DE102012205416A1

DE102012205416A1 - Anhängerwegkrümmungssteuerung für Anhängerrückfahrhilfe

Info

Publication number: DE102012205416A1
Application number: DE102012205416A
Authority: DE
Inventors: Douglas Scott Rhode; David Dean Smit; Erick Michael Lavoie; Martin Fitzpatrick Frey; Thomas Edward Pilutti; Taehyun Shim
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2032-04-04
Also published as: US11066100B2; DE102012205416B4; US20120271515A1; US20210291901A1; US11724736B2; US20140379219A1; CN102745193A; US10370030B2; US8909426B2; US20190308663A1; CN102745193B

Abstract

Ein Fahrzeug weist eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung, ein Anhängerrückfahrhilfssteuermodul, das mit der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung gekoppelt ist, und ein elektrisches Servolenksystem, das mit dem Anhängerrückfahrhilfssteuermodul gekoppelt ist, auf. Die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung ist zum Ausgeben eines Anhängerwegkrümmungssignals, das eine gewünschte Krümmung für einen Fahrweg eines Anhängers, der mit dem Fahrzeug ziehbar gekoppelt ist, annähert, konfiguriert. Das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul ist zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen als Funktion des Anhängerwegkrümmungssignals konfiguriert. Das elektrische Servolenksystem ist zum Steuern der Lenkung von gelenkten Rädern des Fahrzeugs als Funktion der Fahrzeuglenkinformationen konfiguriert.

Description

RÜCKVERWEISUNG AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der gleichzeitig anhängigen vorläufigen Patentanmeldung der Vereinigten Staaten mit der lfd. Nr. 61/477 132, die am 19. April 2011 eingereicht wurde, die den Titel "Trailer Backup Assist Curvature Control" trägt und die einen hiermit gemeinsamen Anmelder aufweist hier und durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
GEBIET DER OFFENBARUNG
Die hier gemachten Offenbarungen beziehen sich im Allgemeinen auf Lenkhilfstechnologien bei Fahrzeugen und insbesondere auf eine Anhängerwegkrümmungssteuerung für eine Anhängerrückfahrhilfe.
HINTERGRUND
Es ist gut bekannt, dass das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger für viele Fahrer eine schwierige Aufgabe ist. Dies gilt insbesondere für Fahrer, die mit dem Rückwärtsfahren mit Anhängern ungeübt sind, wie beispielsweise jene, die selten mit einem angehängten Anhänger fahren (z. B. einen Anhänger gemietet haben, einen persönlichen Anhänger verwenden usw.). Ein Grund für eine solche Schwierigkeit besteht darin, dass das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger ein Gegenlenken erfordert, das zum normalen Lenken entgegengesetzt ist, wenn das Fahrzeug ohne angehängten Anhänger rückwärts gefahren wird, und/oder Bremsen erfordert, um die Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu stabilisieren, bevor eine Klappmesserbedingung auftritt. Ein weiterer Grund für eine solche Schwierigkeit besteht darin, dass kleine Fehler beim Lenken während des Rückwärtsfahrens eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger verstärkt werden, wodurch verursacht wird, dass der Anhänger von einem gewünschten Weg abweicht.
Um den Fahrer beim Lenken eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger zu unterstützen, muss ein Anhängerrückfahrhilfssystem die Absicht des Fahrers kennen. Eine übliche Annahme bei bekannten Anhängerrückfahrhilfssystemen besteht darin, dass ein Fahrer eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger gerade rückwärts fahren will, und das System nimmt entweder implizit oder explizit einen Weg mit null Krümmung für die Fahrzeug-Anhänger-Kombination an. Leider beinhalten die meisten Verwendungsfälle der realen Welt für das Rückwärtsfahren eines Anhängers einen gekrümmten Weg, weshalb die Annahme eines Weges mit null Krümmung die Nützlichkeit des Systems signifikant begrenzen würde. Einige bekannte Systeme nehmen an, dass ein Weg aus einer Karte oder einem Wegplaner bekannt ist. Dazu arbeiten einige bekannte Anhängerrückfahrhilfssysteme unter einer Anforderung, dass ein Anhängerrückfahrweg bekannt ist, bevor das Rückwärtsfahren des Anhängers beginnt, wie beispielsweise aus einer Karte oder einem Wegplanungsalgorithmus. Unerwünschterweise ist bekannt, dass solche Implementierungen der Anhängerrückfahrhilfssysteme eine relativ komplexe Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) aufweisen, um den Weg, Hindernisse und/oder das Ziel des Rückfahrmanövers festzulegen. Ferner erfordern solche Systeme auch eine gewisse Möglichkeit, um zu bestimmen, wie gut dem gewünschten Weg gefolgt wird, und zu wissen, wann das gewünschte Ziel oder der gewünschte Stopppunkt oder die gewünschte Orientierung erreicht wurde, unter Verwendung von Methoden wie z. B. Kameras, Trägheitsnavigation oder GPS mit hoher Präzision. Diese Anforderungen führen zu einem relativ komplexen und kostspieligen System.
Daher wäre das Implementieren einer Anhängerrückfahrhilfe unter Verwendung einer Anhängerwegkrümmungssteuerungs-Methode, die relativ einfach ist und die eine intuitive Fahrzeugfahrerschnittstelle ermöglicht, vorteilhaft, wünschenswert und nützlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind auf eine Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gerichtet, die die Steuerung einer Krümmung eines Weges eines an ein Fahrzeug angehängten Anhängers schafft. Insbesondere schafft die gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes konfigurierte Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität eine solche Anhängerwegkrümmungssteuerung durch Ermöglichen, dass ein Fahrer des Fahrzeugs einen gewünschten Weg des Anhängers durch Eingeben einer gewünschten Anhängerwegkrümmung, während das Rückfahrmanöver des Fahrzeugs und des Anhängers fortschreitet, festlegt. In Reaktion darauf, dass ein solcher Weg des Anhängers durch den Fahrer festgelegt wird, steuern die Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes ein Servolenksystem (z. B. ein elektrisches Servolenksystem (EPAS-System)) des Fahrzeugs zum Implementieren von Lenkwinkeländerungen von gelenkten Rädern des Fahrzeugs, um den festgelegten Anhängerweg zu erreichen. Die Kinematik des Fahrzeugs und des Anhängers werden verwendet, um die Lenkwinkeländerungen zu bestimmen, die zum Erreichen des festgelegten Anhängerweges erforderlich sind. Folglich schaffen die Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes die Implementierung einer Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität in einer Weise, die relativ einfach ist und die die Verwendung einer intuitiven Fahrzeugfahrerschnittstelle zum Festlegen der Anhängerwegkrümmungssteuerung ermöglicht.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrweges eines Anhängers, der ziehbar mit einem Fahrzeug gekoppelt ist, während des Rückwärtsfahrens des Anhängers durch das Fahrzeug mehrere Operationen. Eine Operation wird zum Empfangen von Anhängerwegkrümmungsinformationen durchgeführt, die eine gewünschte Krümmung für den Fahrweg des Anhängers charakterisieren, und eine Operation wird zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen durch Bewertung von kinematischen Informationen eines durch das Fahrzeug und den Anhänger definierten Systems durchgeführt. Die Bewertung der kinematischen Informationen wird als Funktion der Anhängerwegkrümmungsinformationen durchgeführt. Danach wird eine Operation zum Erzeugen eines Lenkbefehls für ein Lenksystem des Fahrzeugs als Funktion der Fahrzeuglenkinformationen durchgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes weist ein elektronisches Steuersystem einen Satz von Befehlen auf, die konkret auf einem nichtflüchtigen prozessorlesbaren Medium davon verkörpert sind. Der Satz von Befehlen ist vom nichtflüchtigen prozessorlesbaren Medium durch mindestens eine Datenverarbeitungsvorrichtung des elektronischen Controllersystems zugänglich, damit sie dadurch interpretiert werden. Der Satz von Befehlen ist zum Bewirken, dass die mindestens eine Datenverarbeitungsvorrichtung eine Operation oder Operationen zum Empfangen von Anhängerwegkrümmungsinformationen für einen Anhänger, der mit einem Fahrzeug ziehbar verbunden ist, Operationen zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen und Operationen zum Erzeugen eines Lenkbefehls für ein Lenksystem des Fahrzeugs ausführt, konfiguriert. Die Anhängerwegkrümmungsinformationen charakterisieren eine gewünschte Krümmung für den Fahrweg des Anhängers während des Rückwärtsfahrens des Anhängers durch das Fahrzeug. Die Fahrzeuglenkinformationen werden durch Bewertung von kinematischen Informationen eines durch das Fahrzeug und den Anhänger definierten Systems bestimmt. Eine solche Bewertung der kinematischen Informationen wird als Funktion der Anhängerwegkrümmungsinformationen durchgeführt. Der Lenkbefehl wird als Funktion der Fahrzeuglenkinformationen erzeugt.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes umfasst ein Fahrzeug eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung, ein Anhängerrückfahrhilfssteuermodul, das mit der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung gekoppelt ist, und ein elektrisches Servolenksystem, das mit dem Anhängerrückfahrhilfssteuermodul gekoppelt ist. Die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung ist zum Ausgeben eines Anhängerwegkrümmungssignals, das eine gewünschte Krümmung für einen Fahrweg eines Anhängers, der mit dem Fahrzeug ziehbar gekoppelt ist, annähert, konfiguriert. Das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul ist zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen als Funktion des Anhängerwegkrümmungssignals konfiguriert. Das elektrische Servolenksystem ist zum Steuern der Lenkung von gelenkten Rädern des Fahrzeugs als Funktion der Fahrzeuglenkinformationen konfiguriert.
