DE102014013219A1

DE102014013219A1 - Assistenzsystem zum Rangieren eines Gespanns sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Assistenzsystems

Info

Publication number: DE102014013219A1
Application number: DE201410013219
Authority: DE
Inventors: Christophe Bonnet; Andreas Hiller; Gerhard Kuenzel; Heiko Schiemenz; Martin Moser
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2015-04-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Assistenzsystem (38) zum Rangieren eines Gespanns (10) umfassend ein Zugfahrzeug (12) und wenigstens einen gelenkig mit dem Zugfahrzeug (12) gekoppelten Anhänger (14), wobei das Assistenzsystem (38) eine Mehrzahl von auswählbaren Fahrmanövern mit unterschiedlichen Trajektorien (18, 30, 37), entlang denen das Gespann (10) mittels des Assistenzsystems (38) bewegbar ist, aufweist und dazu ausgebildet ist, einer das Assistenzsystem (38) bedienenden Person wenigstens eines der Fahrmanöver zur Auswahl bereitzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Assistenzsystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Assistenzsystems gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9.
Ein solches Assistenzsystem zum Rangieren eines Gespanns und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Assistenzsystems sind beispielsweise bereits der DE 10 2012 015 435 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Gespann umfasst ein Zugfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen, und wenigstens einen gelenkig mit dem Zugfahrzeug gekoppelten Anhänger, wobei das Assistenzsystem zum Rangieren des Gespanns verwendet wird.
Ein solches Assistenzsystem kommt zum Einsatz, da das Rangieren des Gespanns insbesondere bei einer Rückwärtsfahrt als schwierig einzustufen ist. Dies liegt insbesondere daran, dass der Anhänger beim Rangieren, insbesondere bei einer Rückwärtsfahrt, zum Einknicken neigt. Insbesondere ist für ungeübte Personen das Einlenken des Anhängers bei einer Änderung des Lenkwinkels des Zugfahrzeugs bei einer Rückwärtsfahrt nicht ohne weiteres nachvollziehbar, so dass es bei einem Einparkvorgang häufig aufgrund eines vom Fahrer ungünstig gewählten Lenkwinkels zu einer Kollision mit einem benachbarten Hindernis wie beispielsweise einem anderen Kraftwagen oder zu einem Einknicken des Gespanns kommt.
Bei der DE 10 2012 015 435 A1 ist vorgesehen, dass das Zugfahrzeug mittels einer Rückfahrkamera ein rückwärtiges Umfeld einschließlich des Anhängers beobachtet. Dabei wird ein Ist-Knickwinkel des Anhängers relativ zum Zugfahrzeug bestimmt. Ferner werden eine Länge einer nicht lenkbaren Deichsel des Anhängers sowie ein maximaler Knickwinkel des Anhängers bestimmt. Es erfolgt eine Eingabe eines Soll-Knickwinkels des Anhängers. Das Zugfahrzeug wird mit zumindest aktiver Lenkunterstützung bis zum Erreichen des Soll-Knickwinkels rückwärts gefahren, woraufhin die durch den Soll-Knickwinkel vorgegebene Fahrtrichtung fixiert wird. Schließlich wird das Zugfahrzeug mit zumindest aktiver Lenkunterstützung unter Beibehaltung der vorgegebenen Fahrtrichtung bis zum Erreichen einer endgültigen Parkposition rangiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Assistenzsystem und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen sich ein besonders einfaches und komfortables Rangieren des Gespanns realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch ein Assistenzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um ein Assistenzsystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, mittels welchem sich ein besonders einfaches und komfortables Rangieren des Gespanns realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Assistenzsystem eine Mehrzahl von auswählbaren Fahrmanövern mit unterschiedlichen Trajektorien, entlang denen das Gespann mittels des Assistenzsystems automatisch bewegbar ist, aufweist. Dabei ist das Assistenzsystem dazu ausgebildet, einer das Assistenzsystem bedienenden Person, beispielsweise dem Fahrer des Zugfahrzeugs, wenigstens eines der Fahrmanöver zur Auswahl bereitzustellen. Die Person kann dann das wenigstens eine Fahrmanöver auswählen, woraufhin das Gespann mittels des Assistenzsystems entlang der Trajektorie bewegt wird, welche zu dem ausgewählten Fahrmanöver gehört. Dies bedeutet, dass das Gespann mittels des Assistenzsystems entlang der kompletten Trajektorie bewegt wird, falls diese Bewegung nicht beispielsweise durch eine entsprechende Eingabe der Person in das Assistenzsystem unterbrochen wird. Die Person muss somit nicht selbst eine Trajektorie, entlang welcher das Gespann bewegt werden soll, bestimmen beziehungsweise vorgeben, sondern kann auf einfache Weise wenigstens eines der vorgegebenen beziehungsweise vorbestimmten Fahrmanöver und die dazugehörende Trajektorie auswählen, so dass das Gespann mittels des Assistenzsystems von einem Startpunkt zu einem Endpunkt entlang der Trajektorie bewegt wird.
