DE102016216755A1

DE102016216755A1 - Verfahren zum automatischen Vorwärts- oder Rückwärtseinparken sowie Einparkassistent

Info

Publication number: DE102016216755A1
Application number: DE102016216755.3A
Authority: DE
Inventors: Joseph Urhahne
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-09-05
Filing date: 2016-09-05
Publication date: 2018-03-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Vorwärts- oder Rückwärtseinparken eines Kraftfahrzeugs (1) in eine Kopfparklücke oder eine Querparklücke (2). Nachdem der Fahrer das Kraftfahrzeug (1) in einer Position, die ihm für ein direktes Einparken geeignet erscheint, vor der Parklücke (2) gestoppt und das Verfahren mittels einer Fernbedienung gestartet hat, wird das Fahrzeug (1) gemäß der Erfindung automatisch ein Stück weit geradeaus fahren gelassen, wobei während des Stücks Geradeausfahrt (3) die Dimensionen der Parklücke (2) mittels Umfeldsensorik ermittelt werden, woraus dann eine Einparktrajektorie (4) berechnet wird, entsprechend der sich das Kraftfahrzeug (1) in der Folge automatisch in die Parklücke (2) bewegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Vorwärts- oder Rückwärtseinparken eines Kraftfahrzeugs in eine Kopfparklücke wie z. B. eine Einzelgarage oder eine zur Fahrbahnrichtung orthogonale Querparklücke z. B. zwischen zwei anderen Fahrzeugen sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Einparkassistenten gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 10 2011 084 366 A1 bekannt, welche einen selbstlenkenden Einparkassistenten beschreibt, auch Garagenassistent genannt. Nachdem ein Fahrer sein Fahrzeug nahe an einer gewünschten Parklücke abgestellt und es verlassen hat, startet er das automatische Einparkmanöver, woraufhin der Einparkassistent die Steuerung der Antriebs-, Brems-, Lenk- und ggf. Getriebefunktionen des Fahrzeugs übernimmt und das Fahrzeug selbsttätig einparkt. So bleibt dem Fahrer ein unkomfortables Ein- und Aussteigen in schmalen Garagen oder anderen schmalen Kopf- oder Querparklücken erspart.
In der hierin verwendeten Terminologie wird der Fahrer der Einfachheit halber auch dann als solcher bezeichnet, nachdem er ausgestiegen ist, aber sich noch nahe am Fahrzeug befindet, obwohl er dann nur noch eingeschränkte Bedienungsfunktionen ausüben kann, z. B. mittels einer dedizierten Fernbedienung, eines Smartphones oder eines Funkschlüssels.
Der obige und ähnliche bekannte Einparkassistenten müssen die Dimensionen der Parklücke schon recht genau erkannt haben, bevor das Fahrzeug autonom in die Parklücke fahren kann. Dies ist nur mit aufwendigen Umfeldsensoriken möglich, z. B. mit einer Kombination von auf Ultraschall, Radar, Laser und/oder Kameras basierenden Sensoren, einer sog. Sensorfusion. Beim Längseinparken erfolgt die Umfelderfassung üblicherweise bei einer von Fahrer gesteuerten Vorbeifahrt an einer möglichen Parklücke.
Wie dies beim Quereinparken genau geschieht, ist in der gattungsbildenden Druckschrift nicht offenbart, doch ist von einer ähnlichen Prozedur wie beim Längseinparken auszugehen, d. h. einer Umfelderfassung während einer vom Fahrer gesteuerten Heranfahrt an einer möglichen Parklücke. Dies entspricht auch einem in der DE 10 2008 051 982 A1 beschriebenen Verfahren zum automatischen Vorwärtsoder Rückwärtseinparken, wobei der Fahrer das Fahrzeug erst dann anhält und verlässt, wenn die Parklücke als passend dimensioniert erkannt wurde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein für den Fahrer besonders bequemes und nützliches Verfahren zum automatischen Vorwärts- oder Rückwärtseinparken eines Kraftfahrzeugs in eine Kopf- oder Querparklücke anzugeben, das überdies mit einer wenig aufwendigen Umfeldsensorik auskommt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei der Erfindung bringt der Fahrer des Fahrzeugs das Fahrzeug wie gewohnt vor der Parklücke in eine sinnvolle Position, d. h. in eine Position, die ihm für ein direktes, d. h., ohne Hin- und Herrangieren in einem Zuge mögliches Einparken geeignet erscheint, und zwar entweder vorwärts oder rückwärts, je nachdem, ob das Fahrzeug mit der Front oder dem Heck voraus eingeparkt werden soll. Dabei muss der Fahrer nicht darauf achten, ob und wie die Vorderräder eingeschlagen sind. Außerdem ist der Einparkassistent – anders als im Stand der Technik – in diesem Zeitpunkt noch nicht aktiv.
