DE102014201841A1

DE102014201841A1 - Aktive Anhänger-Rückfahrassistenz mit Objektvermeidung

Info

Publication number: DE102014201841A1
Application number: DE102014201841.2A
Authority: DE
Inventors: Erick Michael Lavoie; Douglas Scott Rhode; Darrel Alan Recker
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2014-02-03
Publication date: 2014-08-07
Also published as: CN103963781B; US20140222288A1; CN103963781A; US9164955B2

Abstract

Ein Anhänger-Rückfahrassistenzgerät weist ein Hinderniserfassungssystem auf, das betätigt werden kann, um Informationen auszugeben, die die Nähe eines benachbarten Gegenstands zu einer Fahrzeug-Anhänger-Kombination charakterisieren, während die Fahrzeug-Anhänger-Kombination rückwärts zu einer Ziellage gefahren wird, und ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem-Korrekturgerät, das mit dem Hinderniserfassungssystem gekuppelt ist. Das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem verwendet die Informationen, die die Nähe des Objekts charakterisieren, um zu bestimmen, ob ein Weg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination geändert werden muss, um ein Zusammenstoßpotenzial der Fahrzeug-Anhänger-Kombination mit dem Objekt einzuschränken, und setzt eine Wegkorrekturaktion um, um den Fahrweg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu verändern, um das Zusammenstoßpotenzial der Fahrzeug-Anhänger-Kombination mit dem Objekt zu verringern.

Description

Die hier gegebenen Offenbarungen betreffen allgemein Fahrerassistenz und aktive Sicherheitstechnologien in Fahrzeugen und insbesondere die Umsetzung von Objektvermeidung zusammen mit Anhänger-Rückfahrassistenz.
Es ist gut bekannt, dass das Rückwärtsfahren mit einem angehängten Anhänger für viele Fahrer eine schwierige Aufgabe ist. Das gilt insbesondere für Fahrer, die im Rückwärtsfahren mit Anhängern nicht geübt sind, wie zum Beispiel diejenigen, die nicht sehr oft mit einem angehängten Anhänger fahren (zum Beispiel einen gemieteten Anhänger haben, einen eigenen Anhänger nicht oft verwenden usw.). Ein Grund für eine solche Schwierigkeit besteht darin, dass das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger das Gegenlenken erfordert, das dem normalen Lenken entgegengesetzt ist, wenn das Fahrzeug ohne einen angehängten Anhänger rückwärts gefahren wird, und/oder Bremsen erfordert, um die Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu stabilisieren, bevor ein Ausbrechzustand auftritt. Ein anderer Grund für eine solche Schwierigkeit ist, dass geringfügige Fehler beim Lenken beim Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger verstärkt werden, was den Anhänger veranlasst, von einem gewünschten Weg abzuweichen. Noch ein anderer Grund ist, dass oft Objekte und/oder Strukturen vorhanden sind, die den verfügbaren Raum, durch welchen der Anhänger rückwärts gefahren werden soll, einschränken.
Um den Fahrer beim Lenken eines Fahrzeugs mit angeschlossenem Anhänger zu unterstützen, muss ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem die Absicht des Fahrers kennen. Eine gewöhnliche Annahme bei bekannten Rückfahrassistenzsystemen ist, dass ein Fahrer eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger wünscht, gerade rückwärts zu fahren, und dass das System entweder implizit oder explizit eine Wegkrümmung gleich null für die Fahrzeug-Anhänger-Kombination annimmt. Leider umfassen die meisten realen Gebrauchsfälle des Rückwärtsfahrens eines Anhängers einen gekrümmten Weg, und das Annehmen eines Wegs mit null Krümmung würde daher die Nützlichkeit des Systems signifikant einschränken. Einige bekannte Systeme nehmen an, dass ein Weg von einer Karte oder einem Wegplaner bekannt ist. Dazu arbeiten bestimmte bekannte Anhänger-Rückfahrassistenzsysteme mit einer Forderung, dass ein Anhänger-Rückfahrweg bekannt ist, bevor das Rückwärtsfahren des Anhängers beginnt, wie zum Beispiel von einer Karte oder einem Wegplaner-Algorithmus. Unerwünschterweise sind solche Umsetzungen der Anhänger-Rückfahrassistenzsysteme dafür bekannt, dass sie eine relativ komplexe Mensch-Maschinenschnittstelle (HMI) haben, um den Weg, Hindernisse und/oder das Ziel des Rückfahrmanövers anzugeben. Ferner erfordern solche Systeme auch irgendeine Art, um zu bestimmen, wie gut dem gewünschten Weg gefolgt wird, und zu wissen, wann das gewünschte Ziel oder der Stopppunkt und die Ausrichtung erfüllt sind, indem Ansätze, wie zum Beispiel Kameras, Trägheitsnavigation oder Hochpräzisions-GPS verwendet werden. Diese Anforderungen führen zu einem relativ komplexen und kostspieligen System.
Wie oben erwähnt, ist ein Grund dafür, dass sich das Rückwärtsfahren eines Anhängers als schwierig erweisen kann, die Notwendigkeit, das Fahrzeug auf eine Art zu steuern, die das Potenzial für das Auftreten eines Ausbrechzustands begrenzt. Ein Anhänger hat einen Ausbrechzustand erreicht, wenn ein Kupplungswinkel durch Anlegen einer maximalen Lenkeingabe für das Fahrzeug nicht verringert werden kann (das heißt nicht weniger spitz gemacht werden kann), indem zum Beispiel die Vorderräder des Fahrzeugs zu einem maximalen Lenkwinkel an einer maximalen Rate der Lenkwinkeländerung gelenkt werden. In dem Fall, in dem der Ausbrechwinkel erreicht wird, muss das Fahrzeug vorwärts gezogen werden, um den Kupplungswinkel zu lindern, um den Ausbrechzustand zu eliminieren und es daher zu erlauben, dass der Kupplungswinkel über Handhabung der gelenkten Räder des Fahrzeugs gesteuert wird. Zusätzlich dazu, dass der Ausbrechzustand die nachteilige Situation schafft, in der das Fahrzeug vorwärts gezogen werden muss, kann er auch zu Schäden an dem Fahrzeug und/oder dem Anhänger führen, wenn bestimmte Betriebsbedingungen des Fahrzeugs in Zusammenhang mit seiner Geschwindigkeit, dem Maschinendrehmoment, der Beschleunigung und dergleichen nicht erfasst werden und ihnen nicht begegnet wird. Wenn das Fahrzeug zum Beispiel mit einer entsprechend hohen Geschwindigkeit fährt und/oder einer entsprechend hohen Längsbeschleunigung unterliegt, wenn der Ausbrechzustand erreicht wird, kann die relative Bewegung des Fahrzeugs in Bezug auf den Anhänger zu Berührung zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger führen und dadurch den Anhänger und/oder das Fahrzeug beschädigen.
Wie oben auch erwähnt, ist ein anderer Grund, warum sich das Rückwärtsfahren eines Anhängers als schwierig erweisen kann, dass oft Objekte und/oder Strukturen vorhanden sind, die den verfügbaren Raum, durch den der Anhänger rückwärts zu fahren ist, einschränken. Ein Fahrer muss sich daher nicht nur um das Rückwärtsfahren des Anhängers zu einer beabsichtigten Lage sorgen, sondern auch darum, das auf eine Art zu tun, durch die weder das Fahrzeug noch der Anhänger mit benachbarten Objekten und/oder Strukturen zusammenstoßen. Zu dieser Herausforderung kommt noch dazu, dass das Potenzial des Fahrzeugs und des Anhängers, einen Ausbrechzustand zu erreichen, die Manövrierbarkeit für die Navigation durch solche Objekte, ohne sie anzustoßen, einschränkt.
Daher wäre eine Lösung des Vorsehens einer Anhänger-Rückfahrassistenz mit Objektvermeidung vorteilhaft, wünschenswert und nutzbringend.
Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands zielen auf das Unterstützen eines Fahrers beim Rückwärtsfahren eines Anhängers, der an ein Fahrzeug angeschlossen ist (das heißt die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger) auf eine Art, die das Zusammenstoßpotenzial des Fahrzeugs oder des Anhängers mit Hindernissen und/oder Strukturen (das heißt benachbarten Objekten), durch die der Anhänger rückwärts gefahren werden muss, um eine Ziellage (das heißt beabsichtigte Lage) zu erreichen, ab. Dazu verwenden Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands die Nähe solcher benachbarter Objekte als eine Eingabe in einen Algorithmus, um den Weg des Fahrzeugs und des Anhängers zu korrigieren, um das Zusammenstoßen mit solchen benachbarten Objekten zu vermeiden (das heißt Wegkorrekturfunktionalität). Bei bestimmten Umsetzungen kann die Wegkorrekturfunktionalität als Reaktion darauf angewandt werden, dass ein Fahrer des Fahrzeugs, der das Fahrzeug durch Gebrauch einer Mensch-Maschinenschnittstelle (HMI) führt. Bei anderen Umsetzungen wird die Wegkorrekturfunktionalität automatisch in Verbindung mit dem Steuern eines Fahrwegs des Fahrzeugs unter Einsatz einer Vielfalt seiner elektromechanischen Systeme ausgeführt. Die Wegkorrekturfunktionalität kann auf eine Art umgesetzt werden, die das Potenzial für das Erreichen eines Ausbrechzustands zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger einschränkt, wie zum Beispiel durch Erfassen eines bevorstehenden Ausbrechzustands (das heißt eines Zustands, der ein Ausbrechen ermöglicht) und entsprechendes Umsetzen einer Ausbrechgegenmaßnahme, um den bevorstehenden Ausbrechzustands zu lindern. Optional kann bei bestimmten Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands eine Warnung (zum Beispiel taktil, Audio, visuell und/oder dergleichen) als Reaktion auf das Erfassen eines bevorstehenden und/oder aktuellen Zustands (zum Beispiel eines Ausbrechzustands), der erfordert, dass das Fahrzeug vorwärts gezogen wird, umgesetzt werden, und/oder den Hinweis vorsehen, dass sich das Fahrzeug oder der Anhänger einem benachbarten Objekten nähert. Entsprechend tragen Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands zur Umsetzung der Anhänger-Rückfahrassistenz-Funktionalität auf, eine Art bei, die relativ einfach, effektiv und sicher ist.