Diese und weitere Aufgaben, Ausführungsformen, Vorteile und/oder Unterscheidungsmerkmale des erfindungsgemäßen Gegenstandes werden bei weiterer Durchsicht der folgenden Patentbeschreibung, der zugehörigen Zeichnungen und der beigefügten Ansprüche leicht ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Fahrzeug, das zum Durchführen einer Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß einer Ausführungsform der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes konfiguriert ist.
2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung, die mit Bezug auf 1 erörtert wird.
3 zeigt ein Beispiel einer Anhängerrückfahrsequenz, die unter Verwendung der mit Bezug auf 2 erörterten Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung implementiert wird.
4 zeigt ein Verfahren zum Implementieren einer Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes.
5 ist eine schematische Ansicht, die ein kinematisches Modell zeigt, das zum Vorsehen von Informationen konfiguriert ist, die beim Bereitstellen einer Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand verwendet werden.
6 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Anhängerwegkrümmungsfunktionsdiagramms für eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung vom Drehtyp zeigt, die gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand konfiguriert ist.
7 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Anhängerkupplungswinkel und dem gelenkten Winkel in Bezug auf das Bestimmen eines Klappmesserwinkels für ein Fahrzeug/Anhänger-System zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
Der erfindungsgemäße Gegenstand ist auf das Schaffen einer Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität in einer Weise gerichtet, die relativ kostengünstig ist und die eine intuitive Benutzerschnittstelle bietet. Insbesondere schafft eine solche Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität das Steuern einer Krümmung eines Fahrweges eines an ein Fahrzeug angehängten Anhängers (d. h. Anhängerwegkrümmungssteuerung) durch Ermöglichen, dass ein Fahrer des Fahrzeugs einen gewünschten Weg des Anhängers durch Eingeben einer gewünschten Anhängerwegkrümmung, wenn das Rückfahrmanöver des Fahrzeugs und des Anhängers fortschreitet, festlegt. Obwohl ein Steuerknopf, ein Satz von virtuellen Tasten oder ein Berührungsbildschirm jeweils zum Ermöglichen einer Anhängerwegkrümmungssteuerung implementiert werden kann, ist der erfindungsgemäße Gegenstand nicht unnötig auf irgendeine spezielle Konfiguration von Schnittstelle begrenzt, durch die eine gewünschte Anhängerwegkrümmung eingegeben wird. In dem Fall, in dem ein Lenkrad von den gelenkten Rädern des Fahrzeugs mechanisch abgekoppelt werden kann, kann das Lenkrad ferner auch als Schnittstelle verwendet werden, durch die eine gewünschte Anhängerwegkrümmung eingegeben wird. Wie hier genauer erörtert wird, werden kinematische Informationen eines durch das Fahrzeug und den Anhänger definierten Systems verwendet, um eine Beziehung (d. h. Kinematik) zwischen der Krümmung des Anhängers und dem Lenkwinkel des Fahrzeugs zum Bestimmen von Lenkwinkeländerungen des Fahrzeugs zum Erreichen des festgelegten Anhängerweges zu berechnen. Lenkbefehle, die den Lenkwinkeländerungen entsprechen, werden zum Steuern eines Lenksystems des Fahrzeugs (z. B. eines elektrischen Servolenksystems (EPAS-Systems)) des Fahrzeugs zum Implementieren von Lenkwinkeländerungen von gelenkten Rädern des Fahrzeugs verwendet, um den festgelegten Fahrweg des Anhängers zu erreichen (z. B. anzunähern).
Mit Bezug auf 1 ist eine Ausführungsform eines Fahrzeugs 100, die zum Durchführen einer Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand konfiguriert ist, gezeigt. Ein Anhängerrückfahrhilfssystem 105 des Fahrzeugs 100 steuert die Krümmung des Fahrweges des Anhängers 110, der an das Fahrzeug 100 angehängt ist. Eine solche Steuerung wird durch Zusammenwirkung eines Servolenksystems 115 des Fahrzeugs 100 und des Anhängerrückfahrhilfssystems 105 durchgeführt. Während des Betriebs des Anhängerrückfahrhilfssystems 105, während das Fahrzeug 100 rückwärts gefahren wird, ist der Fahrer des Fahrzeugs 100 manchmal in der Weise begrenzt, in der er Lenkeingaben über ein Lenkrad des Fahrzeugs 100 durchführen kann. Dies liegt daran, dass bei bestimmten Fahrzeugen das Anhängerrückfahrhilfssystem 105 unter der Steuerung des Servolenksystems 115 steht und das Servolenksystem 115 direkt mit dem Lenkrad gekoppelt ist (d. h. das Lenkrad des Fahrzeugs 100 bewegt sich in Übereinstimmung mit den gelenkten Rädern des Fahrzeugs 100). Wie nachstehend genauer erörtert wird, wird eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) des Rückfahrhilfssystems 105 zum Befehlen von Änderungen der Krümmung eines Weges des Anhängers 110 wie z. B. ein Knopf verwendet, wodurch solche Befehle davon abgekoppelt werden, dass sie am Lenkrad des Fahrzeugs 100 durchgeführt werden. Einige Fahrzeuge, die dazu konfiguriert sind, eine Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand bereitzustellen, weisen jedoch die Fähigkeit auf, die Lenkbewegung von der Bewegung der lenkbaren Räder des Fahrzeugs selektiv abzukoppeln, wodurch ermöglicht wird, dass das Lenkrad zum Befehlen von Änderungen der Krümmung eines Weges eines Anhängers während einer solchen Anhängerrückfahrhilfe verwendet wird.
Das Anhängerrückfahrhilfssystem 105 umfasst ein Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120, eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 und eine Anhängerkupplungswinkel-Detektionsvorrichtung 130. Das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 ist mit der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 und der Anhängerkupplungswinkel-Detektionsvorrichtung 130 verbunden, um eine Übertragung von Informationen dazwischen zu ermöglichen. Hier wird offenbart, dass die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung mit dem Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 in einer verdrahteten oder drahtlosen Weise gekoppelt sein kann. Das Anhängerrückfahrhilfssystem-Steuermodul 120 ist an einem Servolenksteuermodul 135 des Servolenksystems 115 angebracht, um zu ermöglichen, dass Informationen dazwischen übertragen werden. Eine Lenkwinkeldetektionsvorrichtung 140 des Servolenksystems 115 ist mit dem Servolenksteuermodul 125 verbunden, um Informationen zu diesem zu liefern. Das Anhängerrückfahrhilfssystem ist auch an einem Bremssystemsteuermodul 145 und einem Antriebsstrangsteuermodul 150 angebracht, um eine Übertragung von Informationen dazwischen zu ermöglichen. Gemeinsam definieren das Anhängerrückfahrhilfssystem 105, das Servolenksystem 115, das Bremssystemsteuermodul 145, das Antriebsstrangsteuermodul 150 eine Anhängerrückfahrhilfsarchitektur, die gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes konfiguriert ist.
Das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 ist zum Implementieren einer Logik (d. h. von Befehlen) zum Empfangen von Informationen von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125, der Anhängerkupplungswinkel-Detektionsvorrichtung 130, dem Servolenksteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangmodul 150 konfiguriert. Das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 (z. B. ein Anhängerkrümmungsalgorithmus davon) erzeugt Fahrzeuglenkinformationen als Funktion von allen oder einem Teil der Informationen, die von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125, der Anhängerkupplungswinkel-Detektionsvorrichtung 130, dem Servolenksteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 empfangen werden. Danach werden die Fahrzeuglenkinformationen zum Servolenksteuermodul 135 geliefert, um die Lenkung des Fahrzeugs 100 durch das Servolenksystem 115 zu beeinflussen, um einen befohlenen Fahrweg für den Anhänger 110 zu erreichen.
Die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 versieht das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 mit Informationen, die den befohlenen Fahrweg des Anhängers 110 für das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 definieren (d. h. Anhängerlenkinformationen). Die Anhängerlenkinformationen können Informationen in Bezug auf eine befohlene Änderung des Fahrweges (z. B. eine Änderung des Radius der Wegkrümmung) und Informationen in Bezug auf eine Angabe, dass der Anhänger entlang eines Weges fahren soll, der durch eine Längsmittellinienachse des Anhängers definiert ist (d. h. entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrweges), umfassen. Wie nachstehend im Einzelnen erörtert wird, umfasst die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 vorzugsweise eine Drehsteuereingabevorrichtung, um einem Fahrer des Fahrzeugs 100 zu ermöglichen, mit der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 über eine Schnittstelle zu koppeln, um gewünschte Anhängerlenkhandlungen zu befehlen (z. B. Befehlen einer gewünschten Änderung des Radius des Fahrweges des Anhängers und/oder Befehlen, dass der Anhänger entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrweges fährt, wie durch eine Längsmittellinienachse des Anhängers definiert). In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Drehsteuereingabevorrichtung ein Knopf, der um eine Drehachse drehbar ist, die sich durch eine obere Oberfläche/Fläche des Knopfs erstreckt. In anderen Ausführungsformen ist die Drehsteuereingabevorrichtung ein Knopf, der um eine Drehachse drehbar ist, die sich zu einer oberen Oberfläche/Fläche des Knopfs im Wesentlichen parallel erstreckt.
Einige Fahrzeuge (z. B. jene mit aktiver Frontlenkung) weisen eine Servolenksystemkonfiguration auf, die ermöglicht, dass ein Lenkrad von der Bewegung der gelenkten Räder eines solchen Fahrzeugs abgekoppelt wird. Folglich kann das Lenkrad unabhängig von der Weise gedreht werden, in der das Servolenksystem des Fahrzeugs die gelenkten Räder steuert (z. B. wie durch Fahrzeuglenkinformationen befohlen, die von einem Anhängerrückfahrhilfssystemsteuermodul, das gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes konfiguriert ist, zu einem Servolenksystemsteuermodul geliefert werden). Bei diesen Typen von Fahrzeugen, bei denen das Lenkrad selektiv von den gelenkten Rädern abgekoppelt werden kann, um einen unabhängigen Betrieb davon zu ermöglichen, können an sich Anhängerlenkinformationen eines Anhängerrückfahrhilfssystems, das gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand konfiguriert ist, durch Drehung des Lenkrades vorgesehen werden. Folglich wird hier offenbart, dass in bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes das Lenkrad eine Ausführungsform einer Drehsteuereingabevorrichtung im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand ist. In solchen Ausführungsformen würde das Lenkrad (z. B. durch eine Vorrichtung, die selektiv einrückbar/aktivierbar ist) in eine Ruheposition zwischen entgegengesetzten Drehbewegungsbereichen vorbelastet werden.