Sodann startet der Fahrer den Einparkassistenten mittels einer Fernbedienung, die ein einfaches dediziertes Gerät sein kann, aber z. B. auch mittels einer sog. App eines Smartphones oder in einem Funkschlüssel für das Fahrzeug ausgeführt sein kann.
Der Einparkassistent lässt das Fahrzeug nun automatisch einige Meter geradeaus fahren, indem er die Vorderräder des Fahrzeugs genau auf Geradeausfahrt stellt. Während dieser Geradeausfahrt weiß der Einparkassistent noch nicht, wohin die Fahrt genau gehen soll, doch arbeitet die Umfeldsensorik schon insofern, als sie verhindert, dass das Fahrzeug gegen ein Hindernis stößt. Sollte ein Hindernis im Weg sein, stoppt das Fahrzeug kurz davor, woran der Fahrer schon erkennen kann, dass das automatische Einparkmanöver so nicht möglich ist, wobei er diese Rückmeldung auch auf irgendeine andere Weise erhalten kann. Das Fahrzeug stoppt auch, wenn das Fahrzeug eine voreingestellte maximale Strecke von mehreren Metern geradeaus gefahren ist. Das Fahrzeug kann auch schon stoppen, sobald die Umfeldsensorik die Dimensionen der Parklücke genau genug ermittelt hat.
Aus den während des Stücks Geradeausfahrt ermittelten Parklückendimensionen wird eine Einparktrajektorie berechnet, entsprechend der sich das Kraftfahrzeug in der Folge automatisch in die Parklücke bewegt, wie bekannt, indem Lenkung und Antrieb entsprechend gesteuert werden.
Die automatische Geradeausfahrt ermöglicht es der Umfeldsensorik, die Dimensionen der Parklücke in Bezug auf das Fahrzeug mit wenig Rechenaufwand und akzeptablen Unsicherheiten schnell zu ermitteln. Es hat sich gezeigt, dass bei Kopfoder Querparklücken eine sehr einfache Umfeldsensorik ausreicht, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, beispielsweise einfache Ultraschallsensoren, wie sie verwendet werden, um Fahrer beim Rangieren vor Hindernissen im Fahrweg zu warnen, und die nur eine sehr begrenzte Reichweite von maximal ca. 2 oder 3 Metern haben. Eine solchermaßen begrenzte Sensoreichweite genügt auch deswegen, weil der Fahrer Gelegenheit hat, die Situation auch von außerhalb des Fahrzeugs zu begutachten, bevor er das Einparkmanöver startet, und natürlich erlaubt es die Fernbedienung dem Fahrer auch, das Verfahren jederzeit abzubrechen, wie an sich bekannt.
Besonders nützlich ist das erfindungsgemäße Verfahren für einen außerhalb des Kraftfahrzeugs befindlichen Fahrer, der sich aber noch nahe am Fahrzeug befindet, so dass er stets die Kontrolle über den Einparkvorgang hat.
Bei der Erfindung ist das ganze automatische Einparkmanöver in zwei Phasen unterteilt, nämlich eine Messfahrt genau geradeaus, bei der das Einparkziel ermittelt wird, und die anschließende Einparkfahrt unter automatischer Lenkung.
Die Geradeausfahrt und die nachfolgende Einparkfahrt entsprechend der Einparktrajektorie werden sehr langsam durchgeführt, vorzugsweise mit weniger als 2 km/h. Außerdem sollte der Fahrer das automatisch fahrende Fahrzeug jederzeit stoppen können. Als Bestätigung, dass sich der Fahrer darüber bewusst ist, dass gerade ein automatisches Einparkmanöver durchgeführt wird, kann vorgesehen sein, dass der Fahrer die Taste an der Fernbedienung, mit der er das automatische Einparkmanöver startet, gedrückt halten muss, andernfalls das Fahrzeug sofort gestoppt wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug sofort gestoppt wird, wenn er noch einmal auf diese Taste drückt.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Fahrer durch Tastendruck einen dedizierten Befehl geben muss, das automatische Einparkmanöver fortzusetzen, wenn das Fahrzeug nach dem Stück Geradeausfahrt stoppt.
