DE102009038552B4

DE102009038552B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung eines an ein Fahrzeug angehängten Anhängers sowie Fahrzeug mit dieser Vorrichtung

Info

Publication number: DE102009038552B4
Application number: DE102009038552.5A
Authority: DE
Inventors: Dr. Altsinger Roland
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2009-08-22
Filing date: 2009-08-22
Publication date: 2020-11-19
Anticipated expiration: 2029-08-23
Also published as: DE102009038552A1

Abstract

Verfahren zur Erkennung eines an ein Fahrzeug (10) angehängten Anhängers (2), wobei ein ermittelter Knickwinkel (3) bezüglich einer Anhängerkupplung (1) des Fahrzeugs (10) über einen in eine Anhängerkupplung (1) des Fahrzeugs (10) integrierten Sensor ermittelt wird,wobei abhängig von dem ermittelten Knickwinkel (3) erkannt wird, ob an der Anhängerkupplung (1) der Anhänger (2) befestigt istwobei ein Lenkwinkel (4) des Fahrzeugs (10) erfasst wird,wobei abhängig von dem Lenkwinkel (4) ein berechneter Knickwinkel (3) für einen an der Anhängerkupplung (1) befestigbaren Anhänger (2) berechnet wird,wobei eine Differenz zwischen dem berechneten Knickwinkel (3) und dem ermittelten Knickwinkel (3) bestimmt wird, undwobei erkannt wird, dass an der Anhängerkupplung (1) kein Anhänger (2) befestigt ist, wenn ein Betrag der Differenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung eines an ein Fahrzeug angehängten Anhängers sowie ein Fahrzeug mit dieser Vorrichtung.
Die DE 10 2004 057 220 A1 offenbart die Unterscheidung zwischen einem Anhänger und einer Trägereinrichtung am Heck eines Fahrzeugs. Dabei wird die Ankupplung eines Anhängers anhand einer festgestellten Änderung des Abstands zwischen einem Objekt in einem durch die Trägereinrichtung begrenzten Entfernungsbereich und einem Referenzpunkt im Heckbereich des Fahrzeugs in Abhängigkeit des Lenkwinkels erkannt.
Die US 2008 / 0 186 204 A1 beschreibt ein Erkennen eines Anhängers an einem Fahrzeug anhand eines sich wiederholenden Musters von Signalen von einem ersten und einem zweiten Sensor in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel. Dabei erfasst der erste Sensor Objekte in einem rechten hinteren Bereich des Fahrzeugs, während der zweite Sensor Objekte in einem linken hinteren Bereich des Fahrzeugs erfasst.
Die DE 199 01 953 A1 offenbart ein Erkennen einer Instabilität anhand eines Winkels, der durch die Längsachse eines Zugfahrzeugs und die Längsachse seines Anhängers gebildet wird. Darüber hinaus wird ein Verfahren beschrieben, mit dem erkannt wird, ob ein Anhänger angekoppelt ist, indem ermittelt wird, ob eine Abstandsgröße in vorbestimmten Fahrsituationen ein vorbekanntes Verhalten zeigt.
Die US 2009 / 0 198 425 A1 offenbart Näherungssensoren, um einen Winkel zwischen einem Anhänger und dem Zugfahrzeug zu bestimmen. Zusätzlich kann mit Hilfe dieser Näherungssensoren verifiziert werden, ob ein Anhänger angekoppelt ist.