Die Person muss somit während des Rangierens, das heißt während das Gespann mittels des Assistenzsystems entlang der Trajektorie von dem Startpunkt zu dem Endpunkt bewegt wird, beispielsweise keine Handlungen vornehmen, welche eine Richtungsänderung des Gespanns bewirken. Zumindest Richtungsänderungen des Gespanns werden mittels des Assistenzsystems automatisch bewirkt, wobei das Assistenzsystem in diesem Rahmen auch dazu ausgebildet ist das Gespann automatisch auf Kurs zu halten, so dass das Gespann beispielsweise geradeaus oder eine Kurve fährt. Mit anderen Worten erfolgt zumindest die Querführung des Gespanns automatisch mittels des Assistenzsystems. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Längsführung des Gespanns, das heißt ein Beschleunigen und ein Abbremsen des Gespanns nicht automatisch mittels des Assistenzsystems durchgeführt wird, sondern durch die Person, insbesondere den Fahrer des Zugfahrzeugs, zu bewirken ist.
Hierbei wird mittels des Assistenzsystems ein sogenanntes halb-automatisches oder semi-automatisches Rangieren durchgeführt, da die Querführung mittels des Assistenzsystems automatisch erfolgt, die Längsführung jedoch, das heißt beispielsweise eine Betätigung eines Gaspedals und eine Betätigung eines Bremspedals des Fahrzeugs erfolgt durch den Fahrer.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass das Assistenzsystem ein voll-automatisches Rangieren des Gespanns bewirkt. Hierbei erfolgt nicht nur die Querführung des Gespanns automatisch mittels des Assistenzsystems, sondern auch die Längsführung des Fahrzeugs erfolgt automatisch mittels des Assistenzsystems. Somit muss die Person während des Bewegens des Gespanns entlang der Trajektorie vom Startpunkt zum Endpunkt nicht nur Richtungsänderungen des Gespanns nicht bewirken, sondern die Person muss das Gespann auch nicht abbremsen oder beschleunigen, das heißt eine Geschwindigkeit des Gespanns einstellen. Mit anderen Worten ist es bei dem halbautomatischen Rangieren vorgesehen, dass das Gespann mittels des Assistenzsystems gelenkt wird, wobei eine Geschwindigkeit des Gespanns durch die Person eingestellt wird. Demgegenüber ist es bei dem voll-automatischen Rangieren vorgesehen, dass das Gespann mittels des Assistenzsystems gelenkt wird und dass eine Geschwindigkeit des Gespanns mittels des Assistenzsystems eingestellt wird, so dass Handlungen, die eine Bewegung des Gespanns beeinflussen, von der Person nicht durchgeführt werden müssen.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine auswählbare Fahrmanöver auf einer Anzeige, insbesondere einem Bildschirm, des Zugfahrzeugs angezeigt wird. Dadurch ist es beispielsweise möglich, der Person eine aktuelle Ausrichtung des Gespanns optisch zu kommunizieren, das heißt mitzuteilen, wobei das Gespann diese Ausrichtung am Startpunkt der Trajektorie aufweist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, der Person eine Ausrichtung des Gespanns zu kommunizieren, welche das Gespann am Endpunkt, das heißt nach dem Bewegen entlang der Trajektorie aufweisen wird. Dadurch ist es möglich, optisch zu vermitteln, welche Konsequenzen beziehungsweise Resultate die Auswahl des wenigstens einen Fahrmanövers mit sich bringt.
Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 9 angegebenen Art zu schaffen, mittels welchem sich ein besonders einfaches und komfortables Rangieren realisieren lässt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Assistenzsystem eine Mehrzahl von auswählbaren Fahrmanövern mit unterschiedlichen Trajektorien, entlang denen das Gespann mittels des Assistenzsystems bewegbar ist, aufweist, wobei eine das Assistenzsystem bedienende Person wenigstens eines der Fahrmanöver, beispielsweise über wenigstens ein Anzeigeelement wie beispielsweise einen Bildschirm, zur Auswahl bereitgestellt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Assistenzsystems sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt.
Der Erfindung liegt insgesamt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass Anhänger üblicherweise keine Sensoren zum Erfassen einer Umgebung des Anhängers beziehungsweise des Gespanns aufweisen. Die beschriebene Auswahl beziehungsweise Auswahlmöglichkeit von unterschiedlichen Fahrmanövern stellt eine Möglichkeit dar, solche Sensoren zu ersetzen und ein einfaches, komfortables und für die Person nachvollziehbares Rangieren des Gespanns zu ermöglichen.
Dabei ist es auch denkbar, dass das jeweilige Fahrmanöver aus mehreren Zügen besteht, das heißt das Zugfahrzeug ändert während des Fahrmanövers seine Fahrtrichtung. Insbesondere hier ist aber zu beachten, dass das Fahrmanöver möglichst so einfach ist, das die Bewegungen nachvollziehbar beziehungsweise schon vorab voraussehbar ist.
