DE102017216352A1

DE102017216352A1 - Verfahren zum Positionieren und Entfernen einer Anhängekupplung, Anordnung zum Positionieren einer Anhängekupplung und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102017216352A1
Application number: DE102017216352.6A
Authority: DE
Inventors: Frederic Stefan
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2037-09-15
Also published as: DE102017216352B4; CN109501535A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Positionieren einer Anhängekupplung 1 eines Zugfahrzeug 2 bezüglich eines an einer Zugdeichsel eines Anhängers 3 angeordneten Kupplungsgegenstücks 4, aufweisend: Erfassen des Anhängers 3 und des Kupplungsgegenstücks 4, computergestütztes Ermitteln einer Ausrichtung des erfassten Anhängers 3 und einer Position des erfassten Kupplungsgegenstücks 4, computergestütztes Festlegen einer Stoppposition P1 für das Zugfahrzeug 2 in Abhängigkeit der ermittelten Ausrichtung des Anhängers 3 und der ermittelten Position des Kupplungsgegen-stücks 4, Bewegen des Zugfahrzeugs 2 bis zur Stoppposition P1, computergestütztes Festlegen einer Zielposition P2 für das Zugfahrzeug 2, bei deren Erreichen die Anhängekupplung 1 in einem Zielgebiet des Kupplungsgegenstücks 4 positioniert ist, computergestütztes Ermitteln eines Fahrwegs F für das Zugfahrzeug 2 von der Stoppposition P1 zu der Zielposition P2 und Absolvieren des ermittelten Fahrwegs F bis zur Zielposition P2.
Des Weiteren werden ein Verfahren zum Entfernen einer Anhängekupplung 1 eines Zugfahrzeugs 2 von einem an einer Zugdeichsel eines Anhängers 3 angeordneten Kupplungsgegenstück, eine Anordnung zum Positionieren einer Anhängekupplung 1 eines Zugfahrzeugs 2 bezüglich eines an einer Zugdeichsel eines Anhängers 3 angeordneten Kupplungsgegenstücks sowie ein Computerprogrammprodukt angegeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Positionieren einer Anhängekupplung eines Zugfahrzeug bezüglich eines an einer Zugdeichsel eines Anhängers angeordneten Kupplungsgegenstücks, ein Verfahren zum Entfernen einer Anhängekupplung eines Zugfahrzeugs von einem an einer Zugdeichsel eines Anhängers angeordneten Kupplungsgegenstück sowie ein Computerprogrammprodukt.
Derzeit stehen Fahrzeuge mit autonomen Eigenschaften im Zentrum vieler Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Dabei nimmt der Autonomisierungsgrad stetig zu und erste vollständig autonome Fahrzeuge wurden entwickelt.
Unter einem vollständig autonomen Fahrzeug ist ein selbstfahrendes Fahrzeug zu verstehen, das alle sicherheitskritischen Funktionen für den gesamten Fahrvorgang selbst ausführen kann, so dass eine Kontrolle durch den Fahrzeugführer zu keiner Zeit notwendig ist. Das Fahrzeug kontrolliert alle Funktionen vom Start bis zum Stopp selbst, einschließlich aller Parkfunktionen.
Daneben kann auch ein manueller Modus vorgesehen sein, bei dem ein menschlicher Fahrzeugführer alle oder einen Teil der Fahrzeugfunktionen steuert. Ein teilautonomes Fahrzeug führt lediglich einige ausgewählte Funktionen, ggf. unter bestimmten Voraussetzungen wie einer vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit selbständig, d. h. autonom, aus. Dazu können verschiedene Assistenzsysteme vorgesehen sein.
Autonome Fahrzeuge sollen möglichst so ausgebildet sein, dass alle Eigenschaften eines herkömmlichen Fahrzeugs integriert sind. Beispielsweise sollte das autonome Fahrzeug so ausgebildet sein, dass ein Einparken automatisiert erfolgen kann, z. B. indem ein entsprechendes Parkassistenzsystem eingesetzt wird.
Ein weiteres Anwendungsszenario stellt das Anhängen eines Anhängers an das Fahrzeug unter Verwendung einer Anhängekupplung am Zugfahrzeug und eines Kupplungsgegenstücks, z. B. einer Zugkugelkupplung, dar. Während Assistenzsysteme zum Manövrieren eines Zugfahrzeugs mit Anhänger verbreitet sind, sind Möglichkeiten zum autonomen Anhängen und Abhängen eines Anhängers nur rudimentär bekannt.
Beispielsweise führt die US 2014/0309840 A1 lediglich an, dass ein automatisiertes Park- und Lenkungssystem genutzt werden kann, um das Zugfahrzeug gegenüber der Zugdeichsel des Anhängers zu positionieren. Die US 2014/0012465 A1 beschreibt, dass anhand von verarbeiteten Bilddaten ein Fahrweg bestimmt wird, um die Anhängekupplung und das Kupplungsgegenstück des Anhängers auszurichten. Aus keiner der beiden Druckschriften ist jedoch ein konkretes Verfahren zum autonomen Anhängen und Abhängen eines Anhängers an ein Zugfahrzeug bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen zumindest ein teilautonomes Positionieren von Zugfahrzeug und Anhänger zueinander ermöglicht wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Positionieren einer Anhängekupplung eines Zugfahrzeug bezüglich eines an einer Zugdeichsel eines Anhängers angeordneten Kupplungsgegenstücks weist die folgenden Merkmale auf: Erfassen des Anhängers und des Kupplungsgegenstücks, mittels Sensoren, computergestütztes Ermitteln einer Ausrichtung des erfassten Anhängers und einer Position des erfassten Kupplungsgegenstücks, computergestütztes Festlegen einer Stoppposition für das Zugfahrzeug in Abhängigkeit der ermittelten Ausrichtung des Anhängers und der ermittelten Position des Kupplungsgegenstücks, Bewegen des Zugfahrzeugs bis zur Stoppposition, computergestütztes Festlegen einer Zielposition für das Zugfahrzeug, bei deren Erreichen die Anhängekupplung in einem Zielgebiet des Kupplungsgegenstücks positioniert ist, computergestütztes Ermitteln eines Fahrwegs für das Zugfahrzeug zu der Zielposition und Absolvieren des ermittelten Fahrwegs bis zur Zielposition.
Die Merkmale des Verfahrens können in der Reihenfolge ihrer Nennung, jedoch nach Bedarf auch in einer abweichenden Reihenfolge oder zeitlich parallel durchgeführt werden.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zumindest ein teilautonomes Positionieren des Zugfahrzeugs bezüglich des Anhängers bzw. der Anhängekupplung des Zugfahrzeugs bezüglich des Kupplungsgegenstücks an der Zugdeichsel des Anhängers erreicht werden. Vorteilhaft kann das Verfahren in ein Parkassistenzverfahren integriert werden. Dadurch kann die Verwendung weiterer gegenständlicher Einrichtungen, z. B. Sensoren, entbehrlich sein. Beispielsweise kann das Verfahren als bloßer Softwarezusatz integriert werden.
Das Verfahren ist nicht auf eine bestimmte Kupplungsart zwischen Zugfahrzeug und Anhänger beschränkt. Die Anhängekupplung und das Kupplungsgegenstück können beispielsweise eine Bolzenkupplung, eine Maulkupplung, eine Sattelkupplung oder eine Kugelkopfkupplung bilden, wobei im Falle einer Kugelkopfkupplung das Kupplungsgegenstück als Zugkugelkupplung ausgebildet ist. Die Anhängekupplung kann auch als Anhängezugvorrichtung bezeichnet sein.
