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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Rangieren eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Fernsteuereinrichtung und ein Kraftfahrzeug.
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Zur Unterstützung eines Fahrers beim Rangieren eines Kraftfahrzeugs ohne Anhänger existieren eine Vielzahl von Verfahren. Bei einigen Verfahren wird das Sichtfeld des Fahrers durchs Abstandswarner, Kameras oder dergleichen erweitert. In anderen Verfahren werden dem Fahrer einzelne Fahraufgaben beim Rangieren, insbesondere das Einparken in Parklücken, abgenommen. Teilen sich bei einem Parklenksystem der Fahrer und das Kraftfahrzeug noch die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs, so wird beim autonomen Einparken dem Fahrer die komplette Fahraufgabe abgenommen. Der Fahrer ist hier nur noch für die Aktivierung und Deaktivierung des Einparkvorgangs verantwortlich.
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Die
WO 2010/006981 A1 betrifft einen Garagenassistenten zur Einparkunterstützung eines Fahrzeugs in eine Garage oder eine Parklücke. Der Assistent weist eine Umfeldsensorik zur automatischen Erfassung von Raumverhältnissen und eine Fernsteuerung zum Aktivieren eines Einparkvorgangs auf. Der Einparkvorgang wird über eine Schnittstelle visuell auf ein mobiles Endgerät übertragen und ist dort auf einem Display beobachtbar.
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Auch für die Unterstützung des Fahrers beim Rangieren eines Gespanns umfassend ein Zugfahrzeug und wenigstens einen Anhänger sind bereits Verfahren bekannt.
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Bisherige Verfahren zur Unterstützung des Fahrers beim Rangieren eines Kraftfahrzeugs konzentrieren sich in der Regel auf das Einparken des Kraftfahrzeugs in eine klar definierte und damit vermessbare Parkposition (z. B. Parklücke oder Parkbox zwischen anderen Fahrzeugen oder Objekten). Außerdem sind die bisherigen Verfahren in der Regel auf zusätzliche Sensorik (z. B. Kamera, Ultraschall oder dergleichen) angewiesen.
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Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Rangieren eines Kraftfahrzeugs der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere es dem Fahrer erleichtert, in eine nicht oder nur schwer vermessbare Position zu rangieren, wobei das Verfahren mit der vorhandenen Aktuatorik des Kraftfahrzeugs auskommen und auf zusätzliche Sensorik verzichten sollte.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Rangieren eines Kraftfahrzeugs, welches wenigstens einen elektronisch von Steuermitteln des Kraftfahrzeugs ansteuerbaren Aktuator zur Durchführung einer vollautomatisierten bzw. selbsttätigen Fahrt des Kraftfahrzeugs aufweist, von einer Startposition zu einer vorgegebenen Zielposition gelöst, wobei der Fahrer vorab eine von dem Kraftfahrzeug zum Erreichen der vorgegebenen Zielposition nachzufahrende Trajektorie definiert, indem die nachzufahrende Trajektorie von der Startposition bis zu der vorgegebenen Zielposition mittels einer mit den Steuermitteln des Kraftfahrzeugs kommunikationsverbundenen Fernsteuereinrichtung aufgezeichnet wird, wobei von der Fernsteuereinrichtung die definierte Trajektorie an die Steuermittel des Kraftfahrzeugs übermittelt wird, und wobei die Steuermittel des Kraftfahrzeugs den wenigstens einen Aktuator des Kraftfahrzeugs derart ansteuern, dass das Kraftfahrzeug vollautomatisch der definierten Trajektorie folgt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren definiert der Fahrer eine abzufahrende Trajektorie (z. B. in eine Parkposition), indem er die Trajektorie vorab aufzeichnet. Das Fahrzeug bzw. Fahrzeuggespann fährt danach die aufgezeichnete Trajektorie automatisch ab. Somit können in vorteilhafter Weise auch nicht oder nur schwer vermessbare Positionen bzw. Parkpositionen erreicht werden. Derartige Positionen bzw. Parkpositionen sind z. B. eine Be- oder Entladestelle auf einem Betriebshof oder eine Ankoppelposition an einen Anhänger. Ein weiterer Anwendungsfall ist aber auch das Rangieren in sehr engen und unübersichtlichen Situationen. Das erfindungsgemäße Verfahren kommt mit der vorhandenen Aktuatorik des Fahrzeugs aus und benötigt keine zusätzlichen Sensoriken. Der Fahrer kann sich in vorteilhafter Weise während des Abfahrens der Trajektorie beliebig positionieren, um einen optimalen Überblick über die aktuelle Fahrsituation zu bekommen und um z. B. Hindernisse zu erkennen. Der Fahrer kann das Abfahren der Trajektorie jederzeit unterbrechen und wieder starten, um z. B. temporäre Hindernisse wie Passanten passieren zu lassen. Das Verfahren eignet sich für das Einparken in enge Parkpositionen, bei denen das Aussteigen aus Platzgründen nicht oder nur erschwert möglich ist. Genauso eignet sich das Verfahren für das Ausparken aus diesen Parkpositionen.