Das jeweilige Fahrmanöver kann ohne die Verwendung von Sensoren zum Erfassen einer Umgebung des Gespanns durchgeführt werden. Alternativ ist es denkbar, zum Durchführen des Fahrmanövers, das heißt zum Rangieren des Gespanns entlang der jeweiligen Trajektorie, wenigstens einen Sensor zum Erfassen zumindest eines Teilbereichs einer Umgebung des Gespanns zu verwenden.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens ein Sensor vorgesehen ist, mittels welchem zumindest ein Teilbereich einer Umgebung des Gespanns erfassbar ist, wobei das Assistenzsystem dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Fahrmanöver in Abhängigkeit von dem erfassten Teilbereich zur Auswahl bereitzustellen. Mit anderen Worten ist es beispielsweise vorgesehen, dass das Assistenzsystem eine Mehrzahl von grundsätzlich auswählbaren und durchführbaren Fahrmanövern aufweist. In Abhängigkeit von dem erfassten Teilbereich der Umgebung stellt das Assistenzsystem jedoch nur einen Teil der eigentlich vorhandenen, auswählbaren und beispielsweise in einer Speichereinrichtung des Assistenzsystems gespeicherten Fahrmanövern der Person zur Auswahl bereit, da beispielsweise anhand des erfassten Teilbereichs der Umgebung ermittelt wurde, dass ausgehend von einem aktuellen Zustand, beispielsweise einer aktuellen Position des Gespanns, nicht alle grundsätzlich auswählbaren und durchführbaren Fahrmanöver durchgeführt werden können, ohne dass es zu einer Kollision des Gespanns mit wenigstens einem sich in der Umgebung des Gespanns befindenden Objekt kommt. Somit werden nur diejenigen der Fahrmanöver zur Auswahl bereitgestellt, welche mittels des Assistenzsystems durchgeführt werden können, ohne dass es zu einer Kollision des Gespanns mit einem sich in der Umgebung befindenden Objekt kommt. Hierdurch können unerwünschte Kollisionen des Gespanns mit Objekten in der Umgebung sowie daraus resultierende Beschädigungen vermieden werden.
Der Sensor zum Erfassen zumindest des Teilbereichs der Umgebung ist beispielsweise ein optischer Sensor, insbesondere eine Kamera wie beispielsweise eine Stereokamera, ein Laser-Sensor oder ein Radar-Sensor. Es ist auch ohne weiteres denkbar, dass der Sensor als anderer Sensor ausgebildet ist.
Der Sensor kann schließlich auch während des Bewegens des Gespanns entlang der Trajektorie genutzt werden, um zumindest einen Teilbereich der Umgebung des Gespanns zu erfassen, so dass das Gespann mittels des Assistenzsystems entlang der Trajektorie in Abhängigkeit von dem erfassten Teilbereich rangiert wird. Dadurch ist es beispielsweise möglich, während des Bewegens des Gespanns entlang der Trajektorie auf plötzlich auftretende beziehungsweise erfasste Objekte in der Umgebung zu reagieren, indem das Assistenzsystem beispielsweise eine Richtungs- und/oder Geschwindigkeitsänderung des Gespanns bewirkt. Hierdurch können insbesondere Kollisionen des Gespanns mit Objekten vermieden werden. Beispielsweise wird eine Objekterkennung durchgeführt, in deren Rahmen mittels des Sensors Objekte in der Umgebung des Gespanns identifiziert werden. Anhand dieser Objekterkennung kann dann das ausgewählte Fahrmanöver bedarfsgerecht angepasst werden, beispielsweise derart, dass eine Kollision des Gespanns mit einem erkannten Objekt vermieden wird.
Der genannte Sensor kann dabei am Zugfahrzeug vorgesehen sein. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Parksensor des Zugfahrzeugs. Ferner ist es möglich, dass der Sensor am Anhänger vorgesehen ist. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Draufsicht eines Gespanns umfassend ein Zugfahrzeug und einen mit dem Zugfahrzeug gelenkig gekoppelten Anhänger, wobei ein Assistenzsystem zum Rangieren des Gespanns vorgesehen ist, und wobei das Assistenzsystem eine Mehrzahl von auswählbaren Fahrmanövern mit unterschiedlichen Trajektorien, entlang denen das Gespann mittels des Assistenzsystems bewegbar ist, aufweist und dazu ausgebildet ist, einer das Assistenzsystem bedienenden Person wenigstens eines der Fahrmanöver zur Auswahl bereitzustellen, und wobei in 1 ein erstes der auswählbaren Fahrmanöver veranschaulicht ist;
2 eine weitere schematische Draufsicht des Gespanns, wobei in 1 ein zweites der auswählbaren Fahrmanöver veranschaulicht ist;
3 eine weitere schematische Draufsicht des Gespanns, wobei in 3 ein drittes der auswählbaren Fahrmanöver veranschaulicht ist;
4 eine schematische Blockdarstellung des Assistenzsystems; und
5 eine weitere schematische Draufsicht des Gespanns, wobei in 5 ein viertes der auswählbaren Fahrmanöver veranschaulicht ist
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Gespann, welches ein Zugfahrzeug 12 in Form eines Personenkraftwagens und einen Anhänger 14 umfasst. Der Anhänger 14 weist eine nicht-gelenkte Deichsel 16 auf, über welche der Anhänger 14 gelenkig mit dem Zugfahrzeug 12 gekoppelt ist. Ferner ist ein in 4 anhand eines Blockschaubilds veranschaulichtes Assistenzsystem vorgesehen, welches beispielsweise eine Komponente des Zugfahrzeugs 12 ist. Das Assistenzsystem kann beispielsweise über eine zugehörige Ein- und Ausgabeeinrichtung des Zugfahrzeugs 12 und/oder über ein mobiles Endgerät wie beispielsweise ein Smartphone oder einen Tablet-PC bedient werden, wobei das mobile Kommunikationsendgerät beispielsweise drahtlos, insbesondere über Funk, mit dem Zugfahrzeug 12 und somit mit dem Assistenzsystem gekoppelt ist. Dem Assistenzsystem ist dabei ein Anzeigeelement in Form eines Bildschirms zugeordnet, welcher beispielsweise als Flüssigkristallbildschirm ausgebildet ist. Der Bildschirm kann dabei im Innenraum des Zugfahrzeugs 12 angeordnet sein. Ferner ist es möglich, dass der Bildschirm ein Bildschirm des mobilen Kommunikationsendgeräts ist. Ferner ist wenigstens ein Bedienelement vorgesehen, über welches eine Person Eingaben in das Assistenzsystem tätigen kann.
