DE102009011984B4 - Method for determining a drawbar angle - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bestimmen eines absoluten Deichselwinkels (γabs) zwischen einer Längsachse (22) eines Zugfahrzeugs (10) und einer Längsachse (24) wenigstens eines mit dem Zugfahrzeug (10) über eine Kupplung (12) verbundenen Anhängers (14), wobei wiederholt ein Deichselwinkel (γmess) gemessen wird und ein eine Änderung des gemessenen Deichselwinkels (γ .) angebender Wert gemessen wird, und wobei ein Wert für zumindest eine weitere Größe gemessen wird und aus einem Wert oder mehreren Werten für die Änderung des gemessenen Deichselwinkels (γ .) und zumindest einem weiteren Wert für eine weitere Größe der absolute Deichselwinkel (γabs) berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen dem gemessenen Deichselwinkel (γmess) und dem berechneten, absoluten Deichselwinkel (γabs) zu verschiedenen Zeitpunkten (t) gebildet wird, ein Versatz (γoff) aus einem Mittelwert der zu den verschiedenen Zeitpunkten (t) gebildeten Differenzen bestimmt wird und der absolute Deichselwinkel (γabs) aus dem gemessenen Deichselwinkel (γmess) und dem Versatz (γoff) berechnet wird.Method for determining an absolute drawbar angle (γ abs ) between a longitudinal axis (22) of a towing vehicle (10) and a longitudinal axis (24) of at least one trailer (14) connected to the towing vehicle (10) via a coupling (12) Drawbar angle (γ mess ) is measured and a value indicating a change in the measured drawbar angle (γ) is measured, and wherein a value for at least one further variable is measured and from one or more values for the change of the measured drawbar angle (γ. ) and at least one further value for a further magnitude of the absolute drawbar angle (γ abs ) is calculated, characterized in that a difference between the measured drawbar angle (γ mess ) and the calculated, absolute drawbar angle (γ abs ) at different times (t) is formed, an offset (γ off ) is determined from an average of the differences formed at the various times (t), and the absolute drawbar angle (γ abs ) is calculated from the measured drawbar angle (γ mess ) and the offset (γ off ).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Deichselwinkels zwischen einer Längsachse eines Zugfahrzeugs und einer Längsachse wenigstens eines mit dem Zugfahrzeug über eine Kupplung verbundenen Anhängers. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Stabilisieren eines Zugfahrzeugs mit wenigstens einem über eine Kupplung verbundenen Anhänger während einer Rückwärtsfahrt mittels eines Fahrerassistenzsystems. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Anhängerkupplung, dem eine Einrichtung zum Messen eines Deichselwinkels zwischen einer Längsachse des Kraftfahrzeugs und einer Längsachse wenigstens eines mit dem Kraftfahrzeug über die Anhängerkupplung verbundenen Anhängers zugeordnet ist, und mit einer Einrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, und mit einer Einrichtung zum Messen eines Lenkwinkels zu einem Rad.The invention relates to a method for determining a drawbar angle between a longitudinal axis of a towing vehicle and a longitudinal axis of at least one trailer connected to the towing vehicle via a coupling. The invention also relates to a method for stabilizing a towing vehicle with at least one trailer connected via a clutch during a reverse drive by means of a driver assistance system. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with at least one trailer hitch, which is associated with a device for measuring a drawbar angle between a longitudinal axis of the motor vehicle and a longitudinal axis of at least one trailer connected to the motor vehicle via the trailer hitch, and with a device for measuring the speed of the motor vehicle , and means for measuring a steering angle to a wheel.

Das Rückwärtsfahren von Fahrzeugen mit Anhängern macht erfahrungsgemäß große Schwierigkeiten. Anders als beim Vorwärtsfahren zeigen Gespanne mit mehreren Teilen bei der Rückwärtsfahrt ein häufig überraschendes und nicht vorhersagbares Verhalten, zum Beispiel haben kleine Lenkradbewegungen große Wirkungen. Um dem Fahrer die Kontrolle des Fahrzeugs mit seinem Anhänger zu erleichtern, sind verschiedene Fahrerassistenz- bzw. Stabilisierungssysteme bekannt.The reversing of vehicles with trailers makes experience according to great difficulties. Unlike forward driving, multiple-part carriages on the reverse drive often behave surprisingly and unpredictably; for example, small steering wheel movements have great effects. In order to facilitate the driver's control of the vehicle with his trailer, various driver assistance or stabilization systems are known.

So ist beispielsweise in der DE 10 2006 059 082 A1 beschrieben, dass eine Messung des Deichselwinkels zwischen einem Fahrzeug und seinem Anhänger und eine Messung eines Lenkradwinkels erfolgt. Anschließend wird unter Verwendung der gemessenen Größen der Lenkwinkel am Rad automatisch eingestellt, um dem Fahrer die Rückwärtsfahrt zu erleichtern.For example, in the DE 10 2006 059 082 A1 described that a measurement of the drawbar angle between a vehicle and its trailer and a measurement of a steering wheel angle takes place. Then, using the measured quantities, the steering angle on the wheel is automatically adjusted to facilitate the driver's reverse travel.