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Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Fahrer zum Aufzeichnen der Trajektorie diese mit der Fernsteuereinrichtung von der Startposition bis zu der vorgegebenen Zielposition abläuft.
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Dabei kann der Fahrer die Trajektorie wie folgt definieren und das Abfahren kontrollieren:
- 1. Der Fahrer positioniert sich vor bzw. hinter dem Fahrzeug;
- 2. Der Fahrer startet über die Fernsteuereinrichtung bzw. Fernbedienung die Aufzeichnung der Trajektorie;
- 3. Der Fahrer läuft die gewünschte Trajektorie bis zur Zielposition ab;
- 4. Der Fahrer stoppt über die Fernsteuereinrichtung die Aufzeichnung der Trajektorie;
- 5. Der Fahrer macht den Weg für das Kraftfahrzeug frei;
- 6. Der Fahrer startet über die Fernsteuereinrichtung das Abfahren der Trajektorie;
- 7. Der Fahrer überwacht das Abfahren der Trajektorie;
- 8. Der Fahrer stoppt über die Fernsteuereinrichtung das Abfahren der Trajektorie, falls dies notwendig sein sollte.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Kraftfahrzeug während der Aufzeichnung selbsttätig bzw. vollautomatisch der bereits definierten Trajektorie in einem vorgegebenen Abstand zu dem Fahrer folgt. Optional kann das Fahrzeug die Trajektorie schon während der Aufzeichnung der Trajektorie aber in einem sicheren Abstand zu dem Fahrer abfahren, um Zeit zu sparen.
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Vorteilhaft ist es, wenn mittels der Fernsteuereinrichtung wenigstens ein Grenzpunkt definiert wird, der von dem Kraftfahrzeug, insbesondere beim Nachfahren der Trajektorie, nicht befahren werden darf. Optional kann der Fahrer, um Kollisionen mit Hindernissen zu vermeiden, zusätzlich zur Trajektorie Grenzpunkte definieren, die nicht überfahren werden dürfen. Der Fahrer kann sich hierzu vor Fahrtbeginn an diese Grenzpunkte begeben und sie über die Fernsteuereinrichtung speichern bzw. aufzeichnen.
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Vorab kann eine Prüfung durchgeführt werden, ob die definierte Trajektorie durch das Kraftfahrzeug befahrbar ist. Sonach kann das Fahrzeug die Trajektorie auf Fahrbarkeit prüfen.
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Zur Aufzeichnung der nachzufahrenden Trajektorie und des wenigstens einen Grenzpunkts kann eine relative Position des Fahrers zu dem Kraftfahrzeug mittels GPS (Global Positioning System), Bluetooth (insbesondere BLE/Bluetooth Low Energy) oder deren Kombination bestimmt werden. Für die Aufzeichnung der Trajektorie und der Grenzpunkte kann die relative Position des Fahrers zum Fahrzeug über ein geeignetes Verfahren bestimmt werden. Beispiele für geeignete Verfahren sind GPS und BLE oder eine Kombination dieser beiden Verfahren.