Das Assistenzsystem umfasst eine Mehrzahl von auswählbaren Fahrmanövern mit unterschiedlichen Trajektorien, entlang denen das Gespann 10 mittels des Assistenzsystems bewegbar ist. Diese Fahrmanöver sind beispielsweise in einer Speichereinrichtung des Assistenzsystems gespeichert und können prinzipiell alle durch eine das Assistenzsystem bedienende Person, beispielsweise den Fahrer des Zugfahrzeugs 12, ausgewählt werden. Das Assistenzsystem dient dazu, das Gespann 10 entlang der jeweiligen Trajektorie zu rangieren, wobei ein halb-automatisches Rangieren oder ein voll-automatisches Rangieren vorgesehen sein kann. Im Rahmen des halbautomatischen Rangierens werden – wenn das Gespann 10 von einem Startpunkt entlang der Trajektorie bis zu einem Endpunkt bewegt wird – Richtungsänderungen des Gespanns 10 mittels des Assistenzsystems automatisch bewirkt. Mit anderen Worten wird das Gespann 10 mittels des Assistenzsystems automatisch gelenkt, so dass beispielsweise ein Knickwinkel des Anhängers 14 relativ zum Zugfahrzeug 12 während des Rangierens mittels des Assistenzsystems automatische eingestellt wird. Dies bedeutet, dass das Assistenzsystem bei dem halb-automatischen Rangieren die Querführung des Gespanns 10 übernimmt. Ferner ist es im Rahmen des halb-automatischen Rangierens vorgesehen, dass die Längsführung des Gespanns 10 durch die Person, das heißt durch den Fahrer des Zugfahrzeugs 12 erfolgt. Unter der Längsführung ist zu versehen, dass eine Geschwindigkeit des Gespanns 10 – während dieses entlang der Trajektorie bewegt wird – durch den Fahrer eingestellt wird. Zum Einstellen der Geschwindigkeit des Gespanns 10 umfasst das Zugfahrzeug 12 beispielsweise Bedienelemente in Form eines sogenannten Gaspedals und eines Bremspedals. Durch Betätigen des Gaspedals kann der Fahrer das Gespann 10 beschleunigen. Durch Betätigen des Bremspedals kann der Fahrer das Gespann 10 abbremsen. Dadurch kann der Fahrer insgesamt die Geschwindigkeit des Gespanns 10 einstellen.
Im Rahmen des voll-automatischen Rangierens erfolgt sowohl die Längsführung, das heißt das Einstellen der Geschwindigkeit des Gespanns 10, als auch die Querführung, das heißt das Lenken des Gespanns 10 automatisch durch das Assistenzsystem, während das Gespann 10 entlang der Trajektorie bewegt wird. Beim halb-automatischen Rangieren ist es somit erforderlich, dass der Fahrer im Zugfahrzeug 12 sitzt und die Längsführung über das Gas- und Bremspedal selbst übernimmt. Im Rahmen des vollautomatischen Rangierens kann vorgesehen sein, dass die Person beziehungsweise der Fahrer außerhalb des Zugfahrzeugs steht.
Ferner ist es möglich, dass sich die Person beziehungsweise der Fahrer auch im Rahmen des halb-automatischen Rangierens außerhalb des Zugfahrzeugs 12 befindet und im Rahmen des halb-automatischen Rangierens das Gas- und Bremspedal nicht bedient. Hierbei erfolgt die Längsführung durch den Fahrer beziehungsweise der Person derart, dass die sich außerhalb des Zugfahrzeugs 12 aufhaltende Person die Geschwindigkeit des Gespanns 10 über eine Fernbedienungseinrichtung einstellt, ohne hierzu das Gaspedal und Bremspedal direkt bedienen beziehungsweise berühren zu müssen. Hierdurch ist es möglich, dass die sich außerhalb des Zugfahrzeugs 12 aufhaltende Person eine Umgebung des Gespanns 10 überwachen und entsprechend die Geschwindigkeit des Gespanns 10 an die Umgebung anpassen kann. Die Fernbedienungseinrichtung kann beispielsweise durch das genannten mobile Endgerät gebildet sein.
