DE102021206404A1

DE102021206404A1 - Verfahren und system zur lenkungssteuerung während fahrzeugrückfahrbetriebs zum manövrieren eines anhängers

Info

Publication number: DE102021206404A1
Application number: DE102021206404.3A
Authority: DE
Inventors: Philipp Mayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2021-06-22
Publication date: 2021-12-30
Also published as: US11654965B2; US20210403087A1

Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren zur Lenksteuerung während Fahrzeugrückwärtsbetrieb beim Manövrieren eines Anhängers in einer Rückwärtsrichtung mit einem Solldrehwinkel bereitgestellt. Das System weist eine P-I-D-Kaskadenstruktur auf und umfasst eine Heckvideokamera zur Bereitstellung von Bildern zur Bestimmung eines Anhängerwinkels, eine Gierwinkelbestimmungsvorrichtung, einen Lenkwinkelsensor, eine Fahrzeuginnenanzeige mit einer Eingabevorrichtung und eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung. Wenn ein Trajektoriemodus gewählt wird und ein Drehwinkelsollwert empfangen wird, bestimmt ein elektronischer Prozessor eine Anhängertrajektorie basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, dem Fahrzeuggierwinkel und physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers. Die Anhängertrajektorie wird auf der Fahrzeuginnenanzeige mit dem rückwärtigen Kamerabild angezeigt. Wenn ein Fahrer einen automatischen Lenkmanövermodus auswählt, steuert das Anhängerassistenzsystem automatisch die Lenkung des Fahrzeugs.

Description

HINTERGRUND
Diese Anordnung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur Bereitstellung von Lenkungssteuerung während Fahrzeugrückfahrbetriebs beim Manövrieren eines Anhängers in einer Rückwärtsrichtung mit Wenden oder dergleichen und gelegentlicher Maximierung der Schärfe der Manövrierwendebewegung. In einer Endposition sind das Fahrzeug und der Anhänger aufeinander ausgerichtet.
Für einen unerfahrenen Fahrer kann das Manövrieren eines Anhängers eine schwierige Aufgabe darstellen. Zusätzlich dazu, dass ein Anhänger bei Rückwärtsbewegungen aktiv stabilisiert werden muss, ist die Lenkung nicht intuitiv. Zum Korrigieren des Driftens eines Anhängers zu einer Seite muss der Fahrer in diese Richtung lenken, um ihn zurück zur Mitte zu manövrieren. Die Ausführungsformen hierin unterstützen einen Fahrer beim Manövrieren eines Anhängers.
KURZDARSTELLUNG
Eine Ausführungsform richtet sich auf ein Anhängerassistenzsystem zum Assistieren beim Rückwärtsmanövrieren eines an einem Fahrzeug angebrachten Anhängers. Das Anhängerassistenzsystem umfasst eine Heckvideokamera zur Bereitstellung eines rückwärtigen Bilds des Anhängers und der Umgebung; ein Fahrzeuginnendisplay und eine Eingabevorrichtung zum selektiven Anzeigen eines rückwärtigen Bilds von der Heckvideokamera, und wobei die Eingabevorrichtung dazu konfiguriert ist, Eingaben von einem Fahrer zu empfangen; eine Gierungsbestimmungsvorrichtung zum Erfassen eines Gierwinkels des Fahrzeugs; einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Fahrzeuglenkwinkels der Vorderräder des Fahrzeugs; eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs; und einen elektronischen Prozessor und einen Speicher. Der elektronische Prozessor ist dazu konfiguriert, wenn ein Trajektoriemodus und ein Drehwinkelsollwert von einem Fahrer empfangen werden: einen Gierwinkel für das Fahrzeug zu empfangen; einen Anhängerwinkel für den Anhänger bezüglich des Fahrzeugs basierend auf von der Heckvideokamera empfangenen Videodaten zu bestimmen; eine Anhängertrajektorie basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, dem Fahrzeuggierwinkel und physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers zu bestimmen; und die Anhängertrajektorie auf der Fahrzeuginnenanzeige mit dem rückwärtigen Bild des Anhängers und der Umgebung anzuzeigen. Der elektronische Prozessor ist dazu konfiguriert, wenn von einem Fahrer ein automatischer Lenkungsmanövriermodus gewählt wird: ein Ausgangsfahrzeuglenkwinkelsignal für eine Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung zur Positionierung des Lenkwinkels des Fahrzeugs zur Durchführung des Anhängermanövrierbetriebs entsprechend dem Drehwinkelsollwert bereitzustellen; bei Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs das Fahrzeuglenkwinkelsignal basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Fahrzeuggierwinkel und den physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers zu aktualisieren und das aktualisierte Fahrzeuglenkwinkelsignal für die Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung zur dahingehenden Steuerung des Fahrzeuglenkwinkels, den Drehwinkelsollwert zu erzielen, bereitzustellen, wobei das Fahrzeug und der Anhänger nach dem Manövrieren aufeinander ausgerichtet sind.
Eine weitere Ausführungsform ist ein Verfahren zum Assistieren beim Rückwärtsmanövrieren eines an einem Fahrzeug angebrachten Anhängers mit einem Anhängerassistenzsystem, das einen elektronischen Prozessor umfasst. Das Verfahren erfolgt durch Bestimmen eines Anhängerwinkels für den Anhänger bezüglich des Fahrzeugs basierend auf von einer Heckvideokamera empfangenen Videodaten; und Empfangen eines Gierwinkels für das Fahrzeug. Als Reaktion auf Eingaben von einem Fahrer zum Auswählen eines Trajektoriemodus und zum Auswählen eines Drehwinkelsollwerts zum Rückwärtsmanövrieren des Anhängers erfolgt das Verfahren durch Bestimmen mit dem elektronischen Prozessor einer Anhängertrajektorie basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, dem Fahrzeuggierwinkel und physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers; und Anzeigen der Anhängertrajektorie auf der Fahrzeuginnenanzeige mit einem rückwärtigen Bild des Anhängers und der Umgebung. Ein Fahrer kann dann das Fahrzeug an einer angebrachten Position zum Manövrieren des Anhängers in einer Rückwärtsrichtung an einen gewünschten Ort durch dahingehendes Bewegen des Fahrzeugs und des Anhängers, die auf der Fahrzeuginnenanzeige bereitgestellte Anhängertrajektorie mit einem gewünschten Ort in Einklang zu bringen, positionieren.