Hierbei wie auch in ähnlichen Verfahren ist es zur Einstellung des Lenkwinkels notwendig, den Deichselwinkel zwischen dem Fahrzeug und seinem Anhänger zu kennen. Zur Zeit stehen zur Messung des Deichselwinkels verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Es ist sowohl möglich, den Deichselwinkel absolut zu messen, als auch nur relativ in Bezug auf einen Ausgangsdeichselwinkel.Here, as well as in similar methods, it is necessary to adjust the steering angle to know the drawbar angle between the vehicle and its trailer. At present, there are various options available for measuring the drawbar angle. It is both possible to measure the drawbar angle absolutely, and only relative to an output drawbar angle.

Absolute Messungen erfordern dabei eine aufwendige Ausstattung des Fahrzeugs und eventuell auch des Anhängers mit Sensoren. Wenn der zu verwendende Anhänger nicht entsprechende Ausstattungen aufweist, ist eventuell eine zusätzliche Installation der notwendigen Sensoren bzw. der zum Messen des absoluten Deichselwinkels benötigten Einrichtungen notwendig. Dies ist teuer und mindert den Kundenkomfort, da nicht jeder beliebige Anhänger auf einfache Weise mit der entsprechenden Ausstattung versehen werden kann.Absolute measurements require a complex equipment of the vehicle and possibly also of the trailer with sensors. If the trailer to be used does not have appropriate equipment, additional installation of the necessary sensors or equipment needed to measure the absolute drawbar angle may be necessary. This is expensive and reduces customer comfort, because not every pendant can be provided in a simple manner with the appropriate equipment.

Wird hingegen nur der relative Deichselwinkel gemessen, so muss zunächst eine Kalibrierung des Deichselwinkels durchgeführt werden. Hierfür muss eine längere Vorwärtsfahrt durchgeführt werden, um den Anhänger geradezuziehen. Dann wird der Deichselwinkel zu Null gesetzt. Nach Ankopplung des Anhängers vor einem vorgesehenen Rückwärtsfahren ist aber nicht immer ausreichend Platz für eine längere gerade Vorwärtsfahrt gegeben.If, however, only the relative drawbar angle is measured, a calibration of the drawbar angle must first be carried out. This requires a longer forward drive to straighten the trailer. Then the drawbar angle is set to zero. After coupling the trailer in front of a planned reversing but not always enough space for a longer straight forward drive is given.

Die DE 10 2006 002 294 A1 beschreibt ein Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs im Anhängerbetrieb bei der Rückwärtsfahrt, wobei das Kraftfahrzeug ein elektronisch geregeltes Servolenksystem mit einer Lenkhandhabe zur Vorgabe eines Lenkradwinkels als Maß für einen gewünschten Lenkwinkel für wenigstens ein lenkbares Rad des Kraftfahrzeugs aufweist. Während der Rückwärtsfahrt wird aus dem aktuell vorgegebenen Lenkradwinkel als Referenzsignal entsprechend einer gewünschten Fahrtrichtung des Fahrers ein zugehöriger Lenkwinkel für das wenigstens eine lenkbare Rad unter Berücksichtigung eines Modells für den Anhängerbetrieb fortlaufend geregelt und über das elektronisch geregelte Servolenksystem unabhängig von dem Fahrer eingestellt.The DE 10 2006 002 294 A1 describes a method for assisting the driver of a motor vehicle in trailer operation when reversing, wherein the motor vehicle has an electronically controlled power steering system with a steering handle for specifying a steering wheel angle as a measure of a desired steering angle for at least one steerable wheel of the motor vehicle. During the reverse drive, an associated steering angle for the at least one steerable wheel is continuously controlled taking into account a model for the trailer operation from the currently given steering wheel angle as a reference signal corresponding to a desired direction of travel of the driver and adjusted independently of the driver via the electronically controlled power steering system.

Die DE 103 25 192 A1 betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Lageänderung eines an einem Fahrzeug angehängten Anhängers relativ zum Fahrzeug. Mittels einer am Fahrzeug angeordneten Sensoreinheit wird eine Abstandsänderungsgröße ermittelt. In Abhängigkeit der ermittelten Abstandsänderungsgröße wird eine Drehwinkeländerungsgröße bestimmt, die einen sich zeitlich ändernden Drehwinkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers beschreibt.The DE 103 25 192 A1 relates to a method for detecting a change in position of a trailer attached to a vehicle relative to the vehicle. A distance change quantity is determined by means of a sensor unit arranged on the vehicle. Depending on the determined change in the distance variable, a rotational angle change variable is determined, which describes a time-varying rotational angle between the longitudinal axis of the vehicle and the longitudinal axis of the trailer.

Die DE 10 2005 045 195 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen den Längsachsen eines Zugfahrzeugs und eines Anhängers. Die Vorrichtung umfasst zwei Elemente, die mittels eines ringförmigen Drehgelenks schwenkbar miteinander verbunden sind.The DE 10 2005 045 195 A1 relates to a device for determining a bending angle between the longitudinal axes of a towing vehicle and a trailer. The device comprises two elements, which are pivotally connected to each other by means of an annular pivot.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen des Deichselwinkels zwischen einer Längsachse eines Zugfahrzeugs und einer Längsachse wenigstens eines mit dem Zugfahrzeug über eine Kupplung verbundenen Anhängers bereitzustellen, welches kostengünstig und für den Fahrer komfortabel ist, so dass ein Verfahren zum einfachen und präzisen Stabilisieren des Zugfahrzeugs während einer Rückwärtsfahrt mittels eines Fahrerassistenzsystems durchführbar ist. It is therefore an object of the present invention to provide a method for determining the drawbar angle between a longitudinal axis of a towing vehicle and a longitudinal axis of at least one connected to the towing vehicle via a coupling trailer, which is inexpensive and comfortable for the driver, so that a method for easy and precise stabilization of the towing vehicle during a reverse drive by means of a driver assistance system is feasible.

