DE102020214903A1

DE102020214903A1 - Schleppassistenzvorrichtung

Info

Publication number: DE102020214903A1
Application number: DE102020214903.8A
Authority: DE
Inventors: Kensuke Yamamoto; Ryo Sakurai
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-06-10
Also published as: JP7377086B2; US20210171099A1; CN113022239A; US11447178B2; JP2021091264A

Abstract

Eine Schleppassistenzvorrichtung (5) weist auf: eine Steuereinrichtung (11), die dafür ausgelegt ist, ein Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs (1), mit dem ein Anhänger (3) mittels eines Kopplungsmittels (2) gekoppelt ist, zu unterstützen, und einen Monitor (12), der dafür ausgelegt ist, eine Peripherie des Kopplungsmittels (2), das an einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs (1) angebracht ist, in einer Sicht nach hinten, zumindest dann, wenn das Fahrzeug (1) rückwärtsfährt, wobei die Steuereinrichtung (11) aufweist: einen Alarmwinkelrechner (15), der dafür ausgelegt ist, einen Alarmwinkel (14) zu berechnen, der so groß ist wie oder kleiner ist als ein Klappmesserwinkel (13), der beim Rückwärtsfahren ein Klappmesserphänomen durch das Fahrzeug (1) und den Anhänger (3) bewirkt, und einen Alarmgenerator (18), der dafür ausgelegt ist, einen Alarm auszugeben, wenn ein Anhängerwinkel (4) zwischen dem Fahrzeug (1) und dem Anhänger (3) so groß ist wie oder größer ist als der Alarmwinkel (14).

Description

GEBIET der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleppassistenzvorrichtung.
HINTERGRUND
Ein Fahrzeug, wie etwa ein Automobil, kann einen Anhänger schleppen, der mit einem Kopplungsmittel gekoppelt ist, das an einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs angebracht ist.
Beim Rückwärtsfahren des Fahrzeugs, mit dem der Anhänger gekoppelt ist, kann der Anhänger durch ein sogenanntes Klappmesserphänomen blockiert werden, wenn ein Winkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger einen spitzen Winkel aufweist. Wenn solch ein Klappmesserphänomen auftritt, kann das rückwärtsfahrende Fahrzeug auf den blockierten Anhänger auffahren. Daher ist es notwendig, dass das Fahrzeug beim Rückwärtsfahren das Klappmesserphänomen vermeidet.
Demgemäß wird eine Rückwärts-Fahrassistenzvorrichtung entwickelt (siehe beispielsweise die Beschreibung der US2015/0344067A1 ). Die Rückwärts-Fahrassistenzvorrichtung ist dafür ausgelegt, eine Lenkbetätigung durch Überwachen des Rückwärtsfahrens des Fahrzeugs zu steuern, um das Klappmesserphänomen zu vermeiden.
Die in US2015/0344067A1 beschriebene Rückwärts-Fahrassistenzvorrichtung ist dafür ausgelegt, die Lenkbetätigung des Fahrzeugs durch Drehen eines Steuerknopfs, der in der Nähe eines Monitors angeordnet ist, indirekt zu steuern, während ein Winkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger mit einem Draufsichtbild, das auf dem an dem Fahrzeug angebauten Monitor angezeigt wird, überwacht wird. Durch diese Konfiguration wird ein instinktives Begreifen der Beziehung zwischen dem Bild und dem Steuerknopf schwierig, und außerdem wird die Betätigung durch den Steuerknopf erschwert.
KURZFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts des oben genannten Problems gemacht.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine Schleppassistenzvorrichtung auf: eine Steuereinrichtung, die dafür ausgelegt, das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs zu unterstützen, mit dem ein Anhänger mittels eines Kopplungsmittels gekoppelt ist, und einen Monitor, der dafür ausgelegt ist, eine Peripherie des Kopplungsmittels, das an einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs angebracht ist, in einer Sicht nach hinten anzuzeigen, zumindest wenn das Fahrzeug rückwärtsfährt. Die Steuereinrichtung weist auf: einen Alarmwinkelrechner, der dafür ausgelegt ist, einen Alarmwinkel zu berechnen, der so groß ist wie oder kleiner ist als ein Klappmesserwinkel, der beim Rückwärtsfahren ein Klappmesserphänomen durch das Fahrzeug und den Anhänger bewirkt, und einen Alarmgenerator, der dafür ausgelegt ist, einen Alarm auszugeben, wenn ein Anhängerwinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger so groß ist wie oder größer ist als der Alarmwinkel.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das Rückwärtsfahren mit den oben genannten Konfigurationen problemlos unterstützt werden, wenn das Fahrzeug, mit dem der Anhänger gekoppelt ist, rückwärtsfährt.
Figurenliste

1 ist eine seitliche Ansicht eines Fahrzeugs, das eine Schleppassistenzvorrichtung und einen mit dem Fahrzeug gekoppelten Anhänger aufweist, gemäß einer Ausführungsform. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Kopplungsmittel in 1 darstellt. 3 ist eine Draufsicht, die einen Anhängerwinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger darstellt. 4 ist ein Blockschema, das eine Übersicht über die Schleppassistenzvorrichtung darstellt. 5 ist eine Zeichnung, die eine Anzeige eines Monitors darstellt. 6 ist ein Blockschema, das eine Steuereinrichtung der Schleppassistenzvorrichtung darstellt. 7 ist eine Zeichnung, die eine Beziehung zwischen einem Klappmesserwinkel, einem Lenkungsbereich ohne den Klappmesserwinkel und einem Alarmwinkel darstellt. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines hinteren Abschnitts des Fahrzeugs, die einen Winkeldetektor illustriert. 9 ist eine Draufsicht, die Parameter des Fahrzeugs und des Anhängers zeigt, die in einen Beziehungsausdruck zur Berechnung des Klappmesserwinkels und einer Anhängerwinkelgeschwindigkeit eingesetzt werden. 10A zeigt eine Abbildung zur Erfassung eines Anhängergeschwindigkeits-Schwellenwerts als Verstärkungsfaktor. 10B zeigt eine Abbildung zur Erfassung eines Anhängerbeschleunigungs-Schwellenwerts als Verstärkungsfaktor. 10C zeigt eine Abbildung zur Erfassung eines Reifenwinkel-Schwellenwerts als Verstärkungsfaktor. 10D zeigt eine Abbildung zur Erfassung eines Anhängerwinkelgeschwindigkeits-Schwellenwerts als Verstärkungsfaktor. 11 ist eine Zeichnung, die eine Situation darstellt, in der eine Lenkbarkeitszone innerhalb einer Binnenzone des Alarmwinkels reguliert wird. 12A ist eine Zeichnung, welche die Lenkbarkeitszone vor deren Verengung darstellt. 12B ist eine Zeichnung, welche die Lenkbarkeitszone darstellt, die bis nahe an einen Lenkungsbegrenzungswinkel verengt ist. 13A ist ein Graph, der eine Änderung an dem Anhängerwinkel im Zeitverlauf zeigt. 13B ist ein Graph, der eine Änderung an dem Lenkwinkel im Zeitverlauf zeigt. 14A ist eine Zeichnung, welche die Lenkung vor einer Vergrößerungsoperation (Zeitpunkt t1) zeigt. 14B ist eine Zeichnung, welche die Lenkung während der Vergrößerungsoperation (Zeitpunkt t2) zeigt. 15 ist ein Ablaufschema ohne eine Begrenzung des Lenkwinkels. 16 ist ein Ablaufschema mit der Begrenzung des Lenkwinkels.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Was die Verwendung von Plural- und/oder Singularformen hierin betrifft, kann ein Fachmann diese je nach dem Kontext oder der Anwendung vom Plural in den Singular und/oder vom Singular in den Plural übersetzen. Die verschiedenen Singular-/Plural-Vertauschungen können hierin um der Klarheit willen ausdrücklich angegeben werden.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 bis 16 beschreiben die Ausführungsform.
Die Konfiguration der Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, schleppt ein Fahrzeug 1, wie etwa ein Automobil, einen Anhänger 3, der mit einem Kopplungsmittel 2 gekoppelt ist ( 2), das an einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1 angebracht ist.
Da das Fahrzeug 1, mit dem der Anhänger 3 gekoppelt ist (das schleppende Fahrzeug), in seinem Verhalten von einem normalen Fahrzeug abweicht, muss ein Fahrer Erfahrung mitbringen. Zum Beispiel weisen das Fahrzeug 1 und der Anhänger 3 durch die Trägheit des Anhängers 3 eine Geschwindigkeitsdifferenz und eine Winkeländerung in Bezug aufeinander auf, wenn das Fahrzeug 1 beschleunigt und abbremst. Diese Geschwindigkeitsdifferenz und Winkeländerung können ein sogenanntes Klappmesserphänomen bewirken, bei dem das Fahrzeug 1 und der Anhänger 3 in einer L-Form angeordnet werden. Daher ist es notwendig, das Klappmesserphänomen zu vermeiden. Besonders schwierig ist es für einen Fahrer des schleppenden Fahrzeugs, das schleppende Fahrzeug rückwärts zu fahren. Wenn ein Winkel (Anhängerwinkel 4 in 3) zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Anhänger 3 ein vorgegebener (Klappmesserwinkel 13) oder ein noch größerer Winkel ist, oder wenn das Fahrzeug 1 und der Anhänger 3 in einem spitzen Winkel angeordnet sind, wird der Anhänger 3 wegen des Klappmesserphänomens blockiert. Der Anhängerwinkel 4 kann als Schwenkwinkel des Anhängers 3 in Richtung nach rechts und nach links (in der Fahrzeugbreitenrichtung Y) mit einer Fahrzeuglängsrichtung X bei 0 Grad ausgedrückt werden (zum Beispiel +-Winkel in Richtung nach rechts und -Winkel in Richtung nach links und umgekehrt). Eine Binnenzone eines fächerförmigen Bereichs in 3 ist ein von einem Klappmesserphänomen freier Bereich (im Folgenden beschrieben als Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist), der durch einen Winkel definiert wird, der kleiner ist als der Klappmesserwinkel 13.
Das Fahrzeug 1, das den Anhänger 3 schleppt, ist mit einer Schleppassistenzvorrichtung 5 versehen, wie dargestellt in 4. Die Schleppassistenzvorrichtung 5 der Ausführungsform unterstützt das Rückwärtsfahren des Fahrzeugs 1, um das Klappmesserphänomen zu vermeiden. Die Schleppassistenzvorrichtung 5 ist so an dem Fahrzeug 1 angebaut, dass sie Teil des Fahrzeugs 1 ist.
Die Schleppassistenzvorrichtung 5 weist die folgende Konfiguration auf.
Die Grundkonfiguration der Schleppassistenzvorrichtung 5 wird nun beschrieben.