Die Zielposition kann derart festgelegt werden, dass ein Ankuppeln des Anhängers an das Zugfahrzeug nachfolgend möglich ist. Dazu kann die Anhängekupplung in der Zielposition beispielsweise überlappend oder direkt gegenüberliegend zum Kupplungsgegenstück angeordnet sein.
Die Zielposition betrifft zumindest die Positionierung in der x-y-Ebene des Zugfahrzeugs sowie Anhängers. Eine Höhenanpassung (z-Ebene) zwischen Anhängekupplung und Kupplungsgegenstück kann beispielsweise durch eine entsprechende Einstellung des Fahrwerks des Zugfahrzeugs, z. B. eine Federeinstellung, erfolgen. Dazu kann ein Höhensollwert für die Anhängekupplung vorgegeben werden, beispielsweise mittels Eingabe durch den Fahrzeugführer oder unter Nutzung eines V2X (Vehicle-to-everything)-Kommunikationssystems. Alternativ kann der Höhensollwert für die Anhängekupplung durch den Anhänger bestimmt werden, z. B. mittels Bestimmung des Abstands zum Erdboden, beispielsweise mittels eines Telemeters oder einer ähnlichen Einrichtung, Der bestimmte Höhensollwert kann dann durch den Anhänger an das Zugfahrzeug bzw. dessen Datenverarbeitungssystem übertragen werden. Auch eine Speicherung in einer Speichereinheit für eine spätere Verwendung kann möglich sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann das Verfahren weiterhin ein Ankuppeln der Anhängekupplung an das Kupplungsgegenstück aufweisen. Dieses Ankuppeln kann beispielsweise durch eine Person, z. B. den Fahrzeugführer, oder automatisch durch das Zugfahrzeug und/oder den Anhänger ausgeführt werden.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten können das computergestützte Ermitteln des Fahrwegs und das Absolvieren des ermittelten Fahrwegs eine erste und eine zweite Phase aufweisen, wobei in der ersten Phase ein erstes Teilstück des Fahrwegs bis zu einer Zwischenposition, in der Zugfahrzeug und Anhänger zentriert ausgerichtet und voneinander beabstandet, z. B. mit einem Abstand von ca. 1 m, angeordnet sind, ermittelt und absolviert wird und in der zweiten Phase ein zweites Teilstück des Fahrwegs von der Zwischenposition bis zur Zielposition ermittelt und absolviert wird. Eine solche Unterteilung in zwei Phasen kann vorteilhaft ein genaueres Ermitteln und Absolvieren des Fahrwegs ermöglichen. Beispielsweise können für die beiden Phasen unterschiedliche Sensorsysteme mit unterschiedlichen Sollwertvorgaben und unterschiedlichen zu überwachenden Parametern genutzt werden.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten können das Bewegen des Zugfahrzeugs bis zur Stoppposition, das Absolvieren des ermittelten Fahrwegs und/oder das Ankuppeln der Anhängekupplung an das Kupplungsgegenstück autonom oder ferngesteuert erfolgen. Sowohl eine autonome als auch ferngesteuerte Ausführung können als computergestützte Ausführungen angesehen werden.
Autonom bedeutet, dass der entsprechende Verfahrensablauf vollständig durch das Zugfahrzeug und/oder den Anhänger durchgeführt wird. Mit anderen Worten ist kein Eingreifen einer Person erforderlich. Ferngesteuert bedeutet hingegen, dass Steuersignale zum Ausführen des Verfahrensablaufs von einer Fernsteuereinrichtung aus der Ferne an das Zugfahrzeug bzw. den Anhänger übertragen werden. Die Übertragung der Steuersignale kann beispielsweise mittels Funksignalen erfolgen. Zudem kann ein Rückkanal vorgesehen sein, mit der Signale vom Zugfahrzeug oder Anhänger an die Fernsteuereinrichtung in der Ferne übertragen werden können.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Verfahren weiterhin ein Überwachen der Umgebung des Zugfahrzeugs während des Absolvierens des ermittelten Fahrwegs, beispielsweise mittels Sensoren wie Sensoren des Zugfahrzeugs, aufweisen. In Abhängigkeit der detektierten Umgebung des Zugfahrzeugs kann das Verfahren beispielsweise unterbrochen oder abgebrochen werden oder es kann ein Warnsignal, z. B. in akustischer oder optischer Form, ausgegeben werden.
Je nach Verfahrensmerkmal können zur Überwachung der Umgebung unterschiedliche Sensoren verwendet und entsprechend unterschiedliche Signale zur Überwachung genutzt werden. Hierdurch kann beispielsweise vermieden werden, dass bei einer Änderung der Umgebung des Zugfahrzeugs nach Festlegen der Stoppposition oder des Fahrwegs Gefahrensituationen entstehen. Wird beispielsweise detektiert, dass sich eine Person zwischen Zugfahrzeug und Anhänger befindet, so kann ein Warnsignal ausgegeben und das Verfahren ggf. abgebrochen werden.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Verfahren weiterhin ein computergestütztes Ermitteln von Lenkwinkeln und/oder Geschwindigkeiten für das Zugfahrzeug zum Absolvieren des ermittelten Fahrwegs aufweisen. Der Fahrweg kann dann unter Nutzung der ermittelten Lenkwinkel und/oder der ermittelten Geschwindigkeiten absolviert werden.
Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass die ermittelten Lenkwinkel und/oder Geschwindigkeiten an einen Fahrzeugführer oder eine Fernsteuerungseinrichtung ausgegeben, z. B. in einer graphischen Darstellung, und zum Absolvieren des Fahrwegs genutzt werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung der ermittelten Lenkwinkel und/oder Geschwindigkeiten zum autonomen Absolvieren des Fahrwegs, indem die ermittelten Daten an eine Steuerungseinrichtung des Zugfahrzeugs ausgegeben und zur Steuerung des Zugfahrzeugs verwendet werden. Hierdurch kann das Absolvieren des ermittelten Fahrwegs vereinfacht und Abweichungen des tatsächlichen Fahrwegs vom ermittelten Fahrweg verringert oder vermieden werden.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann als Stoppposition eine parallel oder senkrecht zum Anhänger, bezogen auf dessen Längsausrichtung, ausgerichtete Position festgelegt werden. Eine parallel ausgerichtete Stoppposition kann beispielsweise vorteilhaft festgelegt werden, falls der Anhänger parallel zu einer Fahrbahn positioniert ist, beispielsweise in einer Längsparklücke eingeparkt ist. Eine senkrecht ausgerichtete Stoppposition kann beispielsweise vorteilhaft festgelegt werden, falls der Anhänger senkrecht zu einer Fahrbahn positioniert ist, beispielsweise in einer Querparklücke eingeparkt ist oder sich in einer Garage mit einer Garagenöffnung parallel zur Fahrbahn befindet.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Entfernen einer Anhängekupplung eines Zugfahrzeugs von einem an einer Zugdeichsel eines Anhängers angeordneten Kupplungsgegenstück weist ein computergestütztes Festlegen einer Zielposition für das Zugfahrzeug, ein computergestütztes Ermitteln eines Fahrwegs für das Zugfahrzeug zu der Zielposition und ein Absolvieren des ermittelten Fahrwegs bis zur Zielposition auf. Dadurch kann vorteilhaft ein zumindest teilautonomes Abkuppeln des Anhängers vom Zugfahrzeug erreicht werden. Das Verfahren kann in ein Parkassistenzsystem implementiert werden, beispielsweise, indem das Entfernen der Anhängekupplung als Ausparkvorgang betrachtet wird.