Es ist außerdem Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das in unaufwendiger Weise die Messung des Deichselwinkels ausreichend präzise ermöglicht.It is also an object of the invention to provide a motor vehicle that allows the measurement of the drawbar angle sufficiently precise in an uncomplicated way.

Diese Aufgabe wird durch Verfahren gemäß der Patentansprüche 1 und 4 bzw. durch ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 5 gelöst.This object is achieved by methods according to claims 1 and 4 or by a motor vehicle according to claim 5.

Um einen absoluten Deichselwinkel zwischen einer Längsachse eines Zugfahrzeugs und einer Längsachse wenigstens eines mit dem Zugfahrzeug über eine Kupplung verbundenen Anhängers zu bestimmen, wird wiederholt ein Deichselwinkel gemessen und eine Änderung des gemessenen Deichselwinkel angebender Wert gemessen, wobei ein Wert für zumindest eine weitere Größe gemessen wird und aus einem Wert oder mehreren Werten für die Änderung des gemessenen Deichselwinkels und dem zumindest einen weiteren Wert für eine weitere Größe der absolute Deichselwinkel berechnet wird. Zudem wird eine Differenz zwischen dem gemessenen Deichselwinkel und dem berechneten, absoluten Deichselwinkel zu verschiedenen Zeitpunkten gebildet, ein Versatz aus einem Mittelwert der zu den verschiedenen Zeitpunkten gebildeten Differenzen wird bestimmt und der absolute Deichselwinkel wird aus dem gemessenen Deichselwinkel und dem Versatz berechnet. Somit kann der absolute Deichselwinkel sehr genau, einfach und ohne kostspielige Sensorausstattung bestimmt werden. Insbesondere kann somit aufgrund von sehr schnell zu gewinnenden Messwerten eine Berechnung des Deichselwinkels erfolgen.In order to determine an absolute drawbar angle between a longitudinal axis of a towing vehicle and a longitudinal axis of at least one trailer connected to the towing vehicle via a coupling, a drawbar angle is repeatedly measured and a change in the measured drawbar angle indicative value is measured, whereby a value for at least one further variable is measured and the absolute tiller angle is calculated from one or more values for the change of the measured tiller angle and the at least one further value for a further variable. In addition, a difference between the measured tiller angle and the calculated absolute tiller angle is formed at different timings, an offset from an average of the differences formed at the different timings is determined, and the absolute tiller angle is calculated from the measured tiller angle and the offset. Thus, the absolute drawbar angle can be determined very accurately, simply and without costly sensor equipment. In particular, a calculation of the drawbar angle can therefore take place on the basis of measured values to be obtained very quickly.

Eine der weiteren Größen, welche in einer Ausführungsform des Verfahrens gemessen wird, ist die Geschwindigkeit des Zugfahrzeugs mit dem Anhänger. Auch der Lenkwinkel eines Rades kann alternativ oder zusätzlich eine der weiteren gemessenen Größen sein.One of the other quantities measured in one embodiment of the method is the speed of the towing vehicle with the trailer. The steering angle of a wheel may alternatively or additionally be one of the further measured variables.

Um den Deichselwinkel zu bestimmen, wird dann eine Gleichung genutzt, welche für das Fahrzeug-Anhänger-Gespann gilt. Mittels eines Algorithmus, welcher das Verfahren zur Lösung der Gleichung unter Verwendung der gemessenen Größen beschreibt, erhält man den von den Größen abhängigen Deichselwinkel. Dabei sind die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Lenkwinkel eines Rades schnell und präzise mittels gebräuchlicher Messeinrichtungen messbar. Die entsprechenden Messeinrichtungen sind üblicherweise bereits in den Fahrzeugen vorhanden und müssen nicht aufwendig installiert werden.To determine the drawbar angle, then an equation is used which applies to the vehicle-trailer combination. By means of an algorithm which describes the method for solving the equation using the measured quantities, one obtains the drawbar angle dependent on the sizes. The vehicle speed and the steering angle of a wheel can be measured quickly and precisely by means of conventional measuring devices. The corresponding measuring devices are usually already present in the vehicles and do not require extensive installation.

Der derart bestimmte Deichselwinkel wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren von einem Fahrerassistenzsystem zum Stabilisieren eines Zugfahrzeugs mit wenigstens einem über eine Kupplung verbundenen Anhänger während einer Rückwärtsfahrt verwendet. Das Fahrerassistenzsystem erzeugt dafür Steuersignale, welche eine Stabilisierung der Rückwärtsfahrt bewirken.The tiller angle thus determined is used in a method according to the invention by a driver assistance system for stabilizing a towing vehicle with at least one trailer connected via a clutch during a reverse drive. The driver assistance system generates for this purpose control signals which bring about a stabilization of the reverse drive.