Die Anhängerkupplungswinkel-Detektionsvorrichtung 130, die in Verbindung mit einer Anhängerkupplungswinkel-Detektionskomponente 155 des Anhängers 110 arbeitet, versieht das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 mit Informationen in Bezug auf einen Winkel zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Anhänger 110 (d. h. Anhängerkupplungswinkel-Informationen). In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anhängerkupplungswinkel-Detektionsvorrichtung 130 eine Vorrichtung auf Kamerabasis wie beispielsweise eine existierende Rückfahrkamera des Fahrzeugs 100, die ein Ziel (d. h. die Anhängerkupplungswinkel-Detektionskomponente 155), das am Anhänger 110 befestigt ist, abbildet (d. h. visuell überwacht), wenn der Anhänger 110 durch das Fahrzeug 100 rückwärts gefahren wird. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise ist die Anhängerkupplungswinkel-Detektionskomponente 155 eine zweckgebundene Komponente (z. B. ein Element, das an einer Oberfläche des Anhängers 110 für den ausdrücklichen Zweck, dass es durch die Anhängerkupplungswinkel-Detektionsvorrichtung 130 erkannt wird, befestigt ist/damit einteilig ist). Alternativ kann die Anhängerkupplungswinkel-Detektionsvorrichtung 130 eine Vorrichtung, die an einer Anhängerkupplungskomponente des Fahrzeugs 100 physikalisch angebracht ist, und/oder eine Anschlussanhängerkupplungskomponente des Anhängers 110 zum Bestimmen eines Winkels zwischen Mittellinienlängsachsen des Fahrzeugs 100 und des Anhängers 110 sein.
Das Servolenksteuermodul 135 versieht das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 mit Informationen in Bezug auf eine Drehposition (z. B. Winkel) des Lenkradwinkels und/oder eine Drehposition (z. B. Wendewinkel) von gelenkten Rädern des Fahrzeugs 100. In bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes kann das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 eine integrierte Komponente des Servolenksystems 115 sein. Das Servolenksteuermodul 135 kann beispielsweise einen Anhängerrückfahrhilfsalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen als Funktion von allen oder einem Teil der Informationen, die von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125, der Anhängerkupplungswinkel-Detektionsvorrichtung 130, dem Servolenksteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 empfangen werden, umfassen.
Das Bremssystemsteuermodul 145 versieht das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 mit Informationen in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit. Solche Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen können aus individuellen Raddrehzahlen bestimmt werden, wie durch das Bremssystemsteuermodul 145 überwacht. In einigen Fällen können individuelle Raddrehzahlen auch verwendet werden, um eine Fahrzeuggierrate zu bestimmen, und eine solche Gierrate kann zum Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 zur Verwendung beim Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen geliefert werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 Fahrzeugbremsinformationen zum Bremssystemsteuermodul 145 liefern, um zu ermöglichen, dass das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 das Bremsen des Fahrzeugs 100 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 110 steuert. Die Verwendung des Anhängerrückfahrhilfssteuermoduls 120, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 110 zu regeln, kann beispielsweise das Potential für unannehmbare Anhängerrückfahrbedingungen verringern. Beispiele von unannehmbaren Anhängerrückfahrbedingungen umfassen eine Fahrzeugübergeschwindigkeitsbedingung, eine Anhängerklappmesserbedingung, wie durch eine Winkelverlagerungsgrenze relativ zum Fahrzeug 100 und zum Anhänger 110 definiert, und dergleichen, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Hier wird offenbart, dass das Rückfahrhilfssteuermodul 120 ein Signal ausgeben kann, das einer Benachrichtigung (z. B. einer Warnung) über eine aktuelle, bevorstehende und/oder erwartete unannehmbare Anhängerrückfahrbedingung entspricht.
Das Antriebsstrangsteuermodul 150 wirkt mit dem Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120 zum Regeln der Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs 100 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 110 zusammen. Wie vorstehend erwähnt, ist die Regelung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 erforderlich, um das Potential für unannehmbare Anhängerrückfahrbedingungen wie beispielsweise Einknicken zu begrenzen. Ähnlich zu Hochgeschwindigkeitserwägungen, wie sie sich auf unannehmbare Anhängerrückfahrbedingungen beziehen, kann eine hohe Beschleunigung auch zu solchen unannehmbaren Anhängerrückfahrbedingungen führen.
Mit Bezug auf 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125, die mit Bezug auf 1 erörtert wurde, gezeigt. Ein drehbares Steuerelement in Form eines Knopfs 170 ist mit einer Bewegungserfassungsvorrichtung 175 gekoppelt. Der Knopf 170 ist (z. B. durch eine Federrückstellung) in eine Ruheposition P(AR) zwischen entgegengesetzten Drehbewegungsbereichen R(R), R(L) vorbelastet. Ein erster der entgegengesetzten Drehbewegungsbereiche R(R) ist im Wesentlichen gleich einem zweiten der entgegengesetzten Drehbewegungsbereiche R(L), R(R). Um eine taktile Angabe eines Drehbetrags des Knopfs 170 zu schaffen, kann eine Kraft, die den Knopf 170 in Richtung der Ruheposition P(AR) vorbelastet, als Funktion des Drehbetrags des Knopfs 170 in Bezug auf die Ruheposition P(AR) zunehmen (z. B. nicht-linear). Außerdem kann der Knopf 170 mit Positionsangabearretierungen konfiguriert sein, so dass der Fahrer die Ruheposition P(AR) zwangsläufig spüren kann und die Annäherung der Enden der entgegengesetzten Drehbewegungsbereiche R(L), R(R) spüren kann (z. B. weiche Endanschläge).
Die Bewegungserfassungsvorrichtung 175 ist zum Erfassen der Bewegung des Knopfs 170 und zum Ausgeben eines entsprechenden Signals (d. h. Bewegungserfassungsvorrichtungssignals) an die Anhängerhilfsrückfahreingabevorrichtung 125, die in 1 gezeigt ist, konfiguriert. Das Bewegungserfassungsvorrichtungssignal wird als Funktion eines Drehbetrags des Knopfs 170 in Bezug auf die Ruheposition P(AR), einer Ratenbewegung des Knopfs 170 und/oder einer Bewegungsrichtung des Knopfs 170 in Bezug auf die Ruheposition P(AR) erzeugt. Wie nachstehend genauer erörtert wird, entspricht die Ruheposition P(AR) des Knopfs 170 einem Bewegungserfassungsvorrichtungssignal, das angibt, dass das Fahrzeug 100 derart gelenkt werden sollte, dass der Anhänger 100 entlang eines im Wesentlichen geraden Weges rückwärts gefahren wird, wie durch eine Mittellinienlängsachse des Anhängers 110 definiert, wenn der Knopf 170 in die Ruheposition P(AR) zurückgeführt wurde, und eine maximale Position des Knopfs 170 im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn (d. h. Grenzen der entgegengesetzten Drehbewegungsbereiche R(R), R(L)) entsprechen jeweils einem jeweiligen Bewegungserfassungsvorrichtungssignal, das einen engsten Krümmungsradius (d. h. eine spitzeste Bahn) eines Fahrweges des Anhängers 110 angibt, der möglich ist, ohne dass die entsprechenden Fahrzeuglenkinformationen eine Klappmesserbedingung verursachen. In dieser Hinsicht ist die Ruheposition P(AR) eine Nullkrümmungsbefehlsposition in Bezug auf die entgegengesetzten Drehbewegungsbereiche R(R), R(L). Hier wird offenbart, dass ein Verhältnis einer befohlenen Krümmung eines Weges eines Anhängers (z. B. Radius einer Anhängerbahn) und eines entsprechenden Drehbetrags des Knopfs (z. B. nichtlinear) über jeden der entgegengesetzten Drehbewegungsbereiche P(L), P(R) des Knopfs 170 variieren kann. Dabei wird auch offenbart, dass das Verhältnis eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Anhängergeometrie, der Fahrzeuggeometrie, der Anhängerkupplungsgeometrie und/oder der Anhängerlast sein kann.
Die Verwendung des Knopfs 170 koppelt Anhängerlenkeingaben davon, dass sie an einem Lenkrad des Fahrzeugs 100 durchgeführt werden, ab. Bei der Verwendung, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 100 den Anhänger 110 rückwärts fährt, kann der Fahrer den Knopf 170 drehen, um eine Krümmung eines Weges, dem der Anhänger 110 folgen soll, vorzugeben, und führt den Knopf 170 in die Ruheposition P(AR) zurück, um zu bewirken, dass der Anhänger 110 entlang einer geraden Linie rückwärts gefahren wird. In Ausführungsformen von Anhängerrückfahrhilfssystemen, bei denen das Lenkrad mit den lenkbaren Rädern eines Fahrzeugs während des Rückwärtsfahrens eines angehängten Anhängers physikalisch gekoppelt bleibt, schafft folglich ein drehbares Steuerelement, das gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand konfiguriert ist (z. B. der Knopf 170), ein einfaches und benutzerfreundliches Mittel zum Ermöglichen, dass ein Fahrer eines Fahrzeugs Anhängerlenkbefehle eingibt.
