DE102012005707A1 - Method for coupling trailer of motor vehicle by automatic cross-guiding of motor vehicle with rear camera during maneuvering, involves defining target sector by spherical head of coupling device of motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ankuppeln eines Anhängers an ein Kraftfahrzeug, wobei dieses bei dem Rangiermanöver des Kraftfahrzeugs automatisch quergeführt wird.The invention relates to a method for coupling a trailer to a motor vehicle, which is automatically transversely guided in the maneuvering of the motor vehicle.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, einen Fahrer bildunterstützt beim Rangieren zum Ankuppeln eines Anhängers zu lenken. Dabei werden dem Fahrer beispielsweise Hilfslinien auf einer Anzeigeeinheit angezeigt. Dazu werden die Hilfslinien bei einem Rangiermanöver zum Ankoppeln eines Anhängers auf einem auf der Anzeigeeinheit angezeigten Bild einer Rückfahrkamera überlagert.It is known from the prior art, a picture-assisted driver to steer when maneuvering for coupling a trailer. In this case, the driver, for example, guides are displayed on a display unit. For this purpose, the auxiliary lines are superimposed in a maneuvering maneuver for coupling a trailer on a displayed on the display unit image of a rear view camera.
Dazu sind beispielsweise aus der
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, über das Bestimmen einer zurückzulegenden Trajektorie beim Ankuppeln eines Anhängers hinaus den Ankuppelvorgang noch komfortabler zu gestalten und den Aufwand für den Fahrer zu verringern.Based on this prior art, it is an object of the present invention to make the Ankuppelnvorgang even more comfortable and to reduce the burden on the driver on the determination of a trajectory to be traversed when coupling a trailer addition.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.This object is achieved by a method having the features of
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das automatische Querführen eines Kraftfahrzeugs bei einem Rangiermanöver zum Ankuppeln eines Anhängers. Dabei wird mittels einer am Heck des Kraftfahrzeugs angeordneten Kamera ein Zugkopf des Anhängers als mögliches Rangierziel erfasst, so dass nach Auswählen dieses möglichen Rangierziels als tatsächliches Rangierziel und dem Bestätigen dieser Auswahl durch den Fahrer eine Solltrajektorie bestimmt werden kann, die von dem Kraftfahrzeug zum Erreichen des ausgewählten Rangierziels zurückzulegen ist. Erfindungsgemäß wird ein Zielsektor um einen Kugelkopf einer Anhängevorrichtung des Kraftfahrzeugs definiert, innerhalb dessen das Ankuppeln des Anhängers durchgeführt werden kann, ohne größere Längs- und Querkorrekturen des Anhängers ausführen zu müssen. Das Rangiermanöver wird entlang der Solltrajektorie durchgeführt, wobei die Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch mittels eines Lenkungsaktors erfolgt. Beim Rangiermanöver wird die Position des Zugkopfs des Anhängers in Bezug zu dem Zielsektor um den Kugelkopf der Anhängevorrichtung durch eine oder mehrere Erfassungsvorrichtungen des Kraftfahrzeugs wie die Kamera oder weitere Sensorvorrichtungen des Kraftfahrzeugs, etwa Radar- oder Ultraschallsensoren, festgestellt und überwacht, so dass das Rangiermanöver beendet wird, wenn festgestellt wird, dass sich der Zugkopf des Anhängers innerhalb des Zielsektors um den Kugelkopf der Anhängevorrichtung befindet.The method according to the invention enables the automatic lateral guidance of a motor vehicle during a maneuvering maneuver for coupling a trailer. In this case, a train head of the trailer is detected as a possible shunting destination by means of a camera arranged at the rear of the motor vehicle, so that after selecting this possible shunting destination as the actual shunting destination and confirming this selection by the driver a desired trajectory can be determined by the motor vehicle to reach the is to be covered by the selected maneuvering destination. According to the invention a target sector is defined around a ball head of a hitch of the motor vehicle, within which the coupling of the trailer can be carried out without having to carry out major longitudinal and transverse corrections of the trailer. The maneuvering maneuver is carried out along the desired trajectory, wherein the transverse guidance of the motor vehicle takes place automatically by means of a steering actuator. In maneuvering, the position of the trailer head of the trailer relative to the target sector about the trailer hitch is detected and monitored by one or more vehicle sensing devices, such as the camera or other automotive sensing devices, such as radar or ultrasonic sensors, to complete the maneuvering maneuver when it is determined that the towbar of the trailer is within the target sector around the ball head of the hitch.
