DE102019115789A1

DE102019115789A1 - Rückfahrunterstützung eines Gespanns mit einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger

Info

Publication number: DE102019115789A1
Application number: DE102019115789.7A
Authority: DE
Inventors: Razvan Luca; Camille Grimard; Gerald Koudijs
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2020-12-17

Abstract

Zum Bestimmen eines Kollisionswinkels (γ) eines Gespanns (9) mit einem Kraftfahrzeug (10) und einem Anhänger (11) wird ein Zielwert (Y3) für einen Knickwinkel (Y) des Gespanns (9) mittels einer Benutzerschnittstelle (20) erfasst und eine Rückwärtsfahrt des Gespanns (9) wird in Abhängigkeit von dem Zielwert (Y3) automatisch mittels eines Fahrzeugführungssystems (22) durchgeführt. Mittels eines ersten Sensorsystems (17) wird erkannt, dass ein Abstand zwischen dem Anhänger (11) und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs (10) gleich einem vorgegebenen Mindestabstand ist. Mittels eines zweiten Sensorsystems (18) des Kraftfahrzeugs (10) wird ein dem Mindestabstand entsprechender Wert des Knickwinkels (Y) als Kollisionswinkel (Y2) bestimmt und der Kollisionswinkel (Y2) wird mittels der Recheneinheit (19) gespeichert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückfahrunterstützung eines Gespanns mit einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger, wobei ein Zielwert für einen Knickwinkel des Gespanns mittels einer Benutzerschnittstelle des Kraftfahrzeugs erfasst wird, ein entsprechendes Fahrzeugführungssystem sowie ein entsprechendes Computerprogramm. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen eines Kollisionswinkels eines Gespanns mit einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger, ein entsprechendes elektronisches Fahrzeugführungssystem sowie ein entsprechendes Computerprogramm.
Beim automatischen Rückwärtsfahren eines Gespanns mit einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger kann es vorteilhaft sein, wenn die Rückwärtsfahrt nicht zwischendurch durch Vorwärtsfahrten unterbrochen werden muss, beispielsweise um eine Kollision des Gespanns mit einem Objekt oder des Anhängers mit dem Kraftfahrzeug zu vermeiden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn eine Verkleinerung eines Knickwinkels des Gespanns zu jedem Zeitpunkt der Rückwärtsfahrt allein durch Lenkmanöver und Rückwärtsfahren erreicht werden kann, ohne dass ein Vorwärtsfahren notwendig ist. Zudem ist es jedoch wichtig, dass während der Rückwärtsfahrt eine Kollision zwischen Anhänger und Kraftfahrzeug sicher und zuverlässig vermieden wird.
Das Dokument DE 100 30 738 C1 betrifft eine Anordnung zur Bestimmung des Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem Anhänger. Dazu werden zwei Ultraschallwandler im Zugfahrzeug angebracht, die Ultraschallimpulse in Richtung des Anhängers senden. Reflektierte Ultraschallanteile werden von den Wandlern erkannt und ein Bordrechner kann den Knickwinkel beruhend darauf berechnen.
Im Dokument EP 1 459 963 B1 wird ein Kraftfahrzeug angegeben, welches Abstandssensoren aufweist, mittels derer eine Abstandsbestimmung durchgeführt wird, wenn der Anhänger nicht angehängt ist. Wenn der Anhänger angehängt ist, dienen die Abstandssensoren zur Knickwinkelbestimmung.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur Rückfahrunterstützung eines Gespanns mit einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger anzugeben, das es ermöglicht, eine automatische Rückwärtsfahrt ohne Unterbrechungen durch Vorwärtsfahrten durchzuführen und gleichzeitig eine Kollision zwischen Anhänger und Kraftfahrzeug zuverlässig zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Kollisionswinkels, ein Verfahren zur Rückfahrunterstützung eines Gespanns, elektronische Fahrzeugführungssysteme und Computerprogramme sowie ein computerlesbares Speichermedium nach den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, für eine Rückwärtsfahrt einen Knickwinkel des Gespanns derart zu beschränken, dass ein vorgegebener Mindestabstand zwischen dem Anhänger und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs eingehalten wird.
Gemäß einem ersten unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Kollisionswinkels eines Gespanns mit einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger angegeben. Ein Zielwert für einen Knickwinkel des Gespanns wird mittels einer Benutzerschnittstelle des Kraftfahrzeugs erfasst. Eine Rückwärtsfahrt des Gespanns wird in Abhängigkeit von dem erfassten Zielwert wenigstens teilweise automatisch mittels eines elektronischen Fahrzeugführungssystems des Kraftfahrzeugs durchgeführt. Mittels eines ersten Sensorsystems des Kraftfahrzeugs wird, insbesondere während der Rückwärtsfahrt, erkannt, dass ein Abstand zwischen dem Anhänger und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs gleich einem vorgegebenen Mindestabstand ist. Mittels eines zweiten Sensorsystems des Kraftfahrzeugs wird ein dem Mindestabstand entsprechender Wert des Knickwinkels als Kollisionswinkel bestimmt, insbesondere zu einem Zeitpunkt, zu dem der Abstand gleich dem vorgegebenen Mindestabstand ist. Der Kollisionswinkel wird mittels einer Recheneinheit des Kraftfahrzeugs gespeichert, insbesondere auf ein Speichermedium des Kraftfahrzeugs oder des elektronischen Fahrzeugführungssystems.
Unter dem Gespann kann hier und im Folgenden die Kombination aus dem Kraftfahrzeug und dem Anhänger, welcher mittels einer Anhängerkupplung an das Kraftfahrzeug angehängt ist, verstanden werden.
Unter dem Knickwinkel kann hier und im Folgenden ein Winkel verstanden werden, den eine Longitudinalachse des Anhängers mit einer Longitudinalachse des Kraftfahrzeugs einschließt. Dabei ist der Knickwinkel per Definition beispielsweise gleich Null, wenn die Longitudinalachsen des Anhängers und des Kraftfahrzeugs parallel zueinander oder aufeinander liegen. Im Folgenden wird von einer symmetrischen Definition des Knickwinkels ausgegangen. Das bedeutet, unter dem Knickwinkel kann der Absolutwert desjenigen Winkels verstanden werden, den die Longitudinalachsen von Kraftfahrzeug und Anhänger einschließen.
Unter der Longitudinalachse oder Längsachse des Kraftfahrzeugs kann diejenige Achse oder Richtung verstanden werden, entlang sich das Kraftfahrzeug bewegt, wenn die Lenkung des Kraftfahrzeugs in einer Neutralstellung ist und das Kraftfahrzeug nach vorne fährt. Unter der Longitudinalachse oder Längsachse des Anhängers kann beispielsweise eine Achse verstanden werden, entlang der sich das Kraftfahrzeug und der Anhänger bewegen, wenn der Anhänger an dem Kraftfahrzeug angehängt ist, die Lenkung des Kraftfahrzeugs in der Neutralstellung steht und das Gespann dauerhaft vorwärts fährt. Die Longitudinalachse des Anhängers kann beispielsweise einer Längsachse einer Deichsel des Anhängers entsprechen oder parallel zu dieser sein.