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Die Position des Kraftfahrzeugs auf der definierten Trajektorie kann mittels GPS, Bluetooth, insbesondere BLE, Odometrie, einem inertialen Navigationssystem (INS) oder deren Kombination bestimmt werden. Für die Bestimmung der Position des Fahrzeugs auf der Trajektorie kann ein geeignetes Verfahren verwendet werden. Beispiele für geeignete Verfahren sind GPS, BLE, Odometrie, INS oder eine Kombination aus diesen Verfahren.
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Als Kommunikationsverbindung zwischen den Steuermitteln des Kraftfahrzeugs und der Fernsteuereinrichtung kann eine Funkverbindung, insbesondere Bluetooth oder WLAN zum Einsatz kommen. Für die Übertragung von Informationen zwischen Fernsteuerung und Fahrzeug kann ein geeignetes Verfahren verwendet werden. Beispiele für geeignete Verfahren sind Bluetooth und WLAN.
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Die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs kann in Abhängigkeit davon gewählt werden, ob die Startposition der definierten Trajektorie im Frontbereich oder im Heckbereich des Kraftfahrzeugs festgelegt wird. Das Fahrzeug wählt sonach die Fahrtrichtung abhängig davon, ob die Trajektorie vor oder hinter dem Fahrzeug beginnt. Mit anderen Worten fährt das Kraftfahrzeug vorwärts, wenn die Trajektorie vor dem Fahrzeug beginnt und rückwärts, wenn die Trajektorie hinter dem Fahrzeug beginnt.
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Das Kraftfahrzeug kann die Trajektorie nach dem folgenden Verfahren abfahren:
- 1. Das Kraftfahrzeug wartet auf den Startbefehl durch den Fahrer bzw. durch die Fernsteuereinrichtung;
- 2. Das Kraftfahrzeug prüft die Trajektorie auf Fahrbarkeit;
- 3. Das Kraftfahrzeug wählt die Fahrtrichtung abhängig davon, ob die Trajektorie vor oder hinter dem Kraftfahrzeug beginnt:
- 4. Das Fahrzeug fährt die Trajektorie ab; und
- 5. Das Fahrzeug stoppt das Abfahren, sobald das Ende der Trajektorie erreicht ist oder der Fahrer das Abfahren über die Fernsteuereinrichtung stoppt.
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In sehr vorteilhafter Weise kann das Kraftfahrzeug als Zugfahrzeug Teil eines Kraftfahrzeuggespanns mit einem oder mehreren Anhängern sein. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für das komfortable Rangieren mit einem Fahrzeuggespann, also einem Fahrzeug mit einem oder mehreren Anhängern.
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In Anspruch 11 ist eine Fernsteuereinrichtung eingerichtet zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren angegeben. Es kann eine Fernsteuerung verwendet werden, deren Relativposition zum Fahrzeug bestimmt werden kann, die insbesondere per Funk mit dem Fahrzeug kommunizieren kann und mit der sich Funktionen auf dem Fahrzeug aktivieren und deaktivieren lassen.
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Die Fernsteuereinrichtung kann wenigstens eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere zur Anzeige des Kraftfahrzeugs, des Fahrers, der definierten Trajektorie und/oder des wenigstens einen Grenzpunkts, vorzugsweise aus einer Vogelperspektive oder einer isometrischen Perspektive, umfassen. Optional kann die Fernsteuerung sonach mit einer Anzeige ausgestattet werden, die das Fahrzeug, den Fahrer, die Trajektorie und die Grenzpunkte anzeigen kann. Die Fernsteuereinrichtung kann ein Touchscreen-Gerät, beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablet sein.
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In Anspruch 14 ist ein Kraftfahrzeug angegeben, welches wenigstens einen Aktuator zur Durchführung einer vollautomatisierten Fahrt des Kraftfahrzeugs und Steuermittel zur elektronischen Ansteuerung des wenigstens einen Aktuators umfasst, wobei die Steuermittel zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet sind.