All diese Fälle können mit nur zwei Tasten an der Fernbedienung verwirklicht werden, einer für das Vorwärtseinparken und einer für das Rückwärtseinparken.
Bei der Erfindung beschränkt sich die Funktion des Fahrers nicht einfach darauf, das automatische Einparkmanöver zu starten, sondern es findet eine mehrfache Zusammenarbeit statt, die den Fahrer im Endeffekt entlastet. Erstens unterstützt der Fahrer das System schon dadurch, dass er eine Kopf- oder Querparklücke wie gewohnt auf eine sinnvolle Weise ansteuert. Dabei muss er aber nicht daran denken, einen Einparkassistenten rechtzeitig zu aktivieren und auch relativ gleichmäßig und langsam an die Parklücke heranzufahren, damit der Einparkassistent die Parklücke richtig abtasten kann, wie im Stand der Technik.
Zweitens kann ein außerhalb des Fahrzeugs befindlicher Fahrer das automatische Einparkmanöver gut überwachen und kann das Fahrzeug natürlich auch in eine sehr schmale Parklücke hinein bringen, in der sich die Türen des Fahrzeugs nicht weit öffnen lassen.
Drittens quittiert das Fahrzeug dem Fahrer durch den Stopp nach der Geradeausfahrt, dass alles in Ordnung ist und dass es die Fahrt fortsetzen wird oder kann, und spricht dadurch den Fahrer an, eine nochmalige Sichtkontrolle vorzunehmen.
Während des Stopps nach der Geradeausfahrt kann der Einparkassistent noch verifizieren, ob die im Stillstand sensorisch erkannten Parklückendimensionen mit den während der Geradeausfahrt erkannten Parklückendimensionen übereinstimmen. Wenn ja, kann sich das Fahrzeug sofort wieder in Bewegung setzen, um in die Parklücke einzufahren, ohne dass der Fahrer dies noch einmal bestätigen müsste.
Nachdem das Fahrzeug in der Parklücke eingeparkt hat, kann es dies dem Fahrer durch Blinksignale quittieren.
Es folgt eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug vor einem Kopfparkplatz;
2 ein Überblicks-Blockdiagramm von Betriebszuständen eines Kraftfahrzeugs mit Einparkassistent und von möglichen Übergängen zwischen den Betriebszuständen; und
3 ein detaillierteres Blockdiagramm von Betriebszuständen und möglichen Übergängen dazwischen.
1 zeigt schematisch eine typische Situation, in der ein Fahrzeug 1 einparkbereit vor einer Kopf- oder Querparklücke 2 abgestellt ist, die in diesem Beispiel als ein ringsum begrenzter Parkplatz sich in einer Garage dargestellt ist, die aber z. B. auch eine ausreichende Lücke zwischen zwei anderen Fahrzeugen oder zwischen irgendwelchen anderen Parkflächenbegrenzungen sein kann. Das Fahrzeug 1 verfügt über kurzreichweitige Ultraschallsensoren als Umfeldsensorik für einen Einparkassistenten.
Nachdem der Fahrer das Fahrzeug 1 in der gezeigten Position vor der Parklücke 2 gestoppt und das Verfahren gestartet hat, werden die Vorderräder des Fahrzeugs 1 automatisch genau auf Geradeausfahrt gestellt, und das Fahrzeug 1 führt automatisch eine Geradeausfahrt 3 mit einer vorgegebenen maximalen Länge durch, die in 1 ein erster gepfeilter Abschnitt einer durch zwei aufeinander folgende Pfeile dargestellten Trajektorie ist, und stoppt dann kurz. Dieser Stopp entspricht in 1 der Spitze des Pfeils der Geradeausfahrt 3.
Während des Stücks Geradeausfahrt 3 werden die Dimensionen der Parklücke 2 mittels Umfeldsensorik des Fahrzeugs 1 ermittelt, woraus dann eine Einparktrajektorie 4 als ein zweiter Abschnitt der Gesamt-Trajektorie berechnet wird, entlang der das Fahrzeug 1 dann unter automatischer Lenkung der Vorderräder in die Parklücke 2 einfährt.
Während des kurzen Stillstands zwischen der Geradeausfahrt 3 und der Einparkfahrt entsprechend der Einparktrajektorie 4 wird überprüft, ob die aktuell sensorisch erkannten Parklückendimensionen mit den während der Geradeausfahrt erkannten Parklückendimensionen übereinstimmen.