Die Schleppassistenzvorrichtung 5 weist auf: eine Steuereinrichtung 11, die das Rückwärtsfahren des Fahrzeugs 1, mit dem der Anhänger 3 mittels des Kopplungsmittels 2 gekoppelt ist, unterstützt, und einen Monitor 12, der eine Peripherie des Kopplungsmittels 2, das am hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1 angebracht ist, in einer Sicht nach hinten anzeigt, zumindest wenn das Fahrzeug 1 rückwärtsfährt (5). Wie in 6 dargestellt ist, weist die Steuereinrichtung 11 auf: einen Alarmwinkelrechner 15, der einen Alarmwinkel 14 berechnet (7), welcher höchstens so groß ist wie der Klappmesserwinkel 13 (7), der beim Rückwärtsfahren das Klappmesserphänomen durch das Fahrzeug 1 und den Anhänger 3 bewirkt, und einen Alarmgenerator 18, der einen Alarm ausgibt, wenn der Anhängerwinkel 4 zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Anhänger 3 so groß ist wie oder größer ist als der Alarmwinkel 14.
Der Anhänger 3 ist ein Fahrzeug, das von dem Fahrzeug 1 geschleppt werden soll. Der Anhänger 3 ist ein Anhänger, der nicht selbst fährt.
Das Fahrzeug 1 ist ein schleppendes Fahrzeug, das den Anhänger 3 schleppt. Das Fahrzeug 1 ist beispielsweise ein Fahrzeug mit Eigenantrieb, das in der Lage ist, vorwärts und rückwärts zu fahren. Das Fahrzeug 1 kann durch das Lenken in der Richtung nach rechts und nach links seine Richtung ändern. Das Fahrzeug 1 kann von einem Insassen gefahren werden und kann eine Fahrunterstützungsfunktion aufweisen, die das Fahren durch einen Insassen unterstützt, oder eine automatische Fahrfunktion, die anstelle eines Insassen automatisch fährt (Fahrzeug mit Fahrassistenz oder autonom fahrendes Fahrzeug). Das Fahrzeug 1, wie etwa ein Fahrzeug mit Fahrassistenz oder ein autonom fahrendes Fahrzeug, ist mit mindestens einem von einem automatischen Bremssystem 21 und einem automatischen Lenksystem 22 ausgestattet ( 6). Das automatische Bremssystem 21 und/oder das automatische Lenksystem 22 sind/ist als Teil des Fahrzeugs 1, wie etwa eines Fahrzeugs 1 mit Fahrassistenz oder eines autonom fahrenden Fahrzeugs, an dem Fahrzeug angebaut.
Die Steuereinrichtung 11 wird von einer arithmetischen Steuereinrichtung, wie etwa einem Computer, der an dem Fahrzeug 1 angebaut ist, und einer Steuersoftware, die in dem Computer installiert ist, gebildet, um verschiedene Steuerbeträge, die für die Unterstützung des Schleppens des Anhängers 3 notwendig sind, zu berechnen. Ein Bilderfassungsteil, wie etwa eine Kamera 23, die ein Bild der Peripherie des Kopplungsmittels 2 erfasst, ist direkt oder über einen Signalprozessor 24 mit der Steuereinrichtung 11 verbunden. Die Informationen von der Kamera 23 und dem Signalprozessor 24 werden an ein weiter unten beschriebenes Überlagerungsanzeigeteil 17 gesendet, um sie an dem Monitor 12 anzuzeigen. Der Monitor 12 zeigt ein Bild und/oder eine Grafik der Peripherie des Kopplungsmittels 2 unter Verwendung der Informationen von der Kamera 23 und dem Signalprozessor 24. Die Kamera 23 und der Signalprozessor 24 sind in dem Fahrzeug 1 als Teil der Schleppassistenzvorrichtung 5 bereitgestellt. Die Schleppassistenzvorrichtung 5 kann die Informationen von der Kamera 23 und dem Signalprozessor 24 verwenden, um die Kopplung des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3 mittels des Kopplungsmittels 2 zu überprüfen. Die Kopplung des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3 kann durch einen Radarsensor, wie etwa LiDAR, oder einen Peripheriesituationsdetektor, wie etwa einen Millimeterwellensensor, beispielsweise Milliwave, überprüft werden. Die Kamera 23 und die Peripheriesituationsdetektoren (zum Beispiel eine Hecküberwachungskamera 23a und ein Hecksensor 23b in 8) sind am hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 1 angebaut. Der Signalprozessor 24 verarbeitet das Signal von der Kamera 23, um das verarbeitete Signal an die Steuereinrichtung 11 zu senden. Der Signalprozessor 24 kann außerhalb oder innerhalb der Steuereinrichtung 11 als externe Vorrichtung oder als Software bereitgestellt sein.
Die Steuereinrichtung 11 weist einen Speicher 25 auf (6), der verschiedene Informationen und Daten über die Schleppassistenzvorrichtung 5 aufzeichnet. Der Speicher 25 kann innerhalb oder außerhalb der Steuereinrichtung 11 als interner Speicher oder als externer Speicher bereitgestellt sein.
Das Kopplungsmittel 2 ist ein Hilfsmittel zum Koppeln des Anhängers 3 mit dem Fahrzeug 1. Der Anhänger 3 ist mit dem Fahrzeug 1 gekoppelt, so dass er um einen Kopplungspunkt 26, der in dem Kopplungsmittel 2 bereitgestellt ist, nach rechts und links drehbar ist (3). In dieser Ausführungsform ist der Kopplungspunkt 26 des Kopplungsmittels 2 ein Kopplungsteil des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3.
Mit „Peripherie des Kopplungsmittels 2“ sind das Kopplungsmittel 2 und eine Rückseite des Fahrzeugs 1 gemeint, die hauptsächlich einen vorderen Abschnitt des Anhängers 3 einschließt, der mit dem Kopplungsmittel 2 gekoppelt ist.
Die Sicht nach hinten ist eine im Wesentlichen horizontale Sicht (oder in Bezug auf die horizontale Sicht leicht nach oben gerichtete Sicht oder leicht nach unten gerichtete Sicht) auf eine Szene auf der Rückseite des Fahrzeugs 1.
Der Monitor 12 kann eine Anzeige sein, die eine Flüssigkristalltafel oder eine organische EL-Tafel verwendet. Vorzugsweise ist der Monitor 12 im Inneren (insbesondere im vorderen Abschnitt des Inneren) des Fahrzeugs 1 angeordnet. Der Monitor 12 kann ausschließlich für die Schleppassistenzvorrichtung 5 verwendet werden, oder eine andere in dem Fahrzeug 1 angeordnete elektronische Ausrüstung (zum Beispiel eine Messvorrichtung, ein Autonavigationssystem, ein Bord-TV und ein Fahrtenschreiber mit einem Monitor) kann als der Monitor 12 verwendet werden. Wenn die Heckmonitorkamera 23a und/oder eine andere Kamera als Kamera 23 verwendet werden/wird, kann das Bild (Bewegungsbild) der Peripherie des Kopplungsmittels 2, das von der Kamera fotografiert wird, auf dem Monitor 12 angezeigt werden. Eine Grafik (Darstellung), welche die Peripherie des Kopplungsmittels 2 darstellt, kann statt des Bildes ebenfalls auf dem Monitor 12 angezeigt werden. Der Monitor 12 weist ein Touchpanel 27 auf, das als Eingabevorrichtung für die Schleppassistenzvorrichtung 5 zu verwenden ist. In diesem Fall weist die Steuereinrichtung 11 ein Eingabeteil 28 auf, mit dem das Signal vom Touchpanel 27 eingegeben wird.
Der Klappmesserwinkel 13 wird durch Einsetzen der einzelnen Parameter (Fahrzeugdaten) des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3, wie in 9 dargestellt, in einen linearen geometrischen Beziehungsausdruck (Gleichung 1) berechnet. Der Beziehungsausdruck D bezeichnet einen Abstand vom Kopplungspunkt 26 des Kopplungsmittels 2 zu einem (Mittelpunkt an einem) gekoppelten Antriebsrad 3b des Anhängers 3. W bezeichnet einen Abstand (Radstand) zwischen einem (Mittelpunkt an einem) Vorderrad 1a und einem (Mittelpunkt an einem) Hinterrad 1b des Fahrzeugs 1, L bezeichnet einen Abstand vom (Mittelpunkt am) Hinterrad 1b des Fahrzeugs 1 zum Kopplungspunkt 26 des Kopplungsmittels 2, δ bezeichnet einen Reifenwinkel des Fahrzeugs 1 und yc bezeichnet den Klappmesserwinkel 13.
In dieser Ausführungsform ist das Vorderrad 1a des Fahrzeugs 1 ein Lenkungsrad. Die Parameter wie D, W und L können durch das Eingabeteil 28 im Speicher 25 gespeichert werden. Der Klappmesserwinkel 13 weist einen für das Fahrzeug 1 und den Anhänger 3 spezifischen Wert (festen Wert) auf und weist auf beiden Seiten in der Fahrzeuglängsrichtung X den gleichen Winkel auf, so dass er bilateral symmetrisch ist. Der zuvor berechnete Klappmesserwinkel 13 kann durch das Touchpanel 27 in die Steuereinrichtung 11 eingegeben werden, um im Speicher 25 gespeichert zu werden, so dass der Klappmesserwinkel 13 jederzeit in der Steuereinrichtung 11 verwendet werden kann. Der in der Steuereinrichtung 11 berechnete Klappmesserwinkel 13 kann direkt verwendet werden oder kann bis zur Verwendung im Speicher 25 gespeichert werden. Die Steuereinrichtung 11 kann einen Klappmesserwinkelrechner aufweisen, der den Zweck hat, den Klappmesserwinkel zu berechnen. Zum Beispiel kann der Alarmwinkelrechner 15 als Klappmesserwinkelrechner verwendet werden. Der Klappmesserwinkel 13 kann durch den für diesen Zweck vorgesehenen Klappmesserwinkelrechner und/oder den Alarmwinkelrechner 15 berechnet werden.
Der Alarmwinkel 14 ist ein Winkelschwellenwert für die Ausgabe eines Alarms. Der Alarmwinkel 14 kann auf den gleichen Winkel wie der Klappmesserwinkel 13 eingestellt werden. Allerdings ist es bevorzugt, dass der Alarmwinkel 14 auf einen Winkel eingestellt wird, der kleiner ist als der Klappmesserwinkel 13, um einen Alarm in einem frühen Stadium ausgeben zu können. Wenn der Alarmwinkel 14 jedoch zu klein ist, wird der Alarm häufig ausgegeben, was keine praxisgerechte Situation darstellt. Daher ist es bevorzugt, wenn der Alarmwinkel 14 auf einen für die Praxis am besten geeigneten Winkel eingestellt wird. Der Alarmwinkel 14 kann ein fester Winkel sein. Jedoch ist es bevorzugt, dass der Alarmwinkel 14 je nach der Situation des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3 im Zeitverlauf variabel ist, um den Alarmwinkel 14 zu optimieren. Im Normalfall ist es bevorzugt, wenn der Alarmwinkel 14 auf beiden Seiten in der Fahrzeuglängsrichtung X auf den gleichen Winkel eingestellt wird, so dass er bilateral symmetrisch ist, wobei die Fahrzeuglängsrichtung X bei 0 Grad liegt. Der Alarmwinkel 14 wird weiter unten beschrieben.