Eine weitere Ausführungsform richtet sich auf ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium, das Programmanweisungen umfasst, die von einem elektronischen Prozessor zum Assistieren beim Rückwärtsmanövrieren eines an einem Fahrzeug angebrachten Anhängers entlang einer Anhängertrajektorie ausgeführt werden. Der elektronische Prozessor ist dazu konfiguriert, einen Anhängerwinkel für den Anhänger bezüglich des Fahrzeugs basierend auf von einer Heckvideokamera empfangenen Videodaten zu bestimmen; einen Gierwinkel für das Fahrzeug zu empfangen; einen Lenkwinkel der Vorderräder des Fahrzeugs zu empfangen; und eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs zu empfangen. Der elektronische Prozessor führt ein Anhängerlenkmanöver entlang der Anhängertrajektorie entsprechend einem Drehwinkelsollwert durch Folgendes durch: Bestimmen eines Ausgangsfahrzeuglenkwinkelsignals basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, dem Fahrzeuggierwinkel und physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers; Bereitstellen eines Ausgangsfahrzeuglenkwinkelsignals für eine Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung zur Positionierung des Lenkwinkels des Fahrzeugs zur Durchführung des Anhängermanövrierbetriebs entsprechend dem Drehwinkelsollwert; bei Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs Aktualisieren des Fahrzeuglenkwinkelsignals basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Fahrzeuggierwinkel und den physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers und Bereitstellen des aktualisierten Fahrzeuglenkwinkelsignals für die Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung zur dahingehenden automatischen Steuerung des Fahrzeuglenkwinkels, den Anhänger entlang der Anhängertrajektorie zur Erzielung des Drehwinkelsollwerts zu manövrieren, wobei das Fahrzeug und der Anhänger nach dem Manövrieren aufeinander ausgerichtet sind.
Weitere Aspekte, Merkmale und Ausführungsformen werden bei Betrachtung der detaillierten Beschreibung und beiliegenden Zeichnungen offensichtlich.
Figurenliste

1 stellt eine Draufsicht eines Fahrzeugs und eines Anhängers auf einer Straße und in einer rückwärtigen Sollposition dar.
2 stellt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Anhängerassistenzsystems zum Assistieren beim Rückwärtsmanövrieren eines Anhängers dar.
3 stellt ein Ablaufdiagramm für eine Ausführungsform eines Trajektoriemodus des Anhängerassistenzsystems dar.
4 stellt ein Ablaufdiagramm für eine Ausführungsform eines automatischen Lenkmanövermodus des Anhängerassistenzsystems dar.
5 stellt ein beispielhaftes Bild zur Anzeige, das eine Anhängertrajektorie und einen Anhänger mit Umgebung zeigt, dar.
6 zeigt ein geometrisches Diagramm eines Fahrzeugs mit einem verbundenen Anhänger.
7 stellt ein Blockdiagramm dar, das den Betrieb eines elektronischen Prozessors (oder von elektronischen Prozessoren) zeigt.
8A-8D stellen Diagramme von Fahrzeugdaten für einen Solldrehwinkel von 90 Grad dar.
9A-9D stellen Diagramme von Fahrzeugdaten für einen Solldrehwinkel von 90 Grad mit einem Anhängerwinkel von zehn Grad zu Beginn dar.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bevor irgendwelche Ausführungsformen genauer erläutert werden, versteht sich, dass diese Offenbarung in ihrer Anwendung nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und der Anordnung der Komponenten, die in der folgenden Beschreibung angeführt oder in den folgenden Zeichnungen dargestellt werden, beschränkt sein soll. Ausführungsformen können andere Konfigurationen aufweisen und können verschiedenartig in die Praxis umgesetzt oder durchgeführt werden.
Mehrere hardware- und softwarebasierte Vorrichtungen sowie mehrere verschiedene Strukturkomponenten können zur Implementierung verschiedener Ausführungsformen verwendet werden. Darüber hinaus können Ausführungsformen Hardware, Software und elektronische Komponenten oder Module umfassen, die zum Zwecke der Erörterung möglicherweise so dargestellt und beschrieben werden, als wäre der Großteil der Komponenten lediglich in Hardware implementiert. Für einen Durchschnittsfachmann und auf Basis der Lektüre dieser detaillierten Beschreibung ist jedoch erkenntlich, dass die auf Elektronik basierenden Aspekte der Erfindung zumindest bei einer Ausführungsform in Software (beispielsweise auf nichtflüchtigen computerlesbaren Medien gespeichert), die durch eine oder mehrere elektronische Steuerungen ausführbar ist, implementiert sein können. Beispielsweise können „Einheiten“, „Steuereinheiten“ und „Steuerungen“, die in der Patentschrift beschrieben werden, eine oder mehrere elektronische Steuerungen, einen oder mehrere Speicher, darunter nichtflüchtige computerlesbare Medien, eine oder mehrere Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen, einen oder mehrere ASICs und andere Schaltkreise und verschiedene Verbindungen oder Anschlüsse (beispielsweise Kabel, Leiterbahnen und Busse), die die verschiedenen Komponenten verbinden, umfassen.
1 zeigt ein Fahrzeug 30 und einen Anhänger 32, die auf einer Straße 34 angeordnet sind. Von einer Startposition auf der Straße 34 bewegt sich das Fahrzeug 30 in einem Rückwärtsrichtungspfad 36 zum Manövrieren des Anhängers 32 in eine Einfahrt 38 mithilfe eines Anhängerassistenzsystems und eines Fahrers, der ein Fahrpedal und ein Bremspedal oder dergleichen betätigt. Bei dieser Ausführungsform steuert das Anhängerassistenzsystem die Fahrzeuglenkung zur Bewegung der Kombination aus dem Fahrzeug 30/dem Anhänger 32 durch einen Rückwärtsdrehwinkel von 90° entlang einer Anhängertrajektorie, bei der es sich um den schärfsten nach hinten verlaufenden Pfad mit der kürzesten Strecke handelt. Es werden andere Drehwinkelsollwerte in Betracht gezogen, darunter ein erster Bereich zwischen etwa 10 Grad und etwa 90 Grad und/oder ein zweiter Bereich zwischen etwa -10 Grad und -90 Grad bei einigen Ausführungsformen. Bei einer Ausführungsform ist der Anhänger 32 ein herkömmlicher nicht lenkender Einachsanhänger. Bei einigen Ausführungsformen weist der Anhänger 32 eine Länge von etwa 1 bis etwa 20 Meter auf. Bei einigen Ausführungsformen wird nicht der schärfste Pfad zur Erzielung des Solldrehwinkels gewünscht. Bei den meisten Ausführungsformen sind der Anhänger 32 und das Fahrzeug 30 in einer Endposition längs ausgerichtet. Somit sind der Anhänger 32 und das Fahrzeug 30 in derselben Fahrtrichtung ausgerichtet.