Auch hierbei besteht die Möglichkeit, in einer ersten Phase eine Zwischenposition festzulegen und einen Fahrweg zunächst bis zur Zwischenposition zu ermitteln und zu absolvieren, bevor in einer zweiten Phase der Fahrweg von der Zwischenposition bis zur Zielposition ermittelt und absolviert wird. Die Zwischenposition des Entfernungsverfahrens kann dabei der relativen Zwischenposition des Verfahrens zum Positionieren der Anhängekupplung, z. B. hinsichtlich des Abstandes zwischen Anhängekupplung und Kupplungsgegenstück, entsprechen.
Im Übrigen gelten alle Ausführungen zum Verfahren zur Positionierung der Anhängekupplung sinngemäß auch für das Verfahren zum Entfernen der Anhängekupplung. Beispielsweise können auch hier Lenkwinkel und/oder Geschwindigkeiten für das Zugfahrzeug zum Absolvieren des ermittelten Fahrwegs computergestützt ermittelt werden. Das gesamte Verfahren kann vorteilhaft autonom ausgeführt werden, indem auch der ermittelte Fahrweg autonom absolviert wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann das Verfahren ein Abhängen der Anhängekupplung von dem Kupplungsgegenstück aufweisen. Dieses kann - ebenso wie das Anhängen - von einer Person oder automatisch durchgeführt werden. In letzterem Fall kann das gesamte Verfahren vollautonom durchgeführt werden.
Eine erfindungsgemäße Anordnung zum Positionieren einer Anhängekupplung eines Zugfahrzeugs bezüglich eines an einer Zugdeichsel eines Anhängers angeordneten Kupplungsgegenstücks weist Sensoren zum Erfassen des Anhängers und des Kupplungsgegenstücks und ein Datenverarbeitungssystem auf.
Das Datenverarbeitungssystem ist zum Empfangen von Eingangsdaten der Sensoren, zum Ermitteln einer Ausrichtung des Anhängers und einer Position des Kupplungsgegenstücks aus den Eingangsdaten, zum Festlegen einer Stoppposition für das Zugfahrzeug in Abhängigkeit der ermittelten Ausrichtung des Anhängers und der ermittelten Position des Kupplungsgegenstücks, zum Festlegen einer Zielposition für das Zugfahrzeug, bei deren Erreichen die Anhängekupplung in einem Zielgebiet des Kupplungsgegenstücks positioniert ist, zum Ermitteln eines Fahrwegs für das Zugfahrzeug zu der Zielposition, zum Ausgeben von Anweisungen zum Bewegen des Zugfahrzeugs bis zur Stoppposition und zum Ausgeben von Anweisungen zum Absolvieren des ermittelten Fahrwegs bis zur Zielposition eingerichtet und ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann beispielsweise zur Ausführung des oben stehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens zum Positionieren einer Anhängekupplung eines Zugfahrzeug bezüglich eines an einer Zugdeichsel eines Anhängers angeordneten Kupplungsgegenstücks und/oder zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen einer Anhängekupplung eines Zugfahrzeugs von einem an einer Zugdeichsel eines Anhängers angeordneten Kupplungsgegenstück geeignet sein. Daher dienen die Ausführungen zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Verfahren auch zur Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung entsprechen denen der erfindungsgemäßen Verfahren und deren entsprechenden Ausführungsvarianten.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann beispielsweise teilweise oder vollständige in einem Zugfahrzeug angeordnet sein oder werden. So können einige oder alle Sensoren als am Zugfahrzeug angeordnete Sensoren ausgebildet sein. Das Datenverarbeitungssystem kann ebenfalls im bzw. am Zugfahrzeug angeordnet sein. Alternativ kann das Datenverarbeitungssystem entfernt, z. B. in einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, angeordnet sein. In diesem Fall kann das Zugfahrzeug über eine Sende- und Empfangseinrichtung verfügen, die zur Kommunikation mit dem Datenverarbeitungssystem eingerichtet und ausgebildet ist.
Das Ausgeben der Anweisungen kann beispielsweise an eine Person, z. B. den Fahrzeugführer, erfolgen, die so dann die erforderlichen Handlungen vornimmt. Alternativ können Anweisungen in Form von Steuersignalen an Aktoren des Zugfahrzeugs ausgegeben werden, so dass das Bewegen des Zugfahrzeugs bis zur Stoppposition und/oder das Absolvieren des ermittelten Fahrwegs bis zur Zielposition autonom durchgeführt werden können.
Die Sensoren der erfindungsgemäßen Anordnung sowie weitere beschriebene Sensoren können beispielsweise als Ultraschall-, Infrarot-, Laser-, Radar- oder Kamerasensoren ausgebildet sein. Die Sensoren können dazu ausgebildet sein, Messsignale aus einem Sensorbereich mit mittlerem Abstand, d. h. einem Bereich von einigen Metern Abstand zum Sensor, oder aus einem Sensorbereich mit kurzem Abstand, d. h. einem Bereich mit einem Abstand von weniger als 1 m zum Sensor, zu empfangen. Die Sensoren können zur Nahfeldkommunikation mit dem Datenverarbeitungssystem oder zur Funkübertragung zwischen Sensor und Datenverarbeitungssystem, z. B. mittels Bluetooth, ausgebildet sein.
Das Datenverarbeitungssystem kann mehrere Funktionseinheiten zur Ausführung verschiedener Funktionen aufweisen. Beispielsweise kann ein Anhängeridentifikationsmodul enthalten sein, das die Ausrichtung des Anhängers und die Position des Kupplungsgegenstücks, z. B. mittels Bildverarbeitung und/oder Verarbeitung der Sensorinformation von Abstandssensoren, ermittelt. Dazu kann ein modifizierter Algorithmus verwendet werden, nach dem das erste Hindernis mit einer gewissen Mindestlänge von beispielsweise 1 m als Anhänger betrachtet wird. Zur Signalverarbeitung können bereits existierende Algorithmen, z. B. von Parkassistenzsystemen, verwendet werden.
Zur Vereinfachung kann die Ermittlung basierend auf einer Position des Fahrzeugführers oder einer anderen Person vorgenommen werden, die sich an einer bestimmten Position des Anhängers positioniert. Alternativ kann eine Fernsteuerungseinheit z. B. an der linken vorderen Ecke oder über dem Kupplungsgegenstück positioniert werden.
Weiterhin kann das Datenverarbeitungssystem über ein Modul zur Kontrolle der lateralen und longitudinalen Bewegung des Zugfahrzeugs aufweisen, wie es z. B. bei einem Fahrzeug zum autonomen Fahren oder zum autonomen Ein- und Ausparken mittels eines Parkassistenzsystems vorhanden ist.
Ein weiteres Modul kann der Fahrwegermittlung dienen. Dieses Modul kann einem Modul zur Ermittlung des Ein- und Ausparkwegs eines Parkassistenzsystems entsprechen, wobei besondere Beschränkungen vorgenommen werden können.