Der Alarmwinkelrechner 15 ist ein funktionaler Teil der Steuereinrichtung 11, der den Alarmwinkel 14 berechnet. Der Alarmwinkelrechner 15 berechnet sukzessive den am besten geeigneten Alarmwinkel 14, der je nach der Situation des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3 im Zeitverlauf variiert.
Der Anhängerwinkel 4 ist ein Schwenkwinkel des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3 (3, 9) und ist außerdem ein Winkel zwischen einer Breitenmittenlinie des Fahrzeugs 1 und einer Breitenmittenlinie des Anhängers 3, die durch den Kopplungspunkt 26 des Kopplungsmittels 2 verlaufen. Der Anhängerwinkel 4 ist im Zeitverlauf variabel und wird von der Steuereinrichtung 11 berechnet. Die Steuereinrichtung 11 weist einen Anhängerwinkelrechner 34 auf, der den Anhängerwinkel 4 berechnet. Der Anhängerwinkelrechner 34 berechnet den Anhängerwinkel 4 beispielsweise anhand eines Bilderkennungsprozesses und/oder eines Datenanalyseprozesses an den Informationen von der Kamera 23.
Zum Beispiel kann der Anhängerwinkel 4 durch Integrieren einer Anhängerwinkelgeschwindigkeit mit einer abgelaufenen Zeit berechnet werden. In diesem Fall kann die Anhängerwinkelgeschwindigkeit durch Einsetzen der oben genannten Parameter D, W, L, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Reifenwinkels δ in den Beziehungsausdruck berechnet werden (Gleichung 2 in 9). Die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Reifenwinkel δ sind im Zeitverlauf variabel. Wenn der Anhängerwinkel 4 (der tatsächliche Anhängerwinkel 4), der durch den Bilderkennungsprozess und/oder den Datenanalyseprozess an den Informationen von der Kamera 23 ermittelt wird, und der Anhängerwinkel 4 (der berechnete Anhängerwinkel 4), der anhand der Anhängerwinkelgeschwindigkeit berechnet wird, im Grunde der gleiche Wert sind, sind beide Verfahren austauschbar für eine Berechnung des Anhängerwinkels 4 durch den Anhängerwinkelrechner 34. Der Anhängerwinkelrechner 34 kann als der oben beschriebene Klappmesserwinkelrechner verwendet werden. Der oben beschriebene Klappmesserwinkel 13 kann durch den Anhängerwinkelrechner 34 als Klappmesserwinkelrechner berechnet werden.
Der Alarmgenerator 18 ist ein funktionaler Teil der Steuereinrichtung 11, durch den eine Alarmvorrichtung 35, die an dem Fahrzeug 1 angebaut ist, einen Alarm ausgibt. Zum Beispiel kann eine Funktion einer elektronischen Ausrüstung, die an dem Monitor 12 und/oder dem Fahrzeug 1 angebaut ist (zum Beispiel eines Autonavigationssystems, einer Bordkamera und eines akustischen Fahrzeugsystems), für die Alarmvorrichtung 35 verwendet werden. Der Alarm kann akustisch und/oder über eine Anzeige ausgegeben werden. Der akustische Alarm kann von einem Lautsprecher 36 und/oder einem Summer ausgegeben werden, der in der elektronischen Ausrüstung bereitgestellt ist, die an dem Monitor 12 und/oder dem Fahrzeug 1 angebaut ist. Der Alarm über eine Anzeige kann beispielsweise von dem Monitor 12 ausgegeben werden. Der Alarm über die Anzeige des Monitors 12 kann durch geeignetes Kombinieren von Farbveränderung und Anzeige, wie etwa eines Warnzeichens und einer Warngrafik, ausgegeben werden. In dieser Ausführungsform wird ein akustischer Alarm ausgegeben, wenn der Anhängerwinkel 4 mindestens so groß ist wie der Alarmwinkel 14. Wenn der Anhängerwinkel 4 mindestens so groß ist wie der Klappmesserwinkel 13, können der Bildschirm des Monitors 12 und/oder die fächerförmige Binnenzone 16, die auf dem Monitor 12 in blau angezeigt wird, in eine Warnfarbe, wie etwa Gelb, geändert werden. Jedoch ist der Alarm durch die Anzeige nicht auf das oben Geschilderte begrenzt, und die Warnfarbe ist nicht auf Gelb beschränkt. Der Alarmwinkelrechner 15 kann die Funktion des Alarmgenerators 18 einschließen.
Die Steuereinrichtung 11 kann das Überlagerungsanzeigeteil 17 einschließen, das zumindest einen Teil der Binnenzone 16 innerhalb der Alarmwinkel 14 über die Position des Kopplungsmittels 2 legt, um sie auf dem Monitor 12 anzuzeigen (5).
Die Binnenzone 16 (7) ist ein fächerförmiger Bereich, der von dem rechten und dem linken Alarmwinkel 14 definiert wird, die zwischen dem rechten und dem linken Klappmesserwinkel 13 eingestellt sind. Das Überlagerungsanzeigeteil 17 zeigt die Binnenzone 16 auf dem Monitor 12 auf Basis des Alarmwinkels 14 vom Alarmwinkelrechner 15 an. Die Zone, die von dem rechten und dem linken Klappmesserwinkel 13 definiert wird, ist die von dem Klappmesserphänomen freie Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist (7). Die Zone, die von den Winkeln außerhalb des rechten und des linken Klappmesserwinkels 13 definiert wird, ist eine Klappmesserphänomenzone. Die Binnenzone 16 innerhalb der Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist, die von dem rechten und dem linken Alarmwinkel 14 definiert wird, ist eine sichere Zone, die ein Lenken zulässt, ohne ein Klappmesserphänomen zu verursachen, oder eine alarmfreie Zone. Die Zone zwischen dem Klappmesserwinkel 13 und dem Alarmwinkel 14, die außerhalb der Binnenzone 16 innerhalb der Zone 31 liegt, in der eine Lenkung zulässig ist, ist eine Klappmesserphänomen-Warnzone 32 (7) oder eine Alarmzone, die einen Alarm ausgibt. In 7 tritt das Klappmesserphänomen in der Zone außerhalb der Zone 31 auf, in der eine Lenkung zulässig ist, während in der Zone außerhalb der Binnenzone 16 kein Klappmesserphänomen auftritt, solange die Zone die Warnzone 32 nicht überschreitet. Demgemäß ist es vorteilhaft, das Rückwärtsfahren des Fahrzeugs 1 innerhalb der Binnenzone 16, nicht der Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist, zu unterstützen.
Die fächerförmige Binnenzone 16 kann beispielsweise durch Blaufärben zumindest eines Teils der Binnenzone 16 auf dem Monitor 12 deutlich dargestellt werden. Dadurch kann über den Monitor 12 visuell erkannt werden, dass der Anhängerwinkel 4 (oder das Kopplungsmittel 2) in der blauen Binnenzone 16 liegt, und das Fahrzeug 1 kann auf einfache Weise innerhalb der Binnenzone 16 rückwärtsgefahren werden. Somit kann durch geeignetes Rückwärtsfahren des Fahrzeugs 1 das Klappmesserphänomen leicht verhindert werden. Die Farbe der Binnenzone 16 ist nicht auf Blau beschränkt. Wenn der Alarmwinkel 14 verwendet wird, der gemäß der Situation des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3 berechnet wird, wird die Größe der Binnenzone 16 im Zeitverlauf geändert.
Zumindest ein Teil der Binnenzone 16 bedeutet die gesamte Binnenzone 16 oder einen Teil der Binnenzone 16. Da die Binnenzone 16 die sichere Zone ist, kann der Zweck der Unterstützung des Rückwärtsfahrens des Fahrzeugs 1 erreicht werden, solange der Anhängerwinkel 4 in einem Teil der Binnenzone 16 liegt, auch wenn nur ein Teil der Binnenzone 16 angezeigt wird. Die Anzeige der Binnenzone 16 auf dem Monitor 12 kann maximal auf die Zone 31 erweitert werden, in der eine Lenkung zulässig ist und die von dem rechten und dem linken Klappmesserwinkel 13 definiert wird.
Das Überlagerungsanzeigeteil 17 ist ein funktionaler Teil der Steuereinrichtung 11, der gleichzeitig das Bild oder die Grafik der Peripherie des Kopplungsmittels 2 und zumindest einen Teil der fächerförmigen Binnenzone 16 anzeigt. Das Überlagerungsanzeigeteil 17 kann ein anderes Bild auf dem Monitor 12 anzeigen, kann aber die Anzeige vereinfachen, um die Sichtbarkeit zu verbessern, indem sie nur das Bild oder die Grafik der Peripherie des Kopplungsmittels 2 und zumindest einen Teil der fächerförmigen Binnenzone 16 anzeigt. In dieser Ausführungsform kann das Überlagerungsanzeigeteil 17 zusätzlich zum oben Genannten je nach Bedarf die Linien anzeigen, die einen weiter unten beschriebenen Soll-Anhängerwinkel 65 und einen weiter unten beschriebenen Lenkungsbegrenzungswinkel 61 zeigen.
Der Alarmwinkelrechner 15 aktualisiert regelmäßig den Alarmwinkel 14 unter Verwendung von mindestens einem von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Beschleunigung, dem Lenkwinkel und der Anhängerwinkelgeschwindigkeit auf Basis des Klappmesserwinkels 13. Das Überlagerungsanzeigeteil 17 kann in Folge zumindest einen Teil der Binnenzone 16, die von den aktualisierten Alarmwinkeln 14 definiert wird, auf dem Monitor 12 anzeigen.
In diesem Fall ist die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann von einem Geschwindigkeitssensor erfasst werden, der in dem Fahrzeug 1 und dem Anhänger 3 bereitgestellt ist.
Die Beschleunigung ist eine Geschwindigkeitsvariation aufgrund einer Vibration oder eines Stoßes an dem Fahrzeug 1 und dem Anhänger 3. Die Beschleunigung kann von einem Beschleunigungssensor erfasst werden, der in dem Fahrzeug 1 und dem Anhänger 3 bereitgestellt ist.
Der Lenkwinkel ist ein Drehwinkel eines Lenkrads des Fahrzeugs 1. Der Lenkwinkel kann von einem in dem Fahrzeug 1 bereitgestellten Lenkungssensor erfasst werden. In dieser Ausführungsform ist der Reifenwinkel dem Lenkwinkel im Wesentlichen ähnlich.
Die Anhängerwinkelgeschwindigkeit ist eine Geschwindigkeit der Drehung des Anhängers 3 um den Kopplungspunkt 26 des Kopplungsmittels 2. Die Anhängerwinkelgeschwindigkeit wird von dem Anhängerwinkelrechner 34 berechnet wie oben beschrieben. Die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigung, der Lenkwinkel und die Anhängerwinkelgeschwindigkeit sind eine im Zeitverlauf variable physikalische Größe.