Hier wird offenbart, dass eine Drehsteuereingabevorrichtung, die gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes konfiguriert ist (z. B. der Knopf 170 und eine zugehörige Bewegungserfassungsvorrichtung), ein Mittel weglassen kann, damit sie in eine Ruheposition zwischen entgegengesetzten Drehbewegungsbereichen vorbelastet wird. Das Fehlen einer solchen Vorbelastung ermöglicht, dass eine aktuelle Drehposition der Drehsteuereingabevorrichtung aufrechterhalten wird, bis die Drehsteuereingabevorrichtung manuell in eine andere Position bewegt wird. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise ist, wenn eine solche Vorbelastung weggelassen ist, ein Mittel zum Angeben, dass die Drehsteuereingabevorrichtung in einer Nullkrümmungsbefehlsposition angeordnet ist (z. B. in derselben Position wie die Ruheposition in Ausführungsformen, in denen die Drehsteuereingabevorrichtung vorbelastet ist), vorgesehen. Beispiele von Mitteln zum Angeben, dass die Drehsteuereingabevorrichtung in der Nullkrümmungsbefehlsposition angeordnet ist, umfassen eine Arretierung, mit der die Drehsteuereingabevorrichtung in Eingriff kommt, wenn sie sich in der Nullkrümmungsbefehlsposition befindet, eine visuelle Markierung, die angibt, dass sich die Drehsteuereingabevorrichtung in der Nullkrümmungsbefehlsposition befindet, ein aktives Vibrationssignal, das angibt, dass sich die Drehsteuereingabevorrichtung in der Nullkrümmungsbefehlsposition befindet oder sich dieser nähert, eine hörbare Meldung, die angibt, dass sich die Drehsteuereingabevorrichtung in der Nullkrümmungsbefehlsposition befindet oder sich dieser nähert, und dergleichen, sind jedoch nicht darauf begrenzt.
Hier wird auch offenbart, dass Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes mit einer Steuereingabevorrichtung konfiguriert sein können, die nicht drehend ist (d. h. eine nicht drehende Steuereingabevorrichtung). Ähnlich zu einer Drehsteuereingabevorrichtung, die gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes konfiguriert ist (z. B. der Knopf 170 und die zugehörige Bewegungserfassungsvorrichtung), ist eine solche nicht drehende Steuereingabevorrichtung dazu konfiguriert, selektiv ein Signal zu liefern, das bewirkt, dass ein Anhänger einem Fahrwegsegment folgt, das im Wesentlichen gerade ist, und selektiv ein Signal zu liefern, das bewirkt, dass der Anhänger einem Fahrwegsegment folgt, das im Wesentlichen gekrümmt ist. Beispiele einer solchen nicht drehenden Steuereingabevorrichtung umfassen mehrere herabdrückbare Tasten (z. B. Linkskurve, Rechtskurve und Geradeausfahrt), einen Berührungsbildschirm, auf dem ein Fahrer eine Krümmung für Fahrwegbefehle anzeichnet oder anderweitig eingibt, eine Taste, die entlang einer Achse verschiebbar ist, um einem Fahrer zu ermöglichen, Fahrwegbefehle einzugeben, und dergleichen, sind jedoch nicht darauf begrenzt.
Die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 kann dazu konfiguriert sein, verschiedene Rückmeldungsinformationen für einen Fahrer des Fahrzeugs 100 bereitzustellen. Beispiele einer Situation, die solche Rückmeldungsinformationen angeben können, umfassen einen Zustand des Anhängerrückfahrhilfssystems 105 (z. B. aktiv, in Bereitschaft (z. B. wenn vorwärts gefahren wird, um den Anhängerwinkel zu verringern), fehlerhaft, inaktiv usw.), dass eine Krümmungsgrenze erreicht wurde (d. h. maximale befohlene Krümmung eines Fahrweges des Anhängers 110) usw., sind jedoch nicht darauf begrenzt. Dazu kann die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 dazu konfiguriert sein, ein taktiles Rückmeldungssignal (z. B. eine Vibration durch den Knopf 170) als Warnung zu liefern, wenn irgendeine von einer Vielfalt von Bedingungen auftritt. Beispiele solcher Bedingungen umfassen, dass der Anhänger 110 eingeknickt ist, das Anhängerrückfahrhilfssystem 105 einen Ausfall gehabt hat, das Anhängerrückfahrhilfssystem 105 oder ein anderes System des Fahrzeugs 100 eine Kollision auf dem gegenwärtigen Fahrweg des Anhängers 110 vorhergesagt hat, das Anhängerrückfahrsystem 105 eine befohlene Krümmung eines Fahrweges des Anhängers eingeschränkt hat (z. B. aufgrund von übermäßiger Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrzeugs 100), und dergleichen, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Noch ferner wird offenbart, dass die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 eine Beleuchtung (z. B. eine LED 180) und/oder eine akustische Signalausgabe (z. B. eine akustische Ausgabevorrichtung 185) verwenden kann, um bestimmte Rückmeldungsinformationen (z. B. Benachrichtigung über/Warnung vor einer unannehmbaren Anhängerrückfahrbedingung) vorzusehen.
Mit Bezug auf 2 und 3 ist ein Beispiel der Verwendung der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 zum Vorgeben einer Krümmung eines Fahrweges (POT) eines Anhängers (d. h. des in 1 gezeigten Anhängers 110), während der Anhänger mit einem Fahrzeug (d. h. dem Fahrzeug 100 in 1 und 2) rückwärts gefahren wird, gezeigt. Zur Vorbereitung auf das Rückwärtsfahren des Anhängers 110 fährt der Fahrer des Fahrzeugs 100 das Fahrzeug 100 entlang eines Durchziehweges (PTP) vorwärts, um das Fahrzeug 100 und den Anhänger 110 in einer ersten Rückfahrposition B1 anzuordnen. In der ersten Rückfahrposition B1 sind das Fahrzeug 100 und der Anhänger 110 longitudinal aufeinander ausgerichtet, so dass eine Längsmittellinienachse L1 des Fahrzeugs 100 auf (z. B. parallel zu oder übereinstimmend mit) eine Längsmittellinienachse L2 des Anhängers 110 ausgerichtet ist. Hier wird offenbart, dass eine solche Ausrichtung der Längsachsen L1, L2 am Beginn eines Beispiels einer Anhängerrückfahrfunktionalität für die Betriebsfähigkeit eines Anhängerrückfahrhilfssystems, das gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand konfiguriert ist, keine Anforderung ist.
Nach dem Aktivieren des Anhängerrückfahrhilfssystems 105 (z. B. vor, nach oder während der Durchziehsequenz) beginnt der Fahrer, den Anhänger 110 durch Rückwärtsfahren des Fahrzeugs 100 aus der ersten Rückfahrposition B1 rückwärts zu fahren. Solange der Knopf 170 der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 in der Ruheposition P(AR) bleibt, lenkt das Anhängerrückfahrhilfssystem 105 das Fahrzeug 100, wie erforderlich, um zu bewirken, dass der Anhänger 110 entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrweges rückwärts gefahren wird, wie durch die Längsmittellinienachse L2 des Anhängers 110 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Rückwärtsfahren des Anhängers 110 begann, definiert. Wenn der Anhänger die zweite Rückfahrposition B2 erreicht, dreht der Fahrer den Knopf 170, um zu befehlen, dass der Anhänger 110 nach rechts gelenkt wird (d. h. eine Knopfposition R(R)). Folglich lenkt das Anhängerrückfahrhilfssystem 105 das Fahrzeug 100, um zu bewirken, dass der Anhänger 110 nach rechts gelenkt wird, als Funktion eines Drehbetrags des Knopfs 170 in Bezug auf die Ruheposition P(AR), einer Ratenbewegung des Knopfs 170 und/oder einer Bewegungsrichtung des Knopfs 170 in Bezug auf die Ruheposition P(AR). Ebenso kann dem Anhänger 110 durch Drehen des Knopfs 170 nach links befohlen werden, nach links zu lenken. Wenn der Anhänger die Rückfahrposition B3 erreicht, ermöglicht der Fahrer, dass der Knopf 170 in die Ruheposition P(AR) zurückkehrt, wodurch bewirkt wird, dass das Anhängerrückfahrhilfssystem 105 das Fahrzeug 100 lenkt, wie erforderlich, um zu bewirken, dass der Anhänger 110 entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrweges rückwärts gefahren wird, wie durch die Längsmittellinienachse L2 des Anhängers 110 zu dem Zeitpunkt, zu dem der Knopf 170 in die Ruheposition P(AR) zurückgeführt wurde, definiert. Danach lenkt das Anhängerrückfahrhilfssystem 105 das Fahrzeug 100, wie erforderlich, um zu bewirken, dass der Anhänger 110 entlang dieses im Wesentlichen geraden Weges in die vierte Rückfahrposition B4 rückwärts gefahren wird. In dieser Hinsicht werden bogenförmige Abschnitte eines Fahrweges POT des Anhängers 110 durch Drehung des Knopfs 170 vorgegeben und gerade Abschnitte des Fahrweges POT werden durch eine Orientierung der Mittellinienlängsachse L2 des Anhängers vorgegeben, wenn der Knopf 170 sich in der Ruheposition P(AR) befindet/in diese zurückgeführt wird.
4 zeigt ein Verfahren 200 zum Implementieren einer Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren 200 zum Implementieren einer Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität unter Verwendung der vorstehend mit Bezug auf das Fahrzeug 100 und den Anhänger 110 von 1 erörterten Anhängerrückfahrhilfsarchitektur ausgeführt werden. Folglich werden Anhängerlenkinformationen durch die Verwendung einer Drehsteuereingabevorrichtung (z. B. des mit Bezug auf 2 erörterten Knopfs 170) geliefert.