Die Erfindung stellt des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Anhängerkupplung bereit, das eine Einrichtung zum Messen eines Deichselwinkels und eines eine Änderung des gemessenen Deichselwinkel angebenden Werts zwischen einer Längsachse eines Kraftfahrzeugs und einer Längsachse wenigstens eines mit dem Kraftfahrzeug über die Anhängerkupplung verbundenen Anhängers, eine Einrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, und eine Einrichtung zum Messen eines Lenkwinkels eines Rades aufweist, wobei alle Einrichtungen zum Messen mit einer Datenverarbeitungseinrichtung gekoppelt sind, um dieser Messsignale zuzuführen, und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung dazu ausgelegt ist, unter Verwendung von Messsignalen aller dieser Einrichtungen zum Messen den absoluten Deichselwinkel zu berechnen. Des Weiteren ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet, eine Differenz zwischen dem gemessenen Deichselwinkel und dem berechneten, absoluten Deichselwinkel zu verschiedenen Zeitpunkten zu bilden, einen Versatz aus einem Mittelwert der zu den verschiedenen Zeitpunkten gebildeten Differenzen zu bestimmen und den absoluten Deichselwinkel aus dem gemessenen Deichselwinkel und dem Versatz zu berechnen. Hierdurch ist der Deichselwinkel sehr präzise und einfach bestimmbar. Die Einrichtungen zum Messen sind in der Regel schon vorhanden, so dass keine aufwendigen und kostspieligen Zusatzausstattungen notwendig sind.The invention further provides a motor vehicle with at least one trailer hitch, comprising means for measuring a drawbar angle and a value indicative of a change in the measured drawbar angle between a longitudinal axis of a motor vehicle and a longitudinal axis of at least one trailer connected to the motor vehicle via the trailer hitch, means for measuring the speed of the motor vehicle, and a device for measuring a steering angle of a wheel, wherein all means for measuring are coupled to a data processing device to supply these measuring signals, and wherein the data processing device is adapted to use, using measurement signals of all these devices Measuring the absolute drawbar angle to calculate. Furthermore, the data processing device is configured to form a difference between the measured drawbar angle and the calculated, absolute drawbar angle at different times, to determine an offset from an average of the differences formed at the different times, and to determine the absolute drawbar angle from the measured drawbar angle and Calculate offset. As a result, the drawbar angle is very precise and easy to determine. The facilities for measuring are usually already available, so that no complex and expensive additional equipment is necessary.

Dabei ist die Datenverarbeitungseinrichtung so ausgelegt, Maßnahmen zum Stabilisieren des Kraftfahrzeugs und eines Anhängers an der Anhängerkupplung bei einer Rückwärtsfahrt in Abhängigkeit von dem berechneten Deichselwinkel zu bewirken. Die Information über den Deichselwinkel wird somit sehr schnell und komfortabel bei den gewünschten Anwendungen genutzt, insbesondere zum Zwecke einer Erleichterung der Rückwärtsfahrt.In this case, the data processing device is designed to effect measures for stabilizing the motor vehicle and a trailer on the trailer coupling during a reverse drive in dependence on the calculated tiller angle. The information about the drawbar angle is thus very fast and comfortably used in the desired applications, in particular for the purpose of facilitating the reverse drive.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobeiHereinafter, a preferred embodiment of the method according to the invention will be described with reference to the drawings, wherein

1 in einer schematischen Darstellung veranschaulicht, wie sich der Deichselwinkel zwischen einem Kraftfahrzeug und dessen Anhänger bei schlingernder Rückwärtsfahrt verändert, 1 illustrated in a schematic representation of how the drawbar angle between a motor vehicle and its trailer changes when lurching the reverse,

2 mittels einer geometrischen Skizze eines Kraftfahrzeugs mit seinem Anhänger die messbaren bzw. ermittelbaren Größen veranschaulicht, und 2 illustrated by means of a geometric sketch of a motor vehicle with its trailer the measurable or determinable sizes, and

3 in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug mit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Einrichtungen zum Messen. 3 in a schematic representation of a motor vehicle with devices used in the inventive method for measuring.

Ein als Zugfahrzeug 10 arbeitendes Kraftfahrzeug mit einem über eine Anhängerkupplung 12 angekuppelten Anhänger 14 zeigt bei Rückwärtsfahrt (zeichnerisch dargestellt durch den Pfeil 16) ein unbeherrschbares Verhalten, d. h. kleine Lenkradbewegungen haben große Wirkungen. Beispielhaft ist in 1 eine Bahn 18 gezeigt, die das Kraftfahrzeug bei Rückwärtsfahrt durchläuft. Ein absoluter Deichselwinkel γabs zwischen einer Längsachse 22 des Kraftfahrzeugs und einer Längsachse 24 des Anhängers 14 verändert sich. Zum Verständnis betrachte man die drei willkürlich dargestellten unterschiedlichen Zeitpunkte t0, t1, t2 während der Rückwärtsfahrt.One as a towing vehicle 10 working motor vehicle with a via a trailer hitch 12 hitched trailer 14 shows in reverse (illustrated by the arrow 16 ) an uncontrollable behavior, ie small steering wheel movements have great effects. Exemplary is in 1 a train 18 shown, which passes through the motor vehicle when reversing. An absolute drawbar angle γ abs between a longitudinal axis 22 of the motor vehicle and a longitudinal axis 24 of the trailer 14 changes. For the sake of understanding, consider the three arbitrarily represented different times t 0 , t 1 , t 2 during the reverse drive.