Die in 2 und 3 gezeigten Betriebszustände des Einparkassistenten beziehen sich auf ein Fahrzeug 1 mit Verbrennungsmotor. Wird der Einparkassistent mittels der Fernbedienung gestartet, gibt es in 2 die beiden Fälle, dass der Verbrennungsmotor gestoppt ist oder läuft. Ggf. werden Zündung und Anlasser betätigt. Wenn der Motor läuft, wird das automatische Einparken durchgeführt, wie in 3 detaillierter dargestellt, wird jedoch unter bestimmten Bedingungen wie z. B. einem Hindernis im Fahrweg unterbrochen, woraufhin es in einen Wartezustand eintritt, den der Fahrer durch ferngesteuertes Zurücksetzen des Fahrzeugs 1 wieder aufheben kann.
In 3 wird entweder sofort eine Szenerie-Initialisierung durchgeführt, oder ggf. erst nach einer Übergabeprüfung in Bezug auf ein vollständig unterstütztes Einparken (FAPA = Full Assisted Parking), wobei das ferngesteuerte Einparken, auf das sich alle übrigen Blöcke in 3 bezieht, unter Umständen gesperrt wird.
Auf die Szenerie-Initialisierung folgt normalerweise ein freies Fahren genau geradeaus, je nach der aktuellen Situation vorwärts oder rückwärts, und nach einem kurzen Stopp folgt über die Übergänge T109 bzw. T110 direkt ein automatisches Vorwärts- oder Rückwärtseinparken entsprechend einer Einparktrajektorie, die für die Dimensionen der Parklücke berechnet wird, die während der Geradeausfahrt durch Umfeldsensorik ermittelt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011084366 A1 [0002]
DE 102008051982 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum automatischen Vorwärts- oder Rückwärtseinparken eines Kraftfahrzeugs (1) in eine Kopfparklücke oder eine Querparklücke (2), dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem der Fahrer das Kraftfahrzeug (1) in einer Position, die ihm für ein direktes Einparken geeignet erscheint, vor der Parklücke (2) gestoppt und das Verfahren mittels einer Fernbedienung gestartet hat, das Fahrzeug (1) automatisch ein Stück weit geradeaus fahren gelassen wird, wobei während des Stücks Geradeausfahrt (3) die Dimensionen der Parklücke (2) mittels Umfeldsensorik ermittelt werden, woraus dann eine Einparktrajektorie (4) berechnet wird, entsprechend der sich das Kraftfahrzeug (1) in der Folge automatisch in die Parklücke (2) bewegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem das Verfahren gestartet worden ist, zuerst die Vorderräder des Kraftfahrzeugs (1) automatisch genau auf Geradeausfahrt (3) gestellt werden, und dass am Ende des Stücks Geradeausfahrt (3) das Kraftfahrzeug (1) stoppt und die Vorderräder in eine der berechneten Einparktrajektorie (4) entsprechende Position lenkt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren durchgeführt wird, nachdem der Fahrer das Kraftfahrzeug (1) verlassen und dann das Verfahren gestartet hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Stopps nach der Geradeausfahrt (3) überprüft wird, ob die im Stillstand sensorisch erkannten Parklückendimensionen mit den während der Geradeausfahrt (3) erkannten Parklückendimensionen übereinstimmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ganze automatische Einparkmanöver in zwei Phasen unterteilt ist, nämlich eine Messfahrt genau geradeaus, bei der das Einparkziel ermittelt wird, und eine anschließende Einparkfahrt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopp nach der Geradeausfahrt (3) zeitlich sehr kurz ist und dass sich das Fahrzeug sofort wieder in Bewegung setzt, um in die Parklücke (2) einzufahren, falls die Parklückendimensionen als passend erkannt worden sind.
Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Kraftfahrzeug (1) nach einem Stopp nach der Geradeausfahrt (3) erst auf einen Befehl des Fahrers hin wieder in Bewegung setzt, um in die Parklücke (2) einzufahren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Umfeldsensorik Ultraschallsensoren mit einer Reichweite von wenigen Metern umfasst oder daraus besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Reichweite der Umfeldsensorik im Bereich von ca. 2 bis 3 Meter liegt oder ungefähr 2,5 Meter beträgt.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Einparkassistenten, dadurch gekennzeichnet, dass der Einparkassistent zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.