Der Zielwert für den Knickwinkel wird insbesondere von einem Benutzer oder Fahrer des Kraftfahrzeugs eingegeben, insbesondere in die oder mittels der Benutzerschnittstelle. Beispielsweise kann je nach Ausgestaltung des elektronischen Fahrzeugführungssystems der Benutzer auf einem Display oder einer Anzeige eine Repräsentation des Knickwinkels beziehungsweise des Gespanns und/oder einer Umgebung des Gespanns sowie entsprechende Veränderungen bei Veränderungen des eingegebenen Zielwerts nachvollziehen. Der eingegebene Zielwert stellt insbesondere eine Eingangsgröße für das Fahrzeugführungssystem zum automatischen Durchführen der Rückwärtsfahrt dar, beispielsweise kann der Zielwert der einzigen Eingangsgröße entsprechen, die von einem Benutzer zum Einleiten der Rückwärtsfahrt eingegeben werden muss.
Beispielsweise kann der Benutzer auf dem Display oder der Anzeige eine Fahrbahn oder Hindernisse in der Umgebung des Gespanns erkennen und entsprechend, insbesondere vor Beginn der Rückwärtsfahrt, den Zielwert für den Knickwinkel auswählen und eingeben, um eine gewünschte Zielstellung des Gespanns, welche am Ende der Rückwärtsfahrt erreicht werden soll, vorzugeben. Der Zielwert des Knickwinkels kann dabei insbesondere indirekt durch den Benutzer vorgegeben werden. Das bedeutet, dass der Benutzer nicht notwendigerweise einen konkreten Zahlenwert für den Knickwinkel eingeben muss. Die Eingabe kann insbesondere durch entsprechende Anpassung einer grafischen Darstellung mittels eines Bedienelements des Fahrzeugführungssystems erfolgen.
Unter der Rückwärtsfahrt kann hier und im Folgenden insbesondere eine Fahrt des Gespanns verstanden werden, bei der eine Antriebskraft des Kraftfahrzeugs in Richtung des Anhängers wirkt, sodass das Kraftfahrzeug während der Rückwärtsfahrt den Anhänger schiebt und insbesondere nicht zieht, wie es bei einer Vorwärtsfahrt der Fall wäre. Zu einem Startzeitpunkt der Rückwärtsfahrt befindet sich das Gespann an einer Startposition zu einem Zielzeitpunkt der Rückwärtsfahrt an einer Zielposition. Die Rückwärtsfahrt ist wird mittels des Fahrzeugführungssystems von Start- zu Zielposition insbesondere einzügig, also mit nur einem Zug, insbesondere ohne einen Vorwärtsfahrmanöver oder einen Vorwärtsfahrzug, durchgeführt.
Der Knickwinkel kann bei dem Gespann insbesondere nicht beliebig große Werte annehmen, ohne dass eine Kollision zwischen Kraftfahrzeug und Anhänger stattfindet. Der Knickwinkel, bei dem die Kollision stattfindet wird beispielsweise Klappmesserwinkel oder Jackknife-Winkel genannt.
Unter dem Kollisionswinkel kann hier und im Folgenden ein Knickwinkel verstanden werden, bei dem die Kollision zwischen Fahrzeug und Anhänger noch nicht eingetreten ist, indem der vorgegebene Mindestabstand eingehalten wird. Bei dem Kollisionswinkel handelt es sich also näherungsweise um den Klappmesserwinkel. Wie stark Klappmesserwinkel und Kollisionswinkel voneinander abweichen hängt insbesondere von dem vorgegebenen Mindestabstand ab. Der vorgegebene Mindestabstand kann beispielsweise in der Größenordnung von einem oder mehreren Zentimetern liegen, beispielsweise in der Größenordnung von 4 bis 30 cm.
Unter dem Abstand zwischen dem Anhänger und der Karosserie kann insbesondere ein kürzester Abstand zwischen dem Anhänger und der Karosserie verstanden werden, insbesondere zwischen einem fest definierten Punkt oder Bereich des Kraftfahrzeugs und einem Punkt oder Bereich, insbesondere einem beliebigen Punkt oder Bereich, des Anhängers. Der Abstand entspricht also beispielsweise einem minimalen Abstand den irgendeine Komponente oder ein Teil des Anhängers zu dem definierten Punkt oder Bereich des Kraftfahrzeugs hat.
Dass der Abstand gleich dem Mindestabstand ist bedeutet insbesondere, dass der Abstand und der Mindestabstand bis auf einen vorgegeben, üblichen oder vorzusehenden Toleranzwert übereinstimmen.
Das wenigstens teilweise Durchführen der Rückwärtsfahrt mittels des Fahrzeugführungssystems beinhaltet insbesondere eine automatische Steuerung der Lenkung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine vollautomatische Steuerung oder Lenkung, und kann beispielsweise die Ausgabe von Anweisungen an den Benutzer, beispielsweise zum Bremsen oder Beschleunigen des Kraftfahrzeugs, insbesondere mittels eines visuellen, akustischen und/oder haptischen Anweisungssignals an den Benutzer, beinhalten. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeugführungssystem auch das Bremsen und/oder Beschleunigen des Kraftfahrzeugs automatisch, insbesondere vollautomatisch, übernehmen.
Um die Rückwärtsfahrt automatisch durchzuführen kann das Fahrerassistenzsystem insbesondere auf einen Knickwinkelsensor des Kraftfahrzeugs oder des Fahrzeugführungssystems, insbesondere des zweiten Sensorsystems, zurückgreifen, mittels dem der Knickwinkel des Gespanns bestimmt werden kann. Der Knickwinkelsensor kann beispielsweise eine Kamera oder ein in der Anhängerkupplung verbautes Sensorsystem zur Bestimmung eines Drehwinkels des Anhängers relativ zu dem Kraftfahrzeug beinhalten.
Dass der dem Mindestabstand entsprechende Wert des Knickwinkels als Kollisionswinkel bestimmt wird, kann insbesondere derart verstanden werden, dass der Knickwinkel zu einem Zeitpunkt, zu dem der Abstand gleich dem vorgegebenen Mindestabstand ist, bestimmt wird und als Kollisionswinkel identifiziert wird.
Eine des Klappmesser- oder Jackknife-Winkels, bei dem Anhänger und Kraftfahrzeug tatsächlich kollidieren, vorab durchzuführen ist nicht ohne weiteres möglich, da der Klappmesserwinkel von den detaillierten Gegebenheiten und geometrischen Ausgestaltungen des Anhängers und des Kraftfahrzeugs abhängt. Insbesondere würden in eine solche Berechnung eine Anhängerlänge, Anhängerform und -kontur sowie eine Kraftfahrzeuglänge und -form und -kontur eingehen. Eine Vorabberechnung wäre daher unflexibel und müsste für jedes Gespann aufwendig bestimmt werden.