Der Alarmwinkel 14 kann beispielsweise durch Multiplizieren des Klappmesserwinkels 13 mit einem Verstärkungsfaktor, der aus der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Beschleunigung, dem Lenkwinkel und der Anhängerwinkelgeschwindigkeit erfasst wird, erfasst werden.
Alarmwinkel 14 = Klappmesserwinkel 13 x Verstärkungsfaktor
Der Verstärkungsfaktor wird auf einen Wert kleiner eins eingestellt. Der Verstärkungsfaktor kann mit einer Formel wie etwa „Abbildungswert / tatsächlicher Wert“ berechnet werden. In dieser Formel wird der Verstärkungsfaktor (und der Alarmwinkel 14) gemäß einer Vergrößerung des Nenners (des tatsächlichen Werts) kleiner, und der Verstärkungsfaktor (und der Alarmwinkel 14) wird gemäß einer Vergrößerung des Zählers (des Abbildungswerts) größer.
Genauer ist die Formel zur Berechnung des Verstärkungsfaktors mindestens eine der folgenden Formeln.

„Abbildungswert der Fahrzeuggeschwindigkeit / Wert der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit“
„Abbildungswert der Beschleunigung / Wert der tatsächlichen Beschleunigung“
„Abbildungswert der Fahrzeuggeschwindigkeit / Wert der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit“
„Abbildungswert der Anhängerwinkelgeschwindigkeit / Wert der tatsächlichen Anhängerwinkelgeschwindigkeit“

Wie in 10A bis 10D dargestellt ist, wird die Abbildung beispielsweise auf eine lineare Funktion eingestellt, die proportional ansteigt, mit der horizontalen Achse als gegenwärtigem Anhängerwinkel 4 und der vertikalen Achse als Schwellenwert der oben beschriebenen variablen physikalischen Größe. Der Abbildungswert wird durch Mapping erfasst. Der Abbildungswert wird als Wert einer Funktion (verschiedene Schwellenwerte, zum Beispiel Anhängerwinkelgeschwindigkeits-Schwellenwert, Anhängerbeschleunigungs-Schwellenwert, Reifenwinkel-Schwellenwert und Anhängerwinkelgeschwindigkeits-Schwellenwert) im gegenwärtigen Anhängerwinkel 4 erfasst. Die Verstärkungsfaktoren, die aus den einzelnen physikalischen Größen erfasst werden, werden beispielsweise miteinander multipliziert, so dass sie ein einziger Verstärkungsfaktor werden. Wenn der Klappmesserwinkel 13 beispielsweise 30 Grad beträgt und der Verstärkungsfaktor 0,83.. ist, ist der Alarmwinkel 14 gleich 25 Grad (= 30 x 0,83..).
Die Grundkonfiguration der oben beschriebenen Schleppassistenzvorrichtung 5 wird hauptsächlich für das Fahrzeug 1 verwendet, das von einem Insassen gefahren wird, und kann auch für ein Fahrzeug mit Fahrassistenz und ein autonom fahrendes Fahrzeug verwendet werden.
Nun wird eine zusätzliche Funktion der Schleppassistenzvorrichtung 5 beschrieben.
Die Steuereinrichtung 11 kann einen Schätzungszeitrechner 41 aufweisen, der eine geschätzte Zeit bis der Anhängerwinkel 4 dem Klappmesserwinkel 13 gleich wird unter Verwendung der Anhängerwinkelgeschwindigkeit berechnet.
Die geschätzte Zeit ist ein Schätzwert einer Zeit (eines zeitlichen Spielraums oder einer Frist) bis der Anhängerwinkel 4 dem Klappmesserwinkel 13 gleich wird. Da der Anhängerwinkel 4 durch Integrieren der Anhängerwinkelgeschwindigkeit mit einer bestimmten abgelaufenen Zeit unter der Annahme berechnet wird, dass eine bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit und ein bestimmter Reifenwinkel beibehalten werden, kann die geschätzte Zeit durch Berechnen der Zeit erfasst werden, die vergeht, bis der Anhängerwinkel 4 dem Klappmesserwinkel 13 gleich wird. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Reifenwinkel je nach der Situation des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3 im Zeitverlauf variieren, variiert die geschätzte Zeit im Zeitverlauf. Die Anhängerwinkelgeschwindigkeit kann vom Schätzungszeitrechner 41 individuell berechnet werden, oder es kann die Anhängerwinkelgeschwindigkeit verwendet werden, die zum Berechnen des Anhängerwinkels 4 durch den Alarmwinkelrechner 15 verwendet wird. Die geschätzte Zeit, die berechnet wird wie oben beschrieben, wird an den Alarmgenerator 18 gesendet, wodurch die Alarmvorrichtung 35 einen Alarm ausgibt, wenn die geschätzte Zeit höchstens so lang ist wie eine vorgegebene Zeit. In diesem Fall kann die vorgegebene Zeit am zweckmäßigsten auf Basis einer Reaktionszeit eingestellt werden, die für eine Bremsenbetätigung durch einen Insassen erforderlich ist. Die geschätzte Zeit kann verwendet werden wie oben beschrieben.
Der Schätzungszeitrechner 41 ist ein funktionaler Teil der Steuereinrichtung 11, der die geschätzte Zeit bis der Anhängerwinkel 4 dem Klappmesserwinkel 13 gleich wird berechnet.
Der Schätzungszeitrechner 41 wird in der Schleppassistenzvorrichtung 5 der oben beschriebenen Grundkonfiguration zusätzlich bereitgestellt. Wenn nur überwacht werden muss, ob die geschätzte Zeit höchstens so lang ist wie die vorgegebene Zeit, ohne zu überwachen, ob der Anhängerwinkel 4 mindestens so groß ist wie der Alarmwinkel 14, kann die Steuereinrichtung 11 zusätzlich zum Schätzungszeitrechner 41 und zum Überlagerungsanzeigeteil 17, das zumindest einen Teil der Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist, (innerhalb der Klappmesserwinkel 13) über die Position des Kopplungsmittels 2 legt, um sie auf dem Monitor 12 anzuzeigen (5), mindestens eines von dem Alarmgenerator 18, der einen Alarm ausgibt, wenn die geschätzte Zeit höchstens so lang ist wie die vorgegebene Zeit, und nachstehend beschriebenen Teilen von 16 aufweisen. Genauer weist die Steuereinrichtung 11 beispielsweise den Schätzungszeitrechner 41, das Überlagerungsanzeigeteil 17 und den Alarmgenerator 18 auf.
Die Steuereinrichtung 11 kann ein Bremsenbetätigungsteil 44 aufweisen, das ein Bremsenbetätigungssignal 43 (6) für ein notfallmäßiges Anhalten des Fahrzeugs 1 an das an dem Fahrzeug 1 angebaute automatische Bremssystem 21 sendet.
Eine erste eingestellte Zeit wird an dem Bremsenbetätigungsteil 44 als am besten geeignete Zeit eingestellt, die für ein notfallmäßiges Anhalten des Fahrzeugs 1 durch das automatische Bremssystem 21 notwendig ist. Die erste eingestellte Zeit kann gemäß der Leistung des an dem Fahrzeug 1 (dem Fahrzeug mit Fahrassistenz oder dem autonom fahrenden Fahrzeug) angebauten automatischen Bremssystems 21 und des Fahrzeugs 1 individuell eingestellt werden. Die erste eingestellte Zeit kann beispielsweise auf 0,8 Sekunden eingestellt werden, aber die erste Zeit ist nicht darauf beschränkt.
Das automatische Bremssystem 21 steuert automatisch die Betätigung einer Bremse, die an dem Fahrzeug 1, wie etwa einem Fahrzeug mit Fahrassistenz oder einem autonom fahrenden Fahrzeug, angebaut ist.
Das Bremsenbetätigungssignal 43 ist ein Notbremsungssignal, durch welches das automatische Bremssystem 21 eine Bremsenbetätigung für ein notfallmäßiges Anhalten durchführt.
Das Bremsenbetätigungsteil 44 ist ein funktionaler Teil der Steuereinrichtung 11, der das Bremsenbetätigungssignal 43 für eine Betätigung der Bremse durch die Kommunikation mit dem automatischen Bremssystem 21 des Fahrzeugs 1 an das automatische Bremssystem 21 sendet (wenn die geschätzte Zeit höchstens so lang ist wie die erste eingestellte Zeit). Wenn das automatische Bremssystem 21 das Bremsenbetätigungssignal 43 empfängt, betätigt das automatische Bremssystem 21 die Bremse, um ein notfallmäßiges Anhalten des Fahrzeugs 1, beispielsweise mit einer Beschleunigung von 1 G, durchzuführen.
Die Steuereinrichtung 11 kann ein Notlenkungsteil 47 aufweisen, das ein Notlenkungssignal 46, durch welches sich das Fahrzeug 1 notfallmäßig in einer Richtung ausrichtet, in welcher der Anhängerwinkel 4 kleiner wird, an das an dem Fahrzeug 1 angebaute automatische Lenksystem 22 sendet, wenn die geschätzte Zeit, die von dem Schätzungszeitrechner 41 berechnet wird, höchstens so lang ist wie eine zweite eingestellte Zeit, die kürzer ist als die erste eingestellte Zeit.
Die zweite eingestellte Zeit wird an dem Notlenkungsteil 47 als am besten geeignete Zeit eingestellt, die für eine Notlenkung des Fahrzeugs 1 durch das automatische Lenksystem 22 notwendig ist. Die zweite eingestellte Zeit kann gemäß der Leistung des an dem Fahrzeug 1 (dem Fahrzeug mit Fahrassistenz oder dem autonom fahrenden Fahrzeug) angebauten automatischen Lenksystems 22 individuell eingestellt werden. Die zweite eingestellte Zeit kann beispielsweise auf 0,6 Sekunden eingestellt werden, aber die zweite eingestellte Zeit ist nicht darauf beschränkt.
Das automatische Lenksystem 22 ist an dem Fahrzeug 1, wie etwa einem Fahrzeug mit Fahrassistenz oder einem autonom fahrenden Fahrzeug, angebaut, um das Lenken automatisch zu steuern.
Das Notlenkungssignal 46 ist ein Lenksignal 54, durch welches das automatische Lenksystem 22 die Notlenkung durchführt.
Das Notlenkungsteil 47 ist ein funktionaler Teil der Steuereinrichtung 11, der das Notlenkungssignal 46 für die Notlenkung (wenn die geschätzte Zeit höchstens so lang ist wie die zweite eingestellte Zeit) durch die Kommunikation mit dem automatischen Lenksystem 22 des Fahrzeugs 1 an das automatische Lenksystem 22 sendet. Wenn das automatische Lenksystem 22 das Notlenkungssignal 46 empfängt, führt das automatische Lenksystem 22 das Lenken beispielsweise mit dem maximalen Drehmoment durch, bis der Reifenwinkel 0 Grad erreicht. Das Notlenkungsteil 47 unterstützt das Bremsenbetätigungsteil 44.