Das Rangiermanöver zum Ankuppeln eines Anhängers wird durch automatisierte Unterstützung der Querführung beim Rangiermanöver zum Ankuppeln eines Anhängers komfortabler. Das ein- oder auch mehrmalige Aussteigen des Fahrers aus dem Kraftfahrzeug zur Kontrolle der relativen Position von Kraftfahrzeug und anzukuppelnden Anhänger entfällt somit vorteilhaft.The maneuvering maneuver for hitching a trailer is made more comfortable by automated support of the transverse guide during maneuvering for hitching a trailer. The single or multiple exits the driver from the motor vehicle to control the relative position of the motor vehicle and trailer to be coupled thus eliminates advantageous.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Zielsektor durch einen vertikalen Zylinderkörper gebildet werden, dessen Grundfläche ein in Richtung des Kraftfahrzeugs geöffneter Kreissektor um den Kugelkopf der Anhängevorrichtung ist, d. h., dass der Mittelpunkt des Kugelkopfs dem Mittelpunkt eines durch Ergänzen des Kreissektors gedachten Kreises entspricht.In one embodiment of the invention, the target sector may be formed by a vertical cylinder body, the base of which is a circular sector open towards the motor vehicle about the ball head of the hitch, i. h., That the center of the ball head corresponds to the center of a circle imagined by completing the circular sector.
Der zur automatischen Querführung eingesetzte Lenkungsaktor kann beispielsweise eine elektrische Servolenkung umfassen.The steering actuator used for automatic lateral guidance may include, for example, an electric power steering.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren das automatische Beenden des Rangiermanövers umfassen, indem ein Bremsregelsystem aktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass sich der Zugkopf des Anhängers innerhalb des Zielsektors um den Kugelkopf der Anhängevorrichtung befindet.Further, the inventive method may include automatically terminating the maneuvering maneuver by activating a brake control system when it is determined that the towbar of the trailer is within the target sector about the towball ball head.
Während im Stand der Technik sowohl die Quer- als auch die Längsführung des Kraftfahrzeugs beim Rangiermanöver vollständig beim Fahrer liegt, gestattet die Erfindung zumindest ein teilautomatisches Rangieren, indem die Querführung entlang der Trajektorie durch das Kraftfahrzeug übernommen wird, während der Fahrer durch Gasgeben die Längsführung durchführt. Vorteilhaft wird durch die Erfindung auch ein vollautomatisches Durchführen des Rangiermanövers zum Ankuppeln des Anhängers ermöglicht, wenn nämlich das Kraftfahrzeug nicht nur automatisch quergeführt wird, sondern auch automatisch längsgeführt wird. Zur automatischen Längsführung weist das Kraftfahrzeug eine Antriebsregelung des Triebstrangs auf. Somit muss der Fahrer selbst nach Einleiten des Rangiermanövers nicht mehr aktiv werden. Das Kraftfahrzeug fährt sich selbsttätig in eine zum Ankuppeln des Anhängers geeignete Position.While in the prior art both the transverse and the longitudinal guidance of the motor vehicle when maneuvering completely lies with the driver, the invention allows at least a semi-automatic maneuvering by the transverse guidance along the trajectory is taken over by the motor vehicle, while the driver performs the longitudinal guidance by accelerating , Advantageously, a fully automatic performing the maneuvering maneuver for coupling the trailer is made possible by the invention, namely, when the motor vehicle is not only transversely guided automatically, but also automatically guided longitudinally. For automatic longitudinal guidance, the motor vehicle has a drive control of the drivetrain. Thus, the driver does not have to be active even after initiating the maneuvering maneuver. The motor vehicle automatically moves into a position suitable for coupling the trailer.