Heutzutage werden Anhängerkupplungen gerade bei Personenfahrzeugen nicht nur zum Anhängen eines Anhängers, sondern immer häufiger auch zu anderen Zwecken, wie beispielsweise zum Anbringen eines Fahrradträgers auf der Anhängerkupplung, eingesetzt. Da ein solcher Fahrradträger in den meisten Fällen eine Beleuchtung umfasst, welche in derselben Art und Weise wie ein Anhänger über eine elektrische Steckverbindung mit dem Fahrzeug in Verbindung steht, kann mit Hilfe dieser Steckverbindung nicht mehr entschieden werden, ob ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist oder nicht. Die Information, ob ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist, ist für einige Assistenzsysteme des Fahrzeugs, wie beispielsweise ESP und ABS, eine wichtige Information da sich diese Assistenzsysteme für den Fall, dass ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist, anders verhalten, als wenn kein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, um zu entscheiden, ob ein Anhänger an ein Fahrzeug angehängt ist oder nicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Erkennung eines an ein Fahrzeug angehängten Anhängers nach Anspruch 1, eine Vorrichtung zur Erkennung eines an ein Fahrzeug angehängten Anhängers nach Anspruch 5 und ein Fahrzeug nach Anspruch 7 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erkennung eines an ein Fahrzeug angehängten Anhängers bereitgestellt. Dabei wird ein Knickwinkel im Bezug auf eine Anhängerkupplung des Fahrzeugs ermittelt. Abhängig von dem Knickwinkel wird dann entschieden, ob der Anhänger an der Anhängerkupplung befestigt ist oder nicht. Der Knickwinkel ist dabei als ein Winkel zwischen der Längsachse des Zugfahrzeugs und der Längsachse des Anhängers definiert. Wenn sich der Knickwinkel auf einer Fahrt beispielsweise niemals ändert, ist dies ein nahezu 100-prozentiger Hinweis dafür, dass kein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist.
Da der Knickwinkel häufig auch für Assistenzsysteme des Fahrzeugs, wie beispielsweise ABS und ESP, ermittelt wird, stellt die vorliegende Erfindung eine sehr preiswerte Möglichkeit dar, die Information abzuleiten, ob ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist oder nicht. Der Knickwinkel wird dabei über einen in die Anhängerkupplung integrierten Sensor ermittelt, welcher einen drehbar gelagerten Kugelkopf auf der Anhängerkupplung umfasst. Dabei ist der Anhänger derart an dem Kugelkopf befestigt, dass ein Winkel, um welchen sich der Kugelkopf gegenüber der Anhängerkupplung verdreht, gerade dem Knickwinkel entspricht.
Zur exakten Ermittlung der Information, ob ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist oder nicht, wird ein Lenkwinkel des Fahrzeugs während der Fahrt erfasst. Über diesen Lenkwinkel wird ein berechneter Knickwinkel unter der Annahme berechnet, dass ein Anhänger mit der Anhängerkupplung des Fahrzeugs befestigt ist. Anhand einer Differenz zwischen diesem berechneten Knickwinkel und dem mittels eines z.B. vorab beschriebenen Sensors erfassten Knickwinkels kann nun entschieden werden, ob tatsächlich ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist oder nicht. Wenn nämlich ein Betrag dieser Differenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert (z.B. 10 %) ist, ist sicher, dass an der Anhängerkupplung kein Anhänger befestigt ist. Anders ausgedrückt muss beispielsweise bei einem bestimmten Lenkwinkel oder einer bestimmten Lenkwinkeländerung (von z.B. mehr als 10°) ab einer bestimmten Laufstrecke des Fahrzeugs (z.B. mehr als 10 m) eine bestimmte Winkeländerung des vom Sensor erfassten Knickwinkels von mindestens einem vorbestimmten Wert (z.B. 1°; entspricht dem berechneten Knickwinkel) auftreten.
Es sei darauf hingewiesen, dass insbesondere vor der Ermittlung des Knickwinkels oder des Lenkwinkels durch einen entsprechenden Sensor oder eine entsprechende Vorrichtung (z.B. durch Auswertung von Kamerabildern bzw. Bildverarbeitung) überprüft wird, ob der jeweilige Sensor fehlerfrei arbeitet. Mit anderen Worten ist sichergestellt, dass ein von dem Sensor erfasster Knickwinkel oder Lenkwinkel (von z.B. 0°) korrekt erfasst ist und nicht das Ergebnis eines fehlerhaften Sensors ist. Für den Fall, dass aufgrund eines Defekts des Sensors kein Knickwinkel oder kein Lenkwinkel ermittelt werden kann, ist das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass die Information, ob ein Anhänger angehängt ist, nicht ermittelt werden kann.