Die oben genannte Konfiguration wird für das Fahrzeug 1 (zum Beispiel das Fahrzeug mit Fahrassistenz oder das autonom fahrende Fahrzeug) verwendet, das bis zu dem maximalen Lenkwinkel lenken kann, der den Klappmesserwinkel 13 überschreitet (keine Begrenzung des Lenkwinkels).
Nun wird eine andere Funktion der Schleppassistenzvorrichtung 5 beschrieben.
Die Steuereinrichtung 11 kann einen Lenkungsregler 53 (6) aufweisen, der ein Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 52 (ein erstes Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 52) zum Regulieren einer Lenkbarkeitszone 51 des Fahrzeugs 1 innerhalb der Binnenzone 16, die von den Alarmwinkeln 14 definiert wird, an das an dem Fahrzeug 1 angebaute automatische Lenksystem 22 sendet (11).
Die Lenkbarkeitszone 51 ist eine Zone, in der gelenkt werden kann. Im Normalfall liegt die Lenkbarkeitszone 51 innerhalb des Bereichs des rechten und des linken maximalen Lenkwinkels des Fahrzeugs 1. In dieser Ausführungsform wird die Lenkbarkeitszone 51 durch Beschränken der Lenkbarkeitszone 51 auf einen Bereich eingestellt, der enger ist als der rechte und der linke maximale Lenkwinkel des Fahrzeugs 1. Die Lenkbarkeitszone 51 variiert im Zeitverlauf je nach der Situation des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3. In dieser Ausführungsform wird der Lenkwinkel automatisch so reguliert, dass die Lenkbarkeitszone 51 in den gleichen Bereich fällt wie die Binnenzone 16 der Alarmwinkel 14 oder ein Bereich ist, der schmäler ist als diese. Die Lenkung oder automatische Lenkung kann dadurch durchgeführt werden, ohne dass die Alarmwinkel 14 überschritten werden.
Die Lenkbarkeitszone 51 kann so eingestellt werden, dass der Lenkwinkel auf den Bereich innerhalb der Klappmesserwinkel 13 (die Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist) reguliert wird (zum Beispiel 12A). In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 11 beispielsweise den Lenkungsregler 53 aufweisen, der das Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 52 zum Regulieren der Lenkbarkeitszone 51 des Fahrzeugs 1 innerhalb der Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist, auf der Innenseite der Klappmesserwinkel 13 an das automatische Lenksystem 22 und das Überlagerungsanzeigeteil 17 sendet, das zumindest einen Teil der Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist, über die Position des Kopplungsmittels 2 legt, um sie am Monitor 12 anzeigen zu können ( 5).
Das Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 52 ist ein Lenksignal 54, durch welches das automatische Lenksystem 22 die Lenkungsregelung durchführt. Das Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 52 wird an das automatische Lenksystem 22 gesendet, während das Fahrzeug 1 rückwärtsfährt.
Der Lenkungsregler 53 ist ein funktionaler Teil der Steuereinrichtung 11, durch den das automatische Lenksystem 22 durch die Kommunikation mit dem automatischen Lenksystem 22 des Fahrzeugs 1 das automatische Lenken durchführt, das innerhalb der Binnenzone 16 (innerhalb der Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist) der Alarmwinkel 14 reguliert wird. Der Lenkungsregler 53 verhindert dadurch, dass das Fahrzeug 1 aus der Binnenzone 16 der Alarmwinkel 14 (oder der Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist) hinausgelenkt wird, wenn das Fahrzeug 1 rückwärtsfährt. Demgemäß ist es nicht immer notwendig, dass die Steuereinrichtung 11 die Funktionen des Bremsenbetätigungsteils 44 und des Notlenkungsteils 47 aufweist, sondern es ist möglich, die Funktion des Bremsenbetätigungsteils 44 und/oder die Funktion des Notlenkungsteils 47 mit der Funktion des Lenkungsreglers 53 zu kombinieren. Außerdem können der Lenkungsregler 53 und das Notlenkungsteil 47 als ein und dasselbe funktionale Teil konfiguriert werden.
Die oben genannte Konfiguration wird für das Fahrzeug 1, wie etwa ein Fahrzeug mit Fahrassistenz oder ein autonom fahrendes Fahrzeug, verwendet, kann aber auch für das Fahrzeug 1 verwendet werden, das von einem Insassen gefahren wird. In diesem Fall kann der Lenkwinkel beispielsweise durch Senden des Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignals 52 an einen Servolenkungsmotor des Fahrzeugs 1 reguliert werden.
Die Steuereinrichtung 11 kann einen Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62 aufweisen (6), der einen Lenkungsbegrenzungswinkel 61 ( 12B) zur Vermeidung des Klappmesserphänomens berechnet, während das automatische Lenksystem 22 die Rückwärts-Fahrunterstützung des Fahrzeugs 1 durchführt. Das Überlagerungsanzeigeteil 17 verengt die Lenkbarkeitszone 51 bis nahe an den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 und zeigt die verengte Lenkbarkeitszone 51 auf dem Monitor 12 an. Der Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62 kann ein Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 60 (6) zum Regulieren der Lenkbarkeitszone 51 des Fahrzeugs 1 innerhalb einer Begrenzungszone 63, die durch den Lenkbarkeitsbegrenzungswinkel 61 verengt wird, vom Lenkungsregler 53 an das automatische Lenksystem 22 senden.
Die Unterstützung des Fahrzeugs 1 beim Rückwärtsfahren ist eine Funktion zur Unterstützung des Rückwärtsfahrens des Fahrzeugs 1, das den Anhänger 3 schleppt, und ist in dem automatischen Lenksystem 22 des Fahrzeugs 1, wie etwa eines Fahrzeugs mit Fahrassistenz oder eines autonom fahrenden Fahrzeugs, und/oder dem Rückwärts-Fahrassistenzsystem, das in dem von einem Insassen gefahrenen Fahrzeug 1 bereitgestellt ist, bereitgestellt. Das Rückwärts-Fahrassistenzsystem ist in dem Fahrzeug 1 als Funktion zur Unterstützung des Rückwärtsfahrens eines schleppenden Fahrzeugs bereitgestellt. Das Rückwärts-Fahrassistenzsystem steuert das Lenken beim Rückwärtsfahren durch Senden eines Steuersignals an einen Servolenkungsmotor des Fahrzeugs 1. Im Folgenden wird die Beschreibung unter der Annahme gemacht, dass das automatische Lenksystem 22 das Rückwärts-Fahrassistenzsystem aufweist. Bei der Unterstützung des Rückwärtsfahrens des Fahrzeugs 1 (des schleppenden Fahrzeugs) wird eine sogenannte Vergrößerungsoperation 64 (13B) durchgeführt. Die Informationen über die Vergrößerungsoperation 64 können beispielsweise vom automatischen Lenksystem 22 und/oder vom Rückwärts-Fahrassistenzsystem durch die Kommunikation an die Steuereinrichtung 11 gesendet werden.
Genauer wird bei der Unterstützung des Rückwärtsfahrens durch das automatische Lenksystem 22 und/oder das Rückwärts-Fahrassistenzsystem die Vergrößerungsoperation 64 als einzigartige Lenkoperation durchgeführt. Wenn der Anhängerwinkel 4 bei der Vergrößerungsoperation 64, wie beispielsweise in 13A dargestellt, in der Richtung geändert wird, die der gegenwärtigen Richtung entgegengesetzt ist (oder plus/minus des Anhängerwinkels 4 geändert wird), wie in 13B dargestellt, richtet sich das Fahrzeug 1 weitgehend in der gleichen Richtung wie die Richtung vor der Änderung des Anhängerwinkels 4 aus, und dann richtet sich das Fahrzeug 1 über den Lenkungsbetrag in der Richtung vor der Änderung des Anhängerwinkels 4 in der entgegengesetzten Richtung aus. Die durchgezogene Linie in 13A zeigt den Anhängerwinkel 4, der durch die Steuereinrichtung 11 gesteuert wird, und die gestrichelte Linie in 13A zeigt den tatsächlich geänderten Anhängerwinkel 4. 13B zeigt eine Änderung des Lenkwinkels für die Änderung des Anhängerwinkels 4, wie in 13A dargestellt ist. Eine solche Vergrößerungsoperation 64 wird relativ häufig durchgeführt.
Bei der Vergrößerungsoperation 64 wird der gesamte Lenkungsbetrag vergrößert und die Lenkrichtung wird stark geändert, so dass der Anhänger 3 weit ausgeschwenkt wird, was das Klappmesserphänomen bewirken kann. Der Lenkungsbetrag bei der Vergrößerungsoperation 64 unterscheidet sich je nach einem Winkel (dem Soll-Anhängerwinkel 65 (13A)), der den Anhängerwinkel 4 ändert. Außerdem variiert der Soll-Anhängerwinkel 65, der den Anhängerwinkel 4 ändert, im Zeitverlauf je nach der Situation des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3. Der Soll-Anhängerwinkel 65 kann durch das automatische Lenksystem 22 oder das Rückwärts-Fahrassistenzsystem automatisch eingestellt werden, um ihn an die Steuereinrichtung 11 zu senden, oder kann von einem Insassen mit dem Touchpanel 27 direkt in das Eingabeteil 28 der Steuereinrichtung 11 eingegeben werden.
Der Lenkungsbegrenzungswinkel 61 ist ein Winkel des Anhängers 3 (ein begrenzter Soll-Anhängerwinkel), der zwischen dem gegenwärtigen Anhängerwinkel 4 und dem Soll-Anhängerwinkel 65 eingestellt wird, um die große Änderung des Anhängerwinkels 4 in Richtung auf den Soll-Anhängerwinkel 65 zu begrenzen. Das automatische Lenksystem 22 und das Rückwärts-Fahrassistenzsystem steuern das Lenken so, dass eine allmähliche Annäherung an den Soll-Anhängerwinkel 65 stattfindet, während der Lenkungsbegrenzungswinkel 61, nicht der Soll-Anhängerwinkel 65, angezielt wird. In diesem Fall variiert der Lenkungsbegrenzungswinkel 61 im Zeitverlauf, so dass er sich dem Soll-Anhängerwinkel 65 annähert.
Durch Einstellen des Lenkungsbegrenzungswinkels 61 wird die Lenkung durch den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 begrenzt. Wie in 12A dargestellt ist, wird die Lenkbarkeitszone 51 (die Binnenzone 16 oder Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist) durch das automatische Lenksystem 22 auf den Bereich (die Begrenzungszone 63 oder Lenkbarkeitsbegrenzungszone) durch den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 verengt, wie in 12B dargestellt. Durch Steuern der Lenkbarkeitszone 51 (eines Teils eines Soll-Anhängerwinkels 65) durch den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 wird die rechts-links-symmetrische Lenkbarkeitszone 51, wie in 12A dargestellt, in die rechts-links-asymmetrische Begrenzungszone 63 geändert, wie in 12B dargestellt. Die Begrenzungszone 63 kann in Richtung auf den Soll-Anhängerwinkel 65 so eingestellt werden, dass sie etwas (zum Beispiel um etwa 3 bis 5 Grad) breiter ist als der Lenkungsbegrenzungswinkel 61. Vorzugsweise zeigt der Monitor 12 die rechts-links-asymmetrische Begrenzungszone 63, kann aber kontinuierlich die Lenkbarkeitszone 51 anzeigen, die sich vor der Lenkungsbegrenzung durch den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 darstellt.