Um den absoluten Deichselwinkel γ0,abs, γ1,abs, γ2,abs an den jeweiligen Zeitpunkten t0, t1, t2 zu bestimmen, wird zunächst ein gemessener Deichselwinkel γ0,mess zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Anhänger 14 zum Zeitpunkt t0 gleich Null gesetzt. γ0,mess := 0° In order to determine the absolute drawbar angle γ 0, abs , γ 1, abs , γ 2, abs at the respective times t 0 , t 1 , t 2 , a measured drawbar angle γ 0, measured between the motor vehicle and the trailer, is first of all determined 14 set equal to zero at time t 0 . γ 0, measuring : = 0 °

Dabei ist es gleichgültig, ob in der Realität der absolute Deichselwinkel γ0,abs tatsächlich 0° beträgt, oder ob der Betrag des absoluten Deichselwinkels γ0,abs zum Zeitpunkt t0 ein ganz anderer ist. Im letztgenannten Fall besteht eine Differenz zwischen dem zum Zeitpunkt t0 willkürlich gleich 0° gesetztem Deichselwinkel γ0,mess und dem absoluten Deichselwinkel γ0,abs zu jenem Zeitpunkt.It is immaterial whether in reality the absolute tiller angle γ 0, abs is actually 0 °, or whether the absolute value of the absolute tiller angle γ 0, abs at the time t 0 is a completely different one. In the latter case, there is a difference between the drawbar angle γ 0, measured at the time t 0 and arbitrarily set at 0 ° , and the absolute drawbar angle γ 0, abs at that time.

Allerdings bleibt diese Abweichung, mit anderen Worten der Versatz γoff zwischen dem gleich 0° gesetztem Deichselwinkel γ0,mess und dem absoluten Deichselwinkel γ0,abs auch bei einer während der Fortbewegung erfolgenden Änderung des gemessenen Deichselwinkels γ,mess konstant, mit anderen Worten weist der Versatz γoff zwischen beispielsweise den gemessenen Deichselwinkeln γ1,mess und γ2,mess zu den Zeitpunkten t1 und t2 und den absoluten Deichselwinkeln γ1,abs bzw. γ2,abs zu diesen Zeitpunkten jeweils den gleichen Wert auf.However, this deviation, in other words the offset γ off between the drawbar angle γ 0, measured and the absolute drawbar angle γ 0, abs , remains constant even if the change in the drawbar angle γ, measured during locomotion, is constant, in other words For example, the offset γ off between, for example, the measured drawbar angles γ 1, mess and γ 2, measurement at the times t 1 and t 2 and the absolute drawbar angles γ 1, abs and γ 2, abs respectively have the same value at these times.

Auch die Änderungsraten des gemessenen Deichselwinkels γ0mess und des absoluten Deichselwinkels γabs sind gleich: γ .abs = γ .mess = γ . The rates of change of the measured drawbar angle γ 0mess and of the absolute drawbar angle γ abs are also equal: γ. abs = γ. mess = γ.

Die Änderungsrate des Deichselwinkels γ . kann mit den herkömmlichen Sensorsystemen ermittelt werden. Beispielsweise seien optisch messende Systeme oder auf Induktionsänderungen basierende Messsysteme genannt.The rate of change of the drawbar angle γ. can be determined with conventional sensor systems. Examples include optically measuring systems or measuring systems based on induction changes.

Um nun mittels der messbaren Veränderungsrate des Deichselwinkels γ . den absoluten Deichselwinkel γabs bestimmen zu können, muss man den Zusammenhang zwischen der Veränderungsrate des Deichselwinkels γ . während einer Fortbewegung des Kraftfahrzeugs mit seinem Anhänger 14 und seinem absoluten Deichselwinkel γabs kennen. Diese Abhängigkeit ist mittels der folgenden Gleichung gegeben:

Figure 00070001
Now, by means of the measurable rate of change of the drawbar angle γ. To be able to determine the absolute drawbar angle γ abs , one must determine the relationship between the rate of change of the drawbar angle γ. during a movement of the motor vehicle with his trailer 14 and its absolute tiller angle γ abs know. This dependence is given by the following equation:
Figure 00070001

Von den einzelnen Größen aus der Gleichung, die in 2 in vereinfachter Form geometrisch dargestellt sind, ist v die Fahrzeuggeschwindigkeit, δv der Vorderradlenkwinkel, δh der Hinterradlenkwinkel, l der Radstand des Fahrzeugs, lh der Abstand der Hinterachse zum Drehmittelpunkt des Fahrzeugs 10, lv der Abstand der Vorderachse zum Drehmittelpunkt des Fahrzeugs 10, ld die Kupplungslänge, lA die Deichsellänge und γabs der absolute Deichselwinkel. Die obige Gleichung gilt bei Rückwärtsfahrt und bei Vorwärtsfahrt, wobei sich Vorzeichen verändern.From the individual quantities from the equation, in 2 in simplified form are shown geometrically, v is the vehicle speed , δ v the front wheel steering angle, δ h the rear wheel steering angle, l the Wheelbase of the vehicle, l h the distance of the rear axle to the center of rotation of the vehicle 10 , l v is the distance of the front axle to the center of rotation of the vehicle 10 , l d the coupling length, l A the drawbar length and γ abs the absolute drawbar angle. The above equation applies to reverse and forward driving, with signs changing.

