DE102008004160B4

DE102008004160B4 - Zugfahrzeug für einen Anhänger oder Auflieger und Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim rückwärtigen Manövrieren eines Zugfahrzeugs

Info

Publication number: DE102008004160B4
Application number: DE200810004160
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Meitinger; Christoph Kossira; Thomas Barthenheier
Original assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Current assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Priority date: 2008-01-14
Filing date: 2008-01-14
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2028-01-15
Also published as: DE102008004160A1

Abstract

Zugfahrzeug für einen Anhänger (12) oder Auflieger, bei welchem mittels einer Lenkhandhabe (16) ein Lenkwinkel (20) zumindest eines lenkbaren Rades des Zugfahrzeugs (10) vorgebbar ist, wobei in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel (20) ein Zusatzlenkwinkel einstellbar ist, wobei der Zusatzlenkwinkel an einer Hinterachse des Zugfahrzeugs (10) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzlenkwinkel mittels einer Auswahleinrichtung (30) in Abhängigkeit von wenigstens einem Signal einer Erfassungseinrichtung (32) und/oder einer Auswerteeinrichtung (42) und/oder vom Betätigtsein zumindest einer Eingabeeinrichtung (44) aus zwei Kategorien auswählbar ist, und wobei die zwei Kategorien den Zusatzlenkwinkel als – zu dem vorgebbaren Lenkwinkel (20) gegensinnigen Unterstützungslenkwinkel zum Unterstützen eines Fahrers beim rückwärtigen Manövrieren des Zugfahrzeugs (10) durch ein Verringern des von dem Zugfahrzeug (10) beanspruchten seitlichen Manövrierraums und als – Stabilisierungslenkwinkel (28) zum Stabilisieren einer Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs (10) mit dem Anhänger (12) oder Auflieger umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zugfahrzeug für einen Anhänger oder Auflieger, bei welchem mittels einer Lenkhandhabe ein Lenkwinkel zumindest eines lenkbaren Rades des Zugfahrzeugs vorgebbar ist, wobei in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel ein Zusatzlenkwinkel einstellbar ist und wobei der Zusatzlenkwinkel an einer Hinterachse des Zugfahrzeugs einstellbar ist. Ein solches Zugfahrzeug ist aus der US 2005/0039972 A1 bekannt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim rückwärtigen Manövrieren eines derartigen Zugfahrzeugs.
Die US 2005/0039972 A1 beschreibt ein Verfahren zum Stabilisieren eines Anhängers beim rückwärtigen Manövrieren eines Zugfahrzeugs mit an dieses angehängtem Anhänger. Hierbei greift eine computergesteuerte Hinterradlenkung in das Fahrmanöver ein, sobald ein Fahrer des Zugfahrzeugs in Schwierigkeiten gerät und ein Ausknicken des Anhängers wahrscheinlich wird. Zum Stabilisieren des Anhängers können die Hinterräder des Zugfahrzeugs um einen Winkel von ±12° eingelenkt werden. In das Fahrmanöver wird eingegriffen, wenn ein Winkel zwischen Deichsel und Zugfahrzeug sich in einem Bereich zwischen dem stabilen Gleichgewichtswinkel und einem berechneten Quasi-Gleichgewichtswinkel befindet, wobei der Quasi-Gleichgewichtswinkel einem Deichselwinkel bei maximalem Lenkeinschlag der Hinterräder des Zugfahrzeugs entspricht. Die computergesteuerte Hinterachslenkung wird jedoch dann nicht eingesetzt, wenn sich der Deichselwinkel ohnehin auf den stabilen Gleichgewichtswinkel hin zubewegt.
Auch die nach dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung veröffentlichte DE 10 2006 059 082 A1 beschreibt ein Verfahren zum aktiven Einstellen von Lenkwinkeln an einer Hinterachse eines Fahrzeugs, bei welchem auf der Grundlage eines zum Lenken der Vorderräder vorgegebenen Lenkradwinkels ein Anhänger beim Durchfahren von Kurven in Rückwärtsrichtung stabilisiert wird. Bei einer Vorwärtsfahrt des Gespanns aus Fahrzeug und Anhänger wird hierbei der Hinterachslenkwinkel so eingestellt, dass ein Durchfahren einer Kurve mit einem verhältnismäßig kleinen Kurvenradius für den Anhänger realisierbar ist. Für die Vorwärtsfahrt und für die Rückwärtsfahrt gelten jeweils unterschiedliche Beziehungen für die Ermittlung des Hinterachslenkwinkels.
Die US 2004/0002800 A1 beschreibt ein Verfahren zum Einstellen eines Lenkwinkels an Hinterrädern eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs bei einer Vorwärtsfahrt. Bei einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs von weniger als 80 km/h werden die Hinterräder gegensinnig zu dem Lenkwinkel der Vorderräder eingestellt, bei einer Geschwindigkeit von mehr als 80 km/h gleichsinnig. Wenn ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist, werden an den Hinterrädern in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs geringere gegensinnige bzw. höhere gleichsinnige Winkel eingestellt als bei einer Fahrt ohne Anhänger.