12A, 14A entsprechen einem Zeitpunkt t1 (unmittelbar vor der Vergrößerungsoperation 64) in der finalen Vergrößerungsoperation in 13A oder 13B. 12B, 14B entsprechen einem Zeitpunkt t2 (in der Mitte der Vergrößerungsoperation 64) in der finalen Vergrößerungsoperation in 13A oder 13B. In der finalen Vergrößerungsoperation 64 stimmt der Soll-Anhängerwinkel 65 zum Zeitpunkt t1 mit dem Anhängerwinkel 4 an diesem Punkt überein, während der Anhängerwinkel 65 zum Zeitpunkt t2 0 Grad beträgt und der Lenkungsbegrenzungswinkel 61 ein Wert ist, der größer ist als 0 Grad und zwischen dem Soll-Anhängerwinkel 65 und dem Anhängerwinkel 4 liegt. Der Anhängerwinkel wird zum Zeitpunkt t2 weitgehend in der Richtung gelenkt, der dem Soll-Anhängerwinkel 65 in Bezug auf den Zeitpunkt t1 entgegengesetzt ist (δ (t1) → δ (t2)).
Der spezifische Lenkungsbegrenzungswinkel 61 kann auf beliebige Weise eingestellt werden.
Der Lenkungsbegrenzungswinkel 61 kann beispielsweise mit der folgenden Gleichung berechnet werden.
Lenkungsbegrenzungswinkel 61 = (Klappmesserwinkel 13 - Gegenwärtiger Anhängerwinkel 4) - Soll-Anhängerwinkel 65
Durch Berechnen des Lenkungsbegrenzungswinkels 61 mit einer solchen Gleichung kann der Lenkungsbegrenzungswinkel 61 auf den Lenkungsbetrag gesteuert werden, der kleiner ist als der Soll-Anhängerwinkel 65. Der Lenkungsbegrenzungswinkel 61 kann beispielsweise durch eine rote Linie zusammen mit der Anzeige der verengten Begrenzungszone 63 und der Peripherie des Kopplungsmittels 2 auf dem Monitor 12 angezeigt werden. Jedoch ist die Linie, die den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 darstellt, nicht auf die rote Linie begrenzt. Der Soll-Anhängerwinkel 65 kann angezeigt werden, muss aber nicht angezeigt werden. In dieser Ausführungsform wird der Soll-Anhängerwinkel 65 nicht angezeigt, solange nichts anderes erforderlich ist.
Der Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62 ist ein funktionaler Teil der Steuereinrichtung 11, der die Lenkbarkeitszone 51 des Fahrzeugs 1 durch Senden des berechneten Lenkungsbegrenzungswinkels 61 an den Lenkungsregler 53 innerhalb der Begrenzungszone 63, die durch den Lenkbarkeitsbegrenzungswinkel 61 verengt wird, regelt. Der Lenkungsregler 53 ist ein funktionaler Teil der Steuereinrichtung 11, der das Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 60 für die Durchführung der automatischen Lenkung, die innerhalb der verengten Begrenzungszone 63 begrenzt ist, durch die Kommunikation mit dem automatischen Lenksystem 22 des Fahrzeugs 1 an das automatische Lenkungssystem 22 sendet.
Mit dem Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62 und dem Lenkungsregler 53 kann das Fahrzeug 1 innerhalb des Begrenzungsbereichs 63 rückwärtsfahren (genauer kann das Fahrzeug 1 mit gradueller Lenkung rückwärtsfahren, ohne das Klappmesserphänomen zu bewirken, auch wenn die Vergrößerungsoperation 64 durchgeführt wird). In diesem Fall dürfen die Funktionen des Bremsenbetätigungsteils 44 und des Notlenkungsteils 47 nicht weggelassen werden. Jedoch können die Funktionen des Bremsenbetätigungsteils 44 und des Notlenkungsteils 47 mit den Funktionen des Lenkungsbegrenzungswinkelrechners 62 und des Lenkungsreglers 53 kombiniert werden. Außerdem könnte das Rückwärtsfahren innerhalb der Begrenzungszone 63 nur während der Vergrößerungsoperation 64 durchgeführt werden, aber das Rückwärtsfahren kann während des Rückwärtsfahrens durchgeführt werden, ohne die Vergrößerungsoperation 64 zu begrenzen.
Wenn ein Insasse den Soll-Anhängerwinkel 65 einstellt, kann die folgende Konfiguration erreicht werden.
Genauer kann die Schleppassistenzvorrichtung 5 aufweisen: das Touchpanel 27, mit dem der Soll-Anhängerwinkel 65 in der Rückwärtsrichtung des Anhängers 3 eingegeben werden kann, den Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62, der den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 auf Basis des eingegebenen Soll-Anhängerwinkels 65 mit der berührten Position auf dem Touchpanel 27 als Eingabe des Soll-Anhängerwinkels 65 berechnet, und das Überlagerungsanzeigeteil 17, das den berechneten Lenkungsbegrenzungswinkel 61 auf dem Monitor 12 anzeigt.
In diesem Fall sendet der Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62 ähnlich wie oben das Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 60 vom Lenkungsregler 53 zum automatischen Lenksystem 22, um die Lenkbarkeitszone 51 des Fahrzeugs 1 innerhalb der vom Lenkungsbegrenzungswinkel 61 verengten Begrenzungszone 63 zu regulieren. Der Lenkungsregler 53 kommuniziert mit dem automatischen Lenksystem 22 des Fahrzeugs 1, so dass das automatische Lenksystem 22 die automatische Lenkung, die innerhalb der verengten Begrenzungszone 63 begrenzt ist, auf Basis des Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignals 60 durchführt.
Der Lenkungsbegrenzungswinkel 61 wird so berechnet, dass er ein Winkel zwischen dem Anhängerwinkel 4 und dem Soll-Anhängerwinkel 65 an diesem Punkt ist. Der Monitor 12 zeigt die oben beschriebene Begrenzungszone 63 zusammen mit dem Lenkungsbegrenzungswinkel 61 an.
Wenn der Monitor 12 beispielsweise das Touchpanel 27 ist, berührt ein Insasse das Touchpanel 27 mit einem Finger, um den Soll-Anhängerwinkel 65 einfach als den Winkel der Linie einzugeben, welche die Position auf dem Monitor 12, die von dem Finger berührt wird, und den Kopplungspunkt 26 des Kopplungsmittels 2 verbindet, der Lenkungsbegrenzungswinkel 61, der auf Basis des Soll-Anhängerwinkels 65 erfasst wird, kann danach auf dem Monitor 12 angezeigt werden, und die Änderung des Lenkungsbetrags und des Lenkungswinkels kann graduell gesteuert werden, um das starke Lenken in Richtung auf den Soll-Anhängerwinkel 65 zu vermeiden.
Die oben beschriebenen Konfigurationen können passenderweise Weise innerhalb einer geeigneten Weise kombiniert werden.
Im Folgenden wird die Wirkungsweise der Ausführungsform beschrieben.
Wenn der Winkel zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Anhänger 3 ein vorgegebener oder ein größerer Winkel ist (Klappmesserwinkel 13), während das Fahrzeug 1, mit dem der Anhänger 3 gekoppelt ist, rückwärtsfährt, wird der Anhänger 3 aufgrund des Klappmesserphänomens blockiert. Wenn solch ein Klappmesserphänomen auftritt, kann das Fahrzeug 1 auf den blockierten Anhänger 3 auffahren. Daher ist es notwendig, dass das Fahrzeug 1 beim Rückwärtsfahren das Klappmesserphänomen vermeidet.
Demgemäß unterstützt die Schleppassistenzvorrichtung 5 dieser Ausführungsform das Rückwärtsfahren des Fahrzeugs 1 (des schleppenden Fahrzeugs) wie folgt.
15 ist ein Ablaufschema, das ein Beispiel für die Steuerung durch die Steuereinrichtung 11 der Schleppassistenzvorrichtung 5 (ohne Regulierung des Lenkwinkels) darstellt.
Sobald das Fahrzeug 1 rückwärts zu fahren beginnt, beginnt die Steuerung. Der Anhängerwinkelrechner 34 berechnet den Anhängerwinkel 4 (Anhängerwinkelerfassung) in Schritt S1. Der Anhängerwinkel 4 wird durch den Bilderkennungsprozess oder den Datenanalyseprozess an den Informationen aus der Kamera 23 berechnet oder wird durch Integrieren der Anhängerwinkelgeschwindigkeit mit einer abgelaufenen Zeit berechnet. Die Anhängerwinkelgeschwindigkeit wird durch Einsetzen der Parameter (D, W, L) des Fahrzeugs 1 und/oder des Anhängers, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Reifenwinkels δ in den Beziehungsausdruck berechnet (Gleichung 2 in 9). Der Anhängerwinkel 4, der durch den Anhängerwinkelrechner 34 berechnet wird, wird an den Alarmgenerator 18 und/oder jeden Teil der Steuereinrichtung 11 gesendet, um in jedem Teil verwendet werden zu können.
Dann berechnet der Alarmwinkelrechner 15 in Schritt S2 den Alarmwinkel 14 unter Verwendung von mindestens einem von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Beschleunigung, dem Lenkwinkel und der Anhängerwinkelgeschwindigkeit auf Basis des Klappmesserwinkels 13. Der Klappmesserwinkel 13 wird durch Einsetzen der einzelnen Parameter des Fahrzeugs 1 und des Anhängers 3 in den linearen geometrischen Beziehungsausdruck berechnet. Die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigung, der Lenkwinkel und die Anhängerwinkelgeschwindigkeit werden für die Erfassung des Verstärkungsfaktors verwendet. Der Alarmwinkel 14 wird durch Multiplizieren des Klappmesserwinkels 13 mit dem Verstärkungsfaktor berechnet. Der Anhängerwinkel 14, der durch den Anhängerwinkelrechner 15 berechnet wird, wird an den Alarmgenerator 18, das Überlagerungsanzeigeteil 17 und jeden Teil der Steuereinrichtung 11 gesendet, um in jedem Teil verwendet werden zu können.
Dann zeigt das Überlagerungsanzeigeteil 17 in Schritt S3 das tatsächliche Bild des Kopplungsmittels 2, das von der Kamera 23 fotografiert wird, auf dem Monitor 12 an und legt die Binnenzone 16 der Alarmwinkel 14 auf das Bild und/oder die Grafik des Kopplungsmittels 2, um sie anzuzeigen.