Eine Operation 202 wird zum Empfangen einer Anhängerrückfahrhilfsanforderung durchgeführt. Beispiele zum Empfangen der Anhängerrückfahrhilfsanforderung umfassen das Aktivieren des Anhängerrückfahrhilfssystems und das Schaffen einer Bestätigung, dass das Fahrzeug und der Anhänger zum Rückwärtsfahren bereit sind. Nach dem Empfangen einer Anhängerrückfahrhilfsanforderung (d. h. während das Fahrzeug rückwärts gefahren wird), wird eine Operation 204 zum Empfangen eines Anhängerrückfahrinformationssignals durchgeführt. Beispiele von Informationen, die durch das Anhängerrückfahrinformationssignal übertragen werden, umfassen Informationen von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125, Informationen von der Anhängerkupplungswinkel-Detektionsvorrichtung 130, Informationen vom Servolenksteuermodul 135, Informationen vom Bremssystemsteuermodul 145 und Informationen vom Antriebsstrangsteuermodul 150, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Hier wird offenbart, dass Informationen von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 vorzugsweise Anhängerwegkrümmungsinformationen umfassen, die eine gewünschte Krümmung für den Fahrweg des Anhängers charakterisieren, wie z. B. durch die vorstehend mit Bezug auf 1 und 2 erörterte Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125 geliefert. In dieser Weise kann die Operation 204 zum Empfangen des Anhängerrückfahrinformationssignals das Empfangen von Anhängerwegkrümmungsinformationen, die die gewünschte Krümmung für den Fahrweg des Anhängers charakterisieren, umfassen.
Wenn das Anhängerrückfahrinformationssignal angibt, dass eine Änderung der Krümmung des Fahrweges des Anhängers angefordert wird (d. h. über den Knopf 170 befohlen wird), wird eine Operation 206 zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen zum Vorsehen der angeforderten Änderung der Krümmung des Fahrweges des Anhängers durchgeführt. Ansonsten wird eine Operation 208 zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen zum Aufrechterhalten einer aktuellen geradlinigen Fahrtrichtung des Anhängers (d. h. wie durch die Längsmittellinienachse des Anhängers definiert) durchgeführt. Danach wird eine Operation 210 zum Liefern der Fahrzeuglenkinformationen zu einem Servolenksystem des Fahrzeugs durchgeführt, gefolgt von einer Operation 212, die zum Bestimmen des Anhängerrückfahrhilfszustandes durchgeführt wird. Wenn festgestellt wird, dass das Anhängerrückwärtsfahren vollendet ist, wird eine Operation 214 zum Beenden des aktuellen Anhängerrückfahrhilfsfalls durchgeführt. Ansonsten kehrt das Verfahren 200 zur Operation 204 zum Empfangen von Anhängerrückfahrinformationen zurück. Vorzugsweise wird die Operation zum Empfangen des Anhängerrückfahrinformationssignals, zum Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen, zum Liefern der Fahrzeuglenkinformationen und zum Bestimmen des Anhängerrückfahrhilfszustandes in einer Überwachungsweise (z. B. mit einer hohen Geschwindigkeitsrate einer Digitaldatenverarbeitungsvorrichtung) durchgeführt. Wenn nicht festgestellt wird, dass das Rückwärtsfahren des Fahrzeugs zum Rückwärtsfahren des Anhängers vollendet ist (z. B. aufgrund dessen, dass das Fahrzeug erfolgreich an eine gewünschte Stelle während eines Anhängerrückfahrhilfsfalls rückwärts gefahren wurde, das Fahrzeug vorwärts gezogen werden muss, um einen weiteren Anhängerrückfahrhilfsfall zu beginnen, usw.), führt das Verfahren 200 folglich kontinuierlich die Operationen zum Empfangen des Anhängerrückfahrinformationssignals, zum Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen, zum Liefern der Fahrzeuglenkinformationen und zum Bestimmen des Anhängerrückfahrhilfszustandes durch.
Hier wird offenbart, dass die Operation 206 zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen zum Vorsehen der angeforderten Änderung der Krümmung des Fahrweges des Anhängers vorzugsweise das Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen als Funktion von Anhängerwegkrümmungsinformationen, die innerhalb des Anhängerrückfahrinformationssignals enthalten sind, umfasst. Wie nachstehend genauer erörtert wird, kann das Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen durch ein kinematisches Modell niedriger Ordnung durchgeführt werden, das durch das Fahrzeug und den Anhänger definiert ist. Durch ein solches Modell kann eine Beziehung zwischen der Anhängerwegkrümmung und befohlenen Lenkwinkeln von gelenkten Rädern des Fahrzeugs zum Bestimmen von Lenkwinkeländerungen der gelenkten Räder zum Erreichen einer festgelegten Anhängerwegkrümmung erzeugt werden. In dieser Weise kann die Operation 206 zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen zum Erzeugen von Informationen, die zum Vorsehen einer Anhängerwegkrümmungssteuerung gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand erforderlich sind, konfiguriert sein.
In einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes bewirkt die Operation 210 zum Liefern der Fahrzeuglenkinformationen zum Servolenksystem des Fahrzeugs, dass das Lenksystem einen entsprechenden Lenkbefehl als Funktion der Fahrzeuglenkinformationen erzeugt. Der Lenkbefehl ist vom Lenksystem interpretierbar und ist zum Bewirken, dass das Lenksystem die gelenkten Räder des Lenksystems zum Erreichen eines gelenkten Winkels, wie durch die Fahrzeuglenkinformationen festgelegt, bewegt, konfiguriert. Alternativ kann der Lenkbefehl von einem Controller, einem Modul oder einem Computer außerhalb des Lenksystems (z. B. einem Anhängerrückfahrhilfssteuermodul) erzeugt und zum Lenksystem geliefert werden.
Parallel mit dem Durchführen der Operationen zum Empfangen des Anhängerrückfahrinformationssignals, Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen, Liefern der Fahrzeuglenkinformationen und Bestimmen des Anhängerrückfahrhilfszustandes führt das Verfahren 200 eine Operation 216 zum Überwachen der Anhängerrückfahrinformationen zum Feststellen, ob eine unannehmbare Anhängerrückfahrbedingung existiert, durch. Beispiele einer solchen Überwachung umfassen das Bewerten eines Anhängerkupplungswinkels, um festzustellen, ob ein Anhängerkupplungswinkelschwellenwert überschritten wird, das Bewerten einer Rückfahrgeschwindigkeit, um festzustellen, ob ein Rückfahrgeschwindigkeitsschwellenwert überschritten wird, das Bewerten eines Fahrzeuglenkwinkels, um festzustellen, ob ein Fahrzeuglenkwinkelschwellenwert überschritten wird, und dergleichen, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Wenn festgestellt wird, dass eine unannehmbare Anhängerrückfahrbedingung existiert, wird eine Operation 218 durchgeführt, um zu bewirken, dass der aktuelle Fahrweg des Anhängers verhindert wird (z. B. Stoppen der Bewegung des Fahrzeugs), gefolgt von der Operation 214, die zum Beenden des aktuellen Anhängerrückfahrhilfsfalls durchgeführt wird. Hier wird offenbart, dass vor und/oder in Verbindung mit dem Bewirken, dass der aktuelle Anhängerweg verhindert wird, eine oder mehrere Handlungen (z. B. Operationen) zum Versehen des Fahrers mit einer Rückmeldung (z. B. einer Warnung), dass eine solche unannehmbare Anhängerwinkelbedingung bevorsteht oder sich nähert, implementiert werden können. In einem Beispiel kann das Verfahren, wenn eine solche Rückmeldung dazu führt, dass die unannehmbare Anhängerwinkelbedingung behoben wird, bevor eine kritische Bedingung erreicht wird, mit dem Vorsehen der Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß den Operationen 204–212 fortfahren. Ansonsten kann das Verfahren zur Operation 214 zum Beenden des aktuellen Anhängerrückfahrhilfsfalls weitergehen. In Verbindung mit dem Durchführen der Operation 214 zum Beenden des aktuellen Anhängerrückfahrhilfsfalls kann eine Operation zum Steuern der Bewegung des Fahrzeugs durchgeführt werden, um eine Klappmesserbedingung zu korrigieren oder zu begrenzen (z. B. Lenken und/oder Verlangsamen des Fahrzeugs, um auszuschließen, dass der Anhängerkupplungswinkel überschritten wird).
Wenn man sich nun einer Erörterung eines kinematischen Modells zuwendet, das verwendet wird, um eine Beziehung zwischen einer Krümmung eines Fahrweges eines Anhängers und dem Lenkwinkel eines Fahrzeugs, das den Anhänger zieht, zu berechnen, kann ein kinematisches Modell niedriger Ordnung für ein Anhängerrückfahrhilfssystem, das gemäß einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes konfiguriert ist, erwünscht sein. Um ein solches kinematisches Modell niedriger Ordnung zu erreichen, werden bestimmte Annahmen im Hinblick auf Parameter gemacht, die dem Fahrzeug/Anhänger-System zugeordnet sind. Beispiele solcher Annahmen umfassen, dass der Anhänger durch das Fahrzeug mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit rückwärts gefahren wird, dass die Räder des Fahrzeugs und des Anhängers einen vernachlässigbaren (z. B. keinen) Schlupf aufweisen, dass die Reifen des Fahrzeugs und des Anhängers eine vernachlässigbare (z. B. keine) Verformung aufweisen, dass die Aktuatordynamik des Fahrzeugs vernachlässigbar ist, dass das Fahrzeug und der Anhänger vernachlässigbare (z. B. keine) Schlinger- oder Nickbewegungen aufweisen, sind jedoch nicht darauf begrenzt.
Wie in 5 gezeigt, basiert das kinematische Modell 300 für ein durch ein Fahrzeug 302 und einen Anhänger 304 definiertes System auf verschiedenen Parametern, die dem Fahrzeug 302 und dem Anhänger 304 zugeordnet sind. Diese Parameter des kinematischen Modells umfassen Folgende:

δ:: Lenkwinkel an den gelenkten Vorderrädern 306 des Fahrzeugs 302;
α:: Gierwinkel des Fahrzeugs 302;
β:: Gierwinkel des Anhängers 304;
γ:: Anhängerkupplungswinkel (γ = β – α);
W:: Radstand des Fahrzeugs 302;
L:: Länge zwischen dem Anhängerkupplungspunkt 308 und der Hinterachse 310 des Fahrzeugs 302;
D:: Länge zwischen dem Anhängerkupplungspunkt 308 und der Achse 312 des Anhängers 304; und
r₂:: Krümmungsradius für den Anhänger 304.