2 zeigt eine Blockdiagrammansicht eines Anhängerassistenzsystems 40 zur Steuerung der Fahrzeuglenkung zum Manövrieren eines Anhängers 32. Bei einer Ausführungsform umfasst das Anhängerassistenzsystem 40 eine elektronische Anhängerassistenzeinheit 44. Die elektronische Anhängerassistenzeinheit 44 umfasst einen elektronischen Prozessor 50 und einen Speicher. Der Speicher umfasst ein oder mehrere Speichermodule, wie zum Beispiel einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 54 und/oder einen elektronisch löschbaren programmierbaren Nurlesespeicher (EEPROM) 56. Eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 58 sendet und empfängt Informationen über einen Kommunikationsbus 60. Der elektronische Prozessor 50 verarbeitet die Informationen durch Ausführen einer oder mehrerer Anwendungen oder Module. Die Anwendungen oder Module können als Anweisungen oder Befehle in dem Speicher 54, 56 gespeichert sein. Der elektronische Prozessor 50 speichert auch Informationen in dem Speicher 54, die von Anwendungen erzeugt werden.
Der in 2 gezeigte Kommunikationsbus 60 ist ein FlexRay-Kraftfahrzeugkommunikationsbus, ein CAN-Bus oder eine andere Art von Kommunikationsverbindung zwischen mehreren Steuereinheiten, Sensoren und anderen Vorrichtungen. Bei einigen Ausführungsformen verbindet der Kommunikationsbus 60 die elektronische Anhängerassistenzeinheit 44 mit einer elektronischen Lenkradpositionierungssteuerung 62, wie z. B. einem Servolenkungssteuermotor, der von der elektronischen Anhängerassistenzeinheit 44 in einem Anhängerassistenzbetriebsmodus gesteuert wird.
2 zeigt auch einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzer 66, der die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einem automatischen Lenkmanövermodus begrenzt. Bei einer Ausführungsform ist der Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzer 66 ein elektronisches Antriebssteuerungssystem eines Fahrzeugs, das einen Eingang eines Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungssignals von dem elektronischen Prozessor 50 von dem Anhängerassistenzsystem empfängt, das die Rückwärtsrichtungsgeschwindigkeit für ein Fahrzeug begrenzt, um zu verhindern, dass ein Fahrer die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze für einen automatischen Lenkmanövermodus überschreitet.
2 zeigt eine Heckvideokamera 70 zur Bereitstellung von Bildern vom Heck eines Fahrzeugs aus. Die Bilder können einen Anhänger, der an das Fahrzeug angehängt ist, umfassen. Bei einer Ausführungsform sind die Bilder eine Panoramaansicht. Bei einer anderen Ausführungsform sind mehrere Videokameras vorgesehen. Die Heckvideokamera 70 übermittelt dem elektronischen Prozessor 50 Videodaten über den Kommunikationsbus 60.
2 zeigt eine Fahrzeuggierwinkelbestimmungsvorrichtung 74, die an einem Fahrzeug vorgesehen ist. Bei einer Ausführungsform umfasst die Fahrzeuggierwinkelbestimmungsvorrichtung 74 einen Gyrosensor, der die Gierrate über den Kommunikationsbus 60 an Einheiten übermittelt. Die Gierrate wird zur Bestimmung einer Gierung integriert. Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Fahrzeuggierwinkel basierend auf Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeuglenkwinkel berechnet. Also wird bei einer Ausführungsform die Fahrzeuggierwinkelbestimmungsvorrichtung durch den elektronischen Prozessor 50 bereitgestellt. Der Fahrzeuggierwinkel wird in Bezug auf eine Ausgangsposition für ein Fahrzeugmanöver bestimmt.
Ein Lenkwinkelsensor 80 ist dahingehend mit dem Kommunikationsbus 60 verbunden, dem elektronischen Prozessor 50 über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 58 eine Lenkradposition zu übermitteln. Bei einer Ausführungsform ist der Lenkwinkelsensor 80 an einer Lenksäule der Lenkvorrichtung angeordnet. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Lenkwinkelsensor 80 dazu konfiguriert, eine Drehung eines an einer Lenkwelle des Fahrzeugs gesicherten Zahnritzels zu erfassen. Bei einer weiteren Ausführungsform bestimmt der Lenkwinkelsensor 80 einen Lenkwinkel basierend auf Motordrehung des Servolenkungssteuermotors und eines Verhältnisses in Bezug auf das Zahnstangengetriebe.
Bei einer Ausführungsform bestimmt eine in 2 gezeigte Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 84 eine Fahrzeuggeschwindigkeit und übermittelt die Fahrzeuggeschwindigkeit über den Kommunikationsbus 60 an andere Einheiten. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung 84 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Bei einer weiteren Ausführungsform stellen Berechnungen anderer Informationen die Fahrzeuggeschwindigkeit bereit.
2 zeigt eine Fahrzeuginnenanzeige 90 und eine Eingabevorrichtung 94. Bei einer Ausführungsform ist die Fahrzeuginnenanzeige 90 eine Anzeigetafel zum Anzeigen von Bildern und Anweisungen für einen Fahrer. Die Eingabevorrichtung 94 ist ein Keyboard, ein Joystick, eine Tastatur oder ein anderer Dateneingabemechanismus, wie z. B. ein Mikrofon und Sprachanalyse zum Empfangen von Sprachbefehlen. Bei einer Ausführungsform ist die Anordnung ein Touchscreen 98, durch den die Fahrzeuginnenanzeige 90 und die Eingabevorrichtung 94 in ein einziges Element, das Informationen und Bilder anzeigt und Berührungseingaben empfängt, integriert sind. Bei einer Ausführungsform ist der Touchscreen 98 an einer Konsole im Fahrzeuginnenraum angeordnet.
BETRIEBSWEISE
Im Betrieb umfasst die elektronische Anhängerassistenzeinheit 44 einen Trajektoriemodus und einen automatischen Lenkmanövermodus. Der Trajektoriemodus wird wie folgt vor dem automatischen Lenkmanövermodus gewählt und durchgeführt.
TRAJEKTORIEMODUS
3 zeigt ein Ablaufdiagramm 100 des Trajektoriemodus für die in 2 gezeigte elektronische Anhängerassistenzeinheit 44. Während in 2 eine einzige elektronische Anhängerassistenzeinheit 44 gezeigt wird, können mehrere Steuereinheiten und/oder elektronische Prozessoren 50 die in 3 gezeigten verschiedenen Funktionen durchführen. Die in 3 gezeigten mehreren Schritte können im Wesentlichen gleichzeitig oder parallel mit mehreren elektronischen Prozessoren der elektronischen Anhängerassistenzeinheit 44 erfolgen.