Das Rangiermanöver kann entweder von dem Fahrer durch Betätigen des Gaspedals eingeleitet werden. Das Einleiten kann gegebenenfalls auch so erfolgen, dass es das Betätigen des Gaspedals und das Einlegen des Rückwärtsgangs erfordert. Alternativ dazu kann das Rangiermanöver auch automatisch durch bestätigen der Auswahl des Rangierziels eingeleitet werden.The shunting maneuver can be initiated either by the driver by pressing the accelerator pedal. If necessary, the introduction can also take place in such a way that it requires the actuation of the accelerator pedal and the engagement of the reverse gear. Alternatively, the maneuvering maneuver can also be initiated automatically by confirming the selection of the maneuvering destination.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren nach einer Ausführungsform zum Durchführen des Rangiermanövers das Erfassen der Kraftfahrzeugumgebung durch geeignete Erfassungsvorrichtungen des Kraftfahrzeugs umfassen, insbesondere, um Hindernisse entlang des Verlaufs der Trajektorie zu erkennen. Die Erfassungsvorrichtungen können die erfindungsgemäß bereits eingesetzte Kamera am Heck des Kraftfahrzeugs, aber auch noch weitere Kameras sowie Sensoren umfassen, bei denen es sich bevorzugt um Ultraschallsensoren, Radarsensoren oder beides handeln kann. Die erfasste Kraftfahrzeugumgebung, insbesondere die dort erkannten Hindernisse können dann zur Durchführung des Rangiermanövers berücksichtigt werden.Furthermore, according to an embodiment for carrying out the maneuvering maneuver, the method according to the invention may comprise detecting the motor vehicle environment by means of suitable detection devices of the motor vehicle, in particular in order to detect obstacles along the path of the trajectory. The detection devices may comprise the camera already used according to the invention at the rear of the motor vehicle, but also further cameras and sensors, which may preferably be ultrasonic sensors, radar sensors or both. The detected motor vehicle environment, in particular the obstacles identified there, can then be taken into account for carrying out the maneuvering maneuver.
Dabei kann vorgesehen sein, dass schon vor Durchführung des Rangiermanövers die Auswahl des möglichen Rangierziels nur dann angeboten wird, wenn mittels der Erfassungsvorrichtungen festgestellt wird, dass die für das Rangiermanöver notwendige Trajektorie frei von Hindernissen ist.It can be provided that even before the maneuvering maneuver, the selection of the possible maneuvering target is only offered if it is determined by means of the detection devices that the trajectory necessary for the maneuvering maneuver is free of obstacles.
Auch für die Auswahl des möglichen Rangierziels bestehen Alternativen. Zum einen kann die Auswahl des möglichen Rangierziels automatisch durch eine Bildverarbeitungseinheit erfolgen oder durch den Fahrer vorgenommen werden.There are also alternatives for selecting the possible maneuvering destination. On the one hand, the selection of the possible maneuvering destination can be carried out automatically by an image processing unit or by the driver.
Zusätzlich oder alternativ zu der zuvor angegebenen Bedingung zur Bereitstellung der Auswahl des möglichen Rangierziels, die nur erfolgt, wenn festgestellt wird, dass die Trajektorie frei von Hindernissen ist, kann die Auswahl weiter nur dann bereitgestellt werden, wenn ein nach Vollenden des Rangiermanövers beim Ankuppeln resultierender minimaler Anhängerwinkel nicht unterschritten wird.In addition or as an alternative to the previously stated condition for providing the selection of the possible maneuvering destination, which occurs only when it is determined that the trajectory is free of obstacles, the selection can continue to be provided only if a result from coupling maneuver after completion of the maneuvering minimum trailer angle is not fallen below.
Schließlich kann in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass der Fahrer schon bei der Auswahl des möglichen Rangierziels informiert wird, wenn der Zugkopf des Anhängers niedriger als der Kugelkopf der Anhängevorrichtung ist.Finally, it can be provided in one embodiment of the method according to the invention that the driver is already informed in the selection of the possible Rangierziels when the tractor head of the trailer is lower than the ball head of the hitch.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.These and other advantages are set forth by the following description with reference to the accompanying figures. The reference to the figures in the description is to facilitate understanding of the subject matter. Articles or parts of objects which are substantially the same or similar may be given the same reference numerals. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the invention.
Dabei zeigen:Showing:
Die Erfindung betrifft die automatische Querführung eines Kraftfahrzeugs beim Rangiermanöver zum Ankuppeln eines Anhängers.The invention relates to the automatic transverse guidance of a motor vehicle during the maneuvering maneuver for coupling a trailer.