Das kinematische Modell 300 von 5 offenbart eine Beziehung zwischen dem Anhängerwegkrümmungsradius r₂ am Mittelpunkt 314 einer Achse 306 des Anhängers 304, dem Lenkwinkel δ der gelenkten Räder 306 des Fahrzeugs 302 und dem Anhängerkupplungswinkel γ. Wie in der nachstehenden Gleichung gezeigt, kann diese Beziehung ausgedrückt werden, um die Anhängerwegkrümmung κ2 vorzusehen, so dass, wenn γ gegeben ist, die Anhängerwegkrümmung κ2 auf der Basis der Regelung des Lenkwinkels δ gesteuert werden kann (wobei β(.) die Anhängergierrate ist und η(.) die Anhängergeschwindigkeit ist).
Oder diese Beziehung kann ausgedrückt werden, um den Lenkwinkel δ als Funktion der Anhängerwegkrümmung κ2 und des Anhängerkupplungswinkels γ vorzusehen.
Für eine spezielle Fahrzeug- und Anhängerkombination sind folglich bestimmte Parameter des kinematischen Modells (z. B. D, W und L) konstant und als bekannt angenommen. V ist die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und g ist die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft. K ist ein von der Geschwindigkeit abhängiger Parameter, der, wenn er auf null gesetzt wird, die Berechnung des Lenkwinkels von der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig macht. Für das Fahrzeug spezifische Parameter des kinematischen Modells können beispielsweise in einem elektronischen Steuersystem eines Fahrzeugs vordefiniert sein und für den Anhänger spezifische Parameter des kinematischen Modells können durch einen Fahrer des Fahrzeugs eingegeben werden. Die Anhängerwegkrümmung κ₂ wird aus der Fahrereingabe über eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung bestimmt. Durch die Verwendung der Gleichung zum Vorsehen des Lenkwinkels kann ein entsprechender Lenkbefehl zum Steuern eines Lenksystems (z. B. eines Aktuators davon) des Fahrzeugs erzeugt werden.
6 zeigt ein Beispiel eines Anhängerwegkrümmungsfunktionsdiagramms 400 für eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung vom Drehtyp (z. B. die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 125, die vorstehend mit Bezug auf 1 und 2 erörtert wurde). Ein Wert, der die Anhängerwegkrümmung (z. B. die Anhängerwegkrümmung κ2) darstellt, wird als Ausgangssignal von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung als Funktion einer Benutzereingabebewegung vorgesehen. In diesem Beispiel ist eine Kurve 402, die die Anhängerwegkrümmung relativ zur Benutzereingabe (z. B. Drehbetrag) an einer Dreheingabevorrichtung (z. B. einem Knopf) festlegt, durch eine kubische Funktion definiert. Ein Fachmann erkennt jedoch, dass Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes nicht auf irgendeine spezielle Funktion zwischen einer Amplitude und/oder einer Rate der Eingabe an einer Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung (z. B. Knopfdrehung) und einem resultierenden Anhängerwegkrümmungswert begrenzt sind.
Mit Bezug auf 5 ist es in bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes erwünscht, das Potential dafür, dass das Fahrzeug 302 und der Anhänger 304 einen Klappmesserwinkel erreichen (d. h. das Fahrzeug/Anhänger-System eine Klappmesserbedingung erreicht), zu begrenzen. Ein Klappmesserwinkel γ(j) bezieht sich auf einen Anhängerkupplungswinkel γ, der durch die maximale Lenkeingabe für ein Fahrzeug, wie beispielsweise dass die gelenkten Vorderräder 306 des Fahrzeugs 302 in einen maximalen gelenkten Winkel δ mit einer maximalen Rate einer Lenkwinkeländerung bewegt werden, nicht überwunden werden kann. Der Klappmesserwinkel γ(j) ist eine Funktion eines maximalen Radwinkels für das gelenkte Rad 306 des Fahrzeugs 302, des Radstandes W des Fahrzeugs 302, des Abstandes L zwischen dem Anhängerkupplungspunkt 308 und der Hinterachse 310 des Fahrzeugs 302 und der Länge D zwischen dem Anhängerkupplungspunkt 308 und der Achse 312 des Anhängers 304. Wenn der Anhängerkupplungswinkel γ für das Fahrzeug 302 und den Anhänger 304 den Klappmesserwinkel γ(j) erreicht oder überschreitet, muss das Fahrzeug 302 vorwärts gezogen werden, um den Anhängerkupplungswinkel γ zu verringern. Zum Begrenzen des Potentials, dass ein Fahrzeug/Anhänger-System einen Klappmesserwinkel erreicht, ist es folglich bevorzugt, den Gierwinkel des Anhängers zu steuern, während der Anhängerkupplungswinkel des Fahrzeug/Anhänger-Systems relativ klein gehalten wird.
Mit Bezug auf 5 und 7 erfordert eine Lenkwinkelgrenze für die gelenkten Vorderräder 306, dass der Anhängerkupplungswinkel γ den Klappmesserwinkel γ(j) nicht überschreiten kann, der auch als kritischer Anhängerkupplungswinkel bezeichnet wird. Unter der Begrenzung, dass der Anhängerkupplungswinkel γ den Klappmesserwinkel γ(j) nicht überschreiten kann, ist folglich der Klappmesserwinkel γ(j) der Anhängerkupplungswinkel γ, der eine Kreisbewegung für das Fahrzeug/Anhänger-System aufrechterhält, wenn die gelenkten Räder 306 sich in einem maximalen Lenkwinkel δ(max) befinden. Der Lenkwinkel für eine Kreisbewegung mit dem Anhängerkupplungswinkel ist durch die folgende Gleichung definiert.
Das Lösen der obigen Gleichung für den Anhängerkupplungswinkel ermöglicht, dass der Klappmesserwinkel γ(j) bestimmt wird. Diese Lösung, die in der folgenden Gleichung gezeigt ist, kann beim Implementieren der Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand zum Überwachen des Anhängerkupplungswinkels in Bezug auf den Klappmesserwinkel verwendet werden.
wobei a = L²tan²δ(max) + W²; b = 2LDtan²δ(max); und c = D²tan²δ(max) – W².
Mit Bezug auf Befehle, die von einer Datenverarbeitungsvorrichtung verarbeitbar sind, ist aus den hier durchgeführten Offenbarungen verständlich, dass Verfahren, Prozesse und/oder Operationen, die zur Ausführung einer Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität ausgelegt sind, wie hier offenbart, durch ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium mit Befehlen darauf, die zum Ausführen einer solchen Funktionalität konfiguriert sind, konkret verkörpert sind. Die Befehle sind zur Ausführung des vorstehend offenbarten und erörterten Verfahrens 200 konkret verkörpert und können ferner zum Begrenzen des Potentials für eine Klappmesserbedingung konfiguriert sein, wie beispielsweise durch Überwachen des Klappmesserwinkels durch die Verwendung der in Bezug auf 5 und 7 erörterten Gleichungen. Die Befehle können durch eine oder mehrere Datenverarbeitungsvorrichtungen von einer Speichervorrichtung (z. B. RAM, ROM, virtueller Speicher, Festplattenspeicher usw.), von einer Vorrichtung, die von einer Ansteuereinheit eines Datenverarbeitungssystems lesbar ist (z. B. eine Diskette, eine Kompaktdisk, eine Bandkassette usw.), oder beiden zugänglich sein. Folglich umfassen Ausführungsformen eines computerlesbaren Mediums gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand eine Kompaktdisk, eine Festplatte, einen RAM oder einen anderen Typ von Speichervorrichtung, in der ein Computerprogramm (d. h. Befehle) abgebildet ist, das zur Ausführung einer Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand konfiguriert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes umfasst ein Anhängerrückfahrhilfssteuermodul (z. B. das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul 120, das vorstehend mit Bezug auf 1 erörtert wurde) eine solche Datenverarbeitungsvorrichtung, ein solches nichtflüchtiges computerlesbares Medium und solche Befehle auf dem computerlesbaren Medium zum Ausführen der Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität (z. B. gemäß dem vorstehend mit Bezug auf 2 erörterten Verfahren 200). Dazu kann das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul verschiedene Signalschnittstellen zum Empfangen und Ausgeben von Signalen umfassen. Ein Anhängerrückfahrhilfssteuermodul im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand kann ein beliebiges Steuermodul eines elektronischen Steuersystems sein, das eine Anhängerrückfahrhilfssteuerfunktionalität gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand schafft. Ferner wird hier offenbart, dass eine solche Steuerfunktionalität innerhalb eines eigenständigen Steuermoduls (physikalisch und logisch) implementiert werden kann oder logisch in zwei oder mehr separaten, aber miteinander verbundenen Steuermodulen (z. B. eines elektronischen Steuersystems eines Fahrzeugs) implementiert werden kann. In einem Beispiel wird das Anhängerrückfahrhilfssteuermodul gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand in einer eigenständigen Steuereinheit implementiert, die nur eine Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität schafft. In einem anderen Beispiel wird die Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand innerhalb einer eigenständigen Steuereinheit eines elektronischen Steuersystems eines Fahrzeugs implementiert, das eine Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität sowie einen oder mehrere andere Typen einer Systemsteuerfunktionalität eines Fahrzeugs (z. B. Antiblockierbremssystemfunktionalität, Servolenkfunktionalität usw.) schafft. In noch einem weiteren Beispiel wird die Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität gemäß dem erfindungsgemäßen Gegenstand logisch in einer verteilten Weise implementiert, wobei mehrere Steuereinheiten, Steuermodule, Computer oder dergleichen (z. B. ein elektronisches Steuersystem) gemeinsam Operationen zum Schaffen einer solchen Anhängerrückfahrhilfsfunktionalität ausführen.
