DE102007025969A1 - Method for carrying out a steering operation in a vehicle with a trailer - Google Patents

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DE102007025969A1
DE102007025969A1 DE200710025969 DE102007025969A DE102007025969A1 DE 102007025969 A1 DE102007025969 A1 DE 102007025969A1 DE 200710025969 DE200710025969 DE 200710025969 DE 102007025969 A DE102007025969 A DE 102007025969A DE 102007025969 A1 DE102007025969 A1 DE 102007025969A1
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Abstract

Bei einem Verfahren zur Durchführung eines Lenkvorgangs in einem Fahrzeug mit Anhänger bei Rückwärtsfahrt wird der aktuelle Ist-Knickwinkel zwischen Fahrzeug und Anhänger ermittelt. Es wird ein kritischer Knickwinkel als Funktion des maximal einstellbaren Lenkradwinkels bestimmt, wobei der kritische Knickwinkel denjenigen Winkel bezeichnet, bei dem das Fahrzeug einschließlich Anhänger über Lenkeinschläge des Fahrzeuges und ohne Umkehrung der Fahrzeugrichtung einer gewünschten Trajektorie folgt. Unterschreitet die Differenz von Ist-Knickwinkel und kritischem Knickwinkel einen Grenzwert, wird ein Signal erzeugt.In a method for performing a steering operation in a vehicle with a trailer when reversing the current actual bending angle between the vehicle and trailer is determined. A critical kink angle is determined as a function of the maximum adjustable steering wheel angle, the critical kink angle being that angle at which the vehicle, including trailers, follows steering angles of the vehicle and without reversing the vehicle direction of a desired trajectory. If the difference between the actual buckling angle and the critical buckling angle falls below a limit, a signal is generated.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung eines Lenkvorganges in einem Fahrzeug mit Anhänger.The The invention relates to a method of implementation a steering operation in a vehicle with a trailer.

Stand der TechnikState of the art

Bei Fahrzeugen, die einen über eine Kupplung angehängten Anhänger aufweisen – so genannte Gespanne –, stellt sich insbesondere bei Rückwärtsfahrten das Problem, dass der Knickwinkel zwischen dem Anhänger und dem Fahrzeug einen zusätzlichen Freiheitsgrad darstellt, der bei rückwärts durchfahrenen Kurven zu einem Wegknicken des Anhängers nach innen oder außen führen kann. Um dies zu vermeiden, muss der Fahrer zunächst den Knickwinkel einstellen und danach das Heck des Fahrzeugs in die Kurve einlenken, was koordinierte Lenkbewegungen in unterschiedliche Richtungen und damit einhergehend eine längere Wegstrecke erforderlich macht. Dieses Problem verschärft sich noch bei ungünstigen Bedingungen, beispielsweise bei langen Fahrzeugen und kurzen Anhängern oder beim Manövrieren in schwierigen Situationen wie z. B. in engen und kurvigen Fahrbahnen; in diesen Situationen ist oftmals ein Rangieren mit mehrfachem Wechsel zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt erforderlich.at Vehicles having one attached via a clutch Have followers - so-called carriages -, turns especially in reverse the problem is that the bending angle between the trailer and the vehicle is an additional degree of freedom, the in backward driven curves to a Bending the trailer in or out can lead. To avoid this, the driver must first adjust the kink angle and then the rear of the vehicle in turn the curve, which coordinated steering movements in different Directions and thus a longer distance required. This problem is getting worse in unfavorable conditions, such as long Vehicles and short trailers or while maneuvering in difficult situations such as B. in narrow and winding roads; In these situations, multiple maneuvering is often a problem between forward and reverse required.

In der DE 10 2004 025 252 A1 wird ein Verfahren zur Bestimmung des Knickwinkels zwischen einem Fahrzeug und einem Anhänger beschrieben, bei dem optische Sender an einer Frontfläche des Fahrzeuges angeordnet sind, die Signale zu Reflektoren am Anhänger senden, wobei aus den reflektierten Signalen der Knickwinkel bestimmt wird. Die Bestimmung des Knickwinkels wird einer Regelung bei Rückwärtsfahrt zugrunde gelegt, bei der der Fahrer mittels eines Fahrerassistenzsystems unterstützt wird.In the DE 10 2004 025 252 A1 A method for determining the kink angle between a vehicle and a trailer is described in which optical transmitters are arranged on a front surface of the vehicle, the signals to reflectors on the trailer send, from the reflected signals of the bending angle is determined. The determination of the bending angle is based on a control in reverse, in which the driver is assisted by means of a driver assistance system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Rückwärtsfahren bei Fahrzeugen mit Anhänger zu vereinfachen.Of the Invention is based on the object, reversing to simplify vehicles with trailer.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.These Task is according to the invention with the features of claim 1 solved. The subclaims give appropriate training.