Ein Koordinationsmodul kann die übrigen Module koordinieren und einen Datenaustausch ermöglichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann das Datenverarbeitungssystem dazu eingerichtet und ausgebildet sein, für den Fahrweg für das Zugfahrzeug zu der Zielposition eine erste und eine zweite Phasen zu ermitteln, wobei in der ersten Phase ein erstes Teilstück des Fahrwegs bis zu einer Zwischenposition, in der Zugfahrzeug und Anhänger zentriert ausgerichtet und voneinander beabstandet angeordnet sind, ermittelt wird und in der zweiten Phase ein zweites Teilstück des Fahrwegs von der Zwischenposition bis zur Zielposition ermittelt wird.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten können die Anweisungen zum Bewegen des Zugfahrzeugs bis zur Stoppposition und/oder die Anweisungen zum Absolvieren des ermittelten Fahrwegs bis zur Zielposition als Steuersignale an Einrichtungen des Zugfahrzeugs zum autonomen Bewegen des Zugfahrzeugs ausgegeben werden.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Anordnung Sensoren zum Überwachen der Umgebung des Zugfahrzeugs aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Datenverarbeitungssystem weiterhin dazu ausgebildet und eingerichtet sein, Lenkwinkeln und/oder Geschwindigkeiten für das Zugfahrzeug zum Absolvieren des Fahrwegs zu ermitteln und auszugeben.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Datenverarbeitungssystem weiterhin dazu ausgebildet und eingerichtet sein, Anweisungen zum Ankuppeln der Anhängekupplung an das Kupplungsgegenstück auszugeben. Die Anweisungen könne beispielsweise in Form von Steuersignalen an das Zufahrzeug und/oder den Anhänger ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich können Anweisungen, z. B. in optischer oder akustischer Form, an eine Person wie beispielsweise den Fahrzeugführer ausgegeben werden.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Anordnung weiterhin eine Fernsteuerungseinheit zum Empfangen von Signalen des Datenverarbeitungssystems und/oder Aussenden von Signalen an das Datenverarbeitungssystem aufweisen. Mit anderen Worten kann der Fahrzeugführer aus der Entfernung Befehle an das Datenverarbeitungssystem senden und Befehle vom Datenverarbeitungssystem empfangen. Die Aus- und Eingabe der Befehle kann beispielsweise akustisch, visuell und/oder haptisch erfolgen.
Für die Fernsteuerungseinheit kann jedwede kabellose Kommunikationstechnik genutzt werden, z. B. Funkübertragung. Die Fernsteuerungseinheit kann beispielsweise als mobiles Kommunikationsmittel wie Smartphone oder Tablet ausgebildet oder in ein solches integriert sein. Die Fernsteuerungseinheit kann beispielsweise auch als Schlüsselanhänger ausgebildet sein.
Die Aus- und Eingabe von Befehlen kann beispielsweise akustisch, visuell und/oder haptisch erfolgen. Für die Fernsteuerungseinheit kann jedwede kabellose Kommunikationstechnik genutzt werden, z. B. Funkübertragung. Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst Befehle die bewirken, dass eine der zuvor beschriebenen Anordnungen die computergestützten Merkmale eines der vorstehend beschriebenen Verfahren ausführt.
Unter einem Computerprogrammprodukt ist dabei ein auf einem geeigneten Medium gespeicherter und/oder über ein geeignetes Medium abrufbarer Programmcode zu verstehen. Zum Speichern des Programmcodes kann jedes zum Speichern von Software geeignete Medium, beispielsweise eine DVD, ein USB-Stick, eine Flashcard oder dergleichen, Verwendung finden. Das Abrufen des Programmcodes kann beispielsweise über das Internet oder ein Intranet erfolgen oder über ein anderes geeignetes drahtloses oder kabelgebundenes Netzwerk.
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann das Computerprogrammprodukt weiterhin Befehle umfassen, die bewirken, dass sich ein Zugfahrzeug mit einer der zuvor beschriebenen Anordnungen bis zur Stoppposition bewegt und/oder der ermittelte Fahrweg bis zur Zielposition durch das Zugfahrzeug absolviert wird.
Optional kann das Computerprogrammprodukt weitere Befehle umfassen, die bewirken, dass eine der beschriebenen Anordnungen oder ein Zugfahrzeug mit einer der beschriebenen Anordnungen eines der beschriebenen Verfahren ganz oder teilweise ausführt.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung und den Abbildungen ersichtlich. Die Erfindung wird anhand der Abbildungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung zum Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2 eine weitere schematische Darstellung zum Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung ermöglicht es, ein Fahrzeug als Zugfahrzeug teil- oder vollautonom mit einem Anhänger zu verbinden, d. h. einen Anhänger an die Anhängekupplung des Zugfahrzeugs anzukuppeln, und den Anhänger wieder zu entfernen. Während dieses Manövers kann sich der Fahrzeugführer außerhalb des Zugfahrzeugs befinden, beispielsweise in der Nähe des Anhängers zur Beobachtung des Manövers und ggf., um den Anhänger nach einer Positionierung von Zugfahrzeug und Anhänger anzukuppeln, sofern dies nicht automatisiert erfolgt.
In verschiedenen Ausgestaltungen können das Zugfahrzeug und/oder der Anhänger ferngesteuert betrieben werden, indem die Steuerung z. B: mittels einer Drohne oder eines zentralen Steuersystems erfolgt. Dazu kann der Anhänger ebenfalls über automatisierte Funktionen verfügen, wie z. B. ein automatisches Verriegelungssystem.
Das vorgeschlagene Verfahren kann beispielsweise als Erweiterung in ein Parkassistenzsystem integriert werden. Dazu kann die Durchführung des Verfahrens vorteilhaft durch eine alleinige Softwareerweiterung ermöglicht werden, ohne dass Änderungen der Hardware erforderlich sind.
Folgende Bestandteile und Einrichtungen sind für die Ausführung der erfindungsgemäßen Verfahren von Bedeutung:

- ein Zugfahrzeug 2, ausgestattet mit der erfindungsgemäßen Anordnung, d. h. Sensoren und einem Datenverarbeitungssystem;
- ein Anhänger 3, der an das Zugfahrzeug 2 an- oder abgekuppelt werden soll;
- ein Fahrzeugführer, der sich außerhalb des Zugfahrzeugs 2 befinden kann; alternativ kann anstelle des Fahrzeugführers ein externes automatisiertes System genutzt werden, beispielsweise eine Drohne, ein zentraler Server oder einer Car-to-Infrastructure Kommunikationseinrichtung.
- Sensoren, wie oben beschrieben;
- ein Datenverarbeitungssystem, wie oben beschrieben.
- optional eine Fernsteuerungseinheit, wie oben beschrieben.

Bezugnehmend auf 1 wird im Folgenden das Verfahren zum Positionieren der Anhängekupplung 1 des Zugfahrzeugs 2 bezüglich des an der Zugdeichsel des Anhängers 3 angeordneten Kupplungsgegenstücks 4 beschrieben, wobei der Anhänger 3 parallel zum Zugfahrzeug 2 ausgerichtet ist, d. h. beispielsweise in einer Längsparklücke geparkt ist.
Zunächst wird die Anordnung zur Ausführung des Verfahrens initialisiert, indem ein Signal an die Anordnung, z. B. durch den Fahrzeugführer mittels einer Benutzerschnittstelle oder eine geeignete Einrichtung ausgesandt wird. Daraufhin wird die Anordnung aktiviert und der Fahrzeugführer ggf. über die Aktivierung informiert. Diese Aktivierungsphase kann beispielsweise durch ein Parkassistenzsystem ausgeführt werden. Folgende Maßnahmen können zur Aktivierung durchgeführt werden: Starten des Zugfahrzeugs 2, Verlassen des Zugfahrzeugs 2 durch den Fahrzeugführer, optional Informieren der Anordnung durch den Fahrzeugführer, dass die Aktivierungsphase abgeschlossen ist.
