sender- und/oder Empfängereinheiten können den jeweiligen Anforderungen entsprechend gestaltet sein, wobei erwähnt sei, dass bereits mit drei Funkantennen eine exakte Ortung im dreidimensionalen Raum durchgeführt werden kann – zur Vereinfachung jedoch ist, da sich das Kraftfahrzeug nur in einer Ebene bewegen kann, auch eine zweidimensionale Ortung mit zwei Funkantennen ausreichend. An der Anhänger-Deichsel kann die zu ortende Sender- und/oder Empfänger-Einheit mit ihrer Funkantenne in einer speziellen Vorrichtung an der Deichsel zur definierten und präzisen Aufnahme platziert werden, bspw. im Mittelpunkt der Deichsel. Dabei sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine bevorzugte Lösung zwar eine einzige Sender- und/oder Empfänger-Einheit mit einer einzigen Antenne an der Anhänger-Deichsel und zwei oder mehrere Funkantennen für eine Sender- und/oder Empfänger-Einheit am Kraftfahrzeug vorschlägt, dass aber alternativ auch nur eine einzige Funkantenne am Kraftfahrzeug und zwei oder mehrere Funkantennen am Anhänger vorgesehen sein können. Auch im letztgenannten Fall kann bei geeigneter Datenübertragung das erfindungsgemäße Mess- oder Ortungsprinzip mittels Triangulation über Funkwellen auch für eine automatisierte Positionierfunktion des Fahrzeugs verwendet werden, so dass das Kraftfahrzeug selbst die Querführung oder die Längs- und Querführung übernimmt, wobei der Fahrer während der Funktionsausführung im Fahrzeug sitzen bleiben kann oder außerhalb des Fahrzeugs stehend die entsprechende Funktion bedient.Can preferably be used on the motor vehicle vehicle's own wireless antennas for Comfort Access either in conjunction with the existing remote key of the motor vehicle or with a special provided for the drawbar transmitter and / or receiver unit; However, it is also possible to use additional radio antennas in the motor vehicle either in conjunction with the existing radio key or in conjunction with a special provided for the drawbar transmitter and / or receiver unit with its own radio antenna. The respective radio antennas or generally the transmitter and / or receiver units can be designed according to the respective requirements, wherein it should be mentioned that an exact location in three-dimensional space can already be performed with three radio antennas - for the sake of simplicity, however, since the motor vehicle only move in one plane, even a two-dimensional location with two radio antennas sufficient. At the trailer drawbar to be located transmitter and / or receiver unit can be placed with their radio antenna in a special device on the drawbar for defined and precise recording, eg. At the center of the drawbar. It should be expressly understood that a preferred solution, although proposing a single transmitter and / or receiver unit with a single antenna on the trailer drawbar and two or more radio antennas for a transmitter and / or receiver unit on the motor vehicle, that but alternatively, only a single radio antenna on the vehicle and two or more radio antennas can be provided on the trailer. In the latter case, the measurement or locating principle according to the invention by means of triangulation via radio waves can also be used for an automated positioning of the vehicle with a suitable data transmission, so that the motor vehicle itself takes over the lateral guidance or the longitudinal and transverse guidance, wherein the driver during the function execution in Can sit vehicle or standing outside the vehicle operated the appropriate function.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (4)

Ortungssystem an einem Kraftfahrzeug mit einer Anhängerkupplung hinsichtlich der Relativposition zu einem für die Anhängerkupplung vorgesehenen Kupplungselement an der Deichsel eines Fahrzeug-Anhängers, welches ausgelegt ist, dass eine an der Deichsel und am Kraftfahrzeug vorgesehene Sender- und/oder Empfänger-Einheit über Funkantennen miteinander zu korrespondieren in der Lage sind, und wobei eine elektronische Steuereinheit aus dieser Korrespondenz eine geeignete Trajektorie für das Kraftfahrzeug hinsichtlich eines gewünschten Ankuppelns des Anhängers bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender- und/oder Empfänger-Einheit des Kraftfahrzeugs oder/und der Anhänger-Deichsel zumindest zwei an verschiedenen Stellen des jeweiligen Fahrzeugs vorgesehene Funkantennen aufweist, um die Bestimmung der Relativposition über eine Triangulation vorzunehmen.Location system on a motor vehicle with a trailer hitch with respect to the relative position to a provided for the trailer hitch coupling element on the drawbar of a vehicle trailer, which is designed that a provided on the drawbar and the motor vehicle transmitter and / or receiver unit via radio antennas with each other correspond in a position, and wherein an electronic control unit determined from this correspondence a suitable trajectory for the motor vehicle with respect to a desired coupling of the trailer, characterized in that the transmitter and / or receiver unit of the motor vehicle and / or the trailer drawbar has at least two provided at different locations of the respective vehicle radio antenna to make the determination of the relative position via a triangulation. Ortungssystem nach Anspruch 1, wobei die am Kraftfahrzeug vorgesehenen Funkantennen auch zum Erkennen eines für eine Bedienung und/oder Öffnen/Schließen des Fahrzeugs vorgesehenen Funkschlüssels ausgelegt sind.Positioning system according to claim 1, wherein the radio antennas provided on the motor vehicle are also designed to detect a radio key intended for operation and / or opening / closing of the vehicle. Ortungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die an der Deichsel vorgesehene Sender- und/oder Empfänger-Einheit durch einen für eine Bedienung und/oder Öffnen/Schließen des Fahrzeugs vorgesehenen Funkschlüssel gebildet ist.Locating system according to claim 1 or 2, wherein the provided on the drawbar transmitter and / or receiver unit is formed by a provided for operation and / or opening / closing of the vehicle radio key. Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Ortungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches ausgelegt ist, die Querführung und/oder Längsführung des Fahrzeugs der besagten Trajektorie folgend zu steuern.Driver assistance system of a motor vehicle with a positioning system according to one of the preceding claims, which is designed to control the transverse guidance and / or longitudinal guidance of the vehicle of said trajectory.
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