Zur Durchführung des Lenkvorganges in einem Fahrzeug, an das ein Anhänger angehängt ist, während des Rückwärtsfahrens wird zunächst aktuelle Ist-Knickwinkel ermittelt, der den Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers darstellt. Unter Berücksichtigung geometrischer Fahrzeuggrößen wird ein kritischer Knickwinkel bestimmt, mit dem derjenige Winkel bezeichnet wird, bei dem das Fahrzeug einschließlich Anhänger gerade noch über Lenkeinschläge des Fahrzeugs und ohne Umkehrung der Fahrzeugrichtung einer gewünschten Trajektorie folgt. Dieser kritische Knickwinkel ist insbesondere bei Fahrzeugen mit einem Vorderachslenksystem allein als Funktion des maximal einstellbaren Lenkradwinkels zu ermitteln, wohingegen bei Fahrzeugen, die über ein zusätzliches Hinterachslenksystem verfügen, der kritische Knickwinkel zusätzlich als Funktion des maximal einstellbaren Hinterachslenkwinkels zu bestimmen ist.to Carrying out the steering process in a vehicle to which a trailer is attached during the Reversing will initially be current Actual kink angle determines the angle between the longitudinal axis of the vehicle and the longitudinal axis of the trailer represents. Taking into account geometric vehicle sizes a critical bending angle is determined with which the angle is designated, in which the vehicle including trailer just over steering angles of the vehicle and without reversing the vehicle direction of a desired Trajectory follows. This critical bend angle is particular for vehicles with a front axle steering system alone as a function of the maximum adjustable steering wheel angle, whereas For vehicles that have an additional rear axle steering system have the critical bending angle in addition as a function of the maximum adjustable rear axle steering angle determine is.

Der kritische Lenkwinkel, der lediglich einmal berechnet werden muss, wird einem Vergleich mit dem tatsächlichen Ist-Knickwinkel zur Auslösung weiterer Maßnahmen zugrunde gelegt. Wird bei dem Vergleich des Ist-Knickwinkels mit dem kritischen Knickwinkel festgestellt, dass die Differenz einen Grenzwert unterschreitet bzw. dass der tatsächliche Knickwinkel den kritischen Knickwinkel erreicht hat bzw. überschreitet, so wird ein Signal erzeugt. In diesem Fall ist die Grenze erreicht, dass über das Lenksystem des Fahrzeuges noch eine Stabilisierung und somit eine weitere Rückwärtsfahrt entlang der gewünschten Trajektorie erreicht und ein unerwünschtes Ausknicken des Anhängers bezogen auf das Fahrzeug verhindert wird. Über die Größe des Differenzgrenzwertes, der zwischen dem tatsächlichen Ist-Knickwinkel und dem kritischen Knickwinkel liegen darf, kann ein Sicherheitsabstand festgelegt werden, der von dem Fahrzeug bzw. dem Anhänger gerade noch erreicht werden darf.Of the critical steering angle, which only needs to be calculated once will be compared with the actual actual kink angle to trigger further action. Used in the comparison of the actual buckling angle with the critical buckling angle found that the difference falls below a threshold or that the actual kink angle the critical kink angle has reached or exceeded, a signal is generated. In this case, the limit is reached that over the steering system the vehicle still a stabilization and thus a further reverse drive achieved along the desired trajectory and an undesirable Buckling of the trailer relative to the vehicle prevented becomes. About the size of the difference threshold, the between the actual actual bending angle and the may have a critical clearance angle, a safety distance be determined by the vehicle or the trailer just yet to be achieved.

Beim Erreichen bzw. Überschreiten des Grenzwerts wird ein Signal erzeugt, das zur Weiterverarbeitung herangezogen und zur Erzeugung verschiedener Konsequenzen genutzt werden kann. Gemäß einer ersten Maßnahmenstufe ist vorgesehen, dass als Signal ein Warnsignal erzeugt wird, um dem Fahrer einen Hinweis auf Erreichen bzw. Überschreiten des kritischen Knickwinkels zu geben, so dass der Fahrer in der Lage ist, rechtzeitig Gegenmaßnahmen zu ergreifen und ein unkontrolliertes Ausschlagen mit erheblich vergrößertem Knickwinkel zwischen Anhänger und Fahrzeug zu vermeiden. Dieses Warnsignal kann dem Fahrer auf verschiedene Arten zur Anzeige gebracht werden, so z. B. auf akustischem, optischem oder haptischem Wege, wobei im letztgenannten Fall beispielsweise Lenkradvibrationen in Betracht kommen.When reaching or exceeding the limit value, a signal is generated which can be used for further processing and used to generate various consequences. According to a first measure level is provided that a warning signal is generated as a signal to give the driver an indication of reaching or exceeding the critical kink angle, so that the driver is able to take timely countermeasures and an uncontrolled knockout with considerable to avoid increased bending angle between trailer and vehicle. This warning signal can alert the driver various types are displayed, such. B. on acoustic, optical or haptic ways, in the latter case, for example, Lenkradvibrationen come into consideration.