Die DE 10 2005 043 466 A1 beschreibt ein System zum Unterstützen einer Rückwärtsfahrt eines Gespanns aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger. Das Zugfahrzeug kann die aktuelle Fahrzeugposition ermitteln und Geländedaten in Form von einer Landkarte auf einem Bild einblenden. Der Fahrer nimmt mit einem Stellhebel Steuerungseingaben vor. Die aufgrund der Steuerungseingaben sich ergebende Bewegungsbahn des Gespanns wird in das Bild eingeblendet. So kann der Fahrer sehen, ob er durch Andern der Steuerungseingaben die Bewegungsbahn korrigieren muss.
Die WO 2005/014371 A1 betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim Einparken. Hierbei wird dem Fahrer angezeigt, wie er auch bei angehängtem Anhänger das Lenkrad zum Lenken der Vorderräder jeweils einschlagen soll, um das Fahrzeug und den Anhänger auf einer vorbestimmten Referenztrajektorie zu bewegen.
Die DE 101 54 612 A1 beschreibt ein Zugfahrzeug mit Abstandssensoren. Hierbei werden mittels der Abstandssensoren ermittelte Abstandsinformationen dazu genutzt, damit ein Lenksystem korrigierend in den durch den Fahrer vorgenommenen Lenkeinschlag eingreift oder dem Fahrer die Korrektur für den Lenkeinschlag angezeigt wird. Es werden die Korrekturen für den Lenkeinschlag in Abhängigkeit vom Winkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger vorgegeben.
Die DE 10 2004 045 127 A1 beschreibt ein Gespann umfassend ein Zugfahrzeug und einen Anhänger. Bei einer Rückwärtsfahrt des Gespanns gibt ein Fahrer des Zugfahrzeugs mittels einer Lenkhandhabe einen Lenkwinkel vor, wodurch eine abzufahrenden Kreisbahn mit einem korrespondierenden Kurvenradius bestimmt ist. Mittels Abstandssensoren wird eine relative Lage des Anhängers zu dem Zugfahrzeug ermittelt. Eine Lenkwinkelregelung beeinflusst den durch den Fahrer mittels Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkwinkel derart, dass sowohl das Zugfahrzeug als auch der Anhänger Kreisbahnen mit konstantem Kurvenradius abfahren. Die Lage des Anhängers relativ zu dem Zugfahrzeug wird hierbei in einem instabilen Gleichgewicht gehalten. Die Lenkwinkelregelung kann eine Steer-by-wire Lenkeinrichtung umfassen, mittels welcher der Lenkwinkel am Zugfahrzeug nach Maßgabe eines elektrischen Signals eingestellt wird. Hierbei wird durch die Steer-by-wire Lenkeinrichtung der durch den Fahrer mittels der Lenkhandhabe vorgegebene Lenkwinkel mit einem gleichsinnigen oder entgegengesetzten Zusatzlenkwinkel beaufschlagt.
Das Zugfahrzeug weist zudem Sensoren zum Feststellen eines Bewegens des Lenkrads auf. Die Lenkwinkelregelung wird dann deaktiviert, wenn der Fahrer das Lenkrad besonders schnell oder um einen besonders großen Drehwinkel dreht, oder gegenüber einem bestehenden Lenkradeinschlag gegenlenkt. Bei diesen Bewegungen des Lenkrads wird also der Anhänger bei der Rückwärtsfahrt nicht mehr in einem instabilen Gleichwicht gehalten. Dadurch ist eine Rangierbarkeit des Anhängers bei der Rückwärtsfahrt erhöht.
Es sei auf die DE 10 2008 004 159 A1 verwiesen, welche den selben Anmeldetag aufweist, wie die vorliegende Patentanmeldung und welche ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim Manövrieren eines Zugfahrzeugs betrifft, bei welchem der Unterstützungslenkwinkel an der Hinterachse des Zugfahrzeugs eingestellt wird. Zudem sei auf die DE 10 2008 004 158 A1 verwiesen, welche den selben Anmeldetag aufweist, wie die vorliegende Patentanmeldung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zugfahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine verbesserte Manövrierbarkeit aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Zugfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim rückwärtigen Manövrieren eines Zugfahrzeugs für einen Anhänger oder Auflieger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Zugfahrzeug für einen Anhänger oder Auflieger, bei welchem mittels einer Lenkhandhabe ein Lenkwinkel zumindest eines lenkbaren Rades des Zugfahrzeugs vorgebbar ist, wobei in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel ein Zusatzlenkwinkel einstellbar ist, ist vorgesehen, dass der Zusatzlenkwinkel an einer Hinterachse des Zugfahrzeugs einstellbar ist, wobei der Zusatzlenkwinkel mittels einer Auswahleinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens einem Signal einer Erfassungseinrichtung und/oder einer Auswerteeinrichtung und/oder vom Betätigtsein zumindest einer Eingabeeinrichtung aus zwei Kategorien auswählbar ist, und wobei die zwei Kategorien den Zusatzlenkwinkel als zu dem vorgebbaren Lenkwinkel gegensinnigen Unterstützungslenkwinkel zum Unterstützen eines Fahrers beim rückwärtigen Manövrieren des Zugfahrzeugs durch ein Verringern des von dem Zugfahrzeug beanspruchten seitlichen Manövrierraums und als Stabilisierungslenkwinkel zum Stabilisieren einer Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger oder Auflieger umfassen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Einstellen des zu dem vorgebbaren Lenkwinkel gegensinnigen Unterstützungslenkwinkels an der Hinterachse des Zugfahrzeugs dazu führt, dass das Zugfahrzeug einen geringeren seitlichen Manövrierraum beansprucht, als dies für das aus dem Stand der Technik gemäß der DE 10 2004 045 127 A1 bekannte Zugfahrzeug der Fall ist.