Zudem kann davon ausgegangen werden, dass sich das Zugfahrzeug 2 in der Nähe des Anhängers 3 befindet, beispielsweise als ob das Zugfahrzeug 2 eine Parklücke sucht. Bevorzugt sollte das Zugfahrzeug hinter und parallel zum Anhänger 3 positioniert sein. In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zunächst die Position des Anhängers 3 und dessen Ausrichtung ermittelt werden und darauf basierend Anweisungen an den Fahrzeugführer oder das Zugfahrzeug 2 ausgegeben werden, um das Zugfahrzeug 2 wie beschrieben zu positionieren.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden der Anhänger 3 und das Kupplungsgegenstück 4 erfasst. Dazu kann das Zugfahrzeug 2 mit geringer Geschwindigkeit und aktivierten Sensoren zur Detektion von seitlich angeordneten Hindernissen bewegt werden. Dieser Erfassungsvorgang kann auch durch den Fahrzeugführer oder eine andere Person mittels einer Fernsteuerungseinheit ausgeführt werden. Bevorzugt können entsprechende Funktionen eines Parkassistenzsystems genutzt werden. Es kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass sich das Kupplungsgegenstück 4 mittig am Anhänger 3 befindet.
Zum Erfassen des Anhängers 3 kann angenommen werden, dass es sich bei dem ersten seitlichen Hindernis, an das sich eine Lücke zur Positionierung des Zugfahrzeugs 2 anschließt, z. B. eine Parklücke, um den Anhänger 3 handelt. Um Fehler bei der Erfassung des Anhängers 3 zu vermeiden, kann für das Hindernis eine bestimmte Mindestlänge vorgegeben werden, z. B. mindestens 1 m. An der zur Lücke ausgerichteten Kante des Hindernisses kann die Position des Kupplungsgegenstücks 4 angenommen werden. Optional kann vorgesehen sein, dass zuvor eine bestimmte Gestaltung des Anhängers 3 und dessen Ausrichtung, z. B. parallel, schräg oder senkrecht zur Fahrbahn, in einer Garage etc., ausgewählt wird. Falls nötig, können auch eine weitere Gestaltung und/oder weitere Ausrichtungen über eine Benutzerschnittstelle definiert und der Anordnung vorgegeben werden. Eine Speicherung für eine zukünftige Anwendung kann möglich sein.
In einer Ausgestaltung kann eine Information über das detektierte Hindernis, welches als Anhänger 3 erfasst wird, ausgegeben werden. Diese Information kann beispielsweise über eine Fernsteuerungseinheit, z. B. an den Fahrzeugführer, ausgegeben werden. Es kann vorgesehen sein, dass die korrekte Erfassung des Anhängers 3 zu bestätigen ist, bevor die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden. In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, die Information als Kartendarstellung, z. B. in einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Darstellung, auszugeben. Beispielsweise kann der Fahrzeugführer anhand dieser zweidimensionalen oder dreidimensionalen Wiedergabe der Umgebung bestätigen, dass es sich bei dem detektierten Hindernis um den Anhänger 3 handelt oder der Fahrzeugführer kann ein anderes Objekt als Anhänger 3 festlegen. Optional kann der Vorgang des Erfassens von Anhänger 3 und Kupplungsgegenstück 4 wiederholt werden, bis die Erfassung zufriedenstellend ist. Zum Erfassen des Anhängers 3 und des Kupplungsgegenstücks werden Sensoren, z. B. Sensoren des Zugfahrzeugs 2 oder Sensoren in der Umgebung des Zugfahrzeugs 2 genutzt.
Nach dem Erfassen des Anhängers 3 und ggf. der Bestätigung, dass der Anhänger 3 korrekt erfasst wurde, wird das Kupplungsgegenstück 4 erfasst. Zudem werden die Ausrichtung des erfassten Anhängers 3 und die Position des erfassten Kupplungsgegenstücks 4 computergestützt ermittelt. In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass sich dafür der Fahrzeugführer oder eine andere Person an einer bestimmten Position bezüglich des Anhängers 3 positioniert, z. B. an der linken vorderen Ecke, rechts vom Kupplungsgegenstück 4 etc., oder dass eine Fernsteuerungseinheit bezüglich des Anhängers 3 positioniert wird, z. B. über dem Kupplungsgegenstück 4. Dadurch kann vorteilhaft die Ermittlung der Ausrichtung des Anhängers 3 und der Position des Kupplungsgegenstücks 4 vereinfacht werden, da die positionierte Person oder die positionierte Fernsteuerungseinheit als Referenz genutzt werden können. Optional kann eine Bestätigung der erfolgreichen Ermittlung der Ausrichtung des Anhängers 3 und der Position des Kupplungsgegenstücks 4 vorgesehen sein, z. B. indem der Fahrzeugführer durch Ausführen einer bestimmten Geste, welche mittels eines Gestenerkennungsalgorithmus erkannt wird, die Bestätigung durchführt oder indem der Fahrzeugführer zur Bestätigung eine Eingabe an einer Fernsteuerungseinheit tätigt, z. B. einen bestimmten Knopf drückt.
Optional können zusätzliche Informationen für das Erfassen des Anhängers 3 und des Kupplungsgegenstücks 4 sowie zum Ermitteln der Ausrichtung des Anhängers 3 und der Position des Kupplungsgegenstücks 4 genutzt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Koordinaten des Anhängers 3 berücksichtigt werden, die über eine geeignete Infrastruktur, z. B. eine Fernsteuerungseinheit, eine Sprachausgabe oder eine Display ausgegeben werden. Auch eine Funkortung des Anhängers 3 kann mit einbezogen werden.
In Abhängigkeit der ermittelten Ausrichtung des Anhängers 3 und der ermittelten Position des Kupplungsgegenstücks 4 wird eine Stoppposition P1 für das Zugfahrzeug 2 computergestützt festgelegt. Beispielsweise kann als Stoppposition P1 dieselbe Position gewählt werden, die bei einem Einparken in eine Parklücke vor dem Anhänger 3 gewählt werden würde. Zur Festlegung der Stoppposition P1 kann daher vorteilhaft ein Parkassistenzsystem genutzt werden.
Beispielsweise kann als Stoppposition P1 eine Position gewählt werden, bei der der Abstand zwischen Zugfahrzeug 2 und Kupplungsgegenstück 4 festgelegt ist, z. B. auf einen Abstand von 5 m oder einen Abstand, der der Länge des Zugfahrzeugs 2 entspricht.
Anschließend die das Zugfahrzeug 2 bis zur Stoppposition P1 bewegt und dort gestoppt, beispielsweise durch den Fahrzeugführer oder autonom unter Nutzung von autonomen Eigenschaften des Zugfahrzeugs 2. Beispielsweise kann das Zugfahrzeug 2 an dem erfassten Anhänger 2 vorbei bewegt werden, z. B. für eine Strecke von 5 m, nachdem der Anhänger 3 nicht mehr erfasst wird, oder für eine Strecke, die der Zugfahrzeuglänge entspricht. Das Erreichen der Stoppposition P1 kann dem Fahrzeugführer, der Fernbedienungseinheit oder dem Datenverarbeitungssystem des Zugfahrzeugs 2 mitgeteilt werden.