Als zweite Maßnahmenstufe wird dem Fahrer nicht nur die Tatsache des Erreichens bzw. Überschreitens des kritischen Knickwinkels angezeigt, sondern sogleich eine Korrekturmaßnahme zur Anzeige gebracht, insbesondere die Richtung eines Korrektur-Lenkwinkeleinschlags empfohlen. Insbesondere bei verhältnismäßig unerfahrenen Fahrern stellt dies eine erhebliche Erleichterung und Hilfe dar, da dem Fahrer die Lenkrichtung angezeigt wird, die zum Vermeiden kritischer Situationen eingeschlagen werden soll. Gegebenenfalls kann zusätzlich zur Richtung auch die Größe des Lenkwinkelausschlages angezeigt werden.When second level of action is the driver not only the fact reaching or exceeding the critical bending angle displayed, but immediately a corrective measure for Display, in particular the direction of a correction steering angle recommended. Especially with relative Inexperienced drivers, this represents a considerable relief and Help, because the driver is the steering direction is displayed, the Avoid critical situations. If necessary, can in addition to the direction also the size of the steering angle deflection.

Als dritte Maßnahmenstufe, die entweder für sich alleine genommen oder in Zusammenhang mit den vorgenannten Maßnahmen durchgeführt werden kann, wird über das erzeugte Signal ein Aktuator im Lenksystem beaufschlagt, um selbsttätig einen Lenkwinkel im System zu verstellen. Zusätzlich oder alternativ ist es aber auch möglich, einen sonstigen Aktuator im Fahrzeug zu beaufschlagen, beispielsweise das Bremssystem zu betätigen, um das Fahrzeug zum Stillstand zu bringen, bevor der Knickwinkel in unzulässiger Weise weiter vergrößert wird. Bei dem beaufschlagten Aktuator kann es sich um ein Stellglied im Fahrzeug und/oder im Anhänger handeln. Bevorzugt wird jedoch ein Lenkaktuator im Fahrzeug verstellt, wobei im Falle eines einstellbaren Hinterachslenksystems der Hinterachslenkwinkel und im Falle eines Überlagerungslenkgetriebes im Vorderachslenksystem ein überlagerbarer Zusatzlenkwinkel eingestellt wird.When third level of action, either on its own taken or in connection with the abovementioned measures can be performed over the generated Signal an actuator in the steering system applied to automatically to adjust a steering angle in the system. Additionally or Alternatively, it is also possible to use another actuator in the vehicle to apply, for example, the brake system Press to bring the vehicle to a stop before the bending angle in an inadmissible manner further increased becomes. The acted upon actuator may be an actuator act in the vehicle and / or in the trailer. It is preferred However, a Lenkaktuator adjusted in the vehicle, in the case of adjustable rear axle steering system of Hinterachslenkwinkel and in the case of a superposition steering gear in the front axle steering system a superposable additional steering angle is set.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Fahrzeugassistenzsystem realisiert werden, das im Fahrzeug eingebaut ist und insbesondere beim Rückwärtsfahren aktiviert wird. Zusätzlich zu dem Vorteil, ein unerwünschtes Einknicken des Anhängers bei Rückwärtsfahrt zu vermeiden, können auch kleinere Kurvenradien als bei aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen realisiert werden.The The inventive method can be used in a vehicle assistance system be realized, which is installed in the vehicle and in particular when reversing is activated. additionally to the advantage of undesirable buckling of the trailer to avoid when reversing also smaller curve radii than known from the prior art Executions are realized.

Grundsätzlich wird zur Durchführung des Verfahrens als Zustandsgröße lediglich der aktuelle Ist-Knickwinkel zwischen Fahrzeug und Anhänger benötigt. Darüber hinaus ist die Kenntnis geometrischer Fahrzeuggrößen erforderlich, die jedoch als feste Werte abgespeichert werden können, da sie im laufenden Betrieb nicht geändert werden. Die Ermittlung des aktuellen Ist-Knickwinkels erfolgt vorteilhaft über entsprechende Sensoren.in principle is used to perform the method as a state variable only the current actual bending angle between vehicle and trailer needed. In addition, the knowledge of geometric vehicle sizes necessary, but they can be stored as fixed values, because they are not changed during operation. The Determining the current actual kink angle is advantageously about corresponding sensors.