Das Einstellen des Zusatzlenkwinkels an der Hinterachse des Zugfahrzeugs als Stabilisierungslenkwinkel erleichtert ein Rückwärtsfahren des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger oder Auflieger. Hierbei können Hinterräder gegensinnig oder gleichsinnig zu dem an Vorderrädern vorgegebenen Lenkwinkel eingeschlagen werden. Der Stabilisierungslenkwinkel ermöglicht ein rückwärtiges Manövrieren des Anhängers oder Aufliegers etwa auf einer Kreisbahn mit konstantem Radius oder eine konstante Geradeausfahrt des Anhängers oder Aufliegers. Selbstverständlich ist durch das Einstellen des Stabilisierungslenkwinkels auch ein stabilisiertes, rückwärtiges Manövrieren des Anhängers oder Aufliegers beim Überführen des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger oder Auflieger von der Kreisbahn auf die Geradeausfahrt oder umgekehrt sowie beim Überführen auf unterschiedliche Kreisbahnen ermöglicht.
Beim Manövrieren des Anhängers auf der Kreisbahn mit konstantem Radius oder bei der konstanten Geradeausfahrt des Anhängers wird dieser durch Einstellen des Stabilisierungslenkwinkels an der Hinterachse des Zugfahrzeugs in einem instabilen Gleichgewicht gehalten. Das Einstellen des Stabilisierungslenkwinkels an der Hinterachse des Zugfahrzeugs ermöglicht ein rückwärtiges Manövrieren eines Gespanns aus Zugfahrzeug und Anhänger mittels Bewegungen der Lenkhandhabe, wie sie beim rückwärtigen Manövrieren des Zugfahrzeugs alleine vorzunehmen wären.
Da bei einer Hinterachslenkung eines Personenkraftwagens eine Winkelgröße des an der Hinterachse einstellbaren Stabilisierungslenkwinkels in der Regel deutlich geringer ist als die Winkelgröße des an der Vorderachse vorgebbaren Lenkwinkels kann nicht für jeden möglichen Deichselwinkel zwischen einer Längsachse des Anhängers und einer Längsachse des Zugfahrzeugs ein Bewegen des Anhängers in einem instabilen Gleichgewicht erreicht werden.
Beim Einstellen des Zusatzlenkwinkels an der Hinterachse des Zugfahrzeugs, welcher aus den zwei Kategorien des Zusatzlenkwinkels auswählbar ist, besteht ein Zielkonflikt zwischen dem Stabilisieren des Anhängers bei der Rückwärtsfahrt und dem Verringern des von dem Zugfahrzeug beanspruchten seitlichen Manövrierraums. Um mit einem möglichst geringen Platzbedarf des Zugfahrzeugs in eine Kurve einzulenken, wird beim Einstellen des Zusatzlenkwinkels als Unterstützungslenkwinkel mittels der Lenkhandhabe der Lenkwinkel an der Vorderachse eingestellt wie bei einem Zugfahrzeug ohne Hinterachslenkung. Zusätzlich werden die Hinterräder gegensinnig zu dem vorgegebenen Lenkwinkel eingeschlagen. Dadurch wird ein seitliches Bewegen eines Kugelkopfs einer Anhängerkupplung bei einem geringerem seitlichen Bewegen der Vorderräder erreicht.
Beim Einstellen des Zusatzlenkwinkels als Stabilisierungslenkwinkel wird der Lenkwinkel an der Vorderachse vorgegeben wie beim Rückwärtsfahren des Zugfahrzeugs ohne angehängten Anhänger, jedoch ist hierbei die Rangierbarkeit verringert, d. h. der seitliche Manövrierraum größer, als dies für das Einstellen des Zusatzlenkwinkels als Unterstützungslenkwinkel der Fall wäre.
Durch das wahlweise Einstellen des Zusatzlenkwinkels als Unterstützungslenkwinkel oder als Stabilisierungslenkwinkel kann dieser Zielkonflikt gelöst werden. Dadurch ist ein Zugfahrzeug geschaffen, welches eine verbesserte Manövrierbarkeit aufweist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Erfassungseinrichtung zum Erfassen wenigstens einer dem Zugfahrzeug zuordenbaren Messgröße vorgesehen, wobei die Auswahleinrichtung dazu ausgelegt ist, den Unterstützungslenkwinkel oder den Stabilisierungslenkwinkel in Abhängigkeit von wenigstens einem Signal der Erfassungseinrichtung auszuwählen.
So kann durch Erfassen von dem Zugfahrzeug zuordenbaren Messgrößen eine Fahrerwunscherkennung realisiert werden, und entsprechend bei einem Über- oder Unterschreiten von Schwellenwerten der Messgrößen die Kategorie des Zusatzlenkwinkels gewechselt werden. Dadurch ist ein von dem Fahrer unabhängiges Auswählen des Zusatzlenkwinkels aus den zwei Kategorien ermöglicht. Dies kann auch während der Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs erfolgen.
Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die dem Zugfahrzeug zuordenbare Messgröße eine dem mittels der Lenkhandhabe vorgebbaren Lenkwinkel zuordenbare Winkelgröße und/oder Winkelgeschwindigkeit, eine Fahrgeschwindigkeit, eine Stellung eines Gaspedals und/oder eine Stellung eines Bremspedals umfasst. So kann etwa vorgesehen sein, bei einer vergleichsweise kleinen Winkelgröße oder Winkelgeschwindigkeit beim Vorgeben des Lenkwinkels mittels der Lenkhandhabe den Zusatzlenkwinkel als Stabilisierungslenkwinkel einzustellen. Ebenso kann vorgesehen sein, dass etwa bei einem Erhöhen der Fahrgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs nach einem eine Kurvenfahrt umfassenden Fahrmanöver und beim Bewegen des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger auf einer geradlinigen Trajektorie der Zusatzlenkwinkel nicht mehr als gegensinniger Unterstützungslenkwinkel, sondern als Stabilisierungslenkwinkel eingestellt wird. Bei einem anschließenden Abbremsen des Zugfahrzeugs kann dann wieder der Zusatzlenkwinkel der Kategorie Unterstützungslenkwinkel ausgewählt werden, um eine vergrößerte Wendigkeit des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger zu erreichen.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Auswerteeinrichtung zum Auswerten von, insbesondere topografischen, Umgebungsinformationen vorgesehen ist, wobei die Auswahleinrichtung dazu ausgelegt ist, den Unterstützungslenkwinkel oder den Stabilisierungslenkwinkel in Abhängigkeit von wenigstens einem Signal der Auswerteeinrichtung auszuwählen. Die Auswerteeinrichtung ermöglicht es, die Umgebungsinformationen auszuwerten. So kann mittels der Auswerteeinrichtung festgestellt werden, ob eine vergrößerte Wendigkeit bzw. Rangierbarkeit des Zugfahrzeugs erforderlich ist. Dies kann etwa beim Erkennen einer engen Kurve der Fall sein. Ebenso kann die Auswerteeinheit Umgebungsinformationen, welche auf ein Vorhandensein einer geradlinigen und/oder besonders breiten Straße hinweisen, dazu nutzen, ein Signal zu generieren, welches ein Einstellen des Zusatzlenkwinkels als Stabilisierungslenkwinkel mittels der Auswahleinrichtung bewirkt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn zum Erzeugen, Übermitteln, Empfangen und/oder Speichern der, insbesondere topografischen, Umgebungsinformationen zumindest ein dem Zugfahrzeug zugeordneter Sensor, eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der mittels einer von dem Zugfahrzeug verschiedenen Einrichtung zur Verfügung stellbaren Umgebungsinformationen und/oder eine, insbesondere erweiterbare, Datenbank des Zugfahrzeugs vorgesehen ist.
Die, insbesondere topografischen, Umgebungsinformationen können also durch den als Videokamera, Radar, Laser, Ultraschallsensor, Bildsensor, LIDAR oder dergleichen ausgebildeten Sensor erfasst und übermittelt werden. So können in vorteilhafter Weise ein ohnehin dem Zugfahrzeug zugeordneter Sensor zum Erzeugen eines Signals für die Auswerteeinrichtung herangezogen werden.
Alternativ oder ergänzend kann eine Kommunikation des Zugfahrzeugs mit der von dem Zugfahrzeug verschiedenen Einrichtung vorgesehen sein, wobei die von dem Zugfahrzeug verschiedene Einrichtung die Umgebungsinformationen etwa in Form einer lokalen topografischen Karte dem Zugfahrzeug beispielsweise mittels eines WLAN-Senders übermitteln kann. Entsprechende WLAN-Sender können in anderen Fahrzeugen, in Verkehrsschildern oder im Einfahrtsbereich eines Parkhauses angeordnet sein. Dadurch können auf besonders effiziente Weise lokale Umgebungsinformationen beim Auswählen der Zusatzlenkwinkels aus den zwei Kategorien berücksichtigt werden.
Alternativ oder ergänzend kann es vorgesehen sein, die Datenbank des Zugfahrzeugs, welche etwa in einem Navigationssystem vorhanden sein kann, zum Bereitstellen der Umgebungsinformationen nutzen oder die Datenbank um entsprechende Umgebungsinformationen zu erweitern.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die zumindest eine, insbesondere ein Bedienelement und/oder eine Spracheingabevorrichtung umfassende, Eingabeeinrichtung zum Ansteuern der Auswahleinrichtung vorgesehen ist. Dadurch kann durch den Fahrer des Zugfahrzeugs eigenständig der Zusatzlenkwinkel als Unterstützungslenkwinkel oder als Stabilisierungslenkwinkel ausgewählt werden. Als geeignete Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI Human-Machine-Interface) kann ein Knopf, eine Taste, ein Schalter oder dergleichen an einem Lenkrad oder an einem Schaltknauf vorgesehen sein. Beim Ansteuern der Auswahleinrichtung mittels der Spracheingabevorrichtung kann der Fahrer in vorteilhafter Weise seine Hände am Lenkrad belassen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Deaktivierungseinheit vorgesehen, mittels welcher das Einstellen des Zusatzlenkwinkels in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit und/oder durch den Fahrer deaktivierbar ist. So kann etwa vorgesehen sein, dass bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs ein Umstellen von dem Stabilisierungslenkwinkel auf den Unterstützungslenkwinkel mittels der Deaktivierungseinheit zu deaktivieren, um einer Gefährdung des Fahrers oder weiterer Fahrzeuginsassen durch Einstellen einer besonders großen Wendigkeit bei gleichzeitig hoher Fahrgeschwindigkeit zu verringern. Ebenso kann bei einem Überschreiten einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs dem Fahrer ein Warnsignal übermittelt werden, welches ihn darauf hinweist, dass aus Sicherheitsgründen der Zusatzlenkwinkel statt als Unterstützungslenkwinkel als Stabilisierungslenkwinkel einzustellen ist. Alternativ kann beim Auswählen des Zusatzlenkwinkels als Unterstützungslenkwinkel die Fahrgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs begrenzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kommunikationseinrichtung vorgesehen, mittels welcher das Einstellen des Zusatzlenkwinkels kommunizierbar ist. Dadurch kann dem Fahrer kommuniziert werden, ob gegenwärtig der Zusatzlenkwinkel als Unterstützungslenkwinkel oder als Stabilisierungslenkwinkel ausgewählt ist und/oder ob gegenwärtig ein Auswählen des Zusatzlenkwinkels als Unterstützungslenkwinkel oder als Stabilisierungslenkwinkel vorzuziehen ist.
Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt ist, insbesondere mit optischen, akustischen und/oder haptischen Mitteln, eine Einstellbarkeit des Stabilisierungslenkwinkels und/oder eine Winkelgröße eines mittels der Lenkhandhabe vorzugebenden, für das Stabilisieren der Rückwärtsfahrt mittels des Einstellens des Stabilisierungslenkwinkels geeigneten Lenkwinkels zu kommunizieren.
Die Kommunikationseinrichtung kann dem Fahrer also anzeigen, ob ein Stabilisieren der Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger durch Einstellen des Stabilisierungslenkwinkels möglich ist, oder ob eine gegenwärtige Konstellation aus dem mittels der Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkwinkel, dem Deichselwinkel zwischen der Längsachse des Anhängers und der Längsachse des Zugfahrzeugs und einem maximal einstellbaren Stabilisierungslenkwinkel nicht zu realisieren ist.
Ebenso kann dem Fahrer mittels der Kommunikationseinrichtung angezeigt werden, in welche Richtung er den mittels der Lenkhandhabe vorgebbaren Lenkwinkel verändern muss, um ein Stabilisieren der Rückwärtsfahrt mittels des Stabilisierungslenkwinkels zu ermöglichen. Das Anzeigen kann hierbei mit optischen Mitteln, etwa über ein Display, mit akustischen Mitteln, etwa mittels Warmtönen und/oder haptisch erfolgen.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn beim Kommunizieren der Einstellbarkeit des Stabilisierungslenkwinkels mit haptischen Mitteln die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt ist, eine Grenze eines Stabilisierungsbereichs der mittels der Lenkhandhabe vorgebbaren Lenkwinkel durch ein ansteigendes, insbesondere bei einem Überschreiten der Grenze wieder abfallendes, Drehmoment zu kommunizieren. Beim Nutzen der haptischen Mittel zum Anzeigen der Einstellbarkeit des Stabilisierungslenkwinkels kann also das erhöhte Drehmoment auf für den Fahrer besonders leicht erfassbare Weise an der Lenkhandhabe die Grenzen des Stabilisierungsbereichs anzeigen, in welchem ein Stabilisieren des Anhängers möglich ist. Der Stabilisierungsbereichs ist hierbei dynamisch und verschiebt sich in Abhängigkeit von dem tatsächlich vorliegenden Deichselwinkel.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Zugfahrzeug beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren zum Unterstützen des Fahrers beim rückwärtigen Manövrieren des Zugfahrzeugs.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
1 ein Zugfahrzeug mit einem Anhänger, bei welchem mittels einer Lenkhandhabe an Vorderrädern des Zugfahrzeugs ein Lenkwinkel eingestellt ist;
2 das Zugfahrzeug gemäß 1, bei welchem an eine Hinterachse ein zu dem Lenkwinkel gegensinniger Unterstützungslenkwinkel zum Unterstützen eines Fahrers beim Manövrieren des Zugfahrzeugs eingestellt ist;
3 das Zugfahrzeug gemäß 1, bei welchem an der Hinterachse ein dem Lenkwinkel gleichsinniger Stabilisierungslenkwinkel zum Stabilisieren einer Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger eingestellt ist; und
4 an der Lenkhandhabe vorliegende Drehmomente als Funktion einer Winkelgröße des mittels der Lenkhandhabe vorgebbaren Lenkwinkels.
1 zeigt ein Zugfahrzeug 10, welches vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet ist. An dem Zugfahrzeug 10 ist ein Anhänger 12 angehängt. Die Vorderräder 14 des Zugfahrzeugs 10 sind mittels einer vorliegend schematisch als Lenkrad gezeigten Lenkhandhabe 16 eingelenkt, so dass die Vorderräder mit einer Längsachse 18 des Zugfahrzeugs 10 einen Lenkwinkel 20 einschließen.
Die Hinterräder 22 des Zugfahrzeugs 10 sind gemäß 1 nicht eingelenkt. Die Vorderräder 14 des Zugfahrzeugs 10 sind in 1 nach links eingelenkt. Beim Rückwärtsfahren des Zugfahrzeugs 10 würde folglich der Anhänger 12 eine nach rechts gerichtete Seitwärtsbewegung 24 ausführen.