Mittels eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept zum Bestimmen des Kollisionswinkels wird der Kollisionswinkel, welcher näherungsweise dem Jackknife-Winkel entspricht, einmalig mittels der Sensorsysteme des Kraftfahrzeugs bestimmt und gespeichert und kann somit vorteilhafterweise für zukünftige Rückwärtsfahrten jederzeit eingesetzt werden. Das Erfordernis einer komplexen Berechnung des Jackknife-Winkels, entfällt somit.
Ein solches Verfahren zum Bestimmen des Kollisionswinkels kann insbesondere als Trainingsphase oder Trainingsverfahren für ein nachfolgendes Verfahren zur Rückfahrunterstützung, insbesondere nach dem verbesserten Konzept, angesehen werden. Insbesondere kann der mittels der Verfahrens bestimmte Kollisionswinkel als Grenzwert für den Knickwinkel bei einer späteren Rückwärtsfahrt des Gespanns eingesetzt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Bestimmen des Kollisionswinkels werden während des Durchführens der Rückwärtsfahrt sämtliche, also alle, Lenkmanöver zur Steuerung des Gespanns vollautomatisch mittels des Fahrzeugführungssystems durchgeführt.
Insbesondere ist kein manuelles Lenkmanöver oder und kein manuelles Eingreifen in die Lenkung durch den Fahrer oder Benutzer erforderlich. Ein Vorteil solcher Ausführungsformen ist, dass aufgrund der kontrollierten Bedingungen, die mittels einer vollautomatischen Lenkung realisierbar sind, eine genauere Bestimmung des Kollisionswinkels möglich ist.
In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Gespanns während der Rückwärtsfahrt mittels des Fahrzeugführungssystems begrenzt oder teilweise oder vollautomatisch mittels des Fahrzeugführungssystems geregelt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform können das erste und das zweite Sensorsystem zumindest teilweise dieselben Sensoren verwenden, um den Abstand beziehungsweise den Knickwinkel zu bestimmen. Insbesondere können Abstandssensoren verwendet werden, um einerseits den Abstand zu bestimmen und andererseits weitere Abstände zwischen dem Anhänger und dem Kraftfahrzeug zu bestimmen um diese weiteren Abstände als Berechnungsgrundlage für den Knickwinkel zu nutzen. Alternativ können unterschiedliche Sensoren zur Knickwinkelbestimmung und zur Abstandsbestimmung eingesetzt werden.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zur Rückfahrunterstützung eines Gespanns mit einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger angegeben, wobei ein Zielwert für einen Knickwinkel des Gespanns mittels einer Benutzerschnittstelle des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Ein erster Grenzwert für den Knickwinkel wird von einer Recheneinheit des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines elektronischen Fahrzeugführungssystems des Kraftfahrzeugs, erfasst, wobei der Knickwinkel ohne ein Vorwärtsfahren des Gespanns verkleinert werden kann, wenn, insbesondere genau dann, wenn, der Knickwinkel kleiner oder gleich einem ersten Grenzwert ist. Ein zweiter Grenzwert für den Knickwinkel wird von der Recheneinheit erfasst, wobei ein Abstand zwischen dem Anhänger und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs einem gegebenen Mindestabstand entspricht, wenn der Knickwinkel gleich dem zweiten Grenzwert ist. Der erfasste Zielwert wird mittels der Recheneinheit auf einen minimalen Grenzwert der beiden Grenzwerte beschränkt und eine Rückwärtsfahrt des Gespanns wird in Abhängigkeit von dem beschränkten Zielwert wenigstens teilweise automatisch mittels des elektronischen Fahrzeugführungssystems des Kraftfahrzeugs durchgeführt.
Der erste Grenzwert entspricht einem maximalen reversiblen Knickwinkel, das bedeutet, es handelt sich um den denjenigen Winkel, den der Knickwinkel nicht überschreiten darf, wenn eine Verkleinerung des Knickwinkels allein durch Rückwärtsfahren und Lenken, also insbesondere ohne ein Unterbrechen des Rückwärtsfahrens durch eine Vorwärtsfahrt, möglich sein soll. Dass der Knickwinkel ohne ein Vorwärtsfahren des Gespanns verkleinert werden kann, wenn der Knickwinkel gleich dem ersten Grenzwert ist, kann als Definition des maximalen reversiblen Knickwinkels verstanden werden.
Die Berechnung des maximalen reversiblen Knickwinkels ist an sich bekannt und erfordert insbesondere die Kenntnis eines effektiven Radstands des Anhängers, insbesondere eines Abstands zwischen einer Radachse des Anhängers und einer Kupplungsstelle zwischen dem Anhänger, insbesondere einer Deichsel des Anhängers, und der Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs. Außerdem hängt der maximale reversible Knickwinkel von einem Abstand der Anhängerkupplung von einer hinteren Radachse des Kraftfahrzeugs, von einem Radstand des Kraftfahrzeugs und von einem maximalen Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs ab.
Insbesondere kann der erste Grenzwert als Kollisionswinkel nach einer der Ausgestaltungsformen eines Verfahrens zur Bestimmung des Kollisionswinkels nach dem verbesserten Konzept ermittelt werden oder worden sein.
Wenn der Knickwinkel größer ist als der erste Grenzwert, dann kann der Knickwinkel insbesondere nur noch dadurch verkleinert werden, dass das Gespann die Rückwärtsfahrt unterbricht und einen Vorwärtsfahrzug durchführt.
Das Erfassen des ersten Grenzwertes kann insbesondere ein Abrufen oder Laden eines gespeicherten Wertes für den ersten Grenzwert von einem Speichermedium des elektronischen Fahrzeugführungssystems beinhalten oder eine Berechnung des ersten Grenzwerts, beispielsweise mittels des Fahrzeugführungssystems.
Das Erfassen des zweiten Grenzwertes kann beispielsweise das Abrufen oder Ladens des Wertes des zweiten Grenzwertes von dem Speichermedium beinhalten oder das Bestimmen des zweiten Grenzwertes anhand einer Abstandsmessung mittels eines Sensorsystems des Kraftfahrzeugs.
Dass der Abstand gleich dem Mindestabstand ist, wenn der Knickwinkel gleich dem zweiten Grenzwert ist, kann als Definition des zweiten Grenzwerts verstanden werden.
Insbesondere ist der Abstand größer als der vorgegebene Mindestabstand, wenn der Knickwinkel kleiner ist als der zweite Grenzwert und der Abstand ist kleiner als der vorgegebene Mindestabstand, wenn der Knickwinkel größer ist als der zweite Grenzwert.
Der erste Grenzwert entspricht insbesondere einem Kollisionswinkel, wie er gemäß einem Verfahren zum Bestimmen des Kollisionswinkels nach dem verbesserten Konzept bestimmt werden kann. Beispielsweise kann der erste Grenzwert mittels eines Verfahrens zum Bestimmen des Kollisionswinkels nach dem verbesserten Konzept bestimmt und auf das Speichermedium gespeichert worden sein.