Zur Durchführung des Verfahrens ist ein Regel- bzw. Steuergerät vorgesehen, dem der aktuelle Ist-Knickwinkel als Eingangsinformation zugeführt wird und in dem auch die Fahrzeuggeometriedaten abgespeichert sind. In dem Regel- bzw.to Implementation of the method is a control or control device provided that the current actual kink angle as input information is supplied and in which the vehicle geometry data are stored. In the rule or

Steuergerät ist die Berechnungsvorschrift zur Ermittlung des kritischen Knickwinkels hinterlegt bzw. der kritische Knickwinkel abgespeichert; nach der Bestimmung des kritischen Knickwinkels erfolgt ein Vergleich mit dem Ist-Knickwinkel und die Ausgabe eines Signals, falls die Differenz von Ist-Knickwinkel und kritischem Knickwinkel einen Grenzwert unterschreitet oder falls der Ist-Knickwinkel den kritischen Knickwinkel erreicht bzw. überschreitet (Grenzwert gleich Null). Das Signal hat die Funktion einen Stellsignals, das je nach realisierter Betätigungsstufe als Warnsignal oder als Aufforderungssignal an den Fahrer zur Anzeige gebracht oder einem Aktuator zur Verstellung zugeführt wird.control unit is the calculation rule for determining the critical bending angle deposited or the critical bending angle stored; after Determination of the critical kink angle is compared with the actual kink angle and the output of a signal if the difference from actual buckling angle and critical buckling angle falls below a limit or if the actual kink angle reaches the critical kink angle or exceeds (limit equal to zero). The signal the function has a control signal, depending on the actuation level as a warning signal or as a request signal to the driver for display brought or fed to an actuator for adjustment becomes.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further Advantages and expedient designs are the other claims, the description of the figures and to take the drawings. Show it:

1 ein Fahrzeug mit einem über eine Kupplung angehängten Anhänger, wobei das Fahrzeug mit einem Vorderachslenksystem und einem einstellbaren Hinterachslenksystem ausgestattet ist, bei dessen Betätigung die Hinterräder mit einem Lenkwinkel beaufschlagt werden, und wobei der Anhänger gegenüber dem Fahrzeug einen Knickwinkel aufweist, 1 a vehicle having a trailer attached via a coupling, the vehicle being provided with a front axle steering system and an adjustable rear axle steering system, the rear wheels being acted upon by a steering angle when actuated, and the trailer being articulated with respect to the vehicle;

2 das Fahrzeug und der Anhänger beim Durchfahren einer Kurve bei Rückwärtsfahrt mit einer Darstellung in zwei unterschiedlichen Positionen. 2 the vehicle and the trailer when driving through a curve when reversing with a representation in two different positions.

Bei dem in den Figuren dargestellten Fahrzeug 1 handelt es sich entweder um einen Personenkraftwagen oder um ein Nutzfahrzeug. An das Fahrzeug 1 ist über eine Kupplung 3 ein Anhänger 2 angehängt, so dass ein Gliederzug bzw. Gespann entsteht. Das Fahrzeug 1 ist mit einem Vorderachslenksystem 4 und zusätzlich mit einem Hinterachslenksystem 6 ausgestattet, wobei über das Vorderachslenksystem 4 ein Vorderachslenkwinkel δF und über das Hinterachslenksystem 6 ein Hinterachslenkwinkel δR einstellbar ist. Der Fahrer gibt über eine als Lenkrad 10 ausgeführte Lenkhandhabe eine Fahrerlenkvorgabe vor, bei der es sich im Falle eines Lenkrades um den Lenkradwinkel δL handelt. Dieser Lenkradwinkel δL wird über eine Lenkwelle, ein Lenkgetriebe und ein Lenkgestänge auf die lenkbaren Vorderräder 5 übertragen, in denen sich der gewünschte Vorderachslenkwinkel δF einstellt.In the vehicle shown in the figures 1 it is either a passenger car or a commercial vehicle. To the vehicle 1 is about a clutch 3 a follower 2 attached, so that an articulated train or team arises. The vehicle 1 is with a front axle steering system 4 and additionally with a rear axle steering system 6 equipped, using the front axle steering system 4 a front axle steering angle δ F and the rear axle steering system 6 a Hinterachslenkwinkel δ R is adjustable. The driver gives over a steering wheel 10 executed steering handle before a driver's steering requirement, which is in the case a steering wheel about the steering wheel angle δ L is. This steering wheel angle δ L is a steering shaft, a steering gear and a steering linkage to the steerable front wheels 5 transmit, in which the desired Vorderachslenkwinkel δ F adjusts.