Bei einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands weist ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim Rückwärtsfahren einer Fahrzeug-Anhänger-Kombination eine Vielzahl von Vorgängen auf. Ein Vorgang wird ausgeführt, um die Nähe eines benachbarten Objekts zu der Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu bestimmen, während die Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu einer Ziellage rückwärts gefahren wird. Ein Vorgang wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob ein Weg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination geändert werden muss, um ein Potenzial, dass die Fahrzeug-Anhänger-Kombination mit dem Objektbasierend auf der Nähe des Objekts zu der Fahrzeug-Anhänger-Kombination zusammenstößt, einzuschränken. Danach wird ein Vorgang ausgeführt, um eine Wegkorrekturaktion umzusetzen, um den Fahrweg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu verändern, um das Zusammenstoßpotenzial der Fahrzeug-Anhänger-Kombination mit dem benachbarten Objekt zu verringern. Ein oder mehrere Datenverarbeitungsgeräte greifen aus dem Speicher, der mit dem einen oder den mehreren Datenverarbeitungsgeräten gekuppelt ist, auf Anweisungen zu, um das eine oder die mehreren Datenverarbeitungsgeräte zu veranlassen, solche Vorgänge auszuführen.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands weist ein Anhänger-Rückfahrassistenzgerät ein Hinderniserfassungssystem auf, das betätigt werden kann, um Informationen auszugeben, die die Nähe eines benachbarten Gegenstands zu einer Fahrzeug-Anhänger-Kombination charakterisieren, während die Fahrzeug-Anhänger-Kombination rückwärts zu einer Ziellage gefahren wird, und ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem-Korrekturgerät, das mit dem Hinderniserfassungssystem gekuppelt ist. Das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem verwendet die Informationen, die die Nähe des Objekts charakterisieren, um zu bestimmen, ob ein Weg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination geändert werden muss, um ein Zusammenstoßpotenzial der Fahrzeug-Anhänger-Kombination mit dem Objekt einzuschränken, und setzt eine Wegkorrekturaktion um, um den Fahrweg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu verändern, um das Zusammenstoßpotenzial der Fahrzeug-Anhänger-Kombination mit dem Objekt zu verringern.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands hat ein elektronisches Steuersystem einen Satz von Anweisungen, der konkret auf einem nicht flüchtigen prozessorlesbaren Träger davon verkörpert ist. Dieser Satz von Anweisungen ist von dem nicht vorübergehenden prozessorlesbaren Träger durch ein oder mehrere Datenverarbeitungsgeräte des elektronischen Steuersystems zugänglich, um von ihnen analysiert zu werden. Der Satz von Anweisungen ist konfiguriert, um das eine oder die mehreren Datenverarbeitungsgeräte zu veranlassen, eine Vielzahl von Vorgängen auszuführen. Ein Vorgang wird ausgeführt, um die Nähe eines benachbarten Objekts zu der Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu bestimmen, während die Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu einer Ziellage rückwärts gefahren wird. Ein Vorgang wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob ein Weg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination verändert werden muss, um ein Potenzial, dass die Fahrzeug-Anhänger-Kombination mit dem Objektbasierend auf der Nähe des Objekts zu der Fahrzeug-Anhänger-Kombination zusammenstößt, einzuschränken. Danach wird ein Vorgang ausgeführt, um eine Wegkorrekturaktion umzusetzen, um den Fahrweg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu verändern, um das Zusammenstoßpotenzial der Fahrzeug-Anhänger-Kombination mit dem benachbarten Objekt zu verringern.
Diese und andere Aufgaben, Ausführungsformen, Vorteile und/oder Unterscheidungen des erfinderischen Gegenstands werden bei der weiteren Durchsicht der folgenden Spezifikationen, dazugehörenden Zeichnungen und anliegenden Ansprüche leichter erkennbar.
1A ist ein Blockschaltbild, das ein Fahrzeug zeigt, das konfiguriert ist, um eine Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands auszuführen.
1B ist eine schematische Ansicht, die eine Fahrzeug-Anhänger-Kombination zeigt, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands konfiguriert ist.
1C ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Bereitstellen der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität mit Gegenstandsvermeidung zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht, die eine bevorzugte Ausführungsform des Anhänger-Rückfahrlenkeingabegeräts, das unter Bezugnahme auf 1A besprochen ist, zeigt.
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Anhänger-Rückfahrabfolge zeigt, die unter Einsatz des Anhänger-Rückfahrlenkeingabegeräts, das unter Bezugnahme auf 2 besprochen ist, umgesetzt ist.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Umsetzen der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands zeigt.
5 ist eine schematische Ansicht, die ein kinematisches Modell zeigt, das zur Bereitstellung von Informationen konfiguriert ist, die beim Bereitstellen der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand verwendet wird.
6 ist eine Grafik, die ein Beispiel einer Anhängerwegkrümmungsfunktionszeichnung für Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät des drehenden Typs, in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand konfiguriert zeigt.
7 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Kupplungswinkel und dem gelenkten Winkel, hinsichtlich eines Ausbrechwinkels für ein Fahrzeug-/Anhängersystem, zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Umsetzen von Ausbruch-Gegenmaßnahmenfunktionalität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands zeigt.
Der erfinderische Gegenstand betrifft die Bereitstellung von Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität, die Objektvermeidung umfasst. Wie oben erwähnt, ist ein Grund dafür, dass sich das Rückwärtsfahren eines Anhängers als schwierig erweisen kann, der, dass oft Gegenstände und/oder Strukturen vorhanden sind, die den verfügbaren Raum, durch den der Anhänger rückwärts zu fahren ist, einschränken. Ein Fahrer muss sich daher nicht nur um das Rückwärtsfahren des Anhängers zu einer beabsichtigten Lage sorgen, sondern auch darum, das auf eine Art zu tun, durch die weder das Fahrzeug noch der Anhänger mit benachbarten Objekten und/oder Strukturen zusammenstoßen. Zu dieser Herausforderung kommt noch dazu, dass das Potenzial für das Fahrzeug und den Anhänger, einen Ausbrechzustand zu erreichen, die Manövrierbarkeit für die Navigation durch solche Objekte, ohne sie anzustoßen, einschränkt. Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands verwenden die Nähe solcher benachbarter Objekte als eine Eingabe in einen Algorithmus, um den Weg des Fahrzeugs und des Anhängers zu korrigieren, um das Zusammenstoßen mit solchen benachbarten Objekten zu vermeiden (das heißt Wegkorrekturfunktionalität).
Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands verwenden die Nähe von Hindernissen als eine Eingabe in einen Algorithmus, um den Weg des Fahrzeugs und des Anhängers zu korrigieren, um das Zusammenstoßen mit dem Hindernis zu vermeiden. Es ist gut bekannt, dass es eine Vielfalt von Sensortechnologien und Systemen gibt, die auf aktuellen Fahrzeugen verwendet werden, um die Gegenwart von und/oder Entfernung zu benachbarten Gegenständen des Fahrzeugs zu erfassen. Ultraschallsensoren und/oder Kameras werden zum Beispiel bei Active Park Assist verwendet, um Kurven, Wände und Fahrzeuge zu erfassen, und Radar wird verwendet, um Fahrer über Objekte in und um Fahrzeugtotwinkel zu warnen. Kamera, Ultraschallsensoren und Radar sind Beispiele für Vorrichtungen, die konfiguriert sind, um Informationen zu erfassen, die die Nähe eines Objekts charakterisieren (zum Beispiel Näheinformations-Erfassungsgerät). Dazu können die Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands existierende Näheinformations-Erfassungsgeräte auf dem Fahrzeug nutzen und/oder ein Näheinformations-Erfassungsgerät verwenden, das sich auf dem Anhänger befindet (zum Beispiel ein Zubehörelement, das auf den Anhänger montiert ist).