Die Ermittlung der Information, ob ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist oder nicht, kann nach jedem Anfahren des Fahrzeugs, also jeweils dann, wenn das Fahrzeug steht (Geschwindigkeit gleich 0 km/h) und dann wieder fährt (Geschwindigkeit größer als 0 km/h bzw. größer als eine Mindestgeschwindigkeit), und/oder nach jedem Ankoppeln an einer elektrischen Steckvorrichtung zur Beleuchtung eines Anhängers und/oder nach jedem Ausklappen der Anhängerkupplung ermittelt werden.
Bei jedem Stillstand des Fahrzeugs existiert die Möglichkeit, dass ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt wird, so dass es vorteilhaft ist, nach jedem Anfahren des Fahrzeugs erneut zu überprüfen, ob ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist oder nicht. Darüber hinaus wird beim Anhängen eines Anhängers an das Fahrzeug in der Regel auch die Beleuchtung des Anhängers mit der Elektrik des Fahrzeugs verbunden, indem die Steckvorrichtung zur Beleuchtung eines Anhängers mit dem Anhänger verbunden wird. Daher ist es ebenfalls sinnvoll, jeweils dann zu überprüfen, ob ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist, wenn eine Elektriksteckung erfasst wird. Da das Ausklappen der Anhängerkupplung (natürlich nur bei einer ausklappbaren Anhängerkupplung) eine notwendige Voraussetzung zum Anhängen eines Anhängers an diese Anhängerkupplung ist, ist eine Überprüfung, ob ein Anhänger angehängt ist oder nicht, nach dem Ausklappen der Anhängerkupplung vorteilhaft.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Information, ob ein Anhänger mittels der Anhängerkupplung an das Fahrzeug angehängt ist, nur dann ermittelt, wenn die elektrische Steckvorrichtung zur Beleuchtung des Anhängers gesteckt ist. Für den Fall, dass die elektrische Steckvorrichtung zur Beleuchtung des Anhängers nicht gesteckt ist, wird einfach davon ausgegangen, dass kein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, diese Information nur dann zu ermitteln, wenn die Anhängerkupplung ausgeklappt ist. Für den Fall, dass die ausklappbare Anhängerkupplung nicht ausgeklappt ist, wird davon ausgegangen, dass kein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist.
Allerdings ist es auch möglich, die Information, ob ein Anhänger mittels der Anhängerkupplung an das Fahrzeug angehängt ist, immer zu ermitteln und für den Fall, dass die elektrische Steckvorrichtung nicht gesteckt ist und dass die Information besagt, dass ein Anhänger angehängt ist, einen Fahrer zu warnen, dass die elektrische Steckverbindung trotz angehängtem Anhänger nicht gesteckt ist.
Die Information, ob ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist oder nicht, kann vorteilhafterweise bestimmten Einrichtungen des Fahrzeugs, beispielsweise Fahrdynamikregelsystemen des Fahrzeugs, bereitgestellt werden, da es für diese Systeme, wie beispielsweise eine ABS-Steuerung oder eine ESP-Steuerung, eine wertvolle Information darstellt, ob nur das Fahrzeug allein oder ein Gespann bestehend aus dem Fahrzeug und einem daran angehängten Anhänger zu regeln ist.