Bei Schritt 104 wird bei einer Ausführungsform eine Trajektoriemodusauswahl von dem elektronischen Prozessor 50 über den Kommunikationsbus 60 von der Eingabevorrichtung 94 empfangen. Danach empfängt bei Schritt 108 der elektronische Prozessor 50 auch einen Drehwinkelsollwert von der Eingabevorrichtung 94. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Fahrer den Drehwinkelsollwert vor dem Auswählen des Trajektoriemodus eingeben. Der Drehwinkelsollwert kann in Abhängigkeit von der Richtung des gewünschten Rückwärtsdrehmanövers des Anhängers 32 im Bereich von 10 Grad bis 90 Grad und von -10 Grad bis -90 Grad liegen.
Der elektronische Prozessor 50 ist dazu konfiguriert, bei Schritt 112, der in 3 gezeigt wird, den Anhängerwinkel basierend auf von der Heckvideokamera 70 über den Kommunikationsbus 60 empfangenen Videodaten zu bestimmen. Der Anhängerwinkel wird durch die relative Ausrichtung des Anhängers 32 bezüglich des Fahrzeugs 30 definiert. Wenn das Fahrzeug 30 und der Anhänger 32 entlang derselben Achse ausgerichtet sind, wenn beispielsweise das Fahrzeug 30 in einer gerade verlaufenden Richtung nach vorne gefahren wird, beträgt der Anhängerwinkel null Grad. Nach Schritt 112 geht der elektronische Prozessor zu Schritt 116 über.
Bei Schritt 116 empfängt der elektronische Prozessor 50 einen Gierwinkel von der Fahrzeuggierwinkelbestimmungsvorrichtung 74 an dem Fahrzeug 30. Der Fahrzeuggierwinkel wird bei einer Ausführungsform durch Integrieren des Gierratensignals bestimmt. Der elektronische Prozessor 50 geht zu Schritt 120 über.
Bei Schritt 120 bestimmt der elektronische Prozessor 50 eine Anhängertrajektorie für den Drehwinkelsollwert, die auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, dem Fahrzeuggierwinkel und physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers basiert. Die Bestimmung erfolgt, wenn das Fahrzeug 30 stationär ist oder von einem Fahrer gefahren wird. Danach geht der elektronische Prozessor 50 zu Schritt 124 über. Physische Eigenschaften oder Parameter des Fahrzeugs und Anhängers können Fahrzeugradstand, Fahrzeugüberhang, Anhängerlänge, maximalen Radwinkel und maximale Radwinkeländerungsrate umfassen.
Bei Schritt 124 zeigt der elektronische Prozessor 50 eine Anhängertrajektorie auf der Fahrzeuginnenanzeige 90 mit dem rückwärtigen Bild des Anhängers 32 und der Umgebung an. Die Anhängertrajektorie wird in das Videobild einkopiert oder darauf eingeblendet. Der elektronische Prozessor 50 geht zu Schritt 128 über.
Bei Entscheidungsschritt 128 bestimmt der elektronische Prozessor 50, ob eine Fahrereingabe in die Eingabevorrichtung 94 zur Auswahl eines automatischen Lenkmanövermodus empfangen worden ist und sich das Fahrzeug im Rückwärtsgang befindet und das Fahrzeug aufgrund einer Betätigung der Bremsen stationär ist. Solange die Eingaben nicht empfangen werden, kehrt der Entscheidungsschritt 128 zu Schritt 112 zurück und bestimmt erneut den Anhängerwinkel, den Fahrzeuggierwinkel und eine Anhängertrajektorie, wie oben erörtert wird. Somit wird, wenn sich das Fahrzeug 30 und der Anhänger 32 bewegen, die Anhängertrajektorie aktualisiert, um die neue Relativposition davon, die in dem rückwärtigen Bild des Anhängers 32 gezeigt wird, auf der Fahrzeuginnenanzeige 90 anzuzeigen. Während des Betriebs in dem Trajektoriemodus schaut ein Fahrer auf die Anhängertrajektorie auf der Fahrzeuginnenanzeige 90 und bewegt das Fahrzeug 30 und den Anhänger 32 manuell an eine Stelle, so dass die Anhängertrajektorie für jedes der Anhängerräder zu einer gewünschten Fläche, auf die der Fahrer den Anhänger zu manövrieren beabsichtigt, führt.
Bei Entscheidungsschritt 128 geht der elektronische Prozessor 50 zu Schritt 132 über, wenn der elektronische Prozessor 50 einen Eingang empfängt, dass sich das Fahrzeug nicht bewegt und dass ein Fahrer den automatischen Lenkmanövermodus ausgewählt hat. Diese Auswahl erfolgt, wenn der Fahrer sieht, dass die Anhängertrajektorie auf eine gewünschte Stelle für den Anhänger gerichtet ist, und führt eine manuelle Betätigung zur Auswahl des Modus mit der Eingabevorrichtung 94 durch. Bei einigen Ausführungsformen muss sich das Fahrzeug 30 auch im Rückwärtsgang befinden, um in den automatischen Lenkmanövermodus überzugehen.
AUTOMATISCHER LENKMANÖVERMODUS
4 zeigt ein Ablaufdiagramm 200 des Umschaltens auf den automatischen Lenkmanövermodus entsprechend Schritt 132, der in 3 gezeigt wird. Der automatische Lenkmanövermodus sorgt wie folgt für automatische Fahrzeuglenkung zur Erzielung des Rückwärtsmanövrierens des Fahrzeugs entlang der Anhängertrajektorie.
Der elektronische Prozessor 50 ist dazu konfiguriert, bei Schritt 212 den Anhängerwinkel basierend auf von der Heckvideokamera 70 über den Kommunikationsbus 60 empfangenen Videodaten zu bestimmen. Der Anhängerwinkel wird durch die Relativposition des Anhängers 32 bezüglich des Fahrzeugs 30 definiert. Nach Schritt 212 geht der elektronische Prozessor zu Schritt 216 über.
Bei Schritt 216 empfängt der elektronische Prozessor 50 einen Fahrzeuggierwinkel von der Fahrzeuggierwinkelbestimmungsvorrichtung 74 an dem Fahrzeug 30. Der Fahrzeuggierwinkel wird bei einer Ausführungsform durch Integrieren des Gierratensignals bestimmt. Der elektronische Prozessor 50 geht zu Schritt 220 über.