Es kann zweckmäßig sein, das Vorderachslenksystem 4 mit einem Überlagerungslenkgetriebe und einem zugeordneten Stellglied auszustatten, was als AFS – Aktive Front Steering bekannt ist, um dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkwinkel δL einen Überlagerungslenkwinkel zu überlagern. Hierdurch ist es möglich, die Fahrerlenkvorgabe zu modifizieren.It may be appropriate, the front axle steering system 4 equipped with a superimposed steering gear and an associated actuator, which is known as AFS - Active Front Steering to superimpose the driver specified steering angle δ L a superposition steering angle. This makes it possible to modify the driver's steering specification.

Das aktive Hinterachslenksystem 6 umfasst die lenkbaren Hinterräder 7, die mit dem Hinterachslenkwinkel δR zu verstellen sind. Das Hinterachslenksystem 6 ist vorteilhafterweise kinematisch unabhängig vom Vorderachslenksystem 4 ausgebildet, es gibt keine Zwangskopplung zwischen dem Vorderachslenkwinkel δF und dem Hinterachslenkwinkel δR. Der Hinterachslenkwinkel δR wird über einen dem Hinterachslenksystem zugeordneten Aktuator eingestellt, der über Stellsignale einer Regel- bzw. Steuereinheit beaufschlagt wird, insbesondere als Funktion aktueller Fahrzeugzustands- und Betriebsgrößen. Der Aktuator wird entweder in der Weise angesteuert, dass der Hinterachslenkwinkel immer eine fest vorgegebene Funktion des Vorderachslenkwinkels ist, also nicht situationsabhängig eingestellt wird. Es ist aber auch möglich, den Hinterachslenkwinkel durch eine entsprechende Ansteuerung des Aktuators situationsabhängig einzustellen.The active rear-axle steering system 6 includes the steerable rear wheels 7 to be adjusted with the Hinterachslenkwinkel δ R. The rear axle steering system 6 is advantageously kinematically independent of the front axle steering system 4 formed, there is no forced coupling between the Vorderachslenkwinkel δ F and the Hinterachslenkwinkel δ R. The Hinterachslenkwinkel δ R is set via a the Hinterachslenksystem associated actuator, which is acted upon by control signals of a control unit, in particular as a function of current Fahrzeugzustands- and operating variables. The actuator is controlled either in such a way that the Hinterachslenkwinkel is always a fixed function of the Vorderachslenkwinkels, so is not set depending on the situation. But it is also possible to adjust the Hinterachslenkwinkel by a corresponding control of the actuator depending on the situation.

Der Anhänger 2 ist im Ausführungsbeispiel einachsig ausgeführt und besitzt eine Anhängerachse 8 mit Anhängerrädern 9. Gegebenenfalls kommt auch eine Ausführung des Anhängers mit zwei eng beabstandeten Anhängerachsen in Betracht, die insbesondere höchstens einen Meter auseinander liegen, kinematisch gleich zu werten sind und eine virtuelle Achse aufweisen, die in der Mitte der beiden realen Achsen liegt. Als zusätzlichen Freiheitsgrad weist der Anhänger einen Knickwinkel α auf, der als Winkel zwischen der Längsachse 11 des Fahrzeugs 1 und der Längsachse 12 des Anhängers 2 definiert ist.The trailer 2 is executed uniaxial in the embodiment and has a trailer axle 8th with trailer wheels 9 , Optionally, an embodiment of the trailer with two closely spaced trailer axles comes into consideration, which are in particular at most one meter apart, are kinematic equal and have a virtual axis which lies in the middle of the two real axes. As an additional degree of freedom, the trailer has a kink angle α, which is an angle between the longitudinal axis 11 of the vehicle 1 and the longitudinal axis 12 of the trailer 2 is defined.

Die Fahrzeuggeometrien werden zum einen im Fahrzeug 1 über den Achsabstand L1 zwischen Vorderachse und Hinterachse sowie den Abstand L3 zwischen der Hinterachse und der Kupplung 3 bestimmt. Im Anhänger 2 ist der Abstand zwischen der Kupplung 3 und der Anhängerachse 8 mit L2 bezeichnet.The vehicle geometries are on the one hand in the vehicle 1 about the axial distance L 1 between the front axle and rear axle and the distance L 3 between the rear axle and the clutch 3 certainly. In the trailer 2 is the distance between the clutch 3 and the trailer axle 8th denoted by L 2 .