Dadurch ist ein zuverlässiges Abschalten von Zusatzfunktionen für einen Anhänger (z.B. eine Gespannstabilisierung bei ESP) für den Fall möglich, dass kein Anhänger am Fahrzeug hängt. Mit anderen Worten ist es möglich, eine geregelte Fahrt mit Anhänger abzuschalten, wenn statt einem Anhänger ein Fahrradträger an der Anhängerkupplung befestigt und die elektrische Steckverbindung zur Beleuchtung des Fahrradträgers gesteckt ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur Erkennung eines an ein Fahrzeug angehängten Anhängers bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Knickwinkelerfassungseinrichtung, welche in der Lage ist, einen Knickwinkel im Bezug auf eine Anhängerkupplung des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Vorrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass die Vorrichtung in Abhängigkeit von dem Knickwinkel die Information erfasst, ob an der Anhängerkupplung der Anhänger befestigt ist bzw. ob ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist oder nicht.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, weshalb hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Dabei umfasst die Vorrichtung zusätzlich noch eine Lenkwinkelerfassungsvorrichtung, um den Lenkwinkel des Fahrzeugs zu erfassen, und eine Auswerteeinrichtung. Mittels der Auswerteeinrichtung berechnet dabei die Vorrichtung abhängig von dem Lenkwinkel einen berechneten Knickwinkel unter der Annahme, dass an der Anhängerkupplung des Fahrzeugs ein Anhänger angehängt ist. Wenn eine Differenz zwischen dem berechneten Knickwinkel und dem über die Knickwinkelerfassungseinrichtung erfassten Knickwinkel größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, erkennt die Vorrichtung, dass an der Anhängerkupplung kein Anhänger befestigt ist.
Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche vorab beschrieben ist, bereitgestellt.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer Anhängerkupplung geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann prinzipiell auch bei Schiffen und gleisgebundenen Fahrzeugen eingesetzt werden.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen im Detail mit Bezug zu den Figuren beschrieben.
In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, an welches mittels der Anhängerkupplung ein Anhänger angehängt ist, dargestellt.
2 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 mit einer Anhängerkupplung 1 schematisch dargestellt. Die Anhängerkupplung 1 ist mittig an der Rückseite des Fahrzeugs 10 befestigt. Über die Anhängerkupplung 1 ist ein Anhänger 2 an das Fahrzeug 10 angehängt.
Es sei darauf hingewiesen, dass es für die vorliegende Erfindung keine Rolle spielt, ob die Anhängerkupplung mittig oder versetzt von der Mitte angeordnet ist.
Mit dem Bezugszeichen 4 ist in 1 der Lenkwinkel gekennzeichnet, welcher einen Winkel zwischen der Vorderradebene 6 und der Längsmittelachse 5 (oder einer beliebigen Längsachse) des Fahrzeugs definiert. Darüber hinaus ist in 1 mit dem Bezugszeichen 3 der Knickwinkel gekennzeichnet, welcher einen Winkel zwischen der Längsmittelachse 7 (oder einer beliebigen Längsachse) des Anhängers 2 und der Längsmittelachse 5 (oder einer beliebigen Längsachse) des Fahrzeugs 10 definiert.
In 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 8 dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 8 umfasst eine Knickwinkelerfassungseinrichtung 13, eine Lenkwinkelerfassungseinrichtung 14 und eine Auswerteeinrichtung 15. Über den mittels der Knickwinkelerfassungseinrichtung 13 erfassten Knickwinkel 3 und den mittels der Lenkwinkelerfassungseinrichtung 14 ermittelten Lenkwinkel 4 bestimmt die Vorrichtung 8 mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 15, ob an das Fahrzeug 10 ein Anhänger 2 angehängt ist oder nicht. Dabei wird der erfasste Knickwinkel 3 mit Hilfe eines anhand der Fahrzeugdaten (des Lenkwinkels 4) berechneten Knickwinkels überprüft. Wenn bei dieser Überprüfung festgestellt wird, dass der berechnete Knickwinkel nicht mit dem erfassten Knickwinkel zusammenpasst, wird die Information abgeleitet, dass kein Anhänger am Fahrzeug hängt. Diese Information wird von der Auswerteeinrichtung 15 an eine ESP-Steuerung 11 und an eine ABS-Steuerung 12 des Fahrzeugs 10 weitergeleitet.