Der minimale Grenzwert der beiden Grenzwerte ist insbesondere durch den ersten Grenzwert gegeben, wenn der erste Grenzwert kleiner ist als der zweite Grenzwert und durch den zweiten Grenzwert, wenn der zweite Grenzwert kleiner ist als der erste Grenzwert. Ist der erste Grenzwert gleich dem zweiten Grenzwert, so ist auch der minimale Grenzwert gleich dem ersten und dem zweiten Grenzwert.
Dass der Zielwert auf den minimalen Grenzwert beschränkt wird, kann insbesondere derart verstanden werden, dass für die Rückwärtsfahrt der erfasste Zielwert nur dann direkt als Ziel für die Rückwärtsfahrt zugrunde gelegt wird, wenn der erfasste Zielwert kleiner oder gleich dem minimalen Grenzwert ist. Anders ausgedrückt, die Rückwärtsfahrt wird mit dem erfassten Zielwert als tatsächlichen Zielwert für die Rückwärtsfahrt durchgeführt, wenn der erfasste Zielwert kleiner ist als der minimale Grenzwert. Ist der erfasste Zielwert größer als der minimale Grenzwert, so wird anstelle des erfassten Zielwerts der minimale Grenzwert als tatsächlicher Zielwert für die Rückwärtsfahrt verwendet.
Dadurch wird gleichzeitig erreicht, dass während des Rückwärtsfahrt weder eine Kollision zwischen Kraftfahrzeug und Anhänger auftreten kann, noch dass eine Situation eintreten kann, in welcher der Knickwinkel nur noch durch Vorwärtsfahren verkleinert werden kann.
Zum einen wird dadurch ein effizientes automatisches Rangieren beziehungsweise Rückwärtsfahren ermöglicht, da der tatsächliche Zielwert immer kleiner oder gleich dem ersten Grenzwert ist, also dem maximalen reversiblen Knickwinkel. Eine Rückwärtsfahrt, die nicht durch eine Vorwärtsfahrt unterbrochen wird, um den Knickwinkel zu reduzieren, ist besonders effizient und daher vorteilhaft.
Zum anderen wird auch eine Kollision zwischen Anhänger und Kraftfahrzeug effektiv und zuverlässig verhindert, da der tatsächliche Zielwert auch immer kleiner oder gleich dem zweiten Grenzwert ist, also insbesondere immer kleiner als der Jackknife- oder Klappmesserwinkel. Dabei ist insbesondere zu beachten, dass der Klappmesser- oder Jackknife-Winkel je nach geometrischen Gegebenheiten des Gespanns kleiner oder größer als der maximale reversible Knickwinkel sein kann. Es ist daher ein Vorteil des Verfahrens nach dem verbesserten Konzept, dass keiner der beiden Grenzwerte überschritten wird.
Insbesondere ist nach dem verbesserten Konzept eine Kollision immer zu verhindern, ohne dass ein Vorwärtsfahren erforderlich ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Rückfahrunterstützung des Gespanns werden während des Durchführens der Rückwärtsfahrt sämtliche, also alle, Lenkmanöver zur Steuerung des Gespanns vollautomatisch mittels des Fahrzeugführungssystems durchgeführt.
Insbesondere ist ein Eingriff in die Lenkung oder die Steuerung des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer oder Benutzer des Kraftfahrzeugs nicht erforderlich. Damit kann mit Vorteil eine Kollision ohne ein entsprechendes Eingreifen und ohne eine Aufmerksamkeit oder Reaktion des Fahrers verhindert werden, und dies mit Vorteil ohne ein Vorwärtsfahren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Rückfahrunterstützung wird die Geschwindigkeit des Gespanns während des Rückwärtsfahrens mittels des Fahrzeugführungssystems auf einen Maximalwert begrenzt und/oder teilautomatisch oder vollständig automatisch mittels des Fahrzeugführungssystems geregelt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Rückfahrunterstützung des Gespanns wird der zweite Grenzwert als Kollisionswinkel mittels eines Verfahrens zum Bestimmen des Kollisionswinkels nach dem verbesserten Konzept bestimmt. Das Verfahren zur Rückfahrunterstützung enthält dann insbesondere das Verfahren zum Bestimmen des Kollisionswinkels. Das Verfahren zum Bestimmen des Kollisionswinkels kann dabei insbesondere zeitlich unabhängig, insbesondere zeitlich vorgelagert, zu den übrigen Schritten des Verfahrens zur Rückfahrunterstützung erfolgen.
Insbesondere wird ein Verfahren zur Kollisionswinkelbestimmung nach dem verbesserten Konzept für das Gespann durchgeführt, als Ergebnis des Verfahrens wird der Kollisionswinkel gespeichert und das Erfassen des zweiten Grenzwerts in dem Verfahren zur Rückfahrunterstützung des Gespanns enthält das Auslesen des gespeicherten Kollisionswinkels.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Rückfahrunterstützung wird ein Trainingszielwert für den Knickwinkel mittels der Benutzerschnittstelle erfasst. Eine Trainingsrückwärtsfahrt des Gespanns wird in Abhängigkeit von dem Trainingszielwert wenigstens teilweise automatisch mittels des Fahrzeugführungssystems durchgeführt. Mittels eines ersten Sensorsystems des Kraftfahrzeugs wird erkannt, dass ein Abstand zwischen dem Anhänger und der Karosserie des Kraftfahrzeugs gleich dem vorgegebenen Mindestabstand ist. Mittels eines zweiten Sensorsystems des Kraftfahrzeugs wird ein dem Mindestabstand entsprechender Wert des Knickwinkels als Kollisionswinkel bestimmt und der Kollisionswinkel wird mittels der Recheneinheit auf einem Speichermedium gespeichert. Das Erfassen des zweiten Grenzwertes für den Knickwinkel beinhaltet das Auslesen oder Laden des gespeicherten Kollisionswinkels von dem Speichermedium.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein elektronisches Fahrzeugführungssystem für das Kraftfahrzeug angegeben. Das Fahrzeugführungssystem weist eine Benutzerschnittstelle zum Erfassen eines Zielwerts für einen Knickwinkel eines Gespanns auf, wobei das Gespann das Kraftfahrzeug und einen Anhänger enthält. Das Fahrzeugführungssystem ist dazu eingerichtet, eine Rückwärtsfahrt des Gespanns in Abhängigkeit von dem Zielwert wenigstens teilweise automatisch durchzuführen. Das Fahrzeugführungssystem weist ein erstes Sensorsystem auf, das dazu eingerichtet ist, insbesondere während der Rückwärtsfahrt, zu erkennen, dass ein Abstand zwischen dem Anhänger und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs gleich einem vorgegebenen Mindestabstand ist. Das Fahrzeugführungssystem weist ein zweites Sensorsystem auf, das dazu eingerichtet ist, einen dem Mindestabstand entsprechenden Wert des Knickwinkels als Kollisionswinkel zu bestimmen. Das Fahrzeugführungssystem weist eine Recheneinheit auf, die dazu eingerichtet ist, den Kollisionswinkel, insbesondere auf ein Speichermedium des Fahrzeugführungssystems oder des Kraftfahrzeugs, zu speichern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Fahrzeugführungssystems weist das erste Sensorsystem ein Radarsystem, ein optisches Abstandssensorsystem, ein Lidarsystem und/oder ein Ultraschallsensorsystem auf, um den Abstand zwischen dem Anhänger und der Karosserie zu bestimmen.