Der Abstand der Hinterachse zum Drehmittelpunkt des Fahrzeugs, die Kupplungslänge und die Deichsellänge sind dabei ebenso wie der Radstand des Fahrzeugs 10 feststehende Größen im Gespann des Fahrzeugs 10 mit seinem Anhänger 14. Sie können beispielsweise manuell in ein Steuergerät 34 des Fahrzeugs 10 eingegeben werden. Natürlich ist es auch möglich, dass in das Steuergerät 34 bereits Werte für die entsprechenden Größen vorprogrammiert sind, die in Abhängigkeit vom verwendeten Anhänger 14 eventuell auch manuell vom Fahrer im jeweiligen Anwendungsfall auswählbar sind.The distance of the rear axle to the center of rotation of the vehicle, the clutch length and the drawbar length are the same as the wheelbase of the vehicle 10 fixed sizes in the vehicle combination 10 with his trailer 14 , For example, you can manually enter a controller 34 of the vehicle 10 be entered. Of course it is also possible that in the control unit 34 already values for the respective sizes are pre-programmed, which depend on the trailer used 14 possibly also be selected manually by the driver in each application.

Zur Bestimmung des absoluten Deichselwinkels γabs werden nun kontinuierlich die obigen Größen aus der Gleichung, nämlich die Fahrzeuggeschwindigkeit v und die Veränderung des Deichselwinkels γ . bestimmt. Die beiden weiteren variablen Größen der Gleichung, der Vorderradlenkwinkel δv und der Hinterradlenkwinkel δh, werden ebenfalls gemessen. Hierzu wird auf bereits beschriebene Messmethoden und bereits im Kraftfahrzeug 10 vorhandene Sensoren zur Messung der jeweiligen Größe zurückgegriffen. Bei einem Fahrzeug ohne lenkbare Hinterachse wird δh gleich Null gesetzt.In order to determine the absolute drawbar angle γ abs , the above variables from the equation, namely the vehicle speed v and the change in the drawbar angle γ, now continuously become. certainly. The two other variable quantities of the equation, the front wheel steering angle δ v and the rear wheel steering angle δ h , are also measured. For this purpose, measurement methods already described and already in the motor vehicle 10 existing sensors used to measure the respective size. For a vehicle without a steerable rear axle, δ h is set equal to zero.

Die Einrichtungen 40, 42 und 44 messen dabei mittels üblicher Methoden den Lenkwinkel (Einrichtung 40) der Vorderräder 46, die Geschwindigkeit (Einrichtung 44) des Kraftfahrzeugs mit seinem Anhänger 14 bzw. die Veränderung des Deichselwinkels γ . (Einrichtung 42). Die jeweils gemessenen Messwerte werden dann einem Steuergerät 34 zugeführt. Beim Steuergerät 34 handelt es sich um eine bereits im Kraftfahrzeug vorhandene zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 47, es kann aber auch ein gesondertes, eventuell auch eigens eingebautes Steuergerät 34 sein.The facilities 40 . 42 and 44 Measure by means of conventional methods the steering angle (device 40 ) of the front wheels 46 , the speed (establishment 44 ) of the motor vehicle with its trailer 14 or the change of the drawbar angle γ. (Facility 42 ). The respective measured values are then sent to a control unit 34 fed. At the control unit 34 it is a central data processing device already present in the motor vehicle 47 , but it can also be a separate, possibly also specially built-in control unit 34 be.

Die obige Gleichung wird für einen jeweiligen Zeitpunkt t0, t1, t2 nach γ aufgelöst oder es wird durch einen Algorithmus der Deichselwinkel γabs aus den anderen Größen anhand der Gleichung bestimmt. Ein solcher Algorithmus wird beispielsweise von dem Steuergerät 34 bzw. der Datenverarbeitungseinrichtung 47 zum Bestimmen des absoluten Deichselwinkels γ0,abs benutzt.The above equation is solved for γ for a respective time t 0 , t 1 , t 2 , or it is determined by an algorithm of the drawbar angle γ abs from the other quantities on the basis of the equation. Such an algorithm is used, for example, by the controller 34 or the data processing device 47 used to determine the absolute drawbar angle γ 0, abs .

Aus dem für einen beliebigen Zeitpunkt (t)x gemessenen Deichselwinkel γmess, beispielsweise den Deichselwinkeln γ1,mess oder auch γ2,mess und dem für den gleichen Zeitpunkt tx berechneten absoluten Deichselwinkel γabs wird der Versatz zu jenem Zeitpunkt γoff(tx) bestimmt: γoff(tx) = γabs(tx) – γmess(tx) From the drawbar angle γ mess measured for any desired time (t) x , for example the drawbar angles γ 1, mess or also γ 2, mess and the absolute drawbar angle γ abs calculated for the same time t x , the offset at that time is γ off ( t x) determines: γ off ( t x) = γ abs ( t x) -γ measurement ( t x)

Die Differenz zwischen dem gemessenen Deichselwinkel γmess und dem absoluten Deichselwinkel γabs wird nun zu verschiedenen Zeitpunkten (t) gebildet. Im Anschluss wird aus zu verschiedenen Zeitpunkten (t) ermittelten Versatzen γoff(tx) der Mittelwert gebildet, welcher als Versatz γoff für weitere Berechnungen oder Anwendungen verwendet wird.The difference between the measured drawbar angle γ mess and the absolute drawbar angle γ abs is now formed at different times (t). Following this, the average value is determined from offsets γ off ( t x ) determined at different times (t), which is used as offset γ off for further calculations or applications.