Dann bestimmt in Schritt S4 der Alarmgenerator 18, ob oder ob nicht der Anhängerwinkel 4, der vom Anhängerwinkelrechner 34 gesendet wird, in die Binnenzone 16 der Alarmwinkel 14 fällt, die vom Alarmwinkelrechner 15 gesendet wird. Wenn der Anhängerwinkel 4 in die Binnenzone 16 fällt, kehrt die Steuerung zu Schritt S1 zurück, um die obigen Schritte zu wiederholen. Wenn der Anhängerwinkel 4 außerhalb der Binnenzone 16 liegt, gibt der Alarmgenerator 18 in Schritt S5 einen Alarm aus. Ein Insasse führt als Reaktion auf den Alarm eine Bremsbetätigung durch. Wenn ein Insasse das Fahrzeug 1 fährt, kehrt die Steuerung zu Schritt S1 zurück, nachdem sie durch den Alarm in Schritt S5 die Bremsbetätigung von dem Insassen verlangt hat.
Im Falle eines autonom fahrenden Fahrzeugs und/oder eines Fahrzeugs mit Fahrassistenz berechnet der Schätzungszeitrechner 41 nach Schritt S5 die geschätzte Zeit bis der Anhängerwinkel 4 dem Klappmesserwinkel 13 gleich wird unter Verwendung der Anhängerwinkelgeschwindigkeit. Die geschätzte Zeit kann durch Erfassen des Anhängerwinkels 4 durch Integrieren der Anhängerwinkelgeschwindigkeit mit einer bestimmten abgelaufenen Zeit und auch durch Berechnen der abgelaufenen Zeit bis der Anhängerwinkel 4 dem Klappmesserwinkel 13 gleich wird berechnet werden.
Dann überwacht das Bremsenbetätigungsteil 44 in Schritt S7, ob die geschätzte Zeit, die vom Schätzungszeitrechner 41 berechnet wird, höchstens so lang ist wie die erste eingestellte Zeit. Wenn die geschätzte Zeit die erste eingestellte Zeit nicht senkt, kehrt die Steuerung zu Schritt S1 zurück, um die obigen Schritte zu wiederholen. Wenn die geschätzte Zeit höchstens so lang ist wie die erste eingestellte Zeit, sendet das Bremsenbetätigungsteil 44 in Schritt S8 das Bremsenbetätigungssignal 43 an das automatische Bremssystem 21 des Fahrzeugs 1, um ein notfallmäßiges Anhalten des Fahrzeugs 1 durchzuführen.
In Schritt S9 überwacht das Notlenkungsteil 47, ob die geschätzte Zeit, die vom Schätzungszeitrechner 41 berechnet wird, höchstens so lang ist wie die zweite eingestellte Zeit. Wenn die geschätzte Zeit nicht höchstens so lang ist wie die erste eingestellte Zeit, kehrt die Steuerung zu Schritt S1 zurück, um die obigen Schritte zu wiederholen. Wenn die geschätzte Zeit höchstens so lang ist wie die zweite eingestellte Zeit, sendet das Notlenkungsteil 47 in Schritt S10 das Notlenkungssignal 46 an das automatische Lenksystem 22 des Fahrzeugs 1, um das notfallmäßige Anhalten des Fahrzeugs 1 durchzuführen, um das Klappmesserphänomen zu vermeiden.
Die Steuerung durch die Steuereinrichtung 11 beim Regulieren des Lenkwinkels zur Vermeidung des Klappmesserphänomens ist beispielsweise wie in 16 dargestellt. Da die Schritte S11 bis S13 in 16 den Schritten S1 bis S3 in 15 im Wesentlichen gleich sind, wird auf ihre Beschreibung verzichtet. Die Steuerungen in 15, 16 können durch Verzweigen des Ablaufs auf Basis der Notwendigkeit der Regulierung des Lenkwinkels kombiniert werden.
In Schritt S14 sendet der Lenkungsregler 53 das Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 52 an das automatische Lenksystem 22, um die Lenkbarkeitszone 51 innerhalb der Binnenzone 16 (oder der Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist) der Alarmwinkel 14, die durch den Alarmwinkelrechner 15 berechnet werden, zu regulieren, und die Steuerung kehrt zu Schritt S1 zurück, um die oben genannten Schritte zu wiederholen. Der Lenkwinkel wird dadurch reguliert, wenn das Fahrzeug 1 rückwärtsgefahren wird, um das Klappmesserphänomen zu vermeiden.
Falls das Fahrzeug 1, welches das automatische Lenksystem 22 aufweist, die Funktion hat, das Rückwärtsfahren durch die Vergrößerungsoperation 64 zu unterstützen, überwacht die Steuereinrichtung 11 in Schritt S15 die Notwendigkeit der Vergrößerungsoperation 64 durch die Kommunikation mit dem automatischen Lenksystem 22 oder dem Rückwärts-Fahrassistenzsystem. Wenn die Vergrößerungsoperation 64 nicht durchgeführt wird, kehrt die Steuerung zu Schritt S1 zurück, um die obigen Schritte zu wiederholen. Wenn die Vergrößerungsoperation 64 durchgeführt wird, berechnet in Schritt S16 der Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62 den Lenkungsbegrenzungswinkel 61, und der Lenkungsregler 53 sendet das Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 60 an das automatische Lenksystem 22 des Fahrzeugs 1, um den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 innerhalb die Begrenzungszone 63 zu regulieren, die durch den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 verengt ist. Der Lenkungsbegrenzungswinkel 61 wird durch den Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62 passenderweise auf einen Wert zwischen dem gegenwärtigen Anhängerwinkel 4 und dem Soll-Anhängerwinkel 65 eingestellt. Das Fahrzeug 1 fährt dadurch mit gradueller Lenkung rückwärts, und das Auftreten des Klappmesserphänomens wird verhindert. In diesem Fall ist es am meisten bevorzugt, wenn die Anzeige des Monitors 12 in die Begrenzungszone 63 geändert wird, aber eine solche Änderung ist nicht immer notwendig. Danach kehrt die Steuerung zu Schritt S1 zurück, um die obigen Schritte zu wiederholen.
Die Ablaufschemata in 15, 16 sind jeweils nur Beispiele, und die Abläufe können leicht geändert werden.
Gemäß der Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
(Wirkung 1)Die Schleppassistenzvorrichtung 5 weist die Steuereinrichtung 11 und den Monitor 12 auf. Die Steuereinrichtung 11 unterstützt das Rückwärtsfahren des Fahrzeugs 1, mit dem der Anhänger 3 durch das Kopplungsmittel 2 gekoppelt ist. Ein Insasse kann dadurch auf einfache und exakte Weise das Fahrzeug 1, mit dem der Anhänger 3 gekoppelt ist, mit der Unterstützung der Steuereinrichtung 11 rückwärtsfahren, während er den Monitor 12 überwacht.
Genauer zeigt der Monitor 12 die Peripherie des Kopplungsmittels 2, das am Heckabschnitt des Fahrzeugs 1 angebracht ist, mit einer Sicht nach hinten an, zumindest wenn das Fahrzeug 1 rückwärtsfährt. Ein Insasse kann dadurch die Anzeige des Monitors 12 mit einer Ansicht, die einer Sicht nach hinten von einem Fahrersitz aus ähnlich ist, überwachen, so dass der Insasse die Anzeige des Monitors 12 auf einfache Weise überwachen kann. Somit wird ein Insasse durch einfaches Überwachen des Monitors 12 der Schleppassistenzvorrichtung 5 ausreichend unterstützt.
Die Steuereinrichtung 11 weist zumindest den Alarmwinkelrechner 15 und den Alarmgenerator 18 auf. Der Alarmwinkelrechner 15 berechnet den Alarmwinkel 14 höchstens so groß wie den Klappmesserwinkel 13, der das Klappmesserphänomen durch das Fahrzeug 1 und den Anhänger 3 bewirkt. Daher kann bestimmt werden, ob oder ob nicht der Anhängerwinkel 4 zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Anhänger 3 innerhalb des Alarmwinkels 14 liegt. Der Anhängerwinkel 4 innerhalb des Alarmwinkels 14 kann bestimmen, dass das Klappmesserphänomen vermieden wird. Demgemäß kann das Klappmesserphänomen durch Rückwärtsfahren des Fahrzeugs 1 mit dem Anhängerwinkel 4, der innerhalb des Alarmwinkels 14 liegt, vermieden werden.
Der Alarmgenerator 18 gibt den Alarm aus, wenn der Anhängerwinkel 4 mindestens so groß ist wie der Alarmwinkel 14. Ein Insasse kann dadurch das Fahrzeug 1 sicher rückwärtsfahren, bis der Alarm ausgegeben wird. Ein Insasse kann durch die Bremsenbetätigung das Fahrzeug 1 auch sicher anhalten, bevor das Klappmesserphänomen bewirkt wird, wenn der Alarm ausgegeben wird, und kann das Klappmesserphänomen vermeiden. Anders als die in US2015/0344067A1 beschriebene Vorrichtung, die das Klappmesserphänomen durch indirekte Durchführung der Lenkbetätigung des Fahrzeugs 1, beispielsweise mit der Betätigung eines Steuerknopfs, vermeidet, kann die vereinfachte Schleppassistenzvorrichtung 5 erreicht werden.
(Wirkung 2) Die Steuereinrichtung 11 kann das Überlagerungsanzeigeteil 17 einschließen, das zumindest einen Teil der Binnenzone 16 innerhalb der Alarmwinkel 14 über die Position des Kopplungsmittels 2 legt, um sie anzuzeigen. Ein Insasse kann dadurch die Beziehung zwischen der Situation des Kopplungsmittels 2 (der Situation des tatsächlichen Anhängerwinkels 4) und der Binnenzone 16 der Alarmwinkel 14 begreifen. Ein Insasse kann durch den Monitor 12 begreifen, ob oder ob nicht der Anhängerwinkel 4 innerhalb der Binnenzone 16 der Alarmwinkel 14 liegt. Somit kann ein Insasse dadurch das Fahrzeug 1 auf einfache Weise rückwärtsfahren, während er sich durch Überwachen der Anzeige des Monitors 12 tatsächlich vergewissert, ob oder ob nicht der Anhängerwinkel 4 innerhalb der Binnenzone 16 der Alarmwinkel 14 liegt.
(Wirkung 3) Der Alarmwinkelrechner 15 aktualisiert regelmäßig den Alarmwinkel 14 unter Verwendung von mindestens einem von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Beschleunigung, dem Lenkwinkel und der Anhängerwinkelgeschwindigkeit auf Basis des Klappmesserwinkels 13. Dadurch kann immer der letzte Alarmwinkel 14 erfasst werden, und die verschiedenen Steuerungen können mit hoher Genauigkeit unter Verwendung des letzten Alarmwinkels 14 durchgeführt werden. Das Überlagerungsanzeigeteil 17 zeigt auf Basis der aktualisierten Alarmwinkel 14 nacheinander zumindest einen Teil der Binnenzone 16 auf dem Monitor 12 an. Die Anzeige des Monitors 12 kann dadurch immer auf die letzte Anzeige aktualisiert werden, und ein Insasse kann somit die letzten Informationen von dem Monitor 12 erfassen.