Das Kraftfahrzeug
Basierend auf der Zielauswahl und der Kraftfahrzeugposition wird die Trajektorie bestimmt, die das Kraftfahrzeug
Erfindungsgemäß wird dabei ein Zielsektor um den Kugelkopf
Die Zielposition des Rangiermanövers ist erreicht, wenn sich der Zugkopf
Die Festlegung des Zielsektors um den Kugelkopf
In einer Ausführungsform kann der Fahrer durch Gasgeben das Rangieren mit automatischer Querführung einleiten. Die automatische Querführung erfolgt mittels eines Lenkungsaktors, z. B. einer Elektroservolenkung.In one embodiment, the driver may initiate automatic transversal maneuvering by accelerating. The automatic lateral guidance takes place by means of a steering actuator, z. B. an electric power steering.
Die Längsführung, d. h. Gasgeben und Bremsen, kann der Fahrer dabei selbst übernehmen. Zum automatisierten Querführen des Kraftfahrzeugs wird eine Erfassung der Kraftfahrzeugumgebung durch am Kraftfahrzeug angebrachte Sensoren durchgeführt, mit der die Trajektorie des Kraftfahrzeugs verfolgt wird. Hierfür geeignete Sensoren sind z. B. Ultraschall- und/oder Radarsensoren. Alternativ oder ergänzend können zur Erfassung der Kraftfahrzeugumgebung am Kraftfahrzeug angebrachte Kameras eingesetzt werden.The longitudinal guide, d. H. Giving and braking, the driver can do it himself. For automated transverse guidance of the motor vehicle, a detection of the motor vehicle environment is performed by sensors mounted on the motor vehicle, with which the trajectory of the motor vehicle is tracked. Suitable sensors for this purpose are for. B. ultrasonic and / or radar sensors. Alternatively or additionally, cameras mounted on the motor vehicle for detecting the automotive environment may be used.
Weiter kann im erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Bereitstellen der Zielauswahl bzw. die Anzeige des erfassten Bilds des Zugkopfes
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das vom Fahrer durch Gasgeben längsgeführte, rückwärts fahrende Kraftfahrzeug bei Erreichen der Zielposition, wenn der Zugkopf
Befindet sich der Kugelkopf
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug nach der Zielauswahl, die durch den Fahrer oder automatisch erfolgt, und der Bestätigung durch den Fahrer die Zielposition automatisch anfährt. Nach Bestätigung der Zielauswahl durch den Fahrer erfolgt das Rangiermanöver dann vollautomatisch, ohne dass der Fahrer Gas geben oder bremsen muss. Die dazu zusätzlich erforderliche automatische Längsführung erfolgt über eine Antriebsregelung des Triebstrangs.Furthermore, it can be provided that the motor vehicle automatically approaches the target position after the destination selection, which is carried out by the driver or automatically, and the confirmation by the driver. After confirming the destination selection by the driver, the maneuvering maneuver then takes place fully automatically, without the driver having to accelerate or brake. The additionally required automatic longitudinal guidance via a drive control of the drive train.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bezieht sich darauf, dass die Zielauswahl nur dann bereitgestellt wird, wenn nicht nur die für das Rangiermanöver notwendige Trajektorie frei von Hindernissen ist, sondern auch ein nach Vollenden des Rangiermanövers beim Ankuppeln resultierender minimaler Anhängerwinkel AWmin nicht unterschritten wird (siehe dazu
Ferner kann ein erfindungsgemäßer Verfahrensschritt umfassen, dass der Fahrer bei der Zielauswahl darüber informiert wird, wenn der Zugkopf der Anhängerdeichsel niedriger als der Kugelkopf der Anhängevorrichtung ist und die Anhängerdeichsel für einen erfolgreichen Ankuppelvorgang anzuheben ist. Further, a method step according to the invention may include informing the driver in the destination selection if the towbar's tow head is lower than the towbar's ball head and the towbar is to be lifted for a successful docking operation.
Vorteilhaft wird durch das erfindungsgemäße Verfahren das Ankuppeln des Anhängers an ein Kraftfahrzeug deutlich komfortabler.Advantageously, the coupling of the trailer to a motor vehicle is much more comfortable by the inventive method.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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