Wie unten ausführlicher besprochen, kann bei bestimmten Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands die Krümmung eines Fahrwegs des Anhängers (das heißt Anhängerwegkrümmungssteuerung) gesteuert werden, indem es einem Fahrer eines Fahrzeugs erlaubt wird, einen gewünschten Weg des Anhängers anzugeben, indem er eine gewünschte Anhängerwegkrümmung eingibt, während das Rückfahrmanöver des Fahrzeugs und des Anhängers fortschreitet. Obwohl ein Steuerknauf, ein Satz virtueller Knöpfe oder ein Touchscreen umgesetzt werden kann, um die Anhängerwegkrümmungssteuerung zu ermöglichen, ist der erfinderische Gegenstand nicht unnötig auf irgendeine bestimmte Schnittstellenkonfiguration beschränkt, durch die eine gewünschte Anhängerwegkrümmung eingegeben wird. Außerdem kann das Lenkrad in dem Fall, in dem ein Lenkrad mechanisch von gelenkten Rädern des Fahrzeugs abgekuppelt werden kann, ebenfalls als eine Oberfläche verwendet werden, durch die eine gewünschte Anhängerwegkrümmung eingegeben wird. Wie hier ausführlich besprochen wird, werden kinematische Informationen eines Systems, das von dem Fahrzeug und dem Anhänger definiert wird, verwendet, um eine Beziehung (das heißt Kinematik) zwischen der Krümmung des Anhängers und dem Lenkwinkel des Fahrzeugs zu berechnen, um Lenkwinkeländerungen des Fahrzeugs zum Erzielen des angegebenen Anhängerwegs zu berechnen. Lenkvorgaben, die den Lenkwinkeländerungen entsprechen, werden verwendet, um ein Lenksystem des Fahrzeugs zu steuern (zum Beispiel ein elektrisches Servolenkungssystem (EPAS)), um Lenkwinkeländerungen der gelenkten Räder des Fahrzeugs umzusetzen, um den angegebenen Fahrweg des Anhängers zu erzielen (oder zu approximieren). Außerdem kann eine Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand wie unten besprochen eine oder mehrere Gegenmaßnahmen enthalten, die umgesetzt werden, um das Potenzial einzuschränken, dass ein Ausbrechzustand zwischen einem Fahrzeug und einem Anhänger, der von dem Fahrzeug geschleppt wird, erreicht wird.
Unter Bezugnahme auf 1A ist eine Ausführungsform eines Fahrzeugs 100, das konfiguriert ist, um die Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand auszuführen, gezeigt. Ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 des Fahrzeugs 100 steuert die Krümmung des Fahrwegs des Anhängers 110, der an dem Fahrzeug 100 befestigt ist. Eine derartige Steuerung wird durch Wechselwirkung eines Servolenlenkungsassistenzsteuersystems 115 des Fahrzeugs 100 und des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 105 verwirklicht. Während des Betriebs des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 105, während das Fahrzeug 100 rückwärts gefahren wird, ist ein Fahrer des Fahrzeugs 100 manchmal in der Art beschränkt, in welcher er/sie Lenkeingaben über ein Lenkrad des Fahrzeugs 100 ausführen kann. Das ist darauf zurückzuführen, dass das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 in bestimmten Fahrzeugen das Servolenkungssystem 115 steuert und das Servolenlenkungsassistenzsteuersystem 115 direkt mit dem Lenkrad gekuppelt ist (das heißt, dass sich das Lenkrad des Fahrzeugs 100 im Einklang mit den gelenkten Rädern des Fahrzeugs 100 bewegt). Wie unten ausführlicher besprochen, wird eine Mensch-Maschinenschnittstelle (HMI) des Rückfahrassistenzsystems 105 verwendet, um Änderungen in der Krümmung eines Wegs des Anhängers 110 vorzugeben, wie zum Beispiel ein Knauf, wodurch solche Vorgaben vom Ausführen an dem Lenkrad des Fahrzeugs 100 abgekuppelt sind. Bestimmte Fahrzeuge, die konfiguriert sind, um Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand bereitzustellen, haben jedoch die Fähigkeit, die Lenkbewegung selektiv von der Bewegung lenkbarer Räder des Fahrzeugs abzukuppeln, wodurch es dem Lenkrad erlaubt wird, zum Vorgeben von Änderungen in der Krümmung eines Wegs eines Anhängers während solcher Anhänger-Rückfahrassistenz zu verwenden.
Das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 weist ein Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120, ein Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 und ein Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 auf. Das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 ist mit dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 und dem Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 verbunden, um Kommunikation von Informationen zwischen ihnen zu erlauben. Es wird hier offenbart, dass das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät mit dem Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 verdrahtet oder drahtlos gekuppelt werden kann. Das Anhänger-Rückfahrassistenzsystemsteuermodul 120 ist an einem Servolenkungsassistenzsteuermodul 135 des Servolenlenkungsassistenzsteuersystems 115 angeschlossen, um die Kommunikation von Informationen zwischen ihnen zu erlauben. Ein Lenkwinkelerfassungsgerät 140 des Servolenkungsassistenzsteuersystems 115 ist mit dem Servolenkungsassistenzsteuermodul 125 verbunden, um diesem Informationen zu liefern. Das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem ist auch an ein Bremssystemsteuermodul 145, ein Antriebsstrangsteuermodul 150 und ein Objekterfassungsmodul 151 angeschlossen, um Kommunikation von Informationen zwischen ihnen zu erlauben. Gemeinsam definieren das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105, das Servolenkungsassistenzsteuersystem 115, das Bremssystemsteuermodul 145, das Antriebsstrangsteuermodul 150 eine Anhänger-Rückfahrassistenzarchitektur, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands konfiguriert ist.
Das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 ist konfiguriert, um Logik (das heißt Anweisungen) zum Empfangen von Informationen von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125, dem Kupplungswinkelerfassungsgerät 130, dem Servolenkungsassistenzsteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 zu empfangen. Das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 (zum Beispiel ein Anhängerkrümmungsalgorithmus davon) erzeugt Fahrzeugsteuerinformationen als eine Funktion sämtlicher oder eines Teils der Informationen, die von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125, dem Kupplungswinkelerfassungsgerät 130, dem Servolenkungsassistenzsteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 her empfangen werden. Danach werden die Fahrzeuglenkinformationen zu dem Servolenkungsassistenzsteuermodul 135 geliefert, um das Lenken des Fahrzeugs 100 durch das Servolenkungsassistenzsteuersystem 115 zu beeinflussen, um einen vorgegebenen Fahrweg des Anhängers 110 zu erzielen.
Das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 liefert dem Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 Informationen, die den vorgegebenen Fahrweg des Anhängers 110 definieren, zu dem Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 (das heißt Anhängerlenkinformationen). Die Anhängerlenkinformationen können Informationen in Zusammenhang mit einer vorgegebenen Änderung in dem Fahrweg enthalten (zum Beispiel eine Änderung des Radius der Wegkrümmung) und Informationen in Zusammenhang mit einem Hinweis darauf, dass der Anhänger entlang eines Wegs fahren soll, der durch eine Längsmittenlinienachse des Anhängers definiert ist (das heißt im Wesentlichen entlang eines geraden Fahrwegs). Wie unten ausführlich besprochen, weist das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 vorzugsweise eine Drehsteuer-Eingabevorrichtung auf, um es einem Fahrer des Fahrzeugs 100 zu erlauben, mit dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 zu kuppeln, um gewünschte Anhänger-Lenkaktionen vorzugeben (zum Beispiel eine gewünschte Änderung des Radius des Fahrwegs des Anhängers vorzugeben und/oder vorzugeben, dass der Anhänger entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrwegs fährt, wie durch eine Längsmittenlinienachse des Anhängers definiert). Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Drehsteuer-Eingabevorrichtung ein Knauf, der um eine Drehachse, die sich durch eine obere Oberfläche/Seite des Knaufs erstreckt, gedreht werden kann. Bei anderen Ausführungsformen ist die Drehsteuer-Eingabevorrichtung ein Knauf, der um eine Drehachse, die sich im Wesentlichen parallel zu einer oberen Oberfläche/Seite des Knaufs erstreckt, gedreht werden kann.
Bestimmte Fahrzeuge (zum Beispiel diejenigen mit aktiver Vorderachslenkung) haben eine Servolenkungsassistenzsystemkonfiguration, die es einem Lenkrad erlaubt, von Bewegung der gelenkten Räder eines solchen Fahrzeugs abgekuppelt zu werden. Das Lenkrad kann folglich unabhängig von der Art gedreht werden, in der das Servolenkungsassistenzsystem des Fahrzeugs die gelenkten Räder steuert (zum Beispiel wie von den Fahrzeuglenkinformationen vorgegeben, die zu einem Servolenkungsassistenzsystem-Steuermoduls von einem Anhänger-Rückfahrassistenzsystemsteuermodul, das in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands konfiguriert ist, geliefert werden). Diese Typen von Fahrzeugen, bei welchen das Lenkrad selektiv von den gelenkten Rädern abgekuppelt werden kann, um seinen unabhängigen Betrieb zu erlauben, können daher Anhängerlenkinformationen des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems, das in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand konfiguriert ist, durch Drehen des Lenkrads bereitgestellt werden. Es wird hier folglich offenbart, dass bei bestimmten Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands das Lenkrad eine Ausführungsform eines Drehsteuereingabegeräts in dem Kontext des erfinderischen Gegenstands ist. Bei solchen Ausführungsformen würde das Lenkrad (zum Beispiel durch ein Gerät, das selektiv einrückbar/aktivierbar ist) zu einer Ruhezustandsposition zwischen entgegengesetzten Bewegungsdrehbereichen vorgespannt.