Bei Schritt 220 empfängt der elektronische Prozessor 50 einen Lenkwinkel für die Vorderräder des Fahrzeugs 30, der von dem Lenkwinkelsensor 80 erfasst und über den Kommunikationsbus 60 bereitgestellt wird. Der elektronische Prozessor 50 geht zum Entscheidungsschritt 230 über.
Bei Entscheidungsschritt 230 bestimmt der elektronische Prozessor 50, ob der automatisierte Lenkmanövermodus bereits begonnen hat. Falls Nein geht der elektronische Prozessor 50 zu Schritt 234 über. Bei Schritt 234 übermittelt der elektronische Prozessor 50 ein Ausgangsfahrzeuglenkwinkelsignal an die elektronische Lenkradpositionierungssteuerung in Vorbereitung auf den Rückwärtsbetrieb des Fahrzeugs 30. Das Ausgangsfahrzeuglenkwinkelsignal wird dahingehend bestimmt, einer Anhängertrajektorie basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, dem Fahrzeuggierwinkel und physischen Eigenschaften des Fahrzeugs 30 und des Anhängers 32 zu folgen. Danach kehrt der elektronische Prozessor 50 zu Schritt 212 zurück und wiederholt die Schritte 212, 216, 220, 224.
Bei Entscheidungsschritt 230 geht der elektronische Prozessor zu Entscheidungsschritt 240 über, wenn Ausgangsfahrzeuglenkung bereits bereitgestellt wird. Bei Schritt 240 wird das Fahrzeuglenkwinkelsignal basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Fahrzeuggierwinkel und den physischen Eigenschaften des Fahrzeugs 30 und des Anhängers 32 aktualisiert. Der elektronische Prozessor 50 kehrt zu den Schritten 212, 216, 220, 224, 230, 240 zurück und wiederholt diese, bis das Fahrzeug 30 aus dem Rückwärtsgang genommen oder durch eine Eingabe von einem Fahrer anderweitig deaktiviert wird. Bei einer Ausführungsform wird das Fahrzeuganhängerassistenzsystem 40 oder zumindest dessen automatischer Lenkmanövermodus automatisch deaktiviert oder beendet, wenn das Fahrzeug 30 aus dem Rückwärtsgang genommen wird.
Die obigen Schritte, die bei den Ausführungsformen von 3 und 4 gezeigt werden, werden zum Zwecke der Veranschaulichung bereitgestellt. Die Schritte können in einer vollkommen anderen Reihenfolge erfolgen.
ZUSÄTZLICHE AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Bei einer Ausführungsform fährt der in 3 gezeigte Trajektoriemodus mit dem Betrieb und der Anzeige der Anhängertrajektorie auf der Fahrzeuginnenanzeige 90 mit dem rückwärtigen Bild des Anhängers und der Umgebung während des automatischen Lenkmanövermodus fort. 5 zeigt ein Bild des Anhängers 32 und der Umgebung. 5 zeigt auch, dass die Anhängertrajektorie Bahnen 250 aufweist, die jedem der beabstandeten Anhängerräder entsprechen. Das in 5 gezeigte Bild wird fortlaufend aktualisiert und auf der Fahrzeuginnenanzeige 90 dargeboten. Einschließlich Fortfahren mit der Durchführung des Trajektoriemodus, einschließlich Anzeigen der Anhängertrajektorie 250 auf der Fahrzeuginnenanzeige 90 mit dem rückwärtigen Bild des Anhängers 32 und der Umgebung, während der elektronische Prozessor 50 den Lenkwinkel des Fahrzeugs 30 automatisch steuert. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Anhängertrajektorie ein einziger Pfad, der einem Mittelpunkt des Anhängers 32 entspricht.
GEOMETRISCHE GLEICHUNGEN
6 zeigt ein geometrisches Diagramm des Fahrzeugs 30 in Kombination mit dem Anhänger 32. Ferner zeigt 6 eine Ausführungsform der Winkel zur Bestimmung der verschiedenen Werte für Algorithmen, die bei den Betriebsmodi ausgeführt werden in Bezug auf eine X-Y-Achse.
Eine erste Gleichung für die Anhängerwinkelrate ist wie folgt: $\dot{γ} = - (\frac{ν}{l_{1}} + \frac{ν l_{12}}{l_{1} l_{2}} cos (γ)) tan (δ) - sin (γ))$
Die obige Gleichung basiert auf der Fahrzeuggeschwindigkeit v, dem Anhängerwinkel γ, dem Lenkwinkel δ, dem Fahrzeugüberhang l₁₂ (Abstand von der Hinterachse des Fahrzeugs zur Anhängerkugel), dem Fahrzeugradstand l₁ und einer Anhängerlänge l₂ (Abstand von der Anhängerkupplung zur Anhängerachse). Die Fahrzeuggierrate ψ̇₁ basiert auf der folgenden Gleichung: ${\dot{ψ}}_{1} = \frac{ν}{l_{1}} tan (δ)$
Die obige Fahrzeuggierratengleichung basiert auf dem Lenkwinkel δ, dem Fahrzeugradstand l₁ und der Fahrzeuggeschwindigkeit v. Integration der Gierrate führt zu einem Wert für die Gierung ψ₁.
P-I-D-KASKADENSTRUKTUR
7 zeigt ein Blockdiagramm 300 einer Ausführungsform eines elektronischen Prozessors 50 des Anhängerassistenzsystems 40, der als eine Proportional-Integral-Differenzial(P-I-D)-Kaskadenstruktur arbeitet. Bei dieser Ausführungsform wird ein festgelegter Gierungswert, der dem Drehwinkelsollwert entspricht, als eine festgelegte Gierung bereitgestellt, wobei ein Anhängerwinkelfehler in einer Innenschleife bestimmt wird und ein Fahrzeuggierwinkelfehler in einer Außenschleife bestimmt wird und wobei bei einer Ausführungsform der Anhängerwinkelfehler öfter als der Fahrzeuggierwinkelfehler bestimmt wird. Bei einer weiteren Ausführungsform werden der Anhängerwinkelfehler und der Fahrzeuggierwinkelfehler mit derselben Rate bestimmt.
Der Gierwinkelwert ist Teil der Anhängerwinkelgleichung. Eine Änderung des Fahrzeuggierwinkels beeinflusst somit den Anhängerwinkelwert. Die in 7 gezeigte Innenschleife arbeitet schneller als die Außenschleife. Bei einer gegebenen Geschwindigkeit und einem gegebenen Radwinkel ist die Änderungsrate des Anhängerwinkels höher als die des Fahrzeuggierwinkels.