Das Zugfahrzeug 12 weist vier Räder auf, über welche das Zugfahrzeug 12 beim Rangieren beziehungsweise Bewegen entlang der Trajektorie auf einem Untergrund beziehungsweise einer Fahrbahn abrollt. Jedem Rad ist ein Raddrehzahlsensor zugeordnet, mittels welchem eine jeweilige Drehzahl des jeweiligen Rads erfasst wird. Darüber hinaus weist das Zugfahrzeug 12 einen Gierratensensor auf, mittels welchem eine Gierrate um die Fahrzeughochrichtung erfassbar ist. Schließlich ist ein Knickwinkelsensor vorgesehen, mittels welchem der genannte Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug 12 und dem Anhänger 14 erfassbar ist. Das Assistenzsystem greift dabei auf die Raddrehzahlsensoren, den Gierratensensor und den Knickwinkelsensor zu und lenkt das Gespann 10 automatisch in Abhängigkeit von der jeweiligen erfassten Drehzahl, der erfassten Gierrrate und dem erfassten Knickwinkel.
Das Gespann 10, insbesondere das Zugfahrzeug 12, kann zusätzliche Sensoren in Form von Umfeldsensoren umfassen, mittels welchen zumindest ein Teilbereich des Gespanns 10 erfassbar ist. Bei solchen Umfeldsensoren kann es sich um Ultraschall-, Radar- oder Lasersensoren oder um Kameras, insbesondere Stereokameras, handeln. Diese Umfeldsensoren können verwendet werden, um beispielsweise einen freien Raum zu bestimmen, in welchem das Gespann 10 bewegt werden kann, ohne dass es zu Kollisionen des Gespanns 10 mit vom Gespann 10 unterschiedlichen, in der Umgebung angeordneten Objekten, kommt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, mittels dieser Umfeldsensoren eine aktuelle Position des Gespanns 10 in der Umgebung, das heißt den Startpunkt der Trajektorie zu ermitteln.
Anhand von 1 ist ein erstes der auswählbaren Fahrmanöver veranschaulicht. Im Rahmen dieses ersten Fahrmanövers wird das Gespann 10 ausgehend von seiner aktuellen und in 1 veranschaulichten Position derart entlang einer in 1 mit 18 bezeichneten Trajektorie rückwärts bewegt beziehungsweise rangiert, dass das Gespann 10 nach Beenden des Fahrmanövers eine solche Position einnimmt, dass sich der Anhänger 14 in einem Bereich 20 zwischen zwei Kraftwagen 22 und 24 befindet. In dieser Position nimmt der Anhänger 14 eine sogenannte Parkposition ein, wobei diese Parkposition der Endpunkt der Trajektorie 18 ist. Bei der Trajektorie 18 handelt es sich um eine geplante beziehungsweise berechnete Trajektorie, welche mittels des Assistenzsystems derart geplant beziehungsweise berechnet wird, dass – wenn das Gespann 10 entlang der Trajektorie 18 bewegt wird – der Anhänger 14 nach dem Fahrmanöver die beschriebene Parkposition tatsächlich einnimmt. Der Fahrer des Zugfahrzeugs 12 bewegt das Gespann 10 beispielsweise zunächst in eine in 1 gezeigte Position und stellt das Gespann 10 ab. Mit anderen Worten steht das Gespann 10. Anschließend wählt der Fahrer das erste Fahrmanöver aus. Anschließend berechnet das Assistenzsystem die Trajektorie 18, um den Anhänger 14 vorliegend in einem zumindest rechten Winkel abbiegen zu lassen, woraufhin das Assistenzsystem das erste Fahrmanöver durchführt. Mittels des ersten Fahrmanövers wird vorliegend der Anhänger 14 nach rechts eingeparkt. Die Ausführungen zu 1 können jedoch auch ohne weiteres auf ein Fahrmanöver übertragen werden, bei welchem der Anhänger 14 nach links, insbesondere in einem zumindest im Wesentlichen rechten Winkel, eingeparkt wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Person beziehungsweise der Fahrer über wenigstens ein Bedienelement einen zumindest nahezu beliebigen Winkel auswählt beziehungsweise in das Assistenzsystem eingibt, wobei dieser Winkel dann durch das Assistenzsystem abgefahren wird, so dass dadurch der Anhänger 14 eingeparkt wird. Ferner ist es möglich, mit Hilfe der Umfeldsensoren in Abhängigkeit von mittels der Umfeldsensoren in der Umgebung erfassten Objekten ein mögliches Fahrmanöver, insbesondere Einparkmanöver, zu ermitteln und schließlich der Person zur Auswahl bereitzustellen.