Das Durchfahren einer Kurve bei Rückwärtsfahrt ist in 2 dargestellt. Über das Lenkrad 10 gibt der Fahrer den Lenkradwinkel δL vor, der gemäß der Lenkgeometrie in den Vorderachslenkwinkel δF an den Vorderrädern 5 umgesetzt wird. In einem Fahrerassistenzsystem wird als Funktion des Lenkradwinkels δL bzw. des Vorderachslenkwinkels 5F der Aktuator zur Einstellung des Hinterachslenkwinkels δR im Hinterachslenksystem betätigt. Die Einstellung des Hinterachslenkwinkels sowie ggf. eines Überlagerungslenkwinkels im Vorderachslenksystem kann auch zur Vermeidung kritischer Knickwinkel α während der Rückwärtsfahrt durchgeführt werden.Driving through a curve when reversing is in 2 shown. About the steering wheel 10 The driver specifies the steering wheel angle δ L , which according to the steering geometry in the Vorderachslenkwinkel δ F on the front wheels 5 is implemented. In a driver assistance system, the function of the steering wheel angle δ L or the Vorderachslenkwinkels 5F the actuator for adjusting the Hinterachslenkwinkels δ R operated in the rear-axle steering system. The adjustment of the Hinterachslenkwinkels and possibly a superposition steering angle in the front axle steering system can also be performed to avoid critical bending angle α during reverse travel.

In 2 ist das Fahrzeug 1 mit Anhänger 2 zu Beginn der Kurvenfahrt mit gestrichelter Linie dargestellt, wohingegen Fahrzeug 1 und Hänger 2 mit durchgezogener Linie während des Durchfahrens einer Kurve in Rückwärtsrichtung dargestellt sind. Die zu durchfahrende Kurve weist in der in der Zeichnung dargestellten momentanen Position den Radius R und den momentanen Mittelpunkt M auf.In 2 is the vehicle 1 with trailer 2 at the beginning of the cornering shown with a dashed line, whereas vehicle 1 and hangers 2 are shown with a solid line during passage through a curve in the reverse direction. The curve to be traversed has the radius R and the instantaneous center M in the instantaneous position shown in the drawing.

Zur Vermeidung unzulässig hoher und kritischer Knickwinkel αkrit werden permanent die aktuellen, vom Fahrer vorgegebenen Lenkradwinkel δL sowie die aktuellen Ist-Knickwinkel αist ermittelt bzw. gemessen. In einem Regel- bzw. Steuergerät des Lenksystems wird der kritische Knickwinkel αkrit, der denjenigen Winkel bezeichnet, bei dem das Fahrzeug einschließlich dem Anhänger gerade noch über Lenkeinschläge und ohne Umkehrung der Fahrzeugrichtung einer gewünschten Trajektorie folgt, mit dem gemessenen Knickwinkel verglichen. Wird dagegen der kritische Knickwinkel αkrit überschritten, muss zum Durchfahren der gewünschten Kurve rangiert werden, also zumindest einmal die Fahrtrichtung umgekehrt werden.The current, set by the driver steering wheel angle α crit to avoid unacceptably high and critical bend angle permanently δ L, and the current actual kink angle α is determined or measured. In a control unit of the steering system, the critical angle of curvature α crit , which denotes the angle at which the vehicle, including the trailer, just follows a desired trajectory via steering angles and without reversing the vehicle direction, is compared with the measured bending angle. If, on the other hand, the critical bending angle α crit is exceeded, it is necessary to move to the desired curve so that the direction of travel is reversed at least once.

Der kritische Knickwinkel (αkrit) wird im Regel- bzw. Steuergerät gemäß der Beziehung

Figure 00080001
als Funktion des maximal einstellbaren Vorderachslenkwinkels δF max, des maximal einstellbaren Hinterachslenkwinkels δR max und der geometrischen Fahrzeuggrößen L1, L2 und L3 berechnet.The critical bending angle (α crit ) is in the control unit according to the relationship
Figure 00080001
as a function of the maximum adjustable Vorderachslenkwinkels δ F max , the maximum adjustable Hinterachslenkwinkels δ R max and the geometric vehicle sizes L 1 , L 2 and L 3 calculated.