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Das Kraftfahrzeug ist mit wenigstens einem Aktuator ausgestattet, der es dem Fahrzeug ermöglicht, einer vorgegebenen Trajektorie zu folgen. Dazu zählt mindestens ein automatisch lenkbares Rad, mindestens ein automatisch antreibbares Rad und mindestens ein automatisch bremsbares Rad. Das Kraftfahrzeug kann dazu einen elektronisch von Steuermitteln des Kraftfahrzeugs ansteuerbaren Antriebsstrang aufweisen, mit welchem eine vollautomatische oder selbsttätige Fahrt des Kraftfahrzeugs durchführbar ist. Der Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs kann automatisch mittels eines Lenksystems des elektronisch ansteuerbaren Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs geregelt werden. Ein derartiges Lenksystem kann z. B. eine EPS (Electric Power Steering) oder ein AFS (Active Front Steering) sein. Eine vorselektierte Fahrgeschwindigkeit kann automatisch über das Antriebsaggregat bzw. den Motor (z. B. E-Gas) und die Bremsanlage (z. B. ESP) des Kraftfahrzeugs eingeregelt werden; alternativ kann dabei auch nur die Bremse und ein Standgas verwendet werden. Die vorselektierte Fahrtrichtung kann automatisch über das Getriebe des Kraftfahrzeugs eingestellt werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
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1–6 zeigen vereinfachte, schematische Darstellungen zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Kraftfahrzeuggespanns.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Fahrer 2 als Zugfahrzeug eines Kraftfahrzeuggespanns 3 mit einem Anhänger 4 dargestellt. Die Räder des Kraftfahrzeugs 1 und des Anhängers 4 sind mit dem Bezugszeichen 5 versehen. Der Fahrer hält eine Fernsteuereinrichtung 6 in der Hand (vereinfacht dargestellt). Darüber hinaus sind Parklücken bzw. Parkpositionen 7 in 1 angedeutet.
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In 1 hat der Fahrer 2 das Kraftfahrzeuggespann 3 in eine Ausgangsposition gefahren.
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Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren zur Unterstützung des Fahrers 2 beim Rangieren des Kraftfahrzeugs 1, welches als Zugfahrzeug Teil des Kraftfahrzeuggespanns 3 mit dem Anhänger 4 ist, und welches wenigstens ein elektronisch von gestrichelt, angedeuteten Steuermitteln 8 des Kraftfahrzeugs 1 ansteuerbaren Aktuator (nicht dargestellt) zur Durchführung einer vollautomatisierten Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 aufweist, von einer Startposition 9 zu einer vorgegebenen Zielposition 10 (siehe 4), vorgeschlagen, wobei der Fahrer 2 vorab eine von dem Kraftfahrzeug 1 zum Erreichen der vorgegebenen Zielposition 10 nachzufahrende Trajektorie 11 definiert (siehe 3, 4 und 5), indem die nachzufahrende Trajektorie 11 von der Startposition 9 bis zu der vorgegebenen Zielposition 10 mittels der mit den Steuermitteln 8 des Kraftfahrzeugs 1 kommunikationsverbundenen Fernsteuereinrichtung 6 aufgezeichnet wird, wobei von der Fernsteuereinrichtung 6 die definierte Trajektorie 11 an die Steuermittel 8 des Kraftfahrzeugs 1 übermittelt wird, und wobei die Steuermittel 8 des Kraftfahrzeugs 1 den wenigstens einen Aktuator des Kraftfahrzeugs 1 derart ansteuern, dass das Kraftfahrzeug 1 vollautomatisch der definierten Trajektorie 11 folgt.
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Die Trajektorie 11 kann dabei auch lediglich einmal aufgezeichnet werden, wobei das Kraftfahrzeug 1 bzw. das Kraftfahrzeuggespann 3 wiederholt von der Startposition 9 (z. B. täglich) wieder in die entsprechende Parkposition rangiert werden kann.
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Funktionsgleiche Elemente sind in den 1–6 mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Wie aus 2. ersichtlich, kann sich der Fahrer 2 mit der Fernsteuereinrichtung 6 hinter das Kraftfahrzeuggespann 3 begeben.