Entsprechend der jeweiligen Ausgestaltungsform ist das Sensorsystem beispielsweise dazu eingerichtet, Funkwellen, Licht und/oder Ultraschallwellen auszusenden und reflektierte Anteile der Funkwellen, des Lichts und/oder der Ultraschallwellen zu erfassen und basierend auf den erfassten reflektierten Anteilen den Abstand zwischen Anhänger und Karosserie zu bestimmen.
Mit Vorteil können hierzu Sensoren eingesetzt werden, die auch für andere Anwendungen vorgesehen sind oder eingesetzt werden. Insbesondere können Sensoren des ersten Sensorsystems als allgemeine Abstandssensoren zur Bestimmung eines Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und einem Hindernis oder Objekt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs dienen. Dadurch ergibt sich ein Synergieeffekt durch den Einsatz derselben Sensoren für unterschiedliche Zwecke und eine entsprechender Kostenreduzierung des Gesamtsystems und des Kraftfahrzeugs.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Fahrzeugführungssystems weist das zweite Sensorsystem ein Kamerasystem auf, um den Knickwinkel zu bestimmen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das zweite Sensorsystem, um den Knickwinkel zu bestimmen, ein Rotationswinkelsensorsystem auf, welches in einer Anhängerkupplung zum Verbinden des Anhängers mit dem Kraftfahrzeug verbaut ist.
In zumindest einer Ausführungsform des Fahrzeugführungssystems kann das zweite Sensorsystem auf das Radarsystem, das optische Abstandssensorsystem, das Lidarsystem und/oder das Ultraschallsystem des ersten Sensorsystems zugreifen, um wenigstens einen weiteren Abstand zwischen dem Anhänger und der Karosserie zu bestimmen. Die Recheneinheit ist beispielsweise dazu eingerichtet, basierend auf dem Abstand und/oder dem wenigstens einen weiteren Abstand den Knickwinkel zu berechnen.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Kraftfahrzeug angegeben, welches ein elektronisches Fahrzeugführungssystem nach dem verbesserten Konzept aufweist.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzept wird ein weiteres elektronisches Fahrzeugführungssystem für ein Kraftfahrzeug angegeben, welches eine Benutzerschnittstelle zum Erfassen eines Zielwerts für einen Knickwinkel eines Gespanns aufweist, das Gespann enthaltend das Kraftfahrzeug und einen Anhänger. Das Fahrzeugführungssystem weist eine Recheneinheit auf, die dazu eingerichtet ist, einen ersten Grenzwert für den Knickwinkel zu erfassen, wobei der Knickwinkel ohne ein Vorwärtsfahren des Gespanns verkleinert werden kann, wenn der Knickwinkel gleich oder kleiner dem ersten Grenzwert ist. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, einen zweiten Grenzwert für den Knickwinkel zu erfassen, wobei ein Abstand zwischen dem Anhänger und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs einem gegebenen Mindestabstand entspricht, wenn, insbesondere genau dann, wenn, der Knickwinkel gleich dem zweiten Grenzwert ist. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, den erfassten Zielwert auf einen minimalen Grenzwert der beiden Grenzwerte zu beschränken. Das Fahrzeugführungssystem ist dazu eingerichtet, eine Rückwärtsfahrt des Gespanns in Abhängigkeit von dem beschränkten Zielwert wenigstens teilweise automatisch durchzuführen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des weiteren elektronischen Fahrzeugführungssystems, ist das Fahrzeugführungssystem dazu eingerichtet, während der Rückwärtsfahrt sämtliche Lenkmanöver zur Steuerung des Gespanns vollautomatisch durchzuführen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des weiteren elektronischen Fahrzeugführungssystems ist die Benutzerschnittstelle dazu eingerichtet, einen Trainingszielwert für den Knickwinkel zu erfassen und das Fahrzeugführungssystem ist dazu eingerichtet, eine Trainingsrückwärtsfahrt des Gespanns in Abhängigkeit von dem Trainingszielwert wenigstens teilweise automatisch durchzuführen. Das Fahrzeugführungssystem weist ein erstes Sensorsystem auf, das dazu eingerichtet ist, insbesondere während der Trainingsrückwärtsfahrt, zu erkennen, dass der Abstand zwischen dem Anhänger und der Karosserie gleich dem vorgegebenen Mindestabstand ist. Das Fahrzeugführungssystem weist ein zweites Sensorsystem auf, das dazu eingerichtet ist, einen dem Mindestabstand entsprechenden Wert des Knickwinkels als Kollisionswinkel zu bestimmen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, den Kollisionswinkel, insbesondere auf ein Speichermedium des Fahrzeugführungssystems oder des Kraftfahrzeugs, zu speichern und den Kollisionswinkel als den zweiten Grenzwert, insbesondere durch Lesen oder Laden des gespeicherten Kollisionswinkels von dem Speichermedium, zu erfassen.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Kraftfahrzeug angegeben, welches ein weiteres elektronisches Fahrzeugführungssystem nach dem verbesserten Konzept aufweist.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben. Die Befehle veranlassen, wenn das Computerprogramm von einem elektronischen Fahrzeugführungssystem nach dem verbesserten Konzept, insbesondere einer Recheneinheit des elektronischen Fahrzeugführungssystems, ausgeführt wird, das elektronische Fahrzeugführungssystem dazu, ein Verfahren zum Bestimmen eines Kollisionswinkels nach dem verbessertem Konzept durchzuführen.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein weiteres Computerprogramm angegeben, welches Befehle aufweist, die, wenn das weitere Computerprogramm von einem Computersystem, insbesondere von einer Recheneinheit eines weiteren elektronischen Fahrzeugführungssystems nach dem verbesserten Konzept, ausgeführt wird, das Computersystem, insbesondere das elektronischen Fahrzeugführungssystem dazu, ein Verfahren zur Rückfahrunterstützung nach dem verbesserten Konzept durchzuführen.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, auf welchem ein Computerprogramm oder ein weiteres Computerprogramm nach dem verbesserten Konzept gespeichert ist.
Weitere Ausführungsformen des elektronischen Fahrzeugführungssystems folgen unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen des Verfahrens zum Bestimmen eines Kollisionswinkels gemäß dem verbesserten Konzept und umgekehrt. Insbesondere ist das elektronische Fahrzeugführungssystem zum Durchführen eines Verfahrens zum Bestimmen eines Kollisionswinkels gemäß dem verbesserten Konzept ausgebildet oder programmiert oder das elektronische Fahrzeugführungssystem führt ein solches Verfahren durch.