Ist der Versatz γoff einmal bekannt, so kann der absolute Deichselwinkel γabs im folgenden einfach aus dem gemessenen Deichselwinkels γmess an einem beliebigen Zeitpunkt t und dem Größenwert für den Versatz γoff berechnet werden: γabs(t) = γmess(t) + γoff Once the offset γ off is known, the absolute drawbar angle γ abs in the following can be simply calculated from the measured drawbar angle γ mess at an arbitrary time t and the size value for the offset γ off : γ abs (t) = γ mess (t) + γ off

In der Praxis stellt sich für den Fahrer die Situation folgendermaßen dar: Der Anhänger 40 kann in einem beliebigen Deichselwinkel γabs an das Kraftfahrzeug angekoppelt werden. Dann wird vorwärts oder rückwärts losgefahren, wobei zu Beginn noch keine Stabilisierung des Kraftfahrzeugs und seines Anhängers 14 während der Rückwärtsfahrt beispielsweise mittels eines Fahrerassistenzsystems 38 möglich ist. Dies liegt daran, dass zunächst die genannten und dargestellten Messungen und nachfolgenden Berechnungen durchgeführt werden müssen, damit im Anschluss ein ausreichend genau bestimmter Deichselwinkel γabs zur Verfügung steht. Während dieser Zeit kann der Fahrer das Kraftfahrzeug und den Anhänger 14 beliebig herkömmlich rangieren. Nach dem Zurücklegen einer bestimmten Wegstrecke ist der Versatz γoff genügend genau gemittelt und der absolute Deichselwinkel γabs steht verschiedensten Anwendungen im Kraftfahrzeug zur Verfügung.In practice, the situation for the driver is as follows: the trailer 40 can be coupled to the motor vehicle in any drawbar angle γ abs . Then it is started forwards or backwards, at the beginning still no stabilization of the motor vehicle and its trailer 14 during reversing, for example, by means of a driver assistance system 38 is possible. This is due to the fact that first of all the aforementioned and illustrated measurements and subsequent calculations have to be carried out so that subsequently a sufficiently accurately determined drawbar angle γ abs is available. During this time, the driver can drive the car and the trailer 14 arbitrarily conventional. After covering a certain distance, the offset γ off is averaged with sufficient accuracy and the absolute drawbar angle γ abs is available for a wide variety of applications in the motor vehicle.

Das Steuergerät 34 ist auch in der Lage, den bestimmten absoluten Deichselwinkel γmess,neu zu speichern. Nach einer Parkpause, in der seitens des Fahrers der Deichselwinkel γabs nicht beispielsweise durch Abkuppeln des Anhängers 14 verändert wurde, führt das Steuergerät 34 direkt bei Wiederaufnahme der Fahrt dem Fahrerassistenzsystem 38 den gespeicherten Wert für den Deichselwinkel γabs zu.The control unit 34 is also able to re- store the determined absolute tiller angle γ mess . After a parking break, in the part of the driver of the tiller angle γ abs not, for example, by uncoupling the trailer 14 was changed, the controller performs 34 directly upon resumption of the drive the driver assistance system 38 the stored value for the drawbar angle γ abs .

Claims (6)