Das Kupplungswinkelerfassungsgerät 130, das gemeinsam mit einem Kupplungswinkelerfassungsbauteil 155 des Anhängers 110 arbeitet, beliefert das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 mit Informationen in Zusammenhang mit einem Winkel zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Anhänger 110 (das heißt Kupplungsinformationen). Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 ein auf Kamera basierendes Gerät, wie zum Beispiel eine existierende Rückfahrkamera des Fahrzeugs 100, die ein Ziel (das heißt das Erfassungsbauteil 155 des Kupplungwinkels) abbildet (das heißt visuell überwacht), das an dem Anhänger 110 befestigt ist, während der Anhänger 110 von dem Fahrzeug 100 rückwärts gefahren wird. Vorzugsweise aber nicht unbedingt, ist das Erfassungsbauteil 155 des Kupplungwinkels ein dediziertes Bauteil (zum Beispiel ein Element, das an der Oberfläche des Anhängers 110 für den ausdrücklichen Zweck befestigt/mit diesem integral ist, von dem Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 erkannt zu werden). Alternativ kann das Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 eine Vorrichtung sein, die physisch auf ein Kupplungsbauteil des Fahrzeugs 100 montiert ist, und/oder ein zusammenpassendes Kupplungsbauteil des Anhängers 110, um einen Winkel zwischen Mittenlinienlängsachsen des Fahrzeugs 100 und des Anhängers 110 zu bestimmen. Das Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 kann konfiguriert werden, um einen Ausbruch ermöglichenden Zustand und/oder damit zusammenhängende Informationen zu erfassen (zum Beispiel, wenn ein Kupplungsschwellenwert erreicht wurde).
Das Servolenkungsassistenzsteuermodul 135 stellt dem Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 Informationen in Zusammenhang mit einer Drehposition (zum Beispiel einen Winkel) des Lenkradwinkels und/oder eine Drehposition (zum Beispiel einen oder mehrere Drehwinkel) der gelenkten Räder des Fahrzeugs 100 bereit. Bei bestimmten Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 ein integriertes Bauteil des Servolenkungsassistenzsteuersystems 115 sein. Das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 135 kann zum Beispiel einen Anhänger-Rückfahrassistenzalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen als eine Funktion der gesamten oder eines Teils der Informationen enthalten, die von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125, dem Kupplungswinkelerfassungsgerät 130, dem Servolenkungsassistenzsteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 her empfangen werden.
Das Bremssystemsteuermodul 145 stellt dem Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 Informationen in Zusammenhang mit der Fahrzeuggeschwindigkeit bereit. Derartige Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen können von einzelnen Radgeschwindigkeiten, wie sie von dem Bremssystemsteuermodul 145 überwacht werden, bestimmt werden. In einigen Fällen können einzelne Radgeschwindigkeiten auch verwendet werden, um einen Fahrzeuggierwinkel und/oder eine Gierwinkelrate zu bestimmen, und ein solcher Gierwinkel und/oder eine solche Gierwinkelrate kann zu dem Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 zum Gebrauch beim Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen geliefert werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 Fahrzeugbremsinformationen zu dem Bremssystemsteuermodul 145 liefern, um es dem Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 zu erlauben, das Bremsen des Fahrzeugs 100 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 110 zu steuern. Der Gebrauch des Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermoduls 120 zum Regeln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 110 kann zum Beispiel das Potenzial für inakzeptable Anhängerrückfahrzustände verringern. Beispiele für inakzeptable Anhängerrückfahrzustände umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Fahrzeug-Übergeschwindigkeitszustand, dynamische Instabilität des Anhängerwinkels, einen Anhängerausbrechzustand, wie er durch ein Winkelverlagerungslimit in Bezug auf das Fahrzeug 100 und den Anhänger 110 definiert ist, und dergleichen. Es wird hier offenbart, dass das Rückfahrassistenzsteuermodul 120 ein Signal ausgeben kann, das einer Bekanntgabe (zum Beispiel einer Warnung) eines aktuellen, bevorstehenden und/oder vorweggenommenen inakzeptablen Anhänger-Rückfahrzustands entspricht.
Das Antriebsstrangsteuermodul 150 ist in Wechselwirkung mit dem Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120, um die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Fahrzeugs 100 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 110 zu regeln. Wie oben erwähnt, ist das Regeln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 erforderlich, um das Potenzial für inakzeptable Anhängerrückfahrzustände einzuschränken, wie zum Beispiel Ausbruch und dynamische Instabilität des Anhängerwinkels. Ähnlich wie Hochgeschwindigkeitsbetrachtungen in Zusammenhang mit inakzeptablen Anhängerrückfahrzuständen, kann starke Beschleunigung auch zu solchen inakzeptablen Anhängerrückfahrzuständen führen.
Das Hinderniserfassungssystem 151 erfasst, erzeugt Informationen, die die Nähe von Objekten benachbart zu dem Fahrzeug 100 charakterisieren, und gibt sie aus. Wie in 1B gezeigt, kann das Fahrzeug-Hinderniserfassungssystem 151 eine Vielzahl von Näheinformations-Erfassungsgeräten 153 aufweisen, die jeweils auf das Fahrzeug 100 der Fahrzeug-Anhänger-Kombination 111 (das heißt das Fahrzeug 100 mit dem Anhänger 110 daran befestigt) montiert sind. Beispiele für die auf das Fahrzeug montierten Näheinformations-Erfassungsgeräte 153 umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, einen oder mehrere Ultraschallsensoren, eine oder mehrere Kameras und ein oder mehrere Radar-Sende-Empfangsgeräte. Wie in den 1A und 1B gezeigt, kann der Anhänger 110 auch ein oder mehrere auf den Anhänger montierte Näheinformations-Erfassungsgeräte 157 aufweisen, die mit dem Hinderniserfassungssystem 151 oder optional mit dem Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120 gekuppelt sind. Beispiele für die auf das Fahrzeug montierten Näheinformations-Erfassungsgeräte 157 umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, einen oder mehrere Ultraschallsensoren, eine oder mehrere Kameras und einen oder mehrere Radar-Sende-Empfangsgeräte. Folglich ermöglichen das eine oder die mehreren auf das Fahrzeug montierten Ernährungsinformation-Erfassungsgeräte 153 das Bestimmen der Nähe von Objekten, die sich einem hinteren Teil des Fahrzeugs 100 und einem vorderen Teil des Anhängers 110 nähern, und das eine oder die mehreren auf den Anhänger montierten Näheinformations-Erfassungsgeräte 157 erlauben es, die Nähe von Objekten, die sich einem hinteren Teil des Anhängers 110 nähern, zu bestimmen.
1C zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens 190 zum Bereitstellen von Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität mit Objektvermeidung. Bei einer Ausführungsform sind das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 und die Fahrzeug-Anhänger-Kombination 111, die oben offenbart und besprochen sind, konfiguriert, um das Verfahren 190 zum Bereitstellen von Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität mit Objektvermeidung vorzusehen. Das Verfahren 190 beginnt mit einem Vorgang 192, der ausgeführt wird, um die Nähe eines Objekts neben der Fahrzeug-Anhänger-Kombination 111 zu bestimmen. Zum Beispiel werden während des Rückwärtsfahrens der Fahrzeug-Anhänger-Kombination 111, die von Näheinformations-Erfassungsgeräten, die auf das Fahrzeug 100 und/oder den Anhänger 110 montiert sind, übertragenen Informationen zu dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 verwendet, um die Nähe des Fahrzeugs 100 und/oder Anhängers 110 zu einem benachbarten Objekt zu bestimmen.
Nachdem die Nähe des Objekts bestimmt wurde, wird ein Vorgang 194 ausgeführt, um zu bestimmen, ob ein Weg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination geändert werden muss (das heißt eine Fahrzeug-Anhängerwegkorrektur), um ein Zusammenstoßpotenzial der Fahrzeug-Anhänger-Kombination mit dem Objekt einzuschränken. Das Bestimmen der Fahrzeug-Anhängerwegkorrektur basiert auf der Nähe der Fahrzeug-Anhänger-Kombination 111 zu dem Hindernis. Das Bestimmen der Fahrzeug-Anhängerwegkorrektur kann auch auf einem oder mehreren anderen Systemen des Fahrzeugs 100 beruhen, die einen Schwellenwert beurteilen, der anzeigt, dass sich die Fahrzeug-Anhänger-Kombination 111 einem Zusammenstoßzustand in Bezug auf das Objekt nähert (das heißt einem Zusammenstoßschwellenwert). Beispiele für die Art, in der diese anderen Systeme verwendet werden können, um zu bestimmen, ob die Fahrzeug-Anhängerwegkorrektur erforderlich ist, umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, dynamisches Übergangsverhalten der Maschinendrehmomentanfrage und Größen, die verwendet werden, um den Zusammenstoßschwellenwert zu beurteilen, Längsbeschleunigung, die verwendet wird, um den Zusammenstoßschwellenwert zu beurteilen, Lenkradwinkelraten und dynamisches Übergangsverhalten, die in vordefinierten oder berechneten Kartierungen verwendet werden, um den Zusammenstoßschwellenwert zu bestimmen, Übergangsverhalten der Antriebseingabe-Anhängerwegkrümmungsvorgabe kann in vordefinierten oder berechneten Kartierungen verwendet werden, indem die aktuelle Kupplungswinkelposition verwendet wird, um den Zusammenstoßschwellenwert zu beurteilen, und die Kupplungswinkelrate kann in vordefinierten oder berechneten Kartierungen verwendet werden, um den Zusammenstoßschwellenwert zu beurteilen. Diese anderen Systeme können mit einem oder mehreren der folgenden funktionalen Mechanismen des Fahrzeugs verbunden sein: elektrische Servolenkung, aktiver Vorderachssteuerung, Allradsteuerung, automatisches Bremsen, Drosselsteuerung und automatische Gangwahl.