Weitere Ausführungsformen des weiteren elektronischen Fahrzeugführungssystems folgen unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen des Verfahrens zur Rückfahrunterstützung gemäß dem verbesserten Konzept und umgekehrt. Insbesondere ist das weitere elektronische Fahrzeugführungssystem zum Durchführen eines Verfahrens zur Rückfahrunterstützung gemäß dem verbesserten Konzept ausgebildet oder programmiert oder das weitere elektronische Fahrzeugführungssystem führt ein solches Verfahren durch.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als erfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von denen abweichen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird gegebenenfalls nicht notwendigerweise in verschiedenen Figuren wiederholt.
Dabei zeigen:

1 ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zur Bestimmung eines Kollisionswinkels nach dem verbesserten Konzept sowie einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zur Rückfahrunterstützung nach dem verbesserten Konzept;
2 ein Gespann aus einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger;
3 ein Gespann aus einem Anhänger und einem Kraftfahrzeug, welches eine beispielhafte Ausführungsform eines elektronischen Fahrzeugführungssystems nach dem verbesserten Konzept aufweist;
4 Situationen, die beim Rückwärtsfahren eines Gespanns auftreten können;
5 eine weitere Situation, die beim Rückwärtsfahren eines Gespanns auftreten kann

In 2 ist ein Gespann 9 aus einem Kraftfahrzeug 10 und einem Anhänger 11 gezeigt, wobei der Anhänger 11 an einer Anhängerkupplung 12, des Kraftfahrzeugs 10 mit diesem verbunden ist. Das Kraftfahrzeug 10 weist zwei Radachsen 14, 15 auf und hat einen Radstand R, welcher einem Abstand zwischen den Radachsen 14, 15 entspricht. Das Gespann 9 weist außerdem einen effektiven Anhängerradstand R' auf, welcher beispielsweise einem Abstand zwischen einer Radachse 13 des Anhängers 11 und der Anhängerkupplung 12 entspricht. Die Anhängerkupplung stellt insbesondere einen Drehpunkt des Gespanns 9 dar.
In 3 ist ebenfalls ein Gespann 9 aus einem Kraftfahrzeug 10 und einem Anhänger 11 gezeigt, wobei auf die Ausführungen zu 2 verwiesen wird.
Das Kraftfahrzeug 10 weist ein elektronisches Fahrzeugführungssystem 22 auf. Das elektronische Fahrzeugführungssystem 22 beinhaltet ein erstes Sensorsystem 17, welches beispielsweise einen oder mehrere Abstandssensoren enthält, insbesondere Abstandssensoren eines Radarsystems, eines Lidarsystems, eines Ultraschallsensorsystems oder eines optischen Abstandssensorsystems.
Das Fahrzeugführungssystem 22 weist außerdem ein zweites Sensorsystem 18 auf, welches beispielsweise ein Kamerasystem oder ein Rotationswinkelsensorsystem oder Knickwinkelsensorsystem aufweist. Im 3 ist das zweite Sensorsystem 18 beispielsweise als Kamerasystem gezeigt und an einem Heck des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. In alternativen Ausführungsformen kann das zweite Sensorsystem 18 als Rotationswinkelsystem ausgebildet sein und an oder in der Anhängerkupplung 12 verbaut sein, um einen Rotationswinkel des Gespanns 9 und damit seinen Knickwinkel zu messen.
Das Fahrzeugführungssystem 22 weist außerdem eine Recheneinheit 19 auf sowie eine Benutzerschnittstelle 20 und optional ein Speichermedium 21.
Die Funktionsweise des elektronischen Fahrzeugführungssystems 22 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 erläutert.
In 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zur Rückfahrunterstützung nach dem verbesserten Konzept als Ablaufdiagramm dargestellt. Dabei stellen die Verfahrensschritte 1 bis 5 eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Bestimmen eines Kollisionswinkels nach dem verbesserten Konzept dar. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist das Verfahren zum Bestimmen des Kollisionswinkels also Bestandteil des Verfahrens zur Rückfahrunterstützung. In alternativen Ausführungsformen können diese beiden Verfahren voneinander getrennt sein beziehungsweise unabhängig voneinander vorgesehen sein.
Im Schritt 1 des Verfahrens gibt ein Benutzer des Kraftfahrzeugs 10 beispielsweise einen Trainingszielwert für einen Knickwinkel γ des Gespanns 9 mittels der Benutzerschnittstelle 20 ein, beispielsweise 50°. Der Knickwinkel Y entspricht dabei einem Winkel, den eine Longitudinalsachse 15 des Anhängers 11 mit einer Longitudinalsachse 16 des Kraftfahrzeugs 10 einschließt, wie in 3 dargestellt. Der Trainingszielwert wird beispielsweise von der Recheneinheit 19 erfasst.
Die Recheneinheit 19 kann beispielsweise das computerlesbare Speichermedium 21 auslesen, um ein darauf gespeichertes Programm durchzuführen, welches die Recheneinheit 19 und/oder das Fahrzeugführungssystem 22 dazu veranlasst, Schritte des jeweiligen Verfahrens durchzuführen.
Im Schritt 2 des Verfahrens wird mittels der Recheneinheit 19 eine Trainingsrückwärtsfahrt des Gespanns 9 automatisch durchgeführt, wobei sämtliche Lenkmanöver während der Trainingsrückwärtsfahrt vollautomatisch von dem Fahrzeugführungssystem 22, gesteuert durch die Recheneinheit 19, ausgeführt werden.
Dabei wird insbesondere der Trainingszielwert als Zielwert für den Knickwinkel γ der Trainingsrückwärtsfahrt herangezogen. Das heißt, dass Fahrzeugführungssystem 22 versucht die Trainingsrückwärtsfahrt derart durchzuführen, dass der Trainingszielwert für den Knickwinkel Y erreicht wird.
Mittels des ersten Sensorsystems 17 kann dabei der Abstand zwischen dem Anhänger 11 und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs 10 bestimmt oder überwacht werden. Der Abstand kann beispielsweise bei einem initialen Knickwinkel Y von 0° 90cm betragen und sich bei einer Vergrößerung des Knickwinkels Y beispielsweise auf 15° oder 25° auf 60cm beziehungsweise 40cm reduzieren.
Im Schritt 4 des Verfahrens wird mittels des ersten Sensorsystems 17 erkannt, dass der Abstand zwischen dem Anhänger 11 und der Karosserie des Kraftfahrzeugs 10 gleich einem vorgegebenen Mindestabstand ist. Der Mindestabstand entspricht dabei einem vordefinierten Abstand, der per Definition nicht unterschritten werden soll oder darf, damit eine Kollision zwischen Kraftfahrzeug 10 und Anhänger 11 sicher ausgeschlossen werden kann. Der Mindestabstand kann beispielsweise zwischen 1cm und 50cm liegen, zum Beispiel 25cm betragen.