Die möglichen, durchführbaren Fahrmanöver werden beispielsweise auf dem zuvor genannten Bildschirm angezeigt, so dass dem Fahrer das jeweilige Fahrmanöver besonders gut veranschaulicht werden kann.
In 2 ist ein zweites der Fahrmanöver veranschaulicht. Im Rahmen des zweiten Fahrmanövers soll das Gespann 10 in eine Parklücke 26 parallel eingeparkt werden, wobei die Parklücke 26 durch Kraftwagen 22 und 24 begrenzt ist. Vor beziehungsweise hinter den Kraftwagen 22 und 24 stehen weitere Personenkraftwagen 28. Der Fahrer des Zugfahrzeugs 12 wählt das zweite Fahrmanöver aus, woraufhin das Assistenzsystem die zugehörige und in 2 mit 30 bezeichnete Trajektorie plant, das heißt berechnet. Bei der Trajektorie 18 beziehungsweise 30 handelt es sich um eine Bahn beziehungsweise Bewegungsbahn, entlang welcher das Gespann 10 bewegt wird. Nach Auswahl des zweiten Fahrmanövers wird die Trajektorie 30 derart berechnet, dass das Gespann 10 im Endpunkt der Trajektorie 30 gegenüber dem Startpunkt um wenigstens eine Breite des Gespanns 10 zuzüglich eines Reserveabstands 32 vorliegend in Fahrzeugquerrichtung nach rechts versetzt ist. Mit anderen Worten wird das zweite Fahrmanöver derart durchgeführt, dass das Gespann 10 um eine Fahrzeugbreite und den Reserveabstand 32 aus der aktuellen Position in Fahrzeugquerrichtung nach rechts versetzt wird. Nach Durchführen des Fahrmanövers befindet sich der Anhänger 14 wieder im Bereich 20.
Als Reserveabstand 32 kann ein vorgebbarer Standardwert verwendet werden. Alternativ ist es möglich, dass der Fahrer über das Bedienelement den Standardwert verändert beziehungsweise einen vorgebbaren Reserveabstand 32 einstellt, um welchen das Gespann 10 zuzüglich zur Fahrzeugbreite vorliegend nach rechts versetzt wird. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, den Reserveabstand 32 mit Hilfe der Umfeldsensoren zu bestimmen. Eine weitere Ausprägungsform wäre, mit Hilfe der Umfeldsensoren in Abhängigkeit von erkannten Objekten mögliche Positionen beziehungsweise Endpunkte des Gespanns 10 zu bestimmen und schließlich der Person zur Auswahl bereitzustellen. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen zu 2 auch ohne weiteres auf ein Fahrmanöver übertragen werden können, bei welchem das Gespann 10 um den Reserveabstand und die Fahrzeugbreite nach links versetzt wird.
In 3 ist ein drittes der Fahrmanöver veranschaulicht. Ausgangssituation ist, dass das Gespann 10 einen beliebigen Knickwinkel aufweist. Wählt der Fahrer das dritte Fahrmanöver, so berechnet das Assistenzsystem eine in 3 mit 37 bezeichnete Trajektorie, derart, dass das Ende der Trajektorie 37 mit der Längsachse des Anhängers 14 zusammenfällt. Im Rahmen des dritten Fahrmanövers wird das Gespann 10 dann derart ausgerichtet, dass auch die Längsachse des Zugfahrzeugs 12 mit der Trajektorie 37 und somit mit der Längsachse des Anhängers 14 zusammenfällt, wobei jedoch die Trajektorie 37 und somit die Längsmittelachse des Anhängers 14 nicht verändert wird. Mit anderen Worten, zu einem Zeitpunkt, zu welchem das dritte Fahrmanöver ausgewählt wird, weist die Längsachse des Anhängers 14 einen Verlauf im Raum auf. Die Trajektorie 37 wird beispielsweise als Gerade derart festgelegt, dass die Trajektorie 37 mit der Längsachse des Anhängers 14 zusammenfällt, so dass der Verlauf der Trajektorie 37 im Raum dem Verlauf der Längsachse des Anhängers 14 im Raum entspricht.