Im weiteren Verlauf wird eine Zielposition P2 für das Zugfahrzeug 2 so festgelegt, dass bei Erreichen der Zielposition P2 die Anhängekupplung 1 des Zugfahrzeugs 2 in einem Zielgebiet des Kupplungsgegenstücks 4 positioniert ist. Dies ermöglicht ein Ankuppeln der Anhängekupplung 1 an das Kupplungsgegenstück 4, ohne die Position des Zugfahrzeugs 2 oder des Anhängers 3 verändern zu müssen.
Anschließend wird ein Fahrweg F für das Zugfahrzeug 2 von der Stoppposition P1 bis zur Zielposition P2 ermittelt. Dieser Fahrweg F wird nun bis zur Zielposition P2 absolviert. Es besteht die Möglichkeit, vorverarbeitet Daten, z. B. aus vorherigen Manövern, mit einzubeziehen oder den Fahrweg F während des Absolvierens zu korrigieren, z. B. mittels der Fernsteuerungseinheit oder Erkennung von Gesten des Fahrzeugführers.
Zusammen mit dem Fahrweg können Lenkwinkeln und/oder Geschwindigkeiten für das Zugfahrzeug 2 zum Absolvieren des ermittelten Fahrwegs F ermittelt werden.
Der Fahrweg F kann autonom durch das Zugfahrzeug 2 selbst oder durch den Fahrzeugführer oder eine andere Person absolviert werden, z. B. mittels einer Fernsteuerungseinheit. Ist die Zielposition P2 erreicht, kann dies dem Fahrzeugführer oder dem Datenverarbeitungssystem der Anordnung signalisiert werden.
Vor Beginn des Absolvierens des Fahrwegs F kann eine Bestätigung durch den Fahrzeugführer vorgesehen sein. Zudem kann vorgesehen sein, dass während des gesamten Fahrvorgangs ein Bestätigungstaster betätigt werden muss, z. B. auf einer Fernsteuerungseinheit durch den Fahrzeugführer. Wird der Bestätigungstaster nicht mehr betätigt, so wird der Fahrvorgang sofort unterbrochen. Dadurch kann die Sicherheit erhöht werden, da der Fahrvorgang schnell unterbrochen werden kann, z. B. falls sich plötzlich ein Hindernis im ermittelten Fahrweg F befindet.
In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass im Falle einer nicht optimalen, d. h. zu verbessernden Zielposition P2, der Fahrzeugführer oder eine externe Einrichtung das Zugfahrzeug 2 dazu auffordert, den Vorgang erneut durchzuführen, d. h. zunächst das Zugfahrzeug 2 wieder zur Stoppposition P1 zu bewegen und dann den Fahrweg F erneut zu ermitteln und zu absolvieren. Ggf. kann auch die Zielposition P2 erneut festgelegt werden.
Bevorzugt erfolgen das computergestützte Ermitteln des Fahrwegs F und das Absolvieren des ermittelten Fahrwegs F zweiphasig (nicht dargestellt). Dabei wird in einer ersten Phase zunächst ein erstes Teilstück des Fahrwegs F von der Stoppposition P1 bis zu einer Zwischenposition, in der Zugfahrzeug 2 und Anhänger 3 zentriert ausgerichtet und voneinander beabstandet angeordnet sind, ermittelt und absolviert und in der zweiten Phase ein zweites Teilstück des Fahrwegs F von der Zwischenposition bis zur Zielposition 2 ermittelt und absolviert.
Hierzu kann ebenfalls auf ein Parkassistenzsystem zurückgegriffen werden, indem beispielsweise Sensoren des Parkassistenzsystems verwendet werden. Die erste Phase kann einem einstufigen Einparken in eine Längsparklücke entsprechen, wobei das Zugfahrzeug 2 mit einem bestimmten Abstand, z. B. 1 m, zum Kupplungsgegenstück 4 geparkt wird. Im Unterschied zu einem üblichen Parkvorgang mittels eines Parkassistenzsystems können zwei zusätzliche Bedingungen vorgesehen sein. Zum einen kann lediglich eine Rückwärtsbewegung ohne weitere Korrekturbewegungen vorgesehen sein und zum anderen kann ein größerer Sicherheitsabstand festgelegt werden, so dass das Zugfahrzeug 2 mit dem bestimmten Abstand zum Kupplungsgegenstück 4 geparkt wird.
Zu Beginn der zweiten Phase ist das Zugfahrzeug 2 zentriert zum Anhänger 3 ausgerichtet und befindet sich in einem bestimmten Abstand, z. B. 1 m, vom Kupplungsgegenstück 4. Das zweite Teilstück des Fahrwegs F wird nun so ermittelt, dass nur geringfügige Lenkmanöver zugelassen werden. Das zweite Teilstück kann auch mit einer geringeren Geschwindigkeit als das erste Teilstück absolviert werden. Beispielsweise kann für das zweite Teilstück die Geschwindigkeit auf weniger als 1 km/h limitiert werden und/oder es kann ein Lenkwinkel von maximal ± 1 ° zugelassen werden. Zudem kann vorgesehen sein, dass sich das Zugfahrzeug 2 ausschließlich rückwärts bewegen darf. Für die erste und zweite Phase können unterschiedliche Sensoren, Sollwertvorgaben und Fehlerabweichungen genutzt werden.
Nach dem Erreichen der Stoppposition kann die Anhängekupplung 1 an das Kupplungsgegenstück 4 angekuppelt werden. Dies kann beispielsweise durch den Fahrzeugführer oder eine andere Person, ggf. mittels einer Fernsteuerungseinheit, oder das Zugfahrzeug 2 und/oder den Anhänger 3 ausgeführt werden. Nach Abschluss des Kupplungsvorgangs kann eine Bestätigungsmeldung ausgegeben werden.
Abschließend, z. B. nach Ausgabe der Bestätigungsmeldung, wird das Verfahren beendet und das Zugfahrzeug 2 kann abgeschaltet werden. Dazu können der Schalthebel auf die Parkposition gestellt, die Handbremse angeschaltet, der Motor abgeschaltet und die Türen verschlossen werden. Eine weitere Bestätigungsmeldung zur Bestätigung der Abschaltung des Zugfahrzeugs 2, z. B. an den Fahrzeugführer oder eine externe Überwachungseinrichtung, kann ausgegeben werden.
Optional kann die Fahrzeugumgebung während des Absolvierens des Fahrwegs F mittels Sensoren überwacht werden. Wird ein unerwartetes Hindernis detektiert, kann das Verfahren unterbrochen oder abgebrochen werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahren zum Positionieren der Anhängekupplung 1 des Zugfahrzeugs 2 bezüglich des an der Zugdeichsel des Anhängers 3 angeordneten Kupplungsgegenstücks 4 beschrieben, wobei der Anhänger 3 senkrecht zum Zugfahrzeug 2 ausgerichtet ist, d. h. beispielsweise in einer Querparklücke geparkt ist.
Im Folgenden werden die Unterschiede zu dem bezüglich 1 beschriebenen Verfahren (parallele Ausrichtung von Zugfahrzeug und Anhänger) erläutert.
Da sich der Anhänger 3 in einer Querparklücke befindet, ist das Vorhandensein einer Lücke neben dem Anhänger 3, z. B. wie durch die gestrichelte Position in 2 dargestellt, für die Durchführung des Verfahren nicht zwingend erforderlich. Zur Erfassung des Anhängers 3 kann beispielsweise ein Identifizierungsschritt vorgesehen sein, d. h. es werden zunächst Hindernisse erfasst und die Zuordnung des Anhängers 3 zu einem bestimmten Hindernis kann dann beispielsweise mittels eines Anhängererkennungsalgorithmus anhand spezieller Eigenschaften des Anhängers 3 oder durch eine Eingabe des Fahrzeugführer bzw. eines externen automatisierten Systems mittels einer Audio- oder Videobenutzerschnittstelle oder unter Nutzung eines V2X (Vehicle-toeverything)-Kommunikationssystems erfolgen.