Falls kein Hinterachslenksystem mit einstellbarem Hinterachslenkwinkels δR vorgesehen ist, kann der kritische Knickwinkel (αkrit) auch lediglich als Funktion des maximal einstellbaren Vorderachslenkwinkels δF max und der geometrischen Fahrzeuggrößen L1, L2 und L3 gemäß der Beziehung

Figure 00080002
berechnet werden. Dieser Zusammenhang ist auch durch trigonometrische Umformung aus der vorgenannten Beziehung für den kritischen Knickwinkel αkrit in Abhängigkeit des auf Null gesetzten maximalen Hinterachslenkwinkels δR max herzuleiten.If no rear axle steering system with adjustable rear axle steering angle δ R is provided, the critical buckling angle (α crit ) can also only as a function of the maximum adjustable front axle steering angle δ F max and the geometric vehicle sizes L 1 , L 2 and L 3 according to the relationship
Figure 00080002
be calculated. This relationship can also be deduced by trigonometric transformation from the aforementioned relationship for the critical bending angle αkrit as a function of the maximum rear axle steering angle δ R max set to zero.

Bei Kenntnis des kritischen Knickwinkels αkrit wird im Regel- und Steuergerät fortlaufend ein Vergleich mit dem aktuellen Ist-Knickwinkel αist durchgeführt, wobei Maßnahmen für den Fall getroffen werden, dass die Differenz von Ist-Knickwinkel αist und kritischem Knickwinkel αkrit einen Grenzwert unterschreitet. Je nach Höhe dieses Grenzwertes, der ggf. auch auf Null gesetzt werden kann, kann ein Sicherheitsabstand zum kritischen Knickwinkel αkrit definiert werden. Als zu treffende Maßnahme kommt eine Anzeige für den Fahrer, dass der kritische Knickwinkel erreicht bzw. der Grenzwert unterschritten wird, einen Empfehlung bzw. Aufforderung zur Einleitung einer Gegenmaßnahme und/oder die Beaufschlagung eines Aktuators im Fahrzeug, insbesondere eines Lenkaktuators in Betracht.Continuously a comparison with the current actual kink angle with measures for the case to be made that the difference between the actual bend angle is α and critical bending angle crit α is αkrit With knowledge of the critical bending angle in the regulating and control unit α is carried out, below a limit value , Depending on the height of this limit value, which may also be set to zero, a safety distance to the critical bending angle α krit can be defined. As a measure to be taken is an indication to the driver that the critical bending angle is reached or the limit is exceeded, a recommendation or request to initiate a countermeasure and / or the application of an actuator in the vehicle, in particular a steering actuator into consideration.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102004025252 A1 [0003] DE 102004025252 A1 [0003]

Claims (15)