In Schritt 4 des Verfahrens wird außerdem mittels des zweiten Sensorsystems 18 des Kraftfahrzeugs 10 der zu dem vorgegebenen Mindestabstand gehörige Knickwinkel Y bestimmt. Dazu wird der Knickwinkel Y gemessen, wenn der Abstand zwischen Anhänger 11 und Karosserie gleich dem Mindestabstand ist. Dies kann im angeführten Zahlenbeispiel einem Knickwinkel γ von 40° entsprechen.
In Schritt 5 des Verfahrens wird der so gemessene Knickwinkel γ, also der entsprechend bestimmte Kollisionswinkel γ2, als zweiter Grenzwert γ2 mittels der Recheneinheit 19 auf das Speichermedium 21 gespeichert. Die Trainingsrückwärtsfahrt und das Verfahren zum Bestimmen des Kollisionswinkels γ2 sind damit beendet und eine spätere Rückwärtsfahrt steht bevor.
Im Schritt 6 des Verfahrens werden ein erster Grenzwert γ1 und der zweite Grenzwert γ2 von der Recheneinheit 19 erfasst.
Der erste Grenzwert γ1 entspricht dabei beispielsweise einem minimalen reversiblen Knickwinkel. Der minimale reversible Knickwinkel entspricht demjenigen Winkel, den der Knickwinkel Y maximal annehmen darf, damit eine Reduzierung des Knickwinkels Y während einer Rückwärtsfahrt ohne eine Unterbrechung der Rückwärtsfahrt durch eine Vorwärtsfahrt erzielt werden kann. Das heißt, so lange der Knickwinkel Y kleiner ist als der erste Grenzwert γ1, kann das Fahrzeugführungssystem 22 die Rückwärtsfahrt derart durchführen, dass der Knickwinkel Y lediglich durch Lenken und Rückwärtsfahren verkleinert werden kann. Der erste Grenzwert γ1 kann beispielsweise 60° betragen.
Ein Jackknife-Winkel des Gespanns 9 entspricht beispielsweise einem Winkel, bei dem eine Kollision des Anhängers 11 mit dem Kraftfahrzeug 10 erfolgt. Ist der Knickwinkel Y kleiner als der Jackknife-Winkel, so erfolgt keine Kollision, wohingegen die Kollision erfolgt, sobald der Knickwinkel γ den Jackknife-Winkel erreicht oder überschreitet. Der Kollisionswinkel γ2 entspricht daher näherungsweise dem Jackknife-Winkel, ist jedoch etwas kleiner als letzterer.
Der Jackknife-Winkel, und damit der Kollisionswinkel beziehungsweise der zweite Grenzwert γ2, kann, je nach Länge und sonstigen geometrischen Eigenschaften des Anhängers 11 und/oder des Kraftfahrzeugs 10 kleiner oder größer sein als der erste Grenzwert γ1. Zur Erläuterung ist in 4 eine Situation dargestellt, in welcher der erste Grenzwert γ1 kleiner ist als der Jackknife-Winkel. In 5 ist eine Situation dargestellt, in welcher der Anhänger 11 länger als in 4 und daher der Jackknife-Winkel kleiner ist als der erste Grenzwert γ1.
Im Schritt 7 des Verfahrens wird der erste Grenzwert γ1 mit dem zweiten Grenzwert γ2 mittels der Recheneinheit 19 verglichen. Im Schritt 8 führt das elektronische Fahrzeugführungssystem 22 die Rückwärtsfahrt des Gespanns 9 derart wenigstens teilweise automatisch durch, dass der Knickwinkel Y auf das Minimum aus den beiden Grenzwerten Y1, γ2 beschränkt wird. Das bedeutet, weder der Grenzwert γ1 noch der zweite Grenzwert γ2 werden während der Rückwärtsfahrt überschritten.
Dadurch wird zum einen sichergestellt, dass zu jedem Zeitpunkt der Rückwärtsfahrt der Knickwinkel Y allein durch Rückwärtsfahren und Lenken verringert werden kann, und dass zudem eine Kollision des Kraftfahrzeugs 10 mit dem Anhänger 11 sicher und Gemäß dem verbesserten Konzept kann beispielsweise eine bevorstehende Jackknife-Kollision oder Klappmesser-Kollision eines Gespanns aus einem Fahrzeug und einem Anhänger mit Hilfe von Abstandssensoren detektiert werden. Basierend auf dieser Detektion kann eine Knickwinkelanfrage eines Benutzers effektiv begrenzt werden, sodass die Kollision verhindert wird.
Ein Vorteil des verbesserten Konzepts ist, dass der entsprechende Kollisionswinkel einmal nur einmal für das Gespann in einer Trainingsphase bestimmt werden muss und in späteren Rückwärtsfahrten als Grenzwert verwendet werden kann. Bei der späteren Rückwärtsfahrt ist dann ein automatisches und gegebenenfalls für den Benutzer überraschendes Bremsen durch das Fahrzeugführungssystem, um die Kollision zu vermeiden, in der Regel nicht mehr erforderlich. Vielmehr wird bei der späteren Rückwärtsfahrt der Knickwinkel von vorneherein insbesondere kleiner als der Kollisionswinkel gehalten. Der Komfort für den Benutzer wird dadurch erhöht.
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 10030738 C1 [0003]
EP 1459963 B1 [0004]

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Kollisionswinkels (Y2) eines Gespanns (9) mit einem Kraftfahrzeug (10) und einem Anhänger (11), dadurch gekennzeichnet, dass - ein Zielwert (Y3) für einen Knickwinkel (Y) des Gespanns (9) mittels einer Benutzerschnittstelle (20) des Kraftfahrzeugs (10) erfasst wird; - eine Rückwärtsfahrt des Gespanns (9) in Abhängigkeit von dem Zielwert (Y3) wenigstens teilweise automatisch mittels eines elektronischen Fahrzeugführungssystems (22) des Kraftfahrzeugs (10) durchgeführt wird; - mittels eines ersten Sensorsystems (17) des Kraftfahrzeugs (10) erkannt wird, dass ein Abstand zwischen dem Anhänger (11) und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs (10) gleich einem vorgegebenen Mindestabstand ist; - mittels eines zweiten Sensorsystems (18) des Kraftfahrzeugs (10) ein dem Mindestabstand entsprechender Wert des Knickwinkels als Kollisionswinkel (Y2) bestimmt wird; und - der Kollisionswinkel (Y2) mittels einer Recheneinheit (19) des Kraftfahrzeugs (10) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Durchführens der Rückwärtsfahrt sämtliche Lenkmanöver zur Steuerung des Gespanns (9) vollautomatisch mittels des Fahrzeugführungssystems (22) durchgeführt werden.