Anschließend wird das Gespann 10 zumindest halb-automatisch mittels des Assistenzsystems derart rangiert, dass der jeweilige Verlauf der Trajektorie 37 und der Längsachse des Anhängers 14 im Endpunkt der Trajektorie dem jeweiligen Verlauf der Trajektorie 37 und der Längsachse des Anhängers 14 im Startpunkt der Trajektorie entspricht und dass die Längsachse des Zugfahrzeugs 12 mit der Längsachse des Anhängers 14 und mit der Trajektorie 37 zusammenfällt. Dann kann das Gespann 10 gerade rückwärts gefahren werden, bis sich der Anhänger 14 in seiner Parkposition, das heißt in dem in 3 mit 20 bezeichneten Bereich befindet. Das dritte Fahrmanöver ermöglicht es dem Fahrer, zunächst den Anhänger 14 so auszurichten, dass der Anhänger 14 einfach gerade beispielsweise nach hinten bewegt werden müsste, um den Anhänger 14 in seine gewünschte Parkposition zu bewegen. Bei dieser durch den Fahrer bewirkten Ausrichtung spielt der Knickwinkel, das heißt die Ausrichtung des Zugfahrzeugs 12 im Startpunkt keine Rolle, da im Rahmen des dritten Fahrmanövers das Zugfahrzeug 12 am Anhänger 14 beziehungsweise dessen Position ausgerichtet wird. Ein Spezialfall des dritten Fahrmanövers ist somit eine Geradeausfahrt des gesamten Gespanns 10. In 5 ist ein viertes der Fahrmanöver veranschaulicht. Ausgangssituation ist, dass das Gespann 10 einen beliebigen Knickwinkel aufweist. Wählt der Fahrer das vierte Fahrmanöver, so berechnet das Assistenzsystem eine in 5 mit 57 bezeichnete Trajektorie, derart, dass der Anhänger 14 in seiner in 5 mit durchgezogenen Linien veranschaulichten Zielposition die gleiche Ausrichtung wie in seiner in 5 mit gestrichelten Linien veranschaulichten Startposition hat, jedoch seitlich versetzt zur Starposition steht. Mit anderen Worten weist der Anhänger 14 in der Zielposition einen Versatz 58 zur Starposition auf. Hierzu muss die Trajektorie 57 als eine solche Trajektorie geplant werden, bei der das Gespann 10 zuerst einen Vorwärtszug, das heißt eine Vorwärtsbewegung und dann einen Rückwärtszug, das heißt eine Rückwärtsbewegung durchführt.
Für den Versatz 58 kann ein vorgebbarer Standardwert verwendet werden. Alternativ ist es möglich, dass der Fahrer über das Bedienelement den Standardwert verändert beziehungsweise einen vorgebbaren Versatz 58 einstellt, um welchen das Gespann 10 zuzüglich zur Fahrzeugbreite vorliegend nach rechts versetzt wird. In 5 ist zur Verdeutlichung ein großer Versatz 58 dargestellt. Vorteilhafter sind kleinere Versätze.
Ein in den Figuren nicht dargestelltes, fünftes Fahrmanöver ist beispielsweise ein Zurücksetzen des Gespanns 10. Ausgangssituation ist, dass das Gespann 10 eine gewisse Strecke vorwärts gefahren ist. Dabei hat das Assistenzsystem Informationen über den befahrenen Weg abgespeichert. Das Zugfahrzeug 12, insbesondere das Gespann 10, weist in der Ausgangssituation einen beliebigen Knickwinkel auf. Wählt der Fahrer das fünfte Fahrmanöver, regelt das Assistenzsystem das Gespann 10 anhand der gespeicherten Information zurück entlang zu einem vorherigen Punkt.
4 zeigt in einem Blockdiagramm das in 4 mit 38 bezeichnete Assistenzsystem, welches beispielsweise durch eine elektronische Steuereinheit beziehungsweise ein Steuergerät verwirklicht wird. Das Assistenzsystem 38 umfasst eine Bahnplanung 39 und eine Bahnregelung 40. Die Aufgabe der Bahnplanung 39 ist es, die in 4 durch einen Richtungspfeil 42 veranschaulichte Auswahl der Person entgegenzunehmen um die zum ausgewählten Fahrmanöver gehörende Bahn beziehungsweise Trajektorie des Anhängers 14 beziehungsweise des Gespanns 10 insgesamt zu berechnen beziehungsweise zu planen und anschließend die geplante Trajektorie der Bahnregelung 40 zu übergeben. Die Übergabe der Trajektorie von der Bahnplanung 39 an die Bahnregelung 40 ist in 4 durch einen Richtungspfeil 43 veranschaulicht. Zum Berechnen der Trajektorie werden insbesondere die jeweiligen Drehzahlen der Räder, die Gierrate sowie der Knickwinkel berücksichtigt. Zusätzlich kann die Bahnplanung 39 Signale von Umfeldsensoren berücksichtigen. Die Umfeldsensoren ermöglichen beispielweise der Bahnplanung 39, einen freien Fahrraum zu bestimmen, in welchem das Gespann 10 bewegt werden kann, ohne dass es zu Kollisionen mit vom Gespann 10 unterschiedlichen Objekten kommt. Somit ermöglichen es die Umfeldsensoren der Bahnplanung 39, Kollisionen des Gespanns 10 mit anderen Objekten zu vermeiden, sowie eine Position des Gespanns 10 relativ zu sich in der Umgebung befindenden Objekten zu bestimmen.