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Der Fahrer 2 kann zum Aufzeichnen der Trajektorie 11 diese mit der Fernsteuereinrichtung 6 von der Startposition 9 bis zu der vorgegebenen Zielposition 10 ablaufen. Wie aus 3 ersichtlich, aktiviert der Fahrer 2 mit der Fernsteuereinrichtung 6 die Aufzeichnung und läuft die Trajektorie 11 ab.
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In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Kraftfahrzeug 1 bereits während der Aufzeichnung vollautomatisch den bereits definierten Teil der Trajektorie 11 in einem vorgegebenen Sicherheitsabstand zu dem Fahrer 2 nachfahren.
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In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann mittels der Fernsteuereinrichtung 6 wenigstens ein Grenzpunkt definiert werden, der von dem Kraftfahrzeug 1 bzw. von dem Kraftfahrzeuggespann 3 nicht befahren werden darf.
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Es kann vorab überprüft werden, ob die definierte Trajektorie 11 durch das Kraftfahrzeug 1 bzw. das Kraftfahrzeuggespann 3 befahrbar ist.
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Zur Aufzeichnung der nachzufahrenden Trajektorie 11 und des wenigstens einen Grenzpunkts kann eine relative Position des Fahrers 2 zu dem Kraftfahrzeug 1 mittels GPS, Bluetooth oder deren Kombination bestimmt werden. Die Position des Kraftfahrzeugs 1 auf der definierten Trajektorie 11 kann mittels GPS, Bluetooth, Odometrie, einem inertialen Navigationssystem (INS) deren Kombination oder sonstiger, geeigneter Verfahren bestimmt werden. Als Kommunikationsverbindung zwischen den Steuermitteln 8 des Kraftfahrzeugs 1 und der Fernsteuereinrichtung 6 kann eine Funkverbindung, insbesondere Bluetooth oder WLAN verwendet werden.
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Wie in 4 dargestellt, stoppt der Fahrer 2 mit der Fernsteuereinrichtung 6 die Aufzeichnung, nachdem er die Zielposition 10 erreicht hat und macht den Weg frei (der Fahrer 2 befindet sich in 4 in einer anderen Parklücke). Die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 kann in Abhängigkeit davon gewählt werden, ob der Beginn der definierten Trajektorie 11 im Frontbereich oder im Heckbereich des Kraftfahrzeugs 1 festgelegt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beginnt die definierte Trajektorie 11 im Heckbereich des Kraftfahrzeugs 1 und somit wird eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs 1 gestartet, um das Kraftfahrzeuggespann 3 bzw. den Anhänger 4 in die Zielposition 10 zu bewegen. Die Steuermittel 8 und die Fernsteuereinrichtung 6 sind zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingerichtet. Die Fernsteuereinrichtung 6 kann wenigstens eine Anzeigeeinrichtung (nicht dargestellt), insbesondere zur Anzeige des Kraftfahrzeugs 1, des Fahrers 2, der definierten Trajektorie 11 und/oder des wenigstens einen, nicht dargestellten Grenzpunkts, vorzugsweise aus einer Vogelperspektive oder einer isometrischen Perspektive, umfassen. Dazu kann die Fernsteuereinrichtung 6 als Touchscreen-Gerät, insbesondere als Tablet oder als Smartphone ausgeführt sein.
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In 5 startet der Fahrer 2 mit der Fernsteuereinrichtung 6 den Abfahrvorgang und das Kraftfahrzeuggespann 3 fährt automatisch die Trajektorie 11 ab. In 6 hat das Kraftfahrzeuggespann 3 die Zielposition 10 bzw. die Endposition erreicht und stoppt automatisch.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrer
- 3
- Kraftfahrzeuggespann
- 4
- Anhänger
- 5
- Räder
- 6
- Fernsteuereinrichtung
- 7
- Parkposition
- 8
- Steuermittel
- 9
- Startposition
- 10
- Zielposition
- 11
- Trajektorie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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