Bezugszeichenliste

1: Anhängerkupplung
2: Anhänger
3: Knickwinkel
4: Lenkwinkel
5: Längsmittelachse des Fahrzeugs
6: Vorderradebene
7: Längsmittelachse des Anhängers
8: Vorrichtung
10: Fahrzeug
11: ESP-Steuerung
12: ABS-Steuerung
13: Knickwinkelerfassungseinrichtung
14: Lenkwinkelerfassungseinrichtung
15: Auswerteeinrichtung

Claims

Verfahren zur Erkennung eines an ein Fahrzeug (10) angehängten Anhängers (2), wobei ein ermittelter Knickwinkel (3) bezüglich einer Anhängerkupplung (1) des Fahrzeugs (10) über einen in eine Anhängerkupplung (1) des Fahrzeugs (10) integrierten Sensor ermittelt wird, wobei abhängig von dem ermittelten Knickwinkel (3) erkannt wird, ob an der Anhängerkupplung (1) der Anhänger (2) befestigt ist wobei ein Lenkwinkel (4) des Fahrzeugs (10) erfasst wird, wobei abhängig von dem Lenkwinkel (4) ein berechneter Knickwinkel (3) für einen an der Anhängerkupplung (1) befestigbaren Anhänger (2) berechnet wird, wobei eine Differenz zwischen dem berechneten Knickwinkel (3) und dem ermittelten Knickwinkel (3) bestimmt wird, und wobei erkannt wird, dass an der Anhängerkupplung (1) kein Anhänger (2) befestigt ist, wenn ein Betrag der Differenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Anfahren des Fahrzeugs (10) und/oder nach jedem Ankoppeln an einer Steckvorrichtung zur Beleuchtung des Anhängers (2) und/oder nach jedem Ausklappen der Anhängerkupplung (1) abhängig von dem ermittelten Knickwinkel (3) überprüft wird, ob an der Anhängerkupplung (1) der Anhänger (2) befestigt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erkannt wird, dass an der Anhängerkupplung (1) kein Anhänger (2) befestigt ist, wenn keine Steckvorrichtung zur Beleuchtung des Anhängers (2) gesteckt ist und/oder wenn die Anhängerkupplung (1) nicht ausgeklappt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Information, ob an der Anhängerkupplung (1) der Anhänger (2) befestigt ist, mindestens einer Einrichtung (11, 12) des Fahrzeugs (10) bereitgestellt wird, und dass die mindestens eine Einrichtung (11, 12) • eine ABS-Steuerung (12) des Fahrzeugs (10), und/oder • eine ESP-Steuerung (11) des Fahrzeugs (10) umfasst.
Vorrichtung (8) zur Erkennung eines an ein Fahrzeug (10) angehängten Anhängers (2), wobei die Vorrichtung (8) eine Knickwinkelerfassungseinrichtung (13) mit einem in eine Anhängerkupplung (1) des Fahrzeugs (10) integrierten Sensor, welche einen ermittelten Knickwinkel (3) bezüglich einer Anhängerkupplung (1) des Fahrzeugs (10) ermittelt, umfasst, wobei die Vorrichtung (8) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (8) abhängig von dem ermittelten Knickwinkel (3) erkennt, ob an der Anhängerkupplung (1) der Anhänger (2) befestigt ist, wobei die Vorrichtung (8) eine Lenkwinkelerfassungseinrichtung (14) zur Erfassung eines Lenkwinkels (4) des Fahrzeugs (10) und eine Auswerteeinrichtung (15) umfasst, wobei die Vorrichtung (8) mittels der Lenkwinkelerfassungseinrichtung (14) einen Lenkwinkel (4) des Fahrzeugs (10) erfasst, wobei die Vorrichtung (8) derart ausgestaltet ist, dass die Vorrichtung (8) mittels der Auswerteeinrichtung (15) abhängig von dem Lenkwinkel (4) einen berechneten Knickwinkel (3) für einen an der Anhängerkupplung (1) befestigbaren Anhänger (2) ermittelt und eine Differenz zwischen dem berechneten Knickwinkel (3) und dem ermittelten Knickwinkel (3) bestimmt, und wobei die Vorrichtung (8) erkennt, dass an der Anhängerkupplung (1) kein Anhänger (2) befestigt ist, wenn ein Betrag der Differenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Vorrichtung (8) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (8) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4 ausgestaltet ist.
Fahrzeug (10) mit einer Vorrichtung (8) nach Anspruch 5 oder 6.