In 2 ist an einer Hinterachse des Zugfahrzeugs 10 ein zu dem Lenkwinkel 20 der Vorderräder 14 gegensinniger Unterstützungslenkwinkel eingestellt. Dies ermöglicht eine besonders gute Rangierbarkeit des Anhängers 12, wobei bei einer Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs 10 der Anhänger ebenfalls eine Seitwärtsbewegung 24 nach rechts ausführt. Die Seitwärtsbewegung 24 gemäß 2 erfolgt jedoch auf engerem Raum als die Seitwärtsbewegung 24 des Anhängers 12 gemäß 1. Ebenso muss das Zugfahrzeug 10 weniger weit ausscheren, um die Seitwärtsbewegung 24 des Anhängers 12 zu bewirken, bei welcher eine seitwärts zurückgelegte Strecke gleich groß ist wie die bei der Seitwärtsbewegung 24 gemäß 1 seitwärts zurückgelegte Strecke.
In 3 sind die Hinterräder 22 des Zugfahrzeugs 10 gleichsinnig zu dem an den Vorderrädern 14 mittels der Lenkhandhabe 16 eingestellten Lenkwinkel 20 eingeschlagen. Ein hierbei an den Hinterrädern 22 eingestellter Stabilisierungslenkwinkel 28 dient dazu, bei der Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs 10 den Anhänger 12 zu stabilisieren, d. h. den Anhänger 12 in einem instabilen Gleichgewicht zu halten. Der Stabilisierungslenkwinkel 28 kann gleichsinnig oder gegensinnig zu dem an den Vorderrädern 14 des Zugfahrzeugs 10 eingestellten Lenkwinkel 20 sein.
Durch den Stabilisierungswinkel 28, welcher an den Hinterrädern 22 des Zugfahrzeugs 10 gemäß 3 eingestellt ist, ergibt sich bei der Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs 10 mit dem Anhänger 12 eine Seitwärtsbewegung 24 des Anhängers 12 nach links. Die Seitwärtsbewegung 24 des Anhängers 12 ist somit gemäß 3 dem an den Vorderrädern 14 eingestellten Lenkwinkel 20 gleichsinnig. Dadurch kann ein Fahrer des Zugfahrzeugs 10 den Anhänger 12 bei der Rückwärtsfahrt auf einfache Weise im stabilen Gleichgewicht halten und dabei das Zugfahrzeug 10 so lenken, als wäre kein Anhänger 12 vorhanden.
In 3 ist dargestellt, dass dem Zugfahrzeug 10 eine Auswahleinrichtung 30 zugeordnet ist, mittels welcher ein an der Hinterachse einstellbarer Zusatzlenkwinkel als der in 2 gezeigte Unterstützungslenkwinkel oder als der in 3 gezeigte Stabilisierungslenkwinkel 28 auswählbar ist.
Zudem ist in 3 erkennbar, dass das Zugfahrzeug 10 eine Erfassungseinrichtung 32 aufweist, welche zum Erfassen von Messgrößen, etwa einer Winkelgröße des mittels der Lenkhandhabe 16 vorgebbaren Lenkwinkel 20 bzw. einer Lenkwinkelgeschwindigkeit, einer Fahrgeschwindigkeit, einer Stellung eines Gaspedals und/oder einer Stellung eines Bremspedals ausgelegt ist. Mittels der Auswahleinrichtung 30 kann so der Unterstützungslenkwinkel oder der Stabilisierungslenkwinkel 28 in Abhängigkeit von einem Signal der Erfassungseinrichtung 32 eingestellt werden.
Das Zugfahrzeug 10 weist gemäß 3 einen Sensor 34 auf, welcher zum Empfangen und Übermitteln von Umgebungsinformationen ausgelegt ist. So kann mittels des etwa als Videokamera, Radar, LIDAR, Laser oder dergleichen ausgebildeten Sensors 34 festgestellt werden, ob sich das Zugfahrzeug 10 vor einer engen Kurve oder auf einer geraden Straße befindet. Darüber hinaus kann mittels des Sensors 34 eine Ausrichtung des Anhängers 12 relativ zu dem Zugfahrzeug 10 ermittelt werden. Selbstverständlich kann der Sensor 34 alternativ auch an dem Anhänger 12 angeordnet sein.
Des Weiteren weist das Zugfahrzeug 10 eine Empfangseinrichtung 36 auf, welche dazu ausgelegt ist, mit einer fahrzeugexternen Einrichtung 38 zu kommunizieren. Hierbei kann die fahrzeugexterne Einrichtung 38 an die Empfangseinrichtung 36 topografische Umgebungsinformationen übermitteln, etwa in Form einer lokalen Karte.
Das Zugfahrzeug 10 weist ein mit einer Datenbank 40 ausgestattetes Navigationssystem auf, wobei in der Datenbank 40 Umgebungsinformationen, insbesondere topografischer Art, abgespeichert sind. Eine Auswerteeinrichtung 42 ist zum Auswerten der Umgebungsinformationen ausgelegt, welche der Auswerteeinrichtung 42 von dem Sensor 34, der Empfangseinrichtung 36 und/oder der Datenbank 40 übermittelt werden. Ein an der Lenkhandhabe 16 des Zugfahrzeugs 10 angeordnetes Bedienelement 44, welches vorliegend beispielshalber als schematisch gezeigter Druckknopf ausgebildet ist, dient vorliegend zum Ansteuern der Auswahleinrichtung 30.