Der in 7 gezeigte PID-Kaskadenstruktur-Ansatz wird als ein Steuerkonzept bei einer Ausführungsform gewählt. Der Anhängerwinkel wird in der Innenschleife verarbeitet und die Fahrzeuggierung in der Außenschleife. Durch Konstruieren einer Kaskadensteuerung muss die Innenschleife ohne die Außenschleifensteuerung stabil sein, so dass die in 7 gezeigte Innenschleife alleine betrieben werden kann. Somit besteht der erste Schritt darin, einzig die Innenschleife als eine eigene Steuerung zu entwickeln und einzustellen. Danach werden das System und die Innenschleife zusammen als das Steuersystem für die Außenschleife betrachtet.
Genauer zeigt 7 eine Gierung-P-Steuerung 304, die einen einstellbaren Parameter zur Steuerung bereitstellt. Die Gierungsausgabe = Kyaw_P * (festgelegte Gierung - gemessene Gierung) ist einstellbar und bestimmt die Schärfe der Drehung und muss für verschiedene Anhängerlängen eingestellt werden.
Der elektronische Prozessor 50 geht zu in 7 gezeigter Ausbrechsättigung 308 über. Ausbrechwinkel variieren mit unterschiedlichen Anhängerlängen l₂. Der Ausbrechwinkel stellt einen Höchstwert für die gestattete Gierwinkelausgabe zur Vermeidung von Ausbrechen des Anhängers 32 bereit.
Der elektronische Prozessor 50 geht zu P-Steuerung-Anhängerwinkel 312 über, wo ein Anhängerwinkelfehler basierend auf dem Ausbrechausgabewinkel minus den gemessenen Anhängerwinkel gemäß der Darstellung in 7 empfangen wird. Der P-Steuerung-Anhängerwinkel ist ein einstellbarer Parameter, der für einen Sollbetriebsbereich stabil ist. Faktoren, die einstellbar sind, umfassen Fahrzeuggeschwindigkeit usw. Bei einer Ausführungsform erfolgt Gain-Scheduling.
7 zeigt eine Vorwärtssteuerung 320. Der letztere Teil ist verantwortlich für eine gute Einstellwertverfolgung, während die gemessene Rückmeldung der Systeme zu Stabilisierung und Fehlerausgleich führt. Die Vorwärtssteuerung 320 berechnet den entsprechenden stationären Fahrzeuglenkwinkel für einen gegebenen Anhängerwinkel basierend auf einer stationären Gleichung. Dieser Radwinkel wird als ein Offset der Drehwinkelausgabe von dem P-Steuerung-Anhängerwinkel 312 zur Erzielung einer schnelleren Einstellwertverfolgung hinzugefügt.
Der elektronische Prozessor 50 geht dann zu maximaler Radwinkelsättigung 330 gemäß der Darstellung in 7 über. Der Drehwinkel in Kombination wird mit einem maximalen Radwinkel verglichen, so dass der Lenkwinkel, der an die elektronische Lenkradpositionierungssteuerung 62 in einem Fahrzeug-Anhänger-System 334 übermittelt wird, nicht einen maximalen Radwinkel des Fahrzeugs 30 überschreitet. Der maximale Radwinkel ist abhängig von Eigenschaften des Fahrzeugs 30 und des Anhängers 32, wie oben erörtert wird.
Allgemein verarbeitet eine PID-Steuerung den Fehler der gemessenen Variable im Vergleich zu dem Einstellwert und besteht aus drei Gliedern: Das P-Glied ist proportional zu dem Fehler, das I-Glied ist proportional zu dem Integral des Fehlers, und das D-Glied ist proportional zur Ableitung des Fehlers. Es müssen jedoch nicht alle Glieder enthalten sein, um eine gute Steuerqualität zu erlangen.
BEISPIEL 1 - SOLLDREHWINKEL VON 90 GRAD
8A-8D stellen Diagramme von Fahrzeugdaten für einen Solldrehwinkel von 90 Grad, der dem in 1 gezeigten Rückwärtsrichtungspfad 36 entspricht, dar. 8A zeigt einen festgelegten oder Sollanhängerwinkel (festgelegten TA) von etwa 40 Grad. Zum Zeitpunkt von 0 Sekunden beträgt der Anhängerwinkel 0 Grad, da der Anhänger 32 etwa dieselbe Achsenrichtung wie das Fahrzeug 30 aufweist. 8B zeigt einen Sollfahrzeuglenkwinkel (erf. WA) von etwa 10 Grad. Beim Start oder Zeitpunkt 0 beträgt der Fahrzeuglenkwinkel 0 Grad. Bei etwa 3 Sekunden wird das eigentliche Lenkrad von der elektronischen Lenkradpositionierungssteuerung 62 als Reaktion auf das Fahrzeuglenkwinkelsignal von dem elektronischen Prozessor 50 automatisch auf etwa 10 Grad eingestellt. Diese Einstellung wird in 8B gezeigt.
Bei einem Zeitpunkt von etwa sieben Sekunden bedient ein Fahrer das Fahrzeug im Rückwärtsgang mit einer negativen Geschwindigkeit, wie in 8D gezeigt wird. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Anhängerwinkel zuzunehmen, wie in 8A gezeigt wird, der Fahrzeuglenkwinkel wird angepasst, wie in 8B gezeigt wird, und der Fahrzeuggierwinkel und der Anhängergierwinkel ändern sich, wie in 8C gezeigt wird. Nach der Zunahme des Anhängerwinkels gemäß der Darstellung in 8A wird der Lenkwinkel auf einen negativen Wert zwischen 10 und 15 Sekunden eingestellt, um den Drehwinkel auf etwa 0 Grad zurückzubringen, wobei sich das Fahrzeug 30 und der Anhänger 32 in der Position, die in einem Winkel von 90 Grad zur Ausgangsposition liegt, befinden, wie in 1 gezeigt wird. Bei einem Zeitpunkt von etwa 45 Sekunden kehrt die Fahrzeuggeschwindigkeit zu null zurück, da das Manöver entlang dem Lenkungspfad abgeschlossen ist.