Verfahren zur Rückfahrunterstützung eines Gespanns (9) mit einem Kraftfahrzeug (10) und einem Anhänger (11), wobei ein Zielwert (Y3) für einen Knickwinkel (Y) des Gespanns (9) mittels einer Benutzerschnittstelle (20) des Kraftfahrzeugs (10) erfasst wird; dadurch gekennzeichnet, dass - einer erster Grenzwert (Y1) für den Knickwinkel (Y) von einer Recheneinheit (19) des Kraftfahrzeugs (10) erfasst wird, wobei der Knickwinkel (Y) ohne ein Vorwärtsfahren des Gespanns (9) verkleinert werden kann, wenn der Knickwinkel (γ) kleiner oder gleich dem ersten Grenzwert (Y1) ist; - ein zweiter Grenzwert (Y2) für den Knickwinkel (γ) von der Recheneinheit (19) erfasst wird, wobei ein Abstand zwischen dem Anhänger (11) und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs (10) einem vorgegebenen Mindestabstand entspricht, wenn der Knickwinkel (Y) gleich dem zweiten Grenzwert (Y2) ist; - der erfasste Zielwert (Y3) mittels der Recheneinheit (19) auf einen minimalen Grenzwert der beiden Grenzwerte (Y1, γ2) beschränkt wird; und - eine Rückwärtsfahrt des Gespanns (9) in Abhängigkeit von dem beschränkten Zielwert (Y3) wenigstens teilweise automatisch mittels eines elektronischen Fahrzeugführungssystems (22) des Kraftfahrzeugs (10) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Durchführens der Rückwärtsfahrt sämtliche Lenkmanöver zur Steuerung des Gespanns (9) vollautomatisch mittels des Fahrzeugführungssystems (22) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Grenzwert (Y2) als Kollisionswinkel (Y2) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 bestimmt wird.
Elektronisches Fahrzeugführungssystem für ein Kraftfahrzeug (10), - aufweisend eine Benutzerschnittstelle (20) zum Erfassen eines Zielwerts (Y3) für einen Knickwinkel (Y) eines Gespanns (9), das Gespann (9) enthaltend das Kraftfahrzeug (10) und einen Anhänger (11); und - dazu eingerichtet, eine Rückwärtsfahrt des Gespanns (9) in Abhängigkeit von dem Zielwert (Y3) wenigstens teilweise automatisch durchzuführen; dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugführungssystem (22) - ein erstes Sensorsystem (17) aufweist, dazu eingerichtet zu erkennen, dass ein Abstand zwischen dem Anhänger (11) und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs (10) gleich einem vorgegebenen Mindestabstand ist; und - ein zweites Sensorsystem (18) aufweist, dazu eingerichtet, einen dem Mindestabstand entsprechenden Wert des Knickwinkels (Y) als Kollisionswinkel (Y2) zu bestimmen; - eine Recheneinheit (19) aufweist, dazu eingerichtet, den Kollisionswinkel (Y2) zu speichern.
Elektronisches Fahrzeugführungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sensorsystem (17) ein Radarsystem, ein optisches Abstandssensorsystem, ein Lidarsystem und/oder ein Ultraschallsensorsystem aufweist, um den Abstand zwischen dem Anhänger (1) und der Karosserie zu bestimmen.
Elektronisches Fahrzeugführungssystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sensorsystem (18) ein Kamerasystem aufweist, um den Knickwinkel (Y) zu bestimmen.
Elektronisches Fahrzeugführungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sensorsystem (18) ein Rotationswinkelsensorsystem aufweist, welches in oder an einer Anhängerkupplung (12) des Kraftfahrzeugs (10) zum Verbinden des Anhängers (11) mit dem Kraftfahrzeug (10) verbaut ist.
Elektronisches Fahrzeugführungssystem für ein Kraftfahrzeug (10), aufweisend eine Benutzerschnittstelle (20) zum Erfassen eines Zielwerts (Y3) für einen Knickwinkel (γ) eines Gespanns (9), das Gespann (9) enthaltend das Kraftfahrzeug (10) und einen Anhänger (11); dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugführungssystem (22) - eine Recheneinheit (19) aufweist, dazu eingerichtet, - einen ersten Grenzwert (Y1) für den Knickwinkel (Y) zu erfassen, wobei der Knickwinkel (Y) ohne ein Vorwärtsfahren des Gespanns (9) verkleinert werden kann, wenn der Knickwinkel (γ) kleiner oder gleich dem ersten Grenzwert (Y1) ist; - einen zweiten Grenzwert (Y2) für den Knickwinkel (Y) zu erfassen, wobei ein Abstand zwischen dem Anhänger (11) und einer Karosserie des Kraftfahrzeugs (10) einem vorgegebenen Mindestabstand entspricht, wenn der Knickwinkel (Y) gleich dem zweiten Grenzwert (Y2) ist; und - den erfassten Zielwert (Y3) auf einen minimalen Grenzwert der beiden Grenzwerte (Y1, Y2) zu beschränken; und - dazu eingerichtet ist, eine Rückwärtsfahrt des Gespanns (9) in Abhängigkeit von dem beschränkten Zielwert (Y3) wenigstens teilweise automatisch durchzuführen.
Elektronisches Fahrzeugführungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugführungssystem (22) dazu eingerichtet ist, während der Rückwärtsfahrt sämtliche Lenkmanöver zur Steuerung des Gespanns (9) vollautomatisch durchzuführen.
Elektronisches Fahrzeugführungssystem nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass - die Benutzerschnittstelle (20) dazu eingerichtet ist, einen Trainingszielwert für den Knickwinkel (γ) zu erfassen; - das Fahrzeugführungssystem (22) dazu eingerichtet ist, eine Trainingsrückwärtsfahrt des Gespanns (9) in Abhängigkeit von dem Trainingszielwert wenigstens teilweise automatisch durchzuführen; - das Fahrzeugführungssystem (22) ein erstes Sensorsystem (17) aufweist, dazu eingerichtet zu erkennen, dass der Abstand zwischen dem Anhänger (11) und der Karosserie gleich dem vorgegebenen Mindestabstand ist; und - das Fahrzeugführungssystem (22) ein zweites Sensorsystem (18) aufweist, dazu eingerichtet, einen dem Mindestabstand entsprechenden Wert des Knickwinkels (Y) als Kollisionswinkel (Y2) zu bestimmen; - die Recheneinheit (19) dazu eingerichtet, den Kollisionswinkel (Y2) zu speichern und den Kollisionswinkel (Y2) als den zweiten Grenzwert (Y2) zu erfassen.
Computerprogramm mit Befehlen, welche, wenn das Computerprogramm von einem elektronischen Fahrzeugführungssystem (22) nach einem der Ansprüche 6 bis 9 oder nach Anspruch 12 ausgeführt wird, das elektronische Fahrzeugführungssystem (22) dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5 durchzuführen.
Computerprogramm mit Befehlen, welche, wenn das Computerprogramm von einem Computersystem, insbesondere von einer Recheneinheit (19) eines elektronischen Fahrzeugführungssystem (22) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, ausgeführt wird, das Computersystem ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4 durchzuführen.
Computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach einem der Ansprüche 13 oder 14 gespeichert ist.