Eine Deaktivierungseinheit 46 sorgt dafür, dass beim Überschreiten einer festgelegten Fahrgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs 10 ein Auswählen des Unterstützungslenkwinkels mittels der Auswahleinrichtung 30 nicht mehr ermöglicht ist. Die Auswahleinrichtung 30 kann dann lediglich den Stabilisierungslenkwinkel 28 als Zusatzlenkwinkel zum Einstellen an der Hinterachse des Zugfahrzeugs 10 auswählen.
Dem Lenkrad 16 ist vorliegend eine schematisch gezeigte Kommunikationseinrichtung 48 zugeordnet, mittels welcher das Einstellen des Zusatzlenkwinkels als Unterstützungslenkwinkel oder als Stabilisierungslenkwinkel 28 dem Fahrer kommuniziert wird. Die Kommunikationseinrichtung 48 zeigt dem Fahrer mittels haptischer Signale an, welcher Wertebereich der an den Vorderrädern 14 einstellbaren Lenkwinkel 20 ein Stabilisieren der Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs 10 mit dem Anhänger 12 zulässt. Dies ist in 4 veranschaulicht.
In 4 sind auf einer Abszisse mögliche Werte für das Einstellen des Lenkwinkels 20 an den Vorderrädern 14 des Zugfahrzeugs 10 auftragbar. Eine Ordinate stellt hierbei eine Skalierung für zu jedem Wert des Lenkwinkels 20 zugehörige Drehmomente 50 bereit, welche sich beim Bewegen der Lenkhandhabe 16 einstellen. Die Drehmomente 50 sind anhand eines Kurvenverlaufs in 4 dargestellt.
Ist mittels der als Lenkrad ausgebildeten Lenkhandhabe 16 ein Lenkwinkel 20 vorgegeben, welcher ein Einstellen des Zusatzlenkwinkels als Stabilisierungslenkwinkel 28 ermöglicht, so liegen vergleichsweise niedrige Drehmomente 50 vor. Bei einem Verändern des Lenkwinkels 20 steigt das Drehmoment 50 an einer Grenze 54 eines Stabilisierungsbereichs 52 stark und rasch an, bis es einen Maximalwert erreicht. Die Maximalwerte liegen bevorzugt im Bereich der Grenzen 54 des einen in 4 veranschaulichten Stabilisierungsbereichs. Das Ansteigen des Drehmoments 50 auf den Maximalwert ist für den Fahrer haptisch leicht erfassbar.
Der Stabilisierungsbereich 52 ist hierbei dynamisch und hängt von einem tatsächlich vorliegenden Deichselwinkel zwischen einer Längsachse des Anhängers 12 und der Längsachse 18 des Zugfahrzeugs 20 ab. Beispielsweise kann bei dem mittels der Lenkhandhabe 16 vorgegebenen Lenkwinkel 20 der Deichselwinkel als Stabilisierungslenkwinkel 28 an der Hinterachse des Zugfahrzeugs 10 eingestellt sein, so dass für diesen Lenkwinkel 20 eine stabilisierte Rückwärtsfahrt auf einer Kreisbahn ermöglicht ist. Hier führt dann ein, insbesondere rasches und/oder starkes, Andern des Lenkwinkels 20 während der Rückwärtsfahrt oder bei stehendem Zugfahrzeug 10 und Anhänger 12 dazu, dass der tatsächlich vorliegende Stabilisierungslenkwinkel 28 nicht mehr zum Stabilisieren des geänderten Lenkwinkels 20 geeignet ist.
Dreht der Fahrer also die als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe 16 über die vorliegend mit dem Maximalwert des Drehmoments 50 korrespondierende Grenze 54 des Stabilisierungsbereichs 52 hinaus nach links oder rechts, so ist für den vorgegebenen Lenkwinkel 20 kein Einstellen des Zusatzlenkwinkel als Stabilisierungslenkwinkel 28 ermöglicht. Bei einem langsamen Ändern des Lenkwinkels 20, welches ein Nachführen des Stabilisierungslenkwinkels 28 ermöglicht, verschiebt sich jedoch entsprechend die Grenze 54.
Mit einem Überschreiten der Grenzen 54 fällt das entsprechende Drehmoment 50 ebenso rasch und ebenso stark wieder ab. Dadurch kann dem Fahrer haptisch kommuniziert werden, dass der zwischen den Maximalwerten der Drehmomente 50 liegende Wertebereich an Lenkwinkeln 20 ein Einstellen des Zusatzlenkwinkels als Stabilisierungslenkwinkel 28 ermöglicht.
Bei entsprechenden Werten des Lenkwinkels 20, welche außerhalb der Grenzen 54 des Stabilisierungsbereiches 52 liegen, ist demzufolge kein Stabilisieren des Anhängers 12 bei der Rückwärtsfahrt möglich. Der Zusatzlenkwinkel kann dann lediglich als Unterstützungslenkwinkel eingestellt werden.