(Wirkung 4) Die Steuereinrichtung 11 kann den Schätzungszeitrechner 41 aufweisen. Der Schätzungszeitrechner 41 berechnet die geschätzte Zeit bis der Anhängerwinkel 4 dem Klappmesserwinkel 13 gleich ist unter Verwendung der Anhängerwinkelgeschwindigkeit. Ein Insasse kann dadurch den Anhängerwinkel 4 auf Basis der berechneten geschätzten Zeit überwachen und verschiedene Steuerungen an dem Fahrzeug 1 durchführen.
(Wirkung 5) Die Steuereinrichtung 11 kann das Bremsenbetätigungsteil 44 aufweisen. Wenn die geschätzte Zeit, die vom Schätzungszeitrechner 41 berechnet wird, höchstens so lang ist wie die erste eingestellte Zeit, sendet das Bremsenbetätigungsteil 44 das Bremsenbetätigungssignal 43 an das automatische Bremssystem 21 des Fahrzeugs 1, um ein notfallmäßiges Anhalten des Fahrzeugs 1 durchzuführen. Durch das notfallmäßige Anhalten des Fahrzeugs 1 mit der Bremsbetätigung des automatischen Bremssystems 21 kann das Klappmesserphänomen des Fahrzeugs 1 automatisch vermieden werden.
(Wirkung 6) Die Steuereinrichtung 11 kann das Notlenkungsteil 47 aufweisen. Wenn die geschätzte Zeit, die vom Schätzungszeitrechner 41 berechnet wird, höchstens so lang ist wie die zweite eingestellte Zeit, die kürzer ist als die erste eingestellte Zeit, sendet das Notlenkungsteil 47 das Notlenkungssignal 46 an das automatische Lenksystem 22 des Fahrzeugs 1, um das notfallmäßige Lenken in der Richtung durchzuführen, in welcher der Anhängerwinkel 4 kleiner wird. Das Klappmesserphänomen des Fahrzeugs 1 kann durch Durchführen der Notlenkung mit dem automatischen Lenksystem 22 auch dann automatisch vermieden werden, wenn das Klappmesserphänomen nur durch das Bremsen des automatischen Bremssystems 21 nicht vermieden werden kann.
(Wirkung 7) Die Steuereinrichtung 11 kann den Lenkungsregler 53 aufweisen. Der Lenkungsregler 53 sendet das Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 52 an das automatische Lenksystem 22 des Fahrzeugs 1, um die Lenkbarkeitszone 51 des Fahrzeugs 1 innerhalb des Binnenbereichs 16 der Alarmwinkel 14 (oder die Zone 31, in der eine Lenkung zulässig ist) zu regulieren. Das automatische Lenksystem 22 führt dadurch das automatische Lenken nur innerhalb des Bereichs ohne Überschreitung der Alarmwinkel 14 (oder des Klappmesserwinkels 13) durch, so dass das Klappmesserphänomen des Fahrzeugs 1 von vorneherein vermieden werden kann.
(Wirkung 8) Die Steuereinrichtung 11 kann den Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62 aufweisen. Der Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62 berechnet den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 zur Vermeidung des Klappmesserphänomens, während das automatische Lenksystem 22 die Rückwärts-Fahrunterstützung des Fahrzeugs 1 durchführt. Das Überlagerungsanzeigeteil 17 verengt die Lenkbarkeitszone 51 bis nahe an den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 und zeigt die verengte Lenkbarkeitszone 51 auf dem Monitor 12 an. Der Lenkungsbegrenzungswinkelrechner 62 sendet das Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal 60 zum Regulieren der Lenkbarkeitszone 51 des Fahrzeugs 1 innerhalb der Begrenzungszone 63, die durch den Lenkbarkeitsbegrenzungswinkel 61 verengt wird, durch den Lenkungsregler 53 an das automatische Lenksystem 22. Das automatische Lenksystem 22 begrenzt die Lenkbarkeitszone 51 des Fahrzeugs 1 innerhalb der Begrenzungszone 63, die durch den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 verengt wird, auf Basis des Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignals 60.
Die Lenkbarkeitszone 51 durch das automatische Lenksystem 22 kann daher innerhalb der Begrenzungszone 63, die durch den Lenkungsbegrenzungswinkel 61 verengt wird, begrenzt werden, und das Lenken bei einem großen Winkel und das starke Lenken werden vermieden. Wenn das automatische Lenksystem 22 die Vergrößerungsoperation 64 mit der Lenkung bei einem großen Winkel und das starke Lenken in einem frühen Stadium, beispielsweise während der Unterstützung des Rückwärtsfahrens durch das automatische Lenksystem 22, durchführt, um den Anhängerwinkel 4 auf 0 Grad zu steuern, kann der Lenkungsbetrag in der Vergrößerungsoperation 64 so reguliert werden, dass das Klappmesserphänomen des Fahrzeugs 1 aufgrund der Vergrößerungsoperation 64 verhindert werden kann.
Auch wenn die vorliegende Offenbarung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, sollte sie nicht darauf beschränkt werden. Man beachte, dass von Fachleuten Variationen oder Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne vom Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der von den folgenden Ansprüchen definiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Kopplungsmittel
3: Anhänger
4: Anhängerwinkel
5: Fahrzeug mit Schleppassistenz
11: Steuereinrichtung
12: Monitor
13: Klappmesserwinkel
14: Alarmwinkel
15: Alarmwinkelrechner
16: Binnenzone
17: Überlagerungsanzeigeteil
18: Alarmgenerator
21: automatisches Bremssystem
22: automatisches Lenksystem
23: Kamera
41: Schätzungszeitrechner
43: Bremsenbetätigungssignal
44: Bremsenbetätigungsteil
46: Notlenkungssignal
47: Notlenkungsteil
51: Lenkbarkeitszone
52: Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal
53: Lenkungsregler
60: Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal
61: Lenkungsbegrenzungswinkel
62: Lenkungsbegrenzungswinkelrechner
63: Begrenzungszone
X: Fahrzeuglängsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2015/0344067 A1 [0004, 0005, 0107]

Claims

Schleppassistenzvorrichtung (5), umfassend: eine Steuereinrichtung (11), die dafür ausgelegt ist, ein Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs (1), mit dem ein Anhänger (3) mittels eines Kopplungsmittels (2) gekoppelt ist, zu unterstützen; und einen Monitor (12), der dafür ausgelegt ist, eine Peripherie des Kopplungsmittels (2), das an einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs (1) angebracht ist, in einer Sicht nach hinten anzuzeigen, zumindest wenn das Fahrzeug (1) rückwärtsfährt, wobei die Steuereinrichtung (11) aufweist: einen Alarmwinkelrechner (15), der dafür ausgelegt ist, einen Alarmwinkel (14) zu berechnen, der gleich groß ist wie oder kleiner ist als ein Klappmesserwinkel (13), welcher beim Rückwärtsfahren ein Klappmesserphänomen durch das Fahrzeug (1) und den Anhänger (3) bewirkt, und einen Alarmgenerator (18), der dafür ausgelegt ist, einen Alarm auszugeben, wenn ein Anhängerwinkel (4) zwischen dem Fahrzeug (1) und dem Anhänger (3) so groß ist wie oder größer ist als der Alarmwinkel (4).
Schleppassistenzvorrichtung (5) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (11) ein Überlagerungsanzeigeteil (17) aufweist, das dafür ausgelegt ist, zumindest einen Teil einer Binnenzone (16) innerhalb des Alarmwinkels (14) über eine Position des Kopplungsmittels (2) zu legen, um sie auf dem Monitor (12) anzuzeigen.
Schleppassistenzvorrichtung (5) nach Anspruch 2, wobei der Alarmwinkelrechner (15) den Alarmwinkel (14) unter Verwendung von mindestens einem von einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Beschleunigung des Fahrzeugs, einem Lenkwinkel des Fahrzeugs und einer Anhängerwinkelgeschwindigkeit des Anhängers auf Basis des Klappmesserwinkels (13) regelmäßig aktualisiert, und das Überlagerungsanzeigeteil (17) in Folge zumindest einen Teil der Binnenzone (16) des aktualisierten Alarmwinkels (14) auf dem Monitor (12) anzeigt.
Schleppassistenzvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinrichtung (11) einen Schätzungszeitrechner (41) aufweist, der dafür ausgelegt ist, unter Verwendung einer Anhängerwinkelgeschwindigkeit eine geschätzte Zeit bis der Anhängerwinkel (4) dem Klappmesserwinkel (13) gleich wird zu berechnen.
Schleppassistenzvorrichtung (5) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung (11) ein Bremsenbetätigungsteil (44) aufweist, das dafür ausgelegt ist, ein Bremsenbetätigungssignal (43) zum notfallmäßigen Anhalten des Fahrzeugs (1) an ein automatisches Bremssystem (21), das an dem Fahrzeug (1) angebaut ist, zu senden, wenn die geschätzte Zeit, die von dem Schätzungszeitrechner (41) berechnet wird, höchstens so lang ist wie eine erste eingestellte Zeit.
Schleppassistenzvorrichtung (5) nach Anspruch 5, wobei die Steuereinrichtung (11) ein Notlenkungsteil (47) aufweist, das dafür ausgelegt ist, ein Notlenkungssignal (46) an das an dem Fahrzeug (1) angebaute automatische Lenksystem (22) zu senden, um eine Notlenkung des Fahrzeugs (1) in einer Richtung durchzuführen, in welcher der Anhängerwinkel (4) kleiner wird, wenn die geschätzte Zeit, die von dem Schätzungszeitrechner (41) berechnet wird, höchstens so lang ist wie eine zweite eingestellte Zeit, die kürzer ist als die erste eingestellte Zeit.
Schleppassistenzvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinrichtung (11) einen Lenkungsregler (53) aufweist, der dafür ausgelegt ist, ein Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal an ein an dem Fahrzeug (1) angebautes automatische Lenksystem (22) zu senden, um eine Lenkbarkeitszone (51) des Fahrzeugs (1) innerhalb des Binnenbereichs (16) des Alarmwinkels (4) zu regulieren.
Schleppassistenzvorrichtung (5) nach Anspruch 7 in Abhängigkeit von Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (11) einen Lenkungsbegrenzungswinkelrechner (62) aufweist, der dafür ausgelegt ist, einen Lenkungsbegrenzungswinkel (61) zur Vermeidung des Klappmesserphänomens, während das automatische Lenksystem (22) das Rückwärtsfahren des Fahrzeugs (1) unterstützt, zu berechnen, das Überlagerungsanzeigeteil (17) die Lenkbarkeitszone (51) bis nahe an einen Lenkungsbegrenzungswinkel (61) verengt und die verengte Lenkbarkeitszone auf dem Monitor (12) anzeigt, und der Lenkungsbegrenzungswinkelrechner (62) das Lenkbarkeitszonen-Regulierungssignal vom Lenkungsregler (53) an das automatische Lenksystem (22) sendet, um die Lenkbarkeitszone (51) des Fahrzeugs (1) innerhalb einer Begrenzungszone zu regulieren, die vom Lenkungsbegrenzungswinkel (61) verengt wird.