Wenn bestimmt wird, dass eine Fahrzeug-Anhängerwegkorrektur nicht erforderlich ist, geht das Verfahren 100 weiter zu dem Vorgang 192, um die Nähe eines benachbarten Objekts zu der Fahrzeug-Anhänger-Kombination 111 zu bestimmen (zum Beispiel dasselbe und/oder ein anderes Objekt). Wenn bestimmt wird, dass eine Fahrzeug-Anhängerwegkorrektur erforderlich ist, wird ein Vorgang 196 ausgeführt, um eine geeignete und angemessene Aktion zu bestimmen, um den Weg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu korrigieren (das heißt Wegkorrekturaktion), um das Potenzial für einen Zusammenstoß mit dem Objekt zu lindern, und danach wird ein Vorgang 198 ausgeführt, um die Wegkorrekturaktion umzusetzen. Die Wegkorrekturaktion kann durch vollständiges Führen des Fahrers durch eine Mensch-Maschinenschnittstelle (HMI) und/oder automatisches Steuern des Fahrzeugs unter Einsatz einer Vielfalt seiner elektromechanischen Systeme (zum Beispiel Systeme in Zusammenhang mit der elektrischen Servolenkung, aktive Vorderachslenkung, Allradlenkung, automatischem Bremsen, Drosselsteuerung und automatischer Gangwahl) umgesetzt werden.
Das Bestimmen der Wegkorrekturaktion kann anhand irgendeiner Anzahl von Grundlagen erfolgen. Zum Beispiel kann dem Objektvermeidungsmodus, der die höchste Wahrscheinlichkeit des Linderns eines Zusammenstoßes und/oder den niedrigsten Einfluss auf den Betrieb des Fahrzeugs hat, der Vorrang eingeräumt werden. Beispiele für Objektvermeidungsstrategien zum Umsetzen der Wegkorrekturaktion umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Geschwindigkeitssteuerstrategie, Lenksteuerstrategie und Anhängerwegkrümmungssteuerstrategie. Eine Geschwindigkeitssteuerstrategie kann eine Kombination von Drosseldeaktivierung oder Einschränkung umfassen, und automatisches Reibungs- oder Übertragungsbremsen können verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern, um die Zusammenstoßwahrscheinlichkeit zu verringern, wenn vorgeschriebene Zusammenstoßvermeidungskriterien (zum Beispiel ein entsprechender Zusammenstoßvermeidungsschwellenwert), die einem Vermeiden des Zusammenstoßes mit dem Objekt entsprechen, erfüllt wurden. Eine Lenksteuerstrategie kann Lenkraten, Lenkwinkellimits, relative Straßenradwinkel und Geschwindigkeiten und Übergangssteuereingaben, die verringert oder beschränkt werden, aufweisen, um vorgeschriebene Zusammenstoßvermeidungskriterien, die dem Vermeiden des Zusammenstoßes mit dem Objekt entsprechen, zu erfüllen. Eine Anhängerkrümmungssteuerstrategie kann aufweisen, dass ein Anhängerkrümmungssteuerziel (das heißt ein vorgegebener Wert) in dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem verringert wird, indem zum Beispiel automatisiertes Lenken oder HMI-Führung basierend auf Kartierungen verwendet wird, die die Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung, Lenkrate und/oder Übergangslenkradwinkelverhalten verwenden, um das Potenzial für einen Zusammenstoß mit dem Fahrzeug zu verringern. Das Umsetzen der Wegkorrekturaktion kann folglich das Ausgeben einer Wegkorrekturaktionsvorgabe umfassen, um das Einleiten einer oder mehrerer Objektvermeidungsstrategien zu veranlassen.
Kombiniert mit dem Bestimmen oder als eine Komponente davon, ob die Wegkorrekturaktion erforderlich ist und/oder die Wegkorrekturaktion umgesetzt wird, kann eine Warnkommunikation eingeleitet werden. Beispiele für solche Warnkommunikationen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, eine visuelle Warnung, eine hörbare Warnung und eine taktile Warnung. Eine visuelle Warnung kann eine Anzeigestrategie umfassen, die ein intelligentes Gerät des Fahrers des Fahrzeugs verwendet (zum Beispiel ein Mobiltelefon oder einen Tablet-Computer) und/oder eines oder mehrere Subsysteme in dem Fahrzeug (zum Beispiel Lenkrad-/Knaufbeleuchtung, Kameradisplaybeleuchtung, Heads-up-Display, Spiegeltextbeleuchtung oder Skizzenanzeige). Diese visuellen Warnungen umfassen Farbe, Stärke und Blinkfrequenzen, um dem Fahrer Feedback zu liefern, dass eine Zusammenstoßlinderungsfunktion aktiv ist und/oder um zu helfen, den Fahrer beim Vermeiden des Zusammenstoßes anzuleiten. Eine hörbare Warnung kann hörbare Töne oder Sprachvorgaben umfassen, um den Fahrer anzuweisen, den Zusammenstoß zu vermeiden, oder den Fahrer zu informieren, dass eine automatisierte Zusammenstoßlinderungsfunktion aktiv ist. Eine taktile Warnung kann ein Lenkraddrehmoment und/oder Vibration umfassen (zum Beispiel haptisches Feedback), um dem Fahrer zu helfen, den Zusammenstoß zu vermeiden, oder den Fahrer zu informieren, dass eine automatisierte Zusammenstoßlinderungsfunktion aktiv ist. Andere Subsysteme oder Vorrichtungen, wie zum Beispiel Telefone, Tablet-Computer, vibrierende Sitze, können ebenfalls verwendet werden. Die Änderung von Frequenzen der Vibration kann verwendet werden, um dem Fahrer zusätzliche Information über die Wahrscheinlichkeit des Zusammenstoßes zu vermitteln. Die Kommunikation zwischen dem Fahrer und dem Fahrzeug kann umgesetzt werden, indem verschiedene Kommunikationsmodi verwendet werden, wie zum Beispiel das Fahrzeugaudiosystem, Parkhilfelautsprecher, Textanzeige, Navigationssystem, Rückfahrkamerasystem, Massagesitzbetätigung, Joystick-Eingabe, Lenkradeingabe, Spiegelanzeige, Mobiltelefon, mobiler Computer und/oder mobiles Spielgerät.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Anhänger-Rückfahrlenkeingabegeräts 125, das unter Bezugnahme auf 1A besprochen ist, gezeigt. Ein lenkbares Steuerelement in der Form eines Knaufs 170 ist mit einer Bewegungserfassungsvorrichtung 175 gekuppelt. Der Knauf 170 ist (zum Beispiel durch eine Federrückstellung) zu einer Ruhezustandsposition P(AR) zwischen entgegengesetzten Bewegungsdrehbereichen R(R), R(L) vorgespannt. Ein erster der entgegengesetzten Bewegungsdrehbereiche R(R) ist im Wesentlichen gleich einem zweiten der entgegengesetzten Bewegungsdrehbereiche R(L), R(R). Um einen taktilen Hinweis auf eine Drehmenge des Knaufs 170 bereitzustellen, kann eine Kraft, die den Knauf 170 zu der Ruhezustandsposition P(AR) vorspannt (zum Beispiel nicht linear) in Abhängigkeit von der Drehmenge des Knaufs 170 in Bezug auf die Ruhezustandsposition P(AR) zunehmen. Zusätzlich kann der Knauf 170 mit Positionsanzeigeauslösern derart konfiguriert sein, dass der Fahrer die Ruhezustandsposition P(AR) positiv fühlen kann und das Annähern an die Enden der entgegengesetzten Bewegungsdrehbereiche R(L), R(R) (zum Beispiel weiche Endanschläge) fühlt.
Die Bewegungserfassungsvorrichtung 175 ist konfiguriert, um Bewegung des Knaufs 170 zu erfassen und ein entsprechendes Signal (das heißt Bewegungserfassungsvorrichtungssignal) zu dem Anhänger-Rückfahrassistenzeingabegerät 125, das in 1A gezeigt ist, auszugeben. Das Bewegungserfassungsvorrichtungssignal wird als eine Funktion einer Drehmenge des Knaufs 170 in Bezug auf die Ruhezustandsposition P(AR), eine Ratenbewegung des Knaufs 170 und/oder eine Bewegungsrichtung des Knaufs 170 in Bezug auf die Ruhezustandsposition P(AR) erzeugt. Wie unten ausführlicher besprochen, entspricht die Ruhezustandsposition P(AR) des Knaufs 170 einem Bewegungserfassungsvorrichtungssignal, das anzeigt, dass das Fahrzeug 100 derart gelenkt werden sollte, dass der Anhänger 100 entlang eines im Wesentlichen geraden Wegs, wie von einer Mittenlinienlängsachse des Anhängers 110 definiert, rückwärts gefahren wird, wenn der Knauf 170 zu der Ruhezustandsposition P(AR) zurückgestellt wurde, und eine maximale Position in den Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn des Knaufs 170 (das heißt Limits der entgegengesetzten Bewegungsdrehbereiche R(R), R(L)) jeweils einem jeweiligen Bewegungserfassungsvorrichtungssignal entsprechen, das einen engsten Krümmungsradius (das heißt die spitzeste Bahn) eines Fahrwegs des Anhängers 110 anzeigt, der möglich ist, ohne dass die entsprechende Fahrzeuglenkinformationen einen Ausbruchzustand verursachen. In diesem Hinblick ist die Ruhezustandsposition P(AR) eine Vorgabeposition mit null Krümmung in Bezug auf die entgegengesetzten Bewegungsdrehbereiche R(R), R(L). Es wird hier offenbart, dass das Verhältnis einer vorgegebenen Krümmung einem Weg eines Anhängers (zum Beispiel der Radius einer Anhängerbahn) und eine entsprechende Drehmenge des Knaufs über einen der entgegengesetzten Bewegungsdrehbereiche R(L), R(R) des Knaufs 170 variieren (zum Beispiel nicht linear) können. Es wird hier auch offenbart, dass das Verhältnis eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, Anhängergeometrie, Fahrzeuggeometrie, Kupplungsgeometrie und/oder Anhängerlast sein kann.