In einer Ausgestaltung kann das Erfassen des Anhängers 3 und des Kupplungsgegenstücks 4 jedoch ebenfalls mittels eines Parkassistenzsystems erfolgen, sofern sich eine Parklücke neben dem Anhänger 3 befindet. Dabei kann angenommen werden, dass es sich bei dem ersten Hindernis, an das sich eine Parklücke anschließt (siehe 2, gestrichelt dargestellt) oder vor dem sich eine Parklücke befindet (nicht dargestellt), um den Anhänger 3 handelt.
Nach dem computergestützten Ermitteln der Ausrichtung des erfassten Anhängers 3 und der Position des erfassten Kupplungsgegenstücks 4 wird die Stoppposition P1 festgelegt. Beispielsweise kann als Stoppposition P1 dieselbe Position gewählt werden, die bei einem Einparken in die Lücke des Anhängers 3 gewählt werden würde. Zur Festlegung der Stoppposition P1 kann daher vorteilhaft ein Parkassistenzsystem genutzt werden.
Zum Erreichen der Stoppposition P1 kann im Unterschied zum Verfahren nach 1 (Längsausrichtung) eine seitliche Korrektur der Position des Zugfahrzeugs 2 erforderlich sein (siehe seitliche Verschiebung des Zugfahrzeugs 2 in der Stoppposition P1 im Vergleich zur Ausgangsposition rechts)..
Als Zielposition P2 wird im Falle eines Verfahrens gemäß 2 eine Position direkt vor dem Anhänger 3 festgelegt. Im Übrigen wird auf die Erläuterungen bezüglich 1 verwiesen.
Abwandlungen der beschriebenen Verfahren können für schräg eingeparkte Anhänger oder in einer Garage eingeparkte Anhänger vorgenommen werden.
Zum Abkuppeln des Anhängers 3 vom Zugfahrzeug 2 kann das erfindungsgemäßes Verfahren zum Entfernen der Anhängekupplung 1 des Zugfahrzeugs 2 von dem an einer Zugdeichsel des Anhängers 3 angeordneten Kupplungsgegenstücks 4 durchgeführt werden.
Dazu kann in einer Initialisierungsphase zunächst festgestellt werden, dass die zum Abhängen der Anhängekupplung 1 notwendigen Voraussetzungen erfüllt sind. Beispielsweise kann geprüft werden, ob ein Anhänger 3 an dem Zugfahrzeug 2 angehangen ist, ob sich das Zugfahrzeug 2 in einem eingeschalteten Zustand befindet und/oder ob das Zugfahrzeug 2 steht.
Anschließend kann die Anhängekupplung 1 von dem Kupplungsgegenstück 4 abgehangen werden, beispielsweise durch den Fahrzeugführer oder eine andere Person oder automatisiert durch das Zugfahrzeug 2 und/oder den Anhänger 3. Nach dem Abhängen kann eine Bestätigungsmeldung durch den Fahrzeugführer oder ein externes System, z. B. mittels eines Funksignals, ausgegeben werden.
Weiterhin wird für das Zugfahrzeug 2 eine Zielposition computergestützt festgelegt. Diese Zielposition des Abkupplungsvorgangs kann beispielsweise der Stoppposition P1 eines entsprechenden Ankupplungsvorgangs entsprechen.
Nachfolgend wird ein Fahrweg für das Zugfahrzeug 2 bis zu der Zielposition computergestützt ermittelt und der ermittelte Fahrweg absolviert. Der Fahrweg des Abkupplungsvorgangs kann dem Fahrweg des Ankupplungsvorgangs entsprechen.
Auch hier besteht die Möglichkeit, das Ermitteln und Absolvieren des Fahrwegs zweistufig durchzuführen. In einer ersten Phase kann eine kurze Bewegung bis zu einer Zwischenposition ausgeführt werden, für die dieselben Parameter, z. B. Sollwerte und Fehlertoleranzen, und Sensoren wie für die zweite Phase eines entsprechenden Ankupplungsvorgangs genutzt werden können. Beispielsweise kann das Zugfahrzeug in der ersten Fahrzeug eine kurze Distanz, z. B. 1 m, nach geradeaus nach vorn bewegt werden. Die zweite Phase kann einem Ausparkvorgang entsprechend durchgeführt werden, bei dem z. B. das Zugfahrzeug 2 nur nach vorn bewegt werden darf. Die zweite Phase des Abkupplungsvorgangs kann der ersten Phase des Ankupplungsvorgangs entsprechen. Das Absolvieren des Fahrwegs kann beispielsweise durch einen Befehl des Fahrzeugführers oder einer anderen Person, z. B. mittels einer Fernsteuerungseinrichtung oder einer Geste, oder einen Befehl eines externen Systems, z. B. einer zentralen Überwachungseinrichtung, gestartet werden.
Mittels des Verfahrens und der Anordnung kann das Positionieren eines Zugfahrzeugs 2 bezüglich eines Anhängers 3, ggf. inklusive dem eigentlichen Ankupplungs- oder Abkupplungsvorgang, automatisiert durchgeführt werden. Die Koordination der einzelnen Phasen des Verfahrens kann von der Anordnung selbst übernommen werden und der Fahrzeugführer oder ein diesen ersetzendes externes automatisiertes System werden durch die Anordnung angeleitet. Die Anordnung kann die laterale und longitudinale Kontrolle des Zugfahrzeugs 2 übernehmen und das Zugfahrzeug 2 bewegen, ohne dass ein Fahrzeugführer im Zugfahrzeug 2 vorhanden sein muss. Mit anderen Worten kann die Bewegung autonom durchgeführt werden. Vorteilhaft kann eine Benutzerschnittstelle vorgesehen sein, um eine Fernbedienung der Anordnung zu ermöglichen, z. B. mittels eines mobilen Kommunikationsmittels. Die Überwachung des Verfahrens kann durch den Fahrzeugführer, ein externes System mit einer entsprechenden Software, eine Drohne, ein anderes Fahrzeug oder einer anderen geeigneten Infrastruktur durchgeführt werden.
Vorteilhaft können das Verfahren und die Anordnung in ein Parkassistenzsystem, z. B. in Form einer Softwareerweiterung, integriert werden. Beispielsweise kann die Positionierung des Zugfahrzeugs 2 zum Ankuppeln des Anhängers 3 als Einparkvorgang in eine Längsparklücke angesehen werden, welcher durch ein rückwärtiges Hindernis, nämlich den Anhänger 3, begrenzt ist, wobei der Abstand zu dem Hindernis bzw. Anhänger 3 an den Ankupplungsvorgang angepasst ist.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Die Figuren sind nicht notwendigerweise detailgetreu und maßstabsgetreu und können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um einen besseren Überblick zu bieten. Daher sind hier offenbarte funktionale Einzelheiten nicht einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als anschauliche Grundlage, die dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik Anleitung bietet, um die vorliegende Erfindung auf vielfältige Weise einzusetzen.
Der hier verwendete Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elemente verwendet werden. Wird beispielsweise eine Zusammensetzung beschrieben, dass sie die Komponenten A, B und/oder C, enthält, kann die Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombination enthalten.