Die Bahnregelung 40 regelt das Gespann 10 entlang der von der Bahnplanung 39 übergebenen Trajektorie, welche eine Soll-Bahn darstellt. Insbesondere wird die Position des Mittelpunkts des Anhängers 14 geregelt, derart, dass der Mittelpunkt der vorgegebenen Trajektorie folgt. Für die Bahnregelung 40 werden die Drehzahlen der Räder, die Gierrate und der Knickwinkel berücksichtigt. Die Bahnregel 40 steuert zumindest die Lenkung des Zugfahrzeugs 12 an. Bei einer voll-automatischen Durchführung werden zusätzlich ein Antriebsaggregat, insbesondere ein Motor, eine Bremse und ein Getriebe des Zugfahrzeugs 12 angesteuert, so dass die Geschwindigkeit des Gespanns 10 eingestellt werden kann. Ferner ist es dadurch möglich, die Fahrtrichtung einzustellen. Mit anderen Worten ist es dadurch möglich, das Gespann 10 automatisch vorwärts und rückwärts zu bewegen. Die Berücksichtigung der Drehzahlen der Räder, der Gierrate und des Knickwinkels durch die Bahnplanung 39 ist durch einen Richtungspfeil 44 veranschaulicht, wobei die Berücksichtigung der Umfeldsensoren durch die Bahnplanung 39 ist durch einen Richtungspfeil 46 veranschaulicht ist. Die Berücksichtigung der Drehzahlen der Räder, der Gierrate und des Knickwinkels durch die Bahnregelung 40 ist durch einen Richtungspfeil 48 veranschaulicht.
Die Bahnregelung 40 gibt beispielsweise einen Soll-Lenkwinkel aus, was durch einen Richtungspfeil 50 veranschaulicht ist. Der Sollwinkel wird der Lenkung zugeführt, die in 4 durch einen Block 52 veranschaulicht ist. Ferner gibt die Bahnregelung 40 eine Soll-Fahrgeschwindigkeit aus, was in 4 durch einen Richtungspfeil 54 veranschaulicht ist. Die Soll-Fahrgeschwindigkeit werden dem Motor und der Bremse zugeführt, die in 4 durch einen Block 56 veranschaulicht sind.
Bezugszeichenliste

10: Gespann
12: Zugfahrzeug
14: Anhänger
16: Deichsel
18: Trajektorie
20: Bereich
22: Kraftwagen
24: Kraftwagen
26: Parklücke
28: Personenkraftwagen
30: Trajektorie
32: Reserveabstand
37: Trajektorie
38: Assistenzsystem
39: Bahnplanung
40: Bahnregelung
42: Richtungspfeil
43: Richtungspfeil
44: Richtungspfeil
46: Richtungspfeil
48: Richtungspfeil
50: Richtungspfeil
52: Block
54: Richtungspfeil
56: Block
57: Trajektorie
58: Versatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012015435 A1 [0002, 0004]

Claims

Assistenzsystem (38) zum Rangieren eines Gespanns (10) umfassend ein Zugfahrzeug (12) und wenigstens einen gelenkig mit dem Zugfahrzeug (12) gekoppelten Anhänger (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem (38) eine Mehrzahl von auswählbaren Fahrmanövern mit unterschiedlichen Trajektorien (18, 30, 37), entlang denen das Gespann (10) mittels des Assistenzsystems (38) bewegbar ist, aufweist und dazu ausgebildet ist, einer das Assistenzsystem (38) bedienenden Person wenigstens eines der Fahrmanöver zur Auswahl bereitzustellen.
Assistenzsystem (38) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor vorgesehen ist, mittels welchem zumindest ein Teilbereich einer Umgebung des Gespanns (10) erfassbar ist, wobei das Assistenzsystem (38) dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Fahrmanöver in Abhängigkeit von dem erfassten Teilbereich zur Auswahl bereitzustellen.
Assistenzsystem (38) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein optischer Sensor, insbesondere eine Kamera, ein Laser-Sensor oder ein Radar-Sensor, ist.
Assistenzsystem (38) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem (38) dazu ausgebildet ist, Objekte in dem erfassten Teilbereich zu erfassen und das wenigstens eine Fahrmanöver in Abhängigkeit von in dem Teilbereich erfassten Objekten zur Auswahl bereitzustellen.
Assistenzsystem (38) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Fahrmanöver ein Parkmanöver in eine Querparklücke oder ein paralleles Parkmanöver in eine Längsparklücke eine ist.
Assistenzsystem (38) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Fahrmanöver ein Rückwärtsfahren mit Ausrichten des Gespanns (10) an einer Längsachse des Anhängers (14) in dessen Startposition ist.
Assistenzsystem (38) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Fahrmanöver ein Rückgängigmachen einer vorherigen Fahrt ist.
Assistenzsystem (38) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Fahrmanöver ein seitliches Versetzen des Anhängers (14) ist.
Verfahren zum Betreiben eines Assistenzsystems (38) zum Rangieren eines Gespanns (10) umfassend ein Zugfahrzeug (12) und wenigstens einen gelenkig mit dem Zugfahrzeug (12) gekoppelten Anhänger (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem (38) eine Mehrzahl von auswählbaren Fahrmanövern mit unterschiedlichen Trajektorien (18, 30, 37), entlang denen das Gespann (10) mittels des Assistenzsystems (38) bewegbar ist, aufweist, wobei einer das Assistenzsystem (38) bedienenden Person wenigstens eines der Fahrmanöver zur Auswahl bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch die Person bewirkte Auswahl des wenigstens einen Fahrmanövers erfasst wird, woraufhin das Gespann (10) entlang der zum ausgewählten Fahrmanöver gehörenden Trajektorie (18, 30, 37) mittels des Assistenzsystems (38) bewegt wird.