Der Gebrauch des Knaufs 170 kuppelt die Anhängerlenkeingaben von der Ausführung an dem Lenkrad des Fahrzeugs 100 ab. Während ein Fahrer des Fahrzeugs 100 den Anhänger 110 rückwärts fährt, kann der Fahrer beim Gebrauch den Knauf 170 drehen, um vorzugeben, dass eine Krümmung eines Wegs des Anhängers 110 folgt und den Knauf 170 zu einer Ruhezustandsposition P(AR) zurückstellen, um zu veranlassen, dass der Anhänger 110 entlang einer geraden Linie rückwärts gefahren wird. Bei Ausführungsformen der Anhänger-Rückfahrassistenzsysteme, bei welchen das Lenkrad physisch mit den lenkbaren Rädern eines Fahrzeugs während des Rückwärtsfahrens eines befestigten Anhängers gekuppelt bleibt, stellt ein drehbares Steuerelement, das in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand konfiguriert ist (zum Beispiel der Knauf 170), ein einfaches und benutzerfreundliches Mittel bereit, um es einem Fahrer eines Fahrzeugs zu erlauben, Anhängerlenkvorgaben einzugeben.
Es wird hier offenbart, dass eine drehbare Steuereingabevorrichtung, die in Übereinstimmung mit Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands konfiguriert ist (zum Beispiel der Knauf 170 und die dazu gehörende Bewegungserfassungsvorrichtung) ein Mittel zum Vorspannen zu einer Ruhezustandsposition zwischen entgegengesetzten Bewegungsdrehbereichen weglassen kann. Das Fehlen eines solchen Vorspannens erlaubt es, eine aktuelle Drehposition der drehbaren Steuereingabevorrichtung beizubehalten, bis die drehbare Steuereingabevorrichtung manuell zu einer unterschiedlichen Position bewegt wird. Vorzugsweise aber nicht notwendigerweise wird, wenn ein solches Vorspannen weggelassen wird, ein Mittel vorgesehen, um anzuzeigen, dass die drehbare Steuereingabevorrichtung an einer Null-Krümmungsvorgabeposition positioniert ist (zum Beispiel an derselben Position wie die Ruhezustandsposition bei Ausführungsformen, bei welchen die drehbare Steuereingabevorrichtung vorgespannt ist). Beispiele für Mittel zum Anzeigen, dass die drehbare Steuereingabevorrichtung an der Null-Krümmungsvorgabeposition positioniert ist, umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Auslösemittel, das die drehbare Steuereingabevorrichtung einrückt, wenn sie sich in einer Null-Krümmungsvorgabeposition befindet, eine visuelle Kennzeichnung, die anzeigt, dass die drehbare Steuereingabevorrichtung in der Null-Krümmungsvorgabeposition steht, ein aktives Vibrationssignal, das anzeigt, dass sich die drehbare Steuereingabevorrichtung in der Null-Krümmungsvorgabeposition befindet oder ihr nähert, eine hörbare Nachricht, die anzeigt, dass sich die drehbare Steuereingabevorrichtung der Null-Krümmungsvorgabeposition nähert, und dergleichen.
Es wird hier auch offenbart, dass Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands mit einer Steuereingabevorrichtung konfiguriert sein können, die nicht drehbar ist (zum Beispiel eine nicht drehbare Steuereingabevorrichtung). Ähnlich wie eine drehbare Steuereingabevorrichtung, die in Übereinstimmung mit Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands konfiguriert ist (zum Beispiel der Knauf 170 und die dazu gehörende Bewegungserfassungsvorrichtung), ist eine solche nicht drehbare Steuereingabevorrichtung konfiguriert, um selektiv ein Signal zu liefern, das einen Anhänger veranlasst, einem Fahrwegsegment zu folgen, das im Wesentlichen gerade ist, und selektiv ein Signal zu liefern, das den Anhänger veranlasst, einem Fahrwegsegment zu folgen, das im Wesentlichen gekrümmt ist. Beispiele einer solchen nicht drehbaren Steuereingabevorrichtung umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Vielfalt drückbarer Knöpfe (zum Beispiel Krümmung links, Krümmung rechts und gerades Fahren), einen Touchscreen, auf dem ein Fahrer eine Krümmung für Fahrwegvorgaben zeichnet oder anderswie eingibt, einen Knopf, der entlang einer Achse verschiebbar ist, um es einem Fahrer zu erlauben, Fahrwegvorgaben einzugeben, und dergleichen.
Das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 kann konfiguriert sein, um unterschiedliche Feedbackinformationen zu einem Fahrer des Fahrzeugs 100 zu liefern. Beispiele von Situationen, die eine solche Feedbackinformation anzeigen können, umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Status des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 105 (zum Beispiel aktiv, in Standby (zum Beispiel beim Vorwärtsfahren, um den Anhängerwinkel zu verringern), defekt, inaktiv usw.), dass ein Krümmungslimit erreicht wurde (das heißt die maximale vorgegebene Krümmung eines Fahrwegs des Anhängers 110) usw. Dazu kann die Anhänger-Rückfahrlenkeingabevorrichtung 125 konfiguriert sein, um ein taktiles Feedbacksignal (zum Beispiel eine Vibration durch den Knauf 170) als eine Warnung zu liefern, wenn irgendeiner einer Vielfalt von Zuständen auftritt. Beispiele für solche Zustände umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, das Ausbrechen des Anhängers 110, das Versagen des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 105, das Voraussagen eines Zusammenstoßes auf dem aktuellen Fahrweg des Anhängers 110 durch das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 oder andere Systeme des Fahrzeugs 100, das Einschränken einer vorgegebenen Krümmung des Fahrwegs des Anhängers durch das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 (zum Beispiel aufgrund übermäßiger Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrzeugs 100) und dergleichen. Des Weiteren wird offenbart, dass das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 Beleuchtung (zum Beispiel eine LED 180) und/oder eine hörbare Signalausgabe (zum Beispiel eine hörbare Ausgabevorrichtung 185) verwenden kann, um bestimmte Feedbackinformationen (zum Beispiel Bekanntgabe/Warnung eines inakzeptablen Anhänger-Rückfahrzustands) zu liefern.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3, ist ein Beispiel des Gebrauchs des Anhänger-Rückfahrlenkeingabegeräts 125 zum Vorschreiben einer Krümmung eines Fahrwegs (POT) eines Anhängers (das heißt der Anhänger 110, der in 1A gezeigt ist) beim Rückwärtsfahren des Anhängers mit einem Fahrzeug (zum Beispiel das Fahrzeug 100 in den 1 und 2) gezeigt. Zum Vorbereiten des Rückwärtsfahrens des Anhängers 110, fährt der Fahrer des Fahrzeugs 100 das Fahrzeug 100 entlang eines Durchzugwegs (PTP), um das Fahrzeug 100 und den Anhänger 110 an einer ersten Rückfahrposition B1 zu positionieren. In der ersten Rückfahrposition B1, sind das Fahrzeug 100 und der Anhänger 110 längs miteinander derart gefluchtet, dass eine Längsmittenlinienachse L1 des Fahrzeugs 100 mit einer Längsmittenlinienachse L2 des Anhängers 110 ausgerichtet ist (zum Beispiel dazu parallel oder zusammenfallend). Es wird hier offenbart, dass eine solche Fluchtung der Längsachsen L1, L2 zu Beginn eines Falls einer Anhänger-Rückfahrfunktionalität keine Forderung für die Ausführbarkeit eines Anhänger-Rückfahrassistenzsystems, das in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand konfiguriert ist, ist.
Nach dem Aktivieren des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 105 (zum Beispiel vor, nach oder während der Durchzugsabfolge), beginnt der Fahrer, den Anhänger 110 rückwärts zu fahren, indem er das Fahrzeug 100 von der ersten Rückfahrposition B1 rückwärts fährt. Solange der Knauf 170 des Anhänger-Rückfahrlenkeingabegeräts 125 in der Ruhezustandsposition P(AR) bleibt, lenkt das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 das Fahrzeug 100 wie erforderlich, um das Rückwärtsfahren des Anhängers 110 entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrwegs, wie von der Längsmittenlinienachse L2 des Anhängers 110 an dem Zeitpunkt, an dem das Rückwärtsfahren des Anhängers 110 begann, definiert, zu veranlassen. Wenn der Anhänger die zweite Rückfahrposition B2 erreicht, dreht der Fahrer den Knauf 170, um dem Anhänger 110 vorzugeben, nach rechts gelenkt zu werden (das heißt eine Knaufposition R(R)). Das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 lenkt folglich das Fahrzeug 100, um den Anhänger 110 zu veranlassen, in Abhängigkeit von einer Drehmenge des Knaufs 170 in Bezug auf die Ruhezustandsposition P(AR), einer Ratenbewegung des Knaufs 170 und/oder einer Bewegungsrichtung des Knaufs 170 in Bezug auf die Ruhezustandsposition P(AR) nach rechts zu lenken. Ähnlich kann dem Anhänger 110 vorgegeben werden, nach links zu lenken, indem der Knauf 170 nach links gedreht wird. Wenn der Anhänger die Rückfahrposition B3 erreicht, erlaubt der Fahrer es dem Knauf 170, zu der Ruhezustandsposition P(AR) zurückzukehren, wodurch das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 veranlasst wird, das Fahrzeug 100 wie erforderlich zu lenken, um das Rückwärtsfahren des Anhängers 110 entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrwegs, wie von der Längsmittenlinienachse L2 des Anhängers 110 an dem Zeitpunkt, als der Knauf 170 zu der Ruhezustandsposition P(AR) zurückkehrte, definiert, zu veranlassen. Danach lenkt das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 105 das Fahrzeug 100 wie erforderlich, um das Rückwärtsfahren des Anhängers 110 entlang dieses im Wesentlichen geraden Wegs zu der vierten Rückfahrposition B4 zu veranlassen. In diesem Hinblick werden bogenförmige (zum Beispiel gekrümmte) Teile eines Fahrwegs POT des Anhängers 110 durch das Drehen des Knaufs 170 vorgeschrieben, und gerade Teile des Fahrwegs POT sind durch eine Ausrichtung der Mittenlinienlängsachse L2 des Anhängers, wenn der Knauf 170 in Ruhezustandsposition P(AR) ist/zu ihr zurückkehrt, vorgeschrieben.
4 zeigt ein Verfahren 200 zum Umsetzen der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren 200 zum Umsetzen der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität ausgeführt werden, indem die Anhänger-Rückfahrassistenzarchitektur, die oben unter Bezugnahme auf das Fahrzeug 100 und den Anhänger 110 der 1A besprochen wurde, verwendet wird. Die Anhängerlenkinformationen werden folglich durch den Gebrauch einer drehbaren Steuereingabevorrichtung (zum Beispiel der Knauf 170, der unter Bezugnahme auf 2 besprochen wurde) bereitgestellt.
Ein Vorgang 202 wird zu Empfangen einer Anhänger-Rückfahrassistenzanfrage ausgeführt. Beispiele zum Empfangen der Anhänger-Rückfahrassistenzanfrage umfassen das Aktivieren des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems und Bereitstellen von Bestätigung, dass das Fahrzeug und der Anhänger zum Rückwärtsfahren bereit sind. Nach dem Empfang einer Anhänger-Rückfahrassistenzanfrage (das heißt, während das Fahrzeug rückwärts gefahren wird), wird ein Vorgang 204 ausgeführt, um ein Anhänger-Rückfahrinformationssignal zu empfangen. Beispiele für Informationen, die von dem Anhänger-Rückfahrinformationssignal getragen werden, umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Informationen von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125, Informationen von dem Kupplungswinkelerfassungsgerät 130, Informationen von dem Servolenkungsassistenzsteuermodul 135, Informationen von dem Bremssystemsteuermodul 145 und Informationen von dem Antriebsstrangsteuermodul 150. Es wird hier offenbart, dass Informationen von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 vorzugsweise Anhängerwegkrümmungsinformationen enthalten, die eine gewünschte Krümmung für den Fahrweg des Anhängers charakterisieren, wie von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125, das oben in den 1 und 2 ausführlich besprochen wird, bereitgestellt. Derart kann der Vorgang 204 zum Empfangen des Anhänger-Rückfahrinformationssignals das Empfangen von Anhängerwegkrümmungsinformationen, die die gewünschte Krümmung des Fahrwegs des Anhängers charakterisieren, umfassen.
Wenn das Anhänger-Rückfahrinformationssignal anzeigt, dass eine Änderung der Krümmung des Fahrwegs des Anhängers erforderlich ist (das heißt über den Knauf 170 vorgegeben), wird ein Vorgang 206 ausgeführt, um Fahrzeuglenkinformationen, um die geforderte Änderung der Krümmung des Fahrwegs des Anhängers bereitzustellen, zu bestimmen. Anderenfalls wird ein Vorgang 208 ausgeführt, um Fahrzeuglenkinformationen zum Aufrechterhalten einer aktuellen geradlinigen Kurses des Anhängers zu bestimmen (das heißt wie von der Längsmittenlinienachse des Anhängers definiert). Danach wird ein Vorgang 210 ausgeführt, um die Fahrzeuglenkinformationen zu einem Servolenkungsassistenzsystem des Fahrzeugs zu liefern, an den ein Vorgang 212 anschließt, der ausgeführt wird, um den Anhänger-Rückwärtsfahrassistenzzustand zu bestimmen. Wenn bestimmt wird, dass das Anhängerrückfahren abgeschlossen ist, wird ein Vorgang 214 ausgeführt, um den aktuellen Anhänger-Rückfahrassistenzfall zu beenden. Anderenfalls kehrt das Verfahren 200 zu dem Vorgang 204 zurück, um Anhänger-Rückfahrinformationen zu empfangen. Vorzugsweise werden die Vorgänge zum Empfangen des Anhänger-Rückfahrinformationssignals, Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen, Bereitstellen der Fahrzeuglenkinformationen und Bestimmen des Anhänger-Rückfahrassistenzzustands auf Überwachungsart ausgeführt (zum Beispiel bei einer hohen Geschwindigkeitsrate eines Verarbeitungsgeräts digitaler Daten). Außer wenn bestimmt wird, dass das Rückwärtsfahren des Fahrzeugs zum Rückwärtsfahren des Anhängers abgeschlossen ist (zum Beispiel aufgrund der Tatsache, dass das Fahrzeug erfolgreich zu einer gewünschten Lage während eines Anhänger-Rückfahrassistenzfalls zurückgefahren wurde, dass das Fahrzeug vorwärts gezogen werden muss, um einen anderen Anhänger-Rückfahrassistenzfall zu beginnen usw.), führt das Verfahren 200 ununterbrochen die Vorgänge zum Empfangen des Anhänger-Rückfahrinformationssignals, Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen, Bereitstellen der Fahrzeuglenkinformationen und Bestimmen des Anhänger-Rückfahrassistenzstatus aus.
Es wird hier offenbart, dass der Vorgang 206 zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen zum Bereitstellen der geforderten Änderung der Krümmung des Fahrwegs des Anhängers vorzugsweise das Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen als eine Funktion der Anhängerwegkrümmungsinformationen, die in dem Anhänger-Rückfahrinformationssignal enthalten sind, umfasst. Wie unten ausführlicher besprochen, kann das Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen durch ein kinematisches Modell niedrigen Rangs, das durch das Fahrzeug und den Anhänger definiert ist, erzielt werden. Anhand eines solchen Modells kann eine Beziehung zwischen der Anhängerwegkrümmung und vorgegebenen Lenkwinkeln der gelenkten Räder des Fahrzeugs erzeugt werden, um Lenkwinkeländerungen der gelenkten Räder zu bestimmen, um eine spezifizierte Anhängerwegkrümmung zu erzielen. Auf diese Art kann der Vorgang 206 zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen konfiguriert sein, um Informationen zu erzeugen, die zum Bereitstellen von Anhängerwegkrümmungssteuerung in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand erforderlich sind.
Bei bestimmten Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands veranlasst der Vorgang 210 zum Bereitstellen der Fahrzeuglenkinformationen zu dem Servolenkungsassistenzsystem des Fahrzeugs das Lenkungssystem, eine entsprechende Lenkvorgabe als eine Funktion der Fahrzeuglenkinformationen zu erzeugen. Die Lenkvorgabe kann von dem Lenksystem analysiert werden und ist konfiguriert, um das Lenksystem zu veranlassen, gelenkte Räder des Lenksystems zum Erzielen eines gelenkten Winkels, wie von den Fahrzeuglenkinformationen spezifiziert, zu bewegen. Alternativ kann die Lenkvorgabe von einer Steuervorrichtung, einem Modul oder Computer außerhalb des Lenksystems (zum Beispiel ein Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul) erzeugt und zu dem Lenksystem bereitgestellt werden.
Parallel zum Ausführen der Vorgänge zum Empfangen des Anhänger-Rückfahrinformationssignals, Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen, Bereitstellen der Fahrzeuglenkinformationen und Bestimmen des Anhänger-Rückfahrassistenzzustands, führt das Verfahren 200 einen Vorgang 216 zum Überwachen der Anhänger-Rückfahrinformationen aus, um zu bestimmen, ob ein inakzeptabler Fahrzeugrückfahrzustand existiert. Beispiele für derartige Überwachung umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, das Beurteilen eines Kupplungwinkels, um zu bestimmen, ob ein Kupplungswinkelschwellenwert überschritten wird, das Beurteilen einer Rückfahrgeschwindigkeit, um zu bestimmen, ob ein Rückfahrgeschwindigkeitsschwellenwert überschritten wird, das Beurteilen des Fahrzeuglenkwinkels, um zu bestimmen, ob ein Fahrzeuglenkwinkelschwellenwert überschritten wird, das Beurteilen anderer Betriebsparameter (zum Beispiel Fahrzeuglängsbeschleunigung, Drosselpedalanfragenrate und Kupplungswinkelrate), um zu bestimmen, ob ein jeweiliger Schwellenwert überschritten wird, und dergleichen. Die Rückfahrgeschwindigkeit kann aus den Radgeschwindigkeitsinformationen, die von einem oder mehreren Radgeschwindigkeitssensoren des Fahrzeugs erzielt werden, bestimmt werden. Wenn bestimmt wird, dass ein inakzeptabler Anhängerrückfahrzustand existiert, wird ein Vorgang 218 ausgeführt, um das Inhibieren des aktuellen Fahrwegs des Anhängers zu veranlassen (zum Beispiel Stoppen der Bewegung des Fahrzeugs), auf den der Vorgang 214 folgt, der ausgeführt wird, um den aktuellen Anhänger-Rückfahrassistenzfall zu beenden. Es wird hier offenbart, dass vor und/oder gemeinsam mit dem Veranlassen des Inhibierens des aktuellen Anhängerwegs eine oder mehrere Aktionen (zum Beispiel Vorgänge) umgesetzt werden, um dem Fahrer Feedback (zum Beispiel eine Warnung) zu liefern, dass ein solcher inakzeptabler Anhängerwinkelzustand bevorsteht oder näher kommt. Bei einem Beispiel, wenn derartiges Feedback darin resultiert, dass der inakzeptable Anhängerwinkelzustand vor dem Erreichen eines kritischen Zustands beseitigt wird, kann das Verfahren mit dem Bereitstellen von Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit den Vorgängen 204–212 fortsetzen. Anderenfalls kann das Verfahren zu Vorgang 214 weiter gehen, um den aktuellen Anhänger-Rückfahrassistenzfall zu beenden. Gemeinsam mit der Ausführung des Vorgangs 214 zum Beenden des aktuellen Anhängerrückfahrassistenzfalls, kann ein Vorgang ausgeführt werden, um Bewegung des Fahrzeugs zu steuern, um einen Ausbrechzustand zu korrigieren oder einzuschränken (zum Beispiel Lenken des Fahrzeugs, Verlangsamen des Fahrzeugs, Beschränken des Ausmaßes und/oder der Rate der vom Fahrer geforderten Anhänger-Krümmungseingabe und/oder dergleichen, um ein Überschreiten des Kupplungwinkels auszuschließen).
Zur Besprechung eines kinematischen Modells, das verwendet wird, um eine Beziehung zwischen einer Krümmung eines Fahrwegs eines Anhängers und dem Lenkwinkel eines Fahrzeugs, das den Anhänger schleppt, zu berechnen, kann ein kinematisches Modell niedrigen Rangs für ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem, das in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands konfiguriert ist, wünschenswert sein. Zum Erzielen eines solchen kinematischen Modells niedrigen Rangs, werden bestimmte Annahmen in Zusammenhang mit den Parametern, die mit dem Fahrzeug-/Anhängersystem verbunden sind, gemacht. Beispiele für solche Annahmen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, das Rückwärtsfahren des Anhängers durch das Fahrzeug bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit, Räder des Fahrzeugs und des Anhängers mit vernachlässigbarem (zum Beispiel keinem) Schlupf, Fahrzeugreifen, seitliche Entsprechung des Fahrzeugs und vernachlässigbare (zum Beispiel keine) Verformung des Anhängers, vernachlässigbare Stellantriebsdynamik des Fahrzeugs, vernachlässigbare (zum Beispiel keine) Roll- oder Gierbewegungen des Fahrzeugs und des Anhängers.
Wie in 5 gezeigt, basiert das kinematische Modell 300 für ein System, das durch ein Fahrzeug 302 und einen Anhänger 304 definiert ist, auf verschiedenen Parametern in Zusammenhang mit dem Fahrzeug 302 und dem Anhänger 304. Diese Parameter des kinematischen Modells umfassen:

δ:: Lenkwinkel und gelenkte Vorderräder 306 des Fahrzeugs 202,
α:: Gierwinkel des Fahrzeugs 302,
β:: Gierwinkel des Anhängers 304,
γ:: Kupplungswinkel (γ = β – α),
W:: Radstand des Fahrzeugs 302,
L:: Länge zwischen Kupplungsstelle 308 und Hinterachse 310 des Fahrzeugs 302,
D:: Länge zwischen Kupplungsstelle 308 und Achse 312 des Anhängers 304,
r₂:: Krümmungsradius des Anhängers 304.

Das kinematische Modell 300 der 5 zeigt eine Beziehung zwischen dem Anhängerwegkrümmungsradius r₂ an dem Mittelpunkt 314 einer Achse 306 des Anhängers 304, Lenkwinkel δ der gelenkten Räder 306 des Fahrzeugs 302 und der Kupplungswinkel γ. Wie in der unten stehenden Gleichung gezeigt, kann diese Beziehung ausgedrückt werden, um die Anhängerwegkrümmung κ₂ derart bereitzustellen, dass, wenn γ gegeben ist, die Anhängerwegkrümmung κ₂ basierend auf dem Regulieren des Lenkwinkels δ gesteuert werden kann (wobei β(.) die die Gierrate des Anhängers und η(.) die Geschwindigkeit des Anhängers ist).
Oder diese Beziehung kann ausgedrückt werden, um den Lenkwinkel δ in Abhängigkeit von der Anhängerwegkrümmung κ₂ und dem Kupplungswinkel γ zu geben.
Für eine bestimmte Fahrzeug-Anhänger-Kombination, sind folglich bestimmte Parameter des kinematischen Modells (zum Beispiel D, W und L) konstant und werden als bekannt angenommen. V ist die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und g die auf die Schwerkraft zurückzuführende Beschleunigung. K ist ein von der Geschwindigkeit abhängiger Parameter, der, wenn er auf null gestellt wird, die Berechnung des Lenkwinkels von der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig macht. Fahrzeugspezifische Parameter des kinematischen Modells können zum Beispiel in einem elektronischen Steuersystem eines Fahrzeugs vordefiniert sein, und die Parameter des für den Anhänger spezifischen kinematischen Modells können von einem Fahrer des Fahrzeugs eingegeben werden. Die Anhängerwegkrümmung κ₂ wird aus der Fahrereingabe über ein Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät bestimmt. Durch den Gebrauch der Gleichung zur Bereitstellung des Lenkwinkels, kann eine entsprechende Lenkvorgabe zum Steuern eines Lenksystems (zum Beispiel eines Stellantriebs davon) des Fahrzeugs erzeugt werden.
6 zeigt ein Beispiel einer Anhängerwegkrümmungsfunktionszeichnung 400 für ein Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät des drehenden Typs (zum Beispiel das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125, das oben unter Bezugnahme auf die 1 und 2 besprochen ist). Ein Wert, der die Anhängerwegkrümmung darstellt (zum Beispiel die Anhängerwegkrümmung κ₂), wird als ein Ausgangssignal von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät des drehenden Typs in Abhängigkeit von der Benutzereingabebewegung bereitgestellt. In diesem Beispiel wird eine Kurve 402, die die Anhängerwegkrümmung in Bezug auf die Benutzereingabe (zum Beispiel eine Drehungsmenge) an der drehenden Eingabevorrichtung (zum Beispiel ein Knauf) spezifiziert, durch eine kubische Funktion definiert. Ein Fachmann versteht jedoch, dass Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands nicht auf irgendeine besondere Funktion zwischen einer Größe und/oder einer Rate der Eingabe an einem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät (zum Beispiel Knaufdrehung) und einen resultierenden Anhängerwegkrümmungswert beschränkt ist.
Unter Bezugnahme auf 5, ist es bei bevorzugten Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands wünschenswert, das Potenzial für das Fahrzeug 302 und den Anhänger 304 zum Erreichen eines Ausbrechwinkels (das heißt das Erreichen eines Ausbrechzustands des Fahrzeug-/Anhängersystems) einzuschränken. Ein Ausbrechwinkel γ(j) betrifft einen Kupplungswinkel γ, der nicht durch maximale Lenkeingabe für ein Fahrzeug überwunden werden kann, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, wie zum Beispiel Bewegen zu einem maximalen Lenkwinkel δ mit einer maximalen Lenkwinkeländerungsrate der gelenkten Vorderräder 306 des Fahrzeugs 302. Der Ausbrechwinkel γ(j) hängt von einem maximalen Radwinkel für das gelenkte Rad 306 des Fahrzeugs 302, dem Radstand W des Fahrzeugs 302, der Entfernung L zwischen der Kupplungsstelle 308 und der Hinterachse 310 des Fahrzeugs 302 und der Länge D zwischen der Kupplungsstelle 308 und der Achse 312 des Anhängers 304 ab. Wenn der Kupplungswinkel γ für das Fahrzeug 302 und den Anhänger 304 den Ausbrechwinkel γ(j) erreicht oder überschreitet, muss das Fahrzeug 302 vorwärts gezogen werden, um den Kupplungswinkel γ zu verringern. Zum Beschränken des Potenzials für das Erreichen eines Ausbrechwinkels eines Fahrzeug-/Anhängersystems, ist es vorzuziehen, den Gierwinkel des Anhängers zu steuern, während der Kupplungswinkel des Fahrzeug-/Anhängersystems relativ klein gehalten wird.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 7, erfordert ein Lenkwinkellimit für die gelenkten Vorderräder 306, dass der Kupplungswinkel γ den Ausbrechwinkel γ(j), der auch kritischer Kupplungswinkel genannt wird, nicht überschreiten kann. Unter der Einschränkung, dass der Kupplungswinkel γ den Ausbrechwinkel γ (j) nicht überschreiten kann