In der vorangehenden ausführlichen Beschreibung wurde auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen zur Erläuterung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen der erfindungsgemäße Gegenstand ausgeführt werden kann. Diese Ausführungsformen und bestimmte Varianten davon wurden in ausreichendem Detail beschrieben, um dem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes auszuführen. Selbstverständlich können andere geeignete Ausführungsformen verwendet werden und logische, mechanische, chemische und elektrische Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Gedanken oder Schutzbereich von solchen erfindungsgemäßen Offenbarungen abzuweichen. Um ein unnötiges Detail zu vermeiden, lässt die Beschreibung bestimmte Informationen weg, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind. Die vorangehende ausführliche Beschreibung soll daher nicht auf die hier dargelegten spezifischen Formen begrenzt sein, sondern soll im Gegenteil solche Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abdecken, die angemessen innerhalb des Gedankens und Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche enthalten sein können.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Fahrweges eines Anhängers, der ziehbar mit einem Fahrzeug gekoppelt ist, während des Rückwärtsfahrens des Anhängers durch das Fahrzeug, das Folgendes umfasst: Empfangen von Anhängerwegkrümmungsinformationen, die eine gewünschte Krümmung für den Fahrweg des Anhängers charakterisieren; Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen durch Bewertung von kinematischen Informationen eines durch das Fahrzeug und den Anhänger definierten Systems, wobei die Bewertung der kinematischen Informationen als Funktion der Anhängerwegkrümmungsinformationen durchgeführt wird; und Erzeugen eines Lenkbefehls für ein Lenksystem des Fahrzeugs als Funktion der Fahrzeuglenkinformationen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen Folgendes umfasst: Bestimmen eines Klappmesserwinkels für das System; und Bestimmen eines Lenkwinkels für die gelenkten Räder des Fahrzeugs, der zum Begrenzen eines Potentials, dass das System den Klappmesserwinkel erreicht, erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die kinematischen Informationen Folgendes umfassen: einen Anhängerkupplungswinkel, der zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger definiert ist; eine Radstandsabmessung des Fahrzeugs; einen Hinterachsen-Anhängerkupplungs-Drehpunkt für das Fahrzeug; und einen Achsen-Anhängerkupplungs-Drehpunkt für den Anhänger.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen der Anhängerwegkrümmungsinformationen das Empfangen der Anhängerwegkrümmungsinformationen von einer Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung umfasst, die von den gelenkten Rädern des Fahrzeugs mechanisch gelöst ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Ausgangssignal der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung eine Funktion eines Eingangssignals ist, das die gewünschte Krümmung für den Fahrweg des Anhängers annähert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen des Lenkbefehls das Erzeugen eines Lenksystembefehlssignals zum Bewirken, dass das Lenksystem einen Lenkwinkel der gelenkten Räder davon ändert, umfasst, so dass ein entsprechendes Manöver des Fahrzeugs dazu führt, dass der Anhänger einen Fahrweg mit einer Krümmung erreicht, die die gewünschte Krümmung annähert.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei: das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen das Bestimmen eines Klappmesserwinkels für das System und das Bestimmen eines Lenkwinkels für die gelenkten Räder des Fahrzeugs umfasst, der zum Begrenzen eines Potentials, dass das System den Klappmesserwinkel erreicht, erforderlich ist; und das Lenksystembefehlssignal eine Funktion des Lenkwinkels ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei: das Empfangen der Anhängerwegkrümmungsinformationen das Empfangen der Anhängerwegkrümmungsinformationen von einer Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung umfasst, die von den gelenkten Rädern des Fahrzeugs mechanisch gelöst ist; und ein Ausgangssignal der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung eine Funktion eines Eingangssignals ist, das die gewünschte Krümmung für einen Fahrweg des Anhängers annähert.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei: das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen das Bestimmen eines Klappmesserwinkels für das System und das Bestimmen eines Lenkwinkels für die gelenkten Räder des Fahrzeugs, der für das Ausschließen, dass das System den Klappmesserwinkel erreicht, erforderlich ist, umfasst; und das Lenksystembefehlssignal eine Funktion des Lenkwinkels ist.
Elektronisches Steuersystem mit einem Satz von Befehlen, die auf einem nichtflüchtigen prozessorlesbaren Medium davon konkret verkörpert sind, wobei der Satz von Befehlen von dem nichtflüchtigen prozessorlesbaren Medium durch mindestens eine Datenverarbeitungsvorrichtung des elektronischen Steuersystems zugänglich ist, damit sie dadurch interpretiert werden, und der Satz von Befehlen konfiguriert ist, zu bewirken, dass die mindestens eine Datenverarbeitungsvorrichtung Operationen ausführt zum: Empfangen von Anhängerwegkrümmungsinformationen, die eine gewünschte Krümmung für einen Fahrweg eines Anhängers während des Rückwärtsfahrens des Anhängers durch ein Fahrzeug, das damit ziehbar gekoppelt ist, charakterisieren; Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen durch Bewertung von kinematischen Informationen eines durch das Fahrzeug und den Anhänger definierten Systems, wobei die Bewertung der kinematischen Informationen als Funktion der Anhängerwegkrümmungsinformationen durchgeführt wird; und Erzeugen eines Lenkbefehls für ein Lenksystem des Fahrzeugs als Funktion der Fahrzeuglenkinformationen.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 10, wobei das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen Folgendes umfasst: Bestimmen eines Klappmesserwinkels für das System; und Bestimmen eines Lenkwinkels für gelenkte Räder des Fahrzeugs, der zum Begrenzen eines Potentials, dass das System den Klappmesserwinkel erreicht, erforderlich ist.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 10, wobei die kinematischen Informationen Folgendes umfassen: einen Anhängerkupplungswinkel, der zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger definiert ist; eine Radstandsabmessung des Fahrzeugs; einen Hinterachsen-Anhängerkupplungs-Drehpunkt für das Fahrzeug; und einen Achsen-Anhängerkupplungs-Drehpunkt für den Anhänger.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 10, wobei: das elektronische Steuersystem eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung umfasst; das Empfangen der Anhängerwegkrümmungsinformationen das Empfangen der Anhängerwegkrümmungsinformationen von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung, die von den gelenkten Rädern des Fahrzeugs mechanisch gelöst ist, umfasst; und ein Ausgangssignal der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung eine Funktion eines Eingangssignals ist, das die gewünschte Krümmung für den Fahrweg des Anhängers annähert.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 10, wobei das Erzeugen des Lenkbefehls das Erzeugen eines Lenksystembefehlssignals zum Bewirken, dass das Lenksystem einen Lenkwinkel von gelenkten Rädern davon ändert, umfasst, so dass ein entsprechendes Manöver des Fahrzeugs dazu führt, dass der Anhänger einen Fahrweg mit einer Krümmung erreicht, die die gewünschte Krümmung annähert.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 14, wobei: das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen das Bestimmen eines Klappmesserwinkels für das System und das Bestimmen eines Lenkwinkels für die gelenkten Räder des Fahrzeugs umfasst, der zum Begrenzen eines Potentials, dass das System den Klappmesserwinkel erreicht, erforderlich ist; und das Lenksystembefehlssignal eine Funktion des Lenkwinkels ist.
Elektronisches Steuersystem nach Anspruch 14, wobei: das elektronische Steuersystem eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung umfasst; das Empfangen der Anhängerwegkrümmungsinformationen das Empfangen der Anhängerwegkrümmungsinformationen von der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung umfasst, die von den gelenkten Rädern des Fahrzeugs mechanisch gelöst ist; und ein Ausgangssignal der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung eine Funktion eines Eingangssignals ist.
Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung zum Ausgeben eines Anhängerwegkrümmungssignals, das eine gewünschte Krümmung für einen Fahrweg eines Anhängers, der mit dem Fahrzeug ziehbar gekoppelt ist, annähert; ein Anhängerrückfahrhilfssteuermodul, das mit der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung gekoppelt ist und zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen als Funktion des Anhängerwegkrümmungssignals konfiguriert ist; und ein elektrisches Servolenksystem, das mit dem Anhängerrückfahrhilfssteuermodul gekoppelt ist und zum Steuern der Lenkung von gelenkten Rädern des Fahrzeugs als Funktion der Fahrzeuglenkinformationen konfiguriert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen das Bewerten von kinematischen Informationen eines durch das Fahrzeug und den Anhänger definierten Systems umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 18, wobei das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen Folgendes umfasst: Bestimmen eines Klappmesserwinkels für das System; und Bestimmen eines Lenkwinkels für die gelenkten Räder des Fahrzeugs, der zum Begrenzen eines Potentials, dass das System den Klappmesserwinkel erreicht, erforderlich ist.
Fahrzeug nach Anspruch 19, wobei die kinematischen Informationen, die beim Bestimmen des Klappmesserwinkels verwendet werden, Folgendes umfassen: einen maximalen gelenkten Winkel für die gelenkten Räder des Fahrzeugs; eine Radstandsabmessung des Fahrzeugs; einen Hinterachsen-Anhängerkupplungs-Drehpunkt für das Fahrzeug; und einen Achsen-Anhängerkupplungs-Drehpunkt für den Anhänger.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung von den gelenkten Rädern des Fahrzeugs mechanisch gelöst ist.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen das Erzeugen eines Lenksystembefehlssignals zum Bewirken, dass das elektrische Servolenksystem einen Lenkwinkel der gelenkten Räder davon ändert, umfasst, so dass ein entsprechendes Manöver des Fahrzeugs dazu führt, dass der Anhänger einen Fahrweg mit einer Krümmung erreicht, die die gewünschte Krümmung annähert.