Bezugszeichenliste

1: Anhängekupplung
2: Zugfahrzeug
3: Anhänger
4: Kupplungsgegenstück
P1: Stoppposition
P2: Zielposition
F: Fahrweg

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

US 2014/0309840 A1 [0007]
US 2014/0012465 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Positionieren einer Anhängekupplung (1) eines Zugfahrzeug (2) bezüglich eines an einer Zugdeichsel eines Anhängers (3) angeordneten Kupplungsgegenstücks (4), aufweisend: a) Erfassen des Anhängers (3) und des Kupplungsgegenstücks (4), b) computergestütztes Ermitteln einer Ausrichtung des erfassten Anhängers (3) und einer Position des erfassten Kupplungsgegenstücks (4), c) computergestütztes Festlegen einer Stoppposition (P1) für das Zugfahrzeug (2) in Abhängigkeit der ermittelten Ausrichtung des Anhängers (3) und der ermittelten Position des Kupplungsgegenstücks (4), d) Bewegen des Zugfahrzeugs (2) bis zur Stoppposition (P1), e) computergestütztes Festlegen einer Zielposition (P2) für das Zugfahrzeug (2), bei deren Erreichen die Anhängekupplung (1) in einem Zielgebiet des Kupplungsgegenstücks (4) positioniert ist, f) computergestütztes Ermitteln eines Fahrwegs (F) für das Zugfahrzeug (2) von der Stoppposition (P1) zu der Zielposition (P2) und g) Absolvieren des ermittelten Fahrwegs (F) bis zur Zielposition (P2).
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: - Ankuppeln der Anhängekupplung (1) an das Kupplungsgegenstück (4).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das computergestützte Ermitteln des Fahrwegs (F) und das Absolvieren des ermittelten Fahrwegs (F) eine erste und eine zweite Phase aufweisen, wobei in der ersten Phase ein erstes Teilstück des Fahrwegs (F) von der Stoppposition (P1) bis zu einer Zwischenposition, in der Zugfahrzeug (2) und Anhänger (3) zentriert ausgerichtet und voneinander beabstandet angeordnet sind, ermittelt und absolviert wird und in der zweiten Phase ein zweites Teilstück des Fahrwegs (F) von der Zwischenposition bis zur Zielposition (P2) ermittelt und absolviert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bewegen des Zugfahrzeugs (2) bis zur Stoppposition (P1), das Absolvieren des ermittelten Fahrwegs (F) und/oder das Ankuppeln der Anhängekupplung (1) an das Kupplungsgegenstück (4) autonom oder ferngesteuert erfolgen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: - Überwachen der Umgebung des Zugfahrzeugs (2) während des Absolvierens des ermittelten Fahrwegs (F).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: - computergestütztes Ermitteln von Lenkwinkeln und/oder Geschwindigkeiten für das Zugfahrzeug (2) zum Absolvieren des ermittelten Fahrwegs (F).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Stoppposition (P1) eine parallel oder senkrecht zum Anhänger (3) ausgerichtete Position festgelegt wird.
Verfahren zum Entfernen einer Anhängekupplung (1) eines Zugfahrzeugs (2) von einem an einer Zugdeichsel eines Anhängers (3) angeordneten Kupplungsgegenstück (4), aufweisend: a) computergestütztes Festlegen einer Zielposition für das Zugfahrzeug (2), b) computergestütztes Ermitteln eines Fahrwegs für das Zugfahrzeug (2) zu der Zielposition und c) Absolvieren des ermittelten Fahrwegs bis zur Zielposition.
Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin aufweisend: - Abhängen der Anhängekupplung (1) von dem Kupplungsgegenstück (4).
Anordnung zum Positionieren einer Anhängekupplung (1) eines Zugfahrzeugs (2) bezüglich eines an einer Zugdeichsel eines Anhängers (3) angeordneten Kupplungsgegenstücks (4), aufweisend: - Sensoren zum Erfassen des Anhängers (3) und des Kupplungsgegenstücks (4) und - ein Datenverarbeitungssystem, eingerichtet und ausgebildet: i. zum Empfangen von Eingangsdaten der Sensoren, ii. zum Ermitteln einer Ausrichtung des Anhängers (3) und einer Position des Kupplungsgegenstücks (4) aus den Eingangsdaten, iii. zum Festlegen einer Stoppposition (P1) für das Zugfahrzeug (2) in Abhängigkeit der ermittelten Ausrichtung des Anhängers (3) und der ermittelten Position des Kupplungsgegenstücks (4), iv. zum Festlegen einer Zielposition (P2) für das Zugfahrzeug (2), bei deren Erreichen die Anhängekupplung (1) in einem Zielgebiet des Kupplungsgegenstücks (4) positioniert ist, v. zum Ermitteln eines Fahrwegs (F) für das Zugfahrzeug (2) von der Stoppposition (P1) zu der Zielposition (P2), vi. zum Ausgeben von Anweisungen zum Bewegen des Zugfahrzeugs (2) bis zur Stoppposition (P1) und vii. zum Ausgeben von Anweisungen zum Absolvieren des ermittelten Fahrwegs (F) bis zur Zielposition (P2).
Anordnung nach Anspruch 10, wobei das Datenverarbeitungssystem dazu eingerichtet und ausgebildet ist, für den Fahrweg (F) für das Zugfahrzeug (2) von der Stoppposition (P1) zu der Zielposition (P2) eine erste und eine zweite Phase zu ermitteln, wobei in der ersten Phase ein erstes Teilstück des Fahrwegs (F) von der Stoppposition (P1) bis zu einer Zwischenposition, in der Zugfahrzeug und Anhänger zentriert ausgerichtet und voneinander beabstandet angeordnet sind, ermittelt wird und in der zweiten Phase ein zweites Teilstück des Fahrwegs (F) von der Zwischenposition bis zur Zielposition (P2) ermittelt wird.
Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Anweisungen zum Bewegen des Zugfahrzeugs (2) bis zur Stoppposition (P1) und/oder die Anweisungen zum Absolvieren des ermittelten Fahrwegs (F) von der Stoppposition (P1) bis zur Zielposition (P2) als Steuersignale an Einrichtungen des Zugfahrzeugs (2) zum autonomen Bewegen des Zugfahrzeugs (2) ausgegeben werden.
Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, weiterhin aufweisend: - Sensoren zum Überwachen der Umgebung des Zugfahrzeugs (2).
Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Datenverarbeitungssystem weiterhin dazu ausgebildet und eingerichtet ist, Lenkwinkel und/oder Geschwindigkeiten für das Zugfahrzeug (2) zum Absolvieren des Fahrwegs (F) zu ermitteln und auszugeben.
Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Datenverarbeitungssystem weiterhin dazu ausgebildet und eingerichtet ist, Anweisungen zum Ankuppeln der Anhängekupplung (1) an das Kupplungsgegenstück (4) auszugeben.
Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, weiterhin aufweisend: - eine Fernsteuerungseinheit zum Empfangen von Signalen des Datenverarbeitungssystems und Aussenden von Signalen an das Datenverarbeitungssystem.
Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 16 die Merkmale a), b), c), e) und f) des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder die Merkmale a) und b) des Verfahrens gemäß Anspruch 8 ausführt.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 17, weiterhin umfassend Befehle, die bewirken, dass sich ein Zugfahrzeug (2) mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 16 bis zur Stoppposition (P1) bewegt und/oder der ermittelte Fahrweg (F) bis zur Zielposition (P2) durch das Zugfahrzeug (2) absolviert wird.