Claims

Zugfahrzeug für einen Anhänger (12) oder Auflieger, bei welchem mittels einer Lenkhandhabe (16) ein Lenkwinkel (20) zumindest eines lenkbaren Rades des Zugfahrzeugs (10) vorgebbar ist, wobei in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel (20) ein Zusatzlenkwinkel einstellbar ist, wobei der Zusatzlenkwinkel an einer Hinterachse des Zugfahrzeugs (10) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzlenkwinkel mittels einer Auswahleinrichtung (30) in Abhängigkeit von wenigstens einem Signal einer Erfassungseinrichtung (32) und/oder einer Auswerteeinrichtung (42) und/oder vom Betätigtsein zumindest einer Eingabeeinrichtung (44) aus zwei Kategorien auswählbar ist, und wobei die zwei Kategorien den Zusatzlenkwinkel als – zu dem vorgebbaren Lenkwinkel (20) gegensinnigen Unterstützungslenkwinkel zum Unterstützen eines Fahrers beim rückwärtigen Manövrieren des Zugfahrzeugs (10) durch ein Verringern des von dem Zugfahrzeug (10) beanspruchten seitlichen Manövrierraums und als – Stabilisierungslenkwinkel (28) zum Stabilisieren einer Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs (10) mit dem Anhänger (12) oder Auflieger umfassen.
Zugfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (32) zum Erfassen wenigstens einer dem Zugfahrzeug (10) zuordenbaren Messgröße vorgesehen ist.
Zugfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Zugfahrzeug (10) zuordenbare Messgröße eine dem mittels der Lenkhandhabe (16) vorgebbaren Lenkwinkel (20) zuordenbare Winkelgröße und/oder Winkelgeschwindigkeit, eine Fahrgeschwindigkeit, eine Stellung eines Gaspedals und/oder eine Stellung eines Bremspedals umfasst.
Zugfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (42) zum Auswerten von, insbesondere topografischen, Umgebungsinformationen vorgesehen ist.
Zugfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen, Übermitteln, Empfangen und/oder Speichern der, insbesondere topografischen, Umgebungsinformationen – zumindest ein dem Zugfahrzeug (10) zugeordneter Sensor (34), – eine Empfangseinrichtung (36) zum Empfangen der mittels einer von dem Zugfahrzeug (10) verschiedenen Einrichtung (38) zur Verfügung stellbaren Umgebungsinformationen und/oder – eine, insbesondere erweiterbare, Datenbank (40) des Zugfahrzeugs (10) vorgesehen ist.
Zugfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine, insbesondere ein Bedienelement und/oder eine Spracheingabevorrichtung umfassende, Eingabeeinrichtung (44) zum Ansteuern der Auswahleinrichtung (30) vorgesehen ist.
Zugfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deaktivierungseinheit (46) vorgesehen ist, mittels welcher das Einstellen des Zusatzlenkwinkels in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit und/oder durch den Fahrer deaktivierbar ist.
Zugfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommunikationseinrichtung (48) vorgesehen ist, mittels welcher das Einstellen des Zusatzlenkwinkels kommunizierbar ist.
Zugfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (48) dazu ausgelegt ist, insbesondere mit optischen, akustischen und/oder haptischen Mitteln, – eine Einstellbarkeit des Stabilisierungslenkwinkels (28) und/oder – eine Winkelgröße eines mittels der Lenkhandhabe (16) vorzugebenden, für das Stabilisieren der Rückwärtsfahrt mittels des Einstellens des Stabilisierungslenkwinkels (28) geeigneten Lenkwinkels (20) zu kommunizieren.
Zugfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Kommunizieren der Einstellbarkeit des Stabilisierungslenkwinkels (28) mit haptischen Mitteln die Kommunikationseinrichtung (48) dazu ausgelegt ist, eine Grenze (54) eines Stabilisierungsbereichs (52) der mittels der Lenkhandhabe (16) vorgebbaren Lenkwinkel (20) durch ein ansteigendes, insbesondere bei einem Überschreiten der Grenze (54) wieder abfallendes, Drehmoment (50), zu kommunizieren.
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim rückwärtigen Manövrieren eines Zugfahrzeugs (10) für einen Anhänger (12) oder Auflieger, wobei mittels einer Lenkhandhabe (16) ein Lenkwinkel (20) zumindest eines lenkbaren Rades des Zugfahrzeugs (10) vorgegeben wird, und wobei in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel (20) ein Zusatzlenkwinkel eingestellt wird, wobei der Zusatzlenkwinkel an einer Hinterachse des Zugfahrzeugs eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzlenkwinkel mittels einer Auswahleinrichtung (30) in Abhängigkeit von wenigstens einem Signal einer Erfassungseinrichtung (32) und/oder einer Auswerteeinrichtung (42) und/oder vom Betätigtsein zumindest einer Eingabeeinrichtung (44) aus zwei Kategorien ausgewählt wird, und wobei die zwei Kategorien den Zusatzlenkwinkel als – zu dem vorgebbaren Lenkwinkel (20) gegensinnigen Unterstützungslenkwinkel zum Unterstützen eines Fahrers beim rückwärtigen Manövrieren des Zugfahrzeugs (10) durch ein Verringern des von dem Zugfahrzeug (10) beanspruchten seitlichen Manövrierraums, und als – Stabilisierungslenkwinkel (28) zum Stabilisieren einer Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs (10) mit dem Anhänger (12) oder Auflieger umfassen.