Fahrzeug nach Anspruch 22, wobei: das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen das Bestimmen eines Klappmesserwinkels für das System und das Bestimmen eines Lenkwinkels für die gelenkten Räder des Fahrzeugs umfasst, der zum Begrenzen eines Potentials, dass das System den Klappmesserwinkel erreicht, erforderlich ist; und das Lenksystembefehlssignal eine Funktion des Lenkwinkels ist.
Fahrzeug nach Anspruch 23, wobei das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen das Bewerten von kinematischen Informationen eines durch das Fahrzeug und den Anhänger definierten Systems umfasst.
Verfahren zum Steuern eines Fahrweges eines Anhängers, der mit einem Fahrzeug ziehbar gekoppelt ist, während des Rückwärtsfahrens des Anhängers durch das Fahrzeug, das Folgendes umfasst: Empfangen von Anhängerwinkelinformationen von einer Anhängerwinkel-Detektionsvorrichtung eines Fahrzeugs, an das ein Anhänger angehängt ist, wobei die Anhängerwinkelinformationen als Funktion einer Winkelverlagerung zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger erzeugt werden; Empfangen von Anhängerwegkrümmungsinformationen, die eine gewünschte Krümmung für einen Fahrweg des Anhängers charakterisieren, von einer Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung des Fahrzeugs, wobei die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung eine Drehsteuereingabevorrichtung umfasst, die in einer Nullkrümmungsbefehlsposition und in Positionen innerhalb entgegengesetzter Drehbewegungsbereiche relativ zur Nullkrümmungsbefehlsposition positionierbar ist, und wobei die Anhängerlenkinformationen von einem Drehbetrag der Drehsteuereingabevorrichtung in Bezug auf die Nullkrümmungsbefehlsposition, einer Ratenbewegung der Drehsteuereingabevorrichtung und/oder einer Bewegungsrichtung der Drehsteuereingabevorrichtung in Bezug auf die Nullkrümmungsbefehlsposition abgeleitet werden; Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen durch Bewertung von kinematischen Informationen eines durch das Fahrzeug und den Anhänger definierten Systems, wobei die Bewertung der kinematischen Informationen als Funktion der Anhängerwegkrümmungsinformationen durchgeführt wird; Erzeugen eines Lenkbefehls für ein Lenksystem des Fahrzeugs als Funktion der Fahrzeuglenkinformationen; und Steuern eines Servolenksystems des Fahrzeugs unter Verwendung der Fahrzeuglenkinformationen, wenn der Anhänger durch das Fahrzeug rückwärts gefahren wird, wobei die Fahrzeuglenkinformationen als Funktion der Anhängerwinkelinformationen und der Anhängerwegkrümmungsinformationen erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Fahrzeuglenkinformationen bewirken, dass der Anhänger entlang einer befohlenen Krümmung eines Fahrweges fährt, wenn sich die Drehsteuereingabevorrichtung in einer anderen Position als der Nullkrümmungsbefehlsposition befindet.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei: ein erster der entgegengesetzten Drehbewegungsbereiche im Wesentlichen gleich einem zweiten der entgegengesetzten Drehbewegungsbereiche ist; und eine Änderung der Krümmung des Fahrweges des Anhängers als Funktion des Drehbetrags der Drehsteuereingabevorrichtung variiert.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Steuern des Servolenksystems Folgendes umfasst: Bewirken, dass das Servolenksystem das Fahrzeug derart lenkt, dass eine Krümmung des Fahrweges des Anhängers als Funktion einer Menge und Richtung der Drehung der Dreheingabevorrichtung relativ zur Nullkrümmungsbefehlsposition geändert wird, während der Anhänger durch das Fahrzeug rückwärts gefahren wird; und Bewirken, dass das Servolenksystem das Fahrzeug derart lenkt, dass der Anhänger entlang einer im Wesentlichen geraden Linie rückwärts gefahren wird, wie durch eine Mittellinienlängsachse des Anhängers zu einem Zeitpunkt definiert, zu dem die Drehsteuereingabevorrichtung von einer anderen Position als der Nullkrümmungsbefehlsposition in die Nullkrümmungsbefehlsposition zurückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationenen Folgendes umfasst: Bestimmen eines Klappmesserwinkels für das System; und Bestimmen eines Lenkwinkels für gelenkte Räder des Fahrzeugs, der zum Begrenzen eines Potentials, dass das System den Klappmesserwinkel erreicht, erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die kinematischen Informationen Folgendes umfassen: einen Anhängerkupplungswinkel, der zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger definiert ist; eine Radstandsabmessung des Fahrzeugs; einen Hinterachsen-Anhängerkupplungs-Drehpunkt für das Fahrzeug; und einen Achsen-Anhängerkupplungs-Drehpunkt für den Anhänger.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Erzeugen des Lenkbefehls das Erzeugen eines Lenksystembefehlssignals zum Bewirken, dass das Lenksystem einen Lenkwinkel der gelenkten Räder davon ändert, umfasst, so dass ein entsprechendes Manöver des Fahrzeugs dazu führt, dass der Anhänger einen Fahrweg mit einer Krümmung erreicht, die die gewünschte Krümmung annähert.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei: das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen das Bestimmen eines Klappmesserwinkels für das System und das Bestimmen eines Lenkwinkels für die gelenkten Räder des Fahrzeugs umfasst, der zum Begrenzen eines Potentials, dass das System den Klappmesserwinkel erreicht, erforderlich ist; und das Lenksystembefehlssignal eine Funktion des Lenkwinkels ist.
Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Anhängerwinkel-Detektionsvorrichtung, die zum Ausgeben eines Signals konfiguriert ist, das als Funktion eines Winkels zwischen dem Fahrzeug und einem an das Fahrzeug angehängten Anhänger erzeugt wird; eine Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung zum Ausgeben eines Anhängerwegkrümmungssignals, das eine gewünschte Krümmung für einen Fahrweg eines Anhängers, der ziehbar mit dem Fahrzeug gekoppelt ist, annähert, wobei die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung einen Knopf und eine Knopfbewegungserfassungsvorrichtung, die mit dem Knopf gekoppelt ist, zum Erfassen einer Bewegung des Knopfs umfasst, wobei der Knopf in eine Ruheposition zwischen entgegengesetzten Drehbewegungsbereichen vorbelastet ist und wobei die Knopfbewegungserfassungsvorrichtung ein Signal ausgibt, das als Funktion eines Drehbetrags des Knopfs in Bezug auf die Ruheposition, einer Ratenbewegung des Knopfs und/oder einer Bewegungsrichtung des Knopfs in Bezug auf die Ruheposition erzeugt wird; ein Anhängerrückfahrhilfssteuermodul, das mit der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung gekoppelt ist und zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen als Funktion des Anhängerwegkrümmungssignals konfiguriert ist; und ein Servolenksystem, das mit einer Anhängerwinkel-Detektionsvorrichtung, der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung und dem Anhängerrückfahrhilfssteuermodul gekoppelt ist, wobei das Servolenksystem eine Steuermodulstruktur umfasst, die zum Erzeugen von Servolenksystem-Steuerinformationen als Funktion des Anhängerwinkel-Detektionsvorrichtungssignals und des Rückfahrlenkeingabevorrichtungssignals und zum Steuern der Lenkung des gelenkten Rades des Fahrzeugs als Funktion der Fahrzeuglenkinformationen konfiguriert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 33, wobei das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen Folgendes umfasst: Bestimmen eines Klappmesserwinkels für das System; und Bestimmen eines Lenkwinkels für die gelenkten Räder des Fahrzeugs, der zum Begrenzen eines Potentials, dass das System den Klappmesserwinkel erreicht, erforderlich ist.
Fahrzeug nach Anspruch 34, wobei die kinematischen Informationen, die beim Bestimmen des Klappmesserwinkels verwendet werden, Folgendes umfassen: einen maximalen gelenkten Winkel für gelenkte Räder des Fahrzeugs; eine Radstandsabmessung des Fahrzeugs; einen Hinterachsen-Anhängerkupplungs-Drehpunkt für das Fahrzeug; und einen Achsen-Anhängerkupplungs-Drehpunkt für den Anhänger.
Fahrzeug nach Anspruch 33, wobei die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung ferner Folgendes umfasst: einen visuellen Indikator, der selektiv aktiviert wird, um eine Benachrichtigung über eine unannehmbare Anhängerrückfahrbedingung zu schaffen; einen akustischen Indikator, der selektiv aktiviert wird, um eine Benachrichtigung über die unannehmbare Anhängerrückfahrbedingung zu schaffen; und/oder einen taktilen Indikator, der selektiv aktiviert wird, um eine Benachrichtigung über die unannehmbare Anhängerrückfahrbedingung zu schaffen.
Fahrzeug nach Anspruch 33, wobei das Knopfbewegungserfassungsvorrichtungssignal, das ausgegeben wird, wenn sich der Knopf in einer anderen Position als der Ruheposition befindet, einer Krümmung eines Fahrweges des Anhängers entspricht, über den der Anhänger fährt, während er durch das Fahrzeug rückwärts gefahren wird.
Fahrzeug nach Anspruch 37, wobei: ein erster der entgegengesetzten Drehbewegungsbereiche im Wesentlichen gleich einem zweiten der entgegengesetzten Drehbewegungsbereiche ist; und eine Änderung der Krümmung des Fahrweges des Anhängers als Funktion des Drehbetrags des Knopfs variiert.
Fahrzeug nach Anspruch 38, wobei eine Kraft, die den Knopf in Richtung der Ruheposition vorbelastet, als Funktion des Drehbetrags des Knopfs in Bezug auf die Ruheposition zunimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 33, wobei eine Kraft, die den Knopf in Richtung der Ruheposition vorbelastet, als Funktion des Drehbetrags des Knopfs in Bezug auf die Ruheposition zunimmt.