Verfahren zum Bestimmen eines absoluten Deichselwinkels (γabs) zwischen einer Längsachse (22) eines Zugfahrzeugs (10) und einer Längsachse (24) wenigstens eines mit dem Zugfahrzeug (10) über eine Kupplung (12) verbundenen Anhängers (14), wobei wiederholt ein Deichselwinkel (γmess) gemessen wird und ein eine Änderung des gemessenen Deichselwinkels (γ .) angebender Wert gemessen wird, und wobei ein Wert für zumindest eine weitere Größe gemessen wird und aus einem Wert oder mehreren Werten für die Änderung des gemessenen Deichselwinkels (γ .) und zumindest einem weiteren Wert für eine weitere Größe der absolute Deichselwinkel (γabs) berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz zwischen dem gemessenen Deichselwinkel (γmess) und dem berechneten, absoluten Deichselwinkel (γabs) zu verschiedenen Zeitpunkten (t) gebildet wird, ein Versatz (γoff) aus einem Mittelwert der zu den verschiedenen Zeitpunkten (t) gebildeten Differenzen bestimmt wird und der absolute Deichselwinkel (γabs) aus dem gemessenen Deichselwinkel (γmess) und dem Versatz (γoff) berechnet wird.Method for determining an absolute drawbar angle (γ abs ) between a longitudinal axis ( 22 ) of a towing vehicle ( 10 ) and a longitudinal axis ( 24 ) at least one with the towing vehicle ( 10 ) via a coupling ( 12 ) associated trailer ( 14 ), repeatedly measuring a drawbar angle ( γmeasurements ) and measuring a value indicative of a change in the measured drawbar angle (γ), and measuring a value for at least one other size and one or more values for changing the drawbar measured drawbar angle (γ) and at least one further value for a further size of the absolute drawbar angle (γ abs ) is calculated, characterized in that a difference between the measured drawbar angle (γ mess ) and the calculated, absolute drawbar angle (γ abs ) to is formed at different times (t), an offset (γ off ) is determined from an average of the differences formed at the different times (t) and the absolute drawbar angle (γ abs ) from the measured drawbar angle (γ mess ) and the offset (γ off ). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als eine der weiteren Größen die Geschwindigkeit (v) des Zugfahrzeugs (10) mit dem Anhänger (14) gemessen wird.Method according to Claim 1, in which, as one of the further variables, the speed (v) of the towing vehicle ( 10 ) with the trailer ( 14 ) is measured. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem als eine der weiteren Größen ein Lenkwinkel (δv, δh) eines Rades des Zugfahrzeugs (10) gemessen wird.Method according to Claim 1 or 2, in which, as one of the further variables, a steering angle (δ v , δ h ) of a wheel of the towing vehicle ( 10 ) is measured. Verfahren zum Stabilisieren eines Zugfahrzeugs (10) mit wenigstens einem über eine Anhängerkupplung (12) verbundenen Anhänger (14) während einer Rückwärtsfahrt mittels eines Fahrerassistenzsystems (38), bei dem ein absoluter Deichselwinkel (γabs) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 bestimmt wird und der so bestimmte, absolute Deichselwinkel (γabs) durch das Fahrerassistenzsystem (38) dazu genutzt wird, Steuersignale zum Einstellen eines Lenkwinkels an einen Stellmotor zu einer Radachse zu übermitteln.Method for stabilizing a towing vehicle ( 10 ) with at least one via a trailer hitch ( 12 ) connected trailers ( 14 ) during a reverse drive by means of a driver assistance system ( 38 ), in which an absolute drawbar angle (γ abs ) is determined by a method according to one of claims 1 to 3, and the absolute tiller angle (γ abs ) thus determined by the driver assistance system ( 38 ) is used to transmit control signals for setting a steering angle to a servomotor to a wheel axle. Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Anhängerkupplung (12), mit einer Einrichtung (42) zum Messen eines Deichselwinkels (γmess) und eines eine Änderung des gemessenen Deichselwinkels (γ .) angebenden Werts zwischen einer Längsachse (22) des Kraftfahrzeugs und einer Längsachse (24) wenigstens eines mit dem Kraftfahrzeug über die Anhängerkupplung (12) verbundenen Anhängers (14), und mit einer Einrichtung (44) zum Messen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, und mit einer Einrichtung (40) zum Messen eines Lenkwinkels zu einem Rad, wobei alle Einrichtungen (40, 42, 44) zum Messen mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (47) gekoppelt sind, um dieser Messsignale zuzuführen, und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (47) dazu ausgelegt ist, unter Verwendung von Messsignalen aller dieser Einrichtungen (40, 42, 44) zum Messen den absoluten Deichselwinkel (γabs) zu berechnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (47) dazu ausgebildet ist, eine Differenz zwischen dem gemessenen Deichselwinkel (γmess) und dem berechneten, absoluten Deichselwinkel (γabs) zu verschiedenen Zeitpunkten (t) zu bilden, einen Versatz (γoff) aus einem Mittelwert der zu den verschiedenen Zeitpunkten (t) gebildeten Differenzen zu bestimmen und den absoluten Deichselwinkel (γabs) aus dem gemessenen Deichselwinkel (γmess) und dem Versatz (γoff) zu berechnen.Motor vehicle with at least one trailer hitch ( 12 ), with a facility ( 42 ) for measuring a drawbar angle (γ mess ) and a value indicating a change of the measured drawbar angle (γ.) between a longitudinal axis ( 22 ) of the motor vehicle and a longitudinal axis ( 24 ) at least one with the motor vehicle via the trailer hitch ( 12 ) associated trailer ( 14 ), and with a facility ( 44 ) for measuring the speed of the motor vehicle, and having means ( 40 ) for measuring a steering angle to a wheel, all devices ( 40 . 42 . 44 ) for measuring with a data processing device ( 47 ) are coupled to supply these measurement signals, and wherein the data processing device ( 47 ) is designed, using measurement signals from all these devices ( 40 . 42 . 44 ) for measuring the absolute tiller angle (γ abs ), characterized in that the data processing device ( 47 ) is designed to form a difference between the measured drawbar angle (γ mess ) and the calculated, absolute drawbar angle (γ abs ) at different times (t), an offset (γ off ) from an average value at the different times (t ) and to calculate the absolute drawbar angle (γ abs ) from the measured drawbar angle (γ mess ) and the offset (γ off ). Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (47) dazu ausgelegt ist, Maßnahmen zum Stabilisieren des Kraftfahrzeugs und eines Anhängers (14) an der Anhängerkupplung (12) bei einer Rückwärtsfahrt in Abhängigkeit von dem berechneten Deichselwinkel (γabs) zu bewirken.Motor vehicle according to claim 5, characterized in that the data processing device ( 47 ) is designed to stabilize the motor vehicle and a trailer ( 14 ) on the trailer hitch ( 12 ) in a reverse drive depending on the calculated drawbar angle (γ abs ) to effect.
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