90 GRAD-SOLLDREHWINKEL BEI 10-GRAD-ANHÄNGERWINKEL ZU BEGINN
9A-9D stellen Diagramme von Fahrzeugdaten für einen Solldrehwinkel von 90 Grad mit einem Anhängerwinkel von zehn Grad zu Beginn dar. Somit ähneln 9A-9D 8A-8D. Einer der Unterschiede besteht in dem anfänglichen Anhängerwinkelwert von 10 Grad zum Zeitpunkt 0 gemäß der Darstellung in 9A. Der Fahrzeuglenkwinkel wird gemäß der Darstellung in 9B eingestellt. 9C zeigt, dass das Fahrzeug und der Anhänger verschiedene Gierwinkelwerte entsprechend dem Anhängerwinkel von zehn Grad aufweisen. Bei Abschluss des Manövers beträgt der Anhängerwinkel natürlich null Grad.
Obgleich die elektronische Anhängerassistenzeinheit 44 in 2 als eine separate Einheit dargestellt wird, wird die elektronische Anhängerassistenzeinheit bei einigen Ausführungsformen als ein Algorithmus bereitgestellt, der von einer Fahrzeugassistenzeinheit ausgeführt wird, die andere Funktionen, wie z. B. Kollisionsvermeidungswarnungen und Spurwechselwarnungen, durchführt.
Obgleich das System Komponenten als logisch separat darstellt, dient eine derartige Darstellung lediglich Veranschaulichungszwecken. Bei einigen Ausführungsformen können die dargestellten Komponenten kombiniert oder in separate Software, Firmware und/oder Hardware unterteilt sein. Unabhängig davon, wie sie kombiniert oder unterteilt sind, können diese Komponenten auf derselben Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden oder können auf verschiedene Datenverarbeitungsvorrichtungen oder elektronische Prozessoren 50, die durch ein oder mehrere Netze oder andere geeignete Kommunikationsmittel verbunden sind, verteilt sein.
Verschiedene Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen werden in den folgenden Ansprüchen angeführt.

Claims

Anhängerassistenzsystem zum Assistieren beim Rückwärtsmanövrieren eines an einem Fahrzeug angebrachten Anhängers, wobei das Anhängerassistenzsystem Folgendes umfasst: eine Heckvideokamera zur Bereitstellung eines rückwärtigen Bilds des Anhängers und der Umgebung; ein Fahrzeuginnendisplay und eine Eingabevorrichtung zum selektiven Anzeigen eines rückwärtigen Bilds von der Heckvideokamera, und wobei die Eingabevorrichtung dazu konfiguriert ist, Eingaben von einem Fahrer zu empfangen; eine Gierwinkelbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung eines Gierwinkels des Fahrzeugs; einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Fahrzeuglenkwinkels der Vorderräder des Fahrzeugs; eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs; und einen elektronischen Prozessor und einen Speicher, wobei der elektronische Prozessor dazu konfiguriert ist, wenn ein Trajektoriemodus und ein Drehwinkelsollwert von einem Fahrer empfangen werden: einen Anhängerwinkel für den Anhänger bezüglich des Fahrzeugs basierend auf von der Heckvideokamera empfangenen Videodaten zu bestimmen; eine Anhängertrajektorie basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, dem Fahrzeuggierwinkel und physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers zu bestimmen; die Anhängertrajektorie auf der Fahrzeuginnenanzeige mit dem rückwärtigen Bild des Anhängers und der Umgebung anzuzeigen; und wobei der elektronische Prozessor dazu konfiguriert ist, wenn von einem Fahrer ein automatischer Lenkungsmanövriermodus gewählt wird: ein Ausgangsfahrzeuglenkwinkelsignal für eine Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung zur Positionierung des Fahrzeuglenkwinkels des Fahrzeugs zur Durchführung des Anhängermanövrierbetriebs entsprechend dem Drehwinkelsollwert bereitzustellen; bei Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs das Fahrzeuglenkwinkelsignal basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Fahrzeuggierwinkel und den physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers zu aktualisieren und das aktualisierte Fahrzeuglenkwinkelsignal für die Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung zur dahingehenden Steuerung des Fahrzeuglenkwinkels, den Drehwinkelsollwert zu erzielen, bereitzustellen, wobei das Fahrzeug und der Anhänger nach dem Manövrieren aufeinander ausgerichtet sind.
Anhängerassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei der elektronische Prozessor als eine P-I-D-Kaskadenstruktur arbeitet, wobei ein Anhängerwinkelfehler in einer Innenschleife bestimmt wird und ein Fahrzeuggierwinkelfehler in einer Außenschleife bestimmt wird.
Anhängerassistenzsystem nach Anspruch 2, wobei der Anhängerwinkelfehler öfter als der Fahrzeuggierwinkelfehler bestimmt wird.
Anhängerassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei das Anzeigen des Anhängertrajektoriepfads auf der Fahrzeuginnenanzeige mit einem rückwärtigen Bild des Anhängers und der Umgebung durch eine Einblendung, die der Anhängertrajektorie für jedes der Räder entspricht, auf dem rückwärtigen Bild auf der Fahrzeuginnenanzeige bereitgestellt wird, und wobei während des Betriebs ein Fahrer auf die Anhängertrajektorie auf der Fahrzeuginnenanzeige schaut und das Fahrzeug und den Anhänger manuell an eine Stelle bewegt, so dass die Anhängertrajektorie für jedes der Räder zu einer gewünschten Fläche, auf die der Fahrer den Anhänger zu manövrieren beabsichtigt, führt, wobei das Fahrzeug und der Anhänger aufeinander ausgerichtet sind, und danach bei manueller Betätigung des Anhängerassistenzsystems in einen automatischen Lenkmanövermodus der elektronische Prozessor ein automatisches Lenkmanöver durch Aktualisieren des Fahrzeuglenkwinkelsignals für die Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung für den Drehwinkelsollwert durchführt.
Anhängerassistenzsystem nach Anspruch 4, wobei das Anhängerassistenzsystem ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungssignal bereitstellt, das verhindert, dass ein Fahrer, der das Fahrzeug in der Rückwärtsrichtung betreibt, die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze überschreitet.
Anhängerassistenzsystem nach Anspruch 4, wobei das Anhängerassistenzsystem automatisch deaktiviert wird, wenn das Fahrzeug aus dem Rückwärtsgang genommen wird.
Anhängerassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die Anhängertrajektorie der schärfste nach hinten verlaufende Pfad mit der kürzesten Strecke ist und den Drehwinkelsollwert bereitstellt.
Anhängerassistenzsystem nach Anspruch 2, wobei die Gierwinkelbestimmungsvorrichtung einen Gyrosensor umfasst und eine Fahrzeuggierrate im Verlauf der Zeit integriert wird, um den Fahrzeuggierwinkel zu bestimmen.
Anhängerassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei der Drehwinkelsollwert von einem Fahrer bereitgestellt wird und wobei der Drehwinkelsollwert in einem ersten Bereich zwischen etwa 10 Grad und etwa 90 Grad oder in einem zweiten Bereich zwischen etwa -10 Grad und -90 Grad liegt.
Anhängerassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeuginnenanzeige und die Eingabevorrichtung als ein Touchscreen, der an einer Konsole in dem Fahrzeug Innenraum angeordnet ist, vorgesehen sind.
Anhängerassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers Folgendes umfassen: Fahrzeugradstand, Fahrzeugüberhang, maximaler Radwinkel, maximale Radwinkeländerungsrate und Anhängerlänge.
Verfahren zum Assistieren beim Rückwärtsmanövrieren eines an einem Fahrzeug angebrachten Anhängers mit einem Anhängerassistenzsystem, das einen elektronischen Prozessor umfasst, umfassend: Bestimmen eines Anhängerwinkels für den Anhänger bezüglich des Fahrzeugs basierend auf von einer Heckvideokamera empfangenen Videodaten; Empfangen eines Fahrzeuggierwinkels für das Fahrzeug; als Reaktion auf von einer Eingabevorrichtung empfangenen Eingaben von einem Fahrer zum Auswählen eines Trajektoriemodus und zum Auswählen eines Drehwinkelsollwerts zum Rückwärtsmanövrieren des Anhängers: Bestimmen mit dem elektronischen Prozessor einer Anhängertrajektorie basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, dem Fahrzeuggierwinkel und physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers; Anzeigen der Anhängertrajektorie auf der Fahrzeuginnenanzeige mit einem rückwärtigen Bild des Anhängers und der Umgebung, wobei ein Fahrer das Fahrzeug an einer angebrachten Position zum Manövrieren des Anhängers in einer Rückwärtsrichtung an einen gewünschten Ort durch dahingehendes Bewegen des Fahrzeugs und des Anhängers, die auf der Fahrzeuginnenanzeige bereitgestellte Anhängertrajektorie mit einem gewünschten Ort in Einklang zu bringen, positionieren kann.
Verfahren nach Anspruch 12, umfassend: als Reaktion auf von einer Eingabevorrichtung empfangenen Eingaben von einem Fahrer zum Auswählen eines automatischen Lenkmanövermodus, wobei das Fahrzeug im Rückwärtsgang ist, arbeitet das Anhängerassistenzsystem in dem automatischen Lenkmanövermodus, umfassend: Bestimmen des Anhängerwinkels für den Anhänger bezüglich des Fahrzeugs basierend auf von der Heckvideokamera empfangenen Videodaten; Bestimmen eines Gierwinkels für das Fahrzeug; Erfassen eines Lenkwinkels der Vorderräder des Fahrzeugs; und Bestimmen einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs; und Durchführen eines Anhängerlenkmanövers für den Drehwinkelsollwert durch Folgendes: Bereitstellen eines Ausgangsfahrzeuglenkwinkelsignals für eine Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung zur Positionierung des Lenkwinkels des Fahrzeugs zur Durchführung des Anhängerlenkmanövers entsprechend dem Drehwinkelsollwert; bei Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs Aktualisieren des Fahrzeuglenkwinkelsignals basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Fahrzeuggierwinkel und den physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers und Bereitstellen des aktualisierten Fahrzeuglenkwinkelsignals für die Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung zur dahingehenden automatischen Steuerung des Fahrzeuglenkwinkels, den Drehwinkelsollwert zu erzielen, wobei das Fahrzeug und der Anhänger nach dem Manövrieren aufeinander ausgerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der elektronische Prozessor das Ausgangsfahrzeuglenkwinkelsignal aus dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, dem Fahrzeuggierwinkel und physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren Fortfahren mit der Durchführung des Trajektoriemodus, einschließlich Anzeigen einer aktualisierten Anhängertrajektorie auf der Fahrzeuginnenanzeige mit dem rückwärtigen Bild des Anhängers und der Umgebung, während der elektronische Prozessor den Lenkwinkel des Fahrzeugs automatisch steuert, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren automatisches Beenden des automatischen Lenkmanövermodus, wenn das Fahrzeug aus dem Rückwärtsgang genommen wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Anhängertrajektorie der schärfste nach hinten verlaufende Pfad mit der kürzesten Strecke zur Erzielung des Drehwinkelsollwerts ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers Fahrzeugradstand, Fahrzeugüberhang, maximalen Radwinkel, maximale Radwinkeländerungsrate und Anhängerlänge umfassen.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium, das Programmanweisungen umfasst, die von einem elektronischen Prozessor zum Assistieren beim Rückwärtsmanövrieren eines an einem Fahrzeug angebrachten Anhängers entlang einer Anhängertrajektorie ausgeführt werden durch: Bestimmen eines Anhängerwinkels für den Anhänger bezüglich des Fahrzeugs basierend auf von einer Heckvideokamera empfangenen Videodaten; Empfangen eines Fahrzeuggierwinkels für das Fahrzeug von einer Gierwinkelbestimmungsvorrichtung; Empfangen eines Lenkwinkels der Vorderräder des Fahrzeugs; Empfangen einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs; und Durchführen eines Anhängerlenkmanövers entlang der Anhängertrajektorie entsprechend einem Drehwinkelsollwert durch: Bestimmen eines Ausgangsfahrzeuglenkwinkelsignals basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, dem Fahrzeuggierwinkel und physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers; Bereitstellen des Ausgangsfahrzeuglenkwinkelsignals für eine Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung zur Positionierung des Lenkwinkels des Fahrzeugs zur Durchführung des Anhängermanövrierbetriebs entsprechend dem Drehwinkelsollwert; bei Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs Aktualisieren des Fahrzeuglenkwinkelsignals basierend auf dem Drehwinkelsollwert, dem Anhängerwinkel, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gierung und den physischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Anhängers, und Bereitstellen des aktualisierten Fahrzeuglenkwinkelsignals für die Fahrzeuglenkradpositionierungssteuerung zur dahingehenden automatischen Steuerung des Fahrzeuglenkwinkels, den Anhänger entlang der Anhängertrajektorie zur Erzielung des Drehwinkelsollwerts zu manövrieren, wobei das Fahrzeug und der Anhänger nach dem Manövrieren aufeinander ausgerichtet sind.
Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 19, wobei eine P-I-D-Kaskadenstruktur so arbeitet, dass ein Anhängerwinkelfehler in einer Innenschleife bestimmt wird und ein Fahrzeuggierwinkelfehler in einer Außenschleife bestimmt wird.