Verfahren zur Durchführung eines Lenkvorganges in einem Fahrzeug (1) mit Anhänger (2) bei Rückwärtsfahrt, wobei das Fahrzeug (1) mit einem Vorderachslenksystem (4) zur Einstellung eines Vorderachslenkwinkels (δF) ausgestattet ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Bestimmen eines kritischen Knickwinkels (αkrit) als Funktion des maximal einstellbaren Lenkradwinkels (δL max), wobei der kritische Knickwinkel (αkrit) denjenigen Winkel bezeichnet, bei dem das Fahrzeug (1) einschließlich Anhänger (2) über Lenkeinschläge des Fahrzeugs (1) und ohne Umkehrung der Fahrzeugrichtung einer gewünschten Trajektorie folgt, – Ermitteln des aktuellen Ist-Knickwinkels (αist) zwischen der Längsachse (11) des Fahrzeugs (1) und der Längsachse (12) des Anhängers (2), – Vergleichen des Ist-Knickwinkels (αist) mit dem kritischen Knickwinkel (αkrit) und Erzeugen eines Signals, falls die Differenz von Ist-Knickwinkel (αist) und kritischem Knickwinkel (αkrit) einen Grenzwert unterschreitet.Method for carrying out a steering operation in a vehicle ( 1 ) with trailer ( 2 ) when reversing, the vehicle ( 1 ) with a front axle steering system ( 4 ) for setting a Vorderachslenkwinkels (δ F ), characterized by the following method steps: - Determining a critical kink angle (α crit ) as a function of the maximum adjustable steering wheel angle (δ L max ), wherein the critical kink angle (α krit ) denotes that angle, where the vehicle ( 1 ) including trailer ( 2 ) over steering angles of the vehicle ( 1 ) and without reversing the vehicle direction follows a desired trajectory, - determining the current actual kink angle (α is ) between the longitudinal axis ( 11 ) of the vehicle ( 1 ) and the longitudinal axis ( 12 ) of the trailer ( 2 ), - Comparing the actual kink angle (α is ) with the critical kink angle (α crit ) and generating a signal if the difference between the actual kink angle (α is ) and the critical kink angle (α crit ) is below a limit. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kritische Knickwinkel (αkrit) als Funktion des maximal einstellbaren Vorderachslenkwinkels (δF max) und geometrischer Fahrzeuggrößen (L1, L2, L3) gemäß der Beziehung
Figure 00100001
darstellbar ist, wobei δF max den maximal einstellbaren Vorderachslenkwinkel L1 den Achsabstand im Fahrzeug L2 den Abstand vom Kupplungspunkt im Fahrzeug zur Anhängerachse L3 den Abstand zwischen Hinterachse und Kupplungspunkt bezeichnet und der maximale Vorderachslenkwinkel (δF max) über einen feststehenden kinematischen Zusammenhang aus dem maximalen Lenkradwinkel (δL max) ermittelbar ist.A method according to claim 1, characterized in that the critical bending angle (α crit ) as a function of the maximum adjustable Vorderachslenkwinkels (δ F max ) and geometric vehicle sizes (L 1 , L 2 , L 3 ) according to the relationship
Figure 00100001
can be represented, wherein δ F max the maximum adjustable Vorderachslenkwinkel L 1 the center distance in the vehicle L 2 the distance from the coupling point in the vehicle to the trailer axle L 3 denotes the distance between the rear axle and coupling point and the maximum Vorderachslenkwinkel (δ F max ) via a fixed kinematic relationship from the maximum steering wheel angle (δ L max ) can be determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass ein über einen Aktuator einstellbares Hinterachslenksystem (6) im Fahrzeug (1) vorgesehen ist, der kritische Knickwinkel (αkrit) als Funktion des maximal einstellbaren Vorderachslenkwinkels (δF max), des maximal einstellbaren Hinterachslenkwinkels (δR max) und geometrischer Fahrzeuggrößen (L1, L2, L3) bestimmt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the event that an adjustable via an actuator Hinterachslenksystem ( 6 ) in the vehicle ( 1 ) is provided, the critical bending angle (α crit ) as a function of the maximum adjustable Vorderachslenkwinkels (δ F max ), the maximum adjustable Hinterachslenkwinkels (δ R max ) and geometric vehicle sizes (L 1 , L 2 , L 3 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kritische Knickwinkel (αkrit) gemäß der Beziehung
Figure 00110001
darstellbar ist.A method according to claim 3, characterized in that the critical bending angle (α crit ) according to the relationship
Figure 00110001
is representable. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Signal ein Warnsignal ist, das dem Fahrer mitgeteilt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the generated signal a Warning signal is that is communicated to the driver. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Signal ein Aufforderungssignal ist, das dem Fahrer mitgeteilt wird, um ihn zu einer Betätigung eines Fahrzeugsystems aufzufordern.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the generated signal is a request signal is communicated to the driver to him to an actuation of a vehicle system. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer ein Korrektur-Lenkwinkeleinschlag angezeigt wird.Method according to Claim 6, characterized that the driver is displayed a correction steering angle. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer eine Fahrtrichtungsänderungsempfehlung angezeigt wird.Method according to claim 6 or 7, characterized that the driver a direction change recommendation is shown. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Signal dem Fahrer auf akustischem, optischem und/oder haptischem Wege mitgeteilt wird.Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that the generated signal to the driver acoustic, optical and / or haptic ways is communicated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Signal zur Einstellung eines Aktuators im Fahrzeug (1) oder Anhänger (2) verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the signal generated for adjusting an actuator in the vehicle ( 1 ) or trailer ( 2 ) is used. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lenkaktuator zur selbsttätigen Einstellung eines Lenkwinkels (δF, δR) im System beaufschlagt wird.A method according to claim 10, characterized in that at least one steering actuator for the automatic adjustment of a steering angle (δ F , δ R ) is applied in the system. Regel- bzw. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.Control device for implementation of the method according to any one of claims 1 to 11. Lenksystem in einem Fahrzeug (1) mit einem Regel- bzw. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Lenksystem ein Vorderachslenksystem (4) umfasst, das über eine Lenkhandhabe (10) einstellbar ist.Steering system in a vehicle ( 1 ) with a control device for carrying out the method according to one of claims 1 to 11, wherein the steering system is a Vorderachslenksystem ( 4 ), which via a steering handle ( 10 ) is adjustable. Lenksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem ein Hinterachslenksystem (6) umfasst, das über einen Aktuator einstellbar ist.Steering system according to Claim 13, characterized in that the steering system has a rear-axle steering system ( 6 ), which is adjustable via an actuator. Lenksystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Vorderachslenksystem (4) ein Überlagerungsgetriebe (AFS) zugeordnet ist, über das ein Zusatzlenkwinkel einstellbar ist.Steering system according to claim 13 or 14, characterized in that the front axle steering system ( 4 ) is assigned a superposition gear (AFS), via which an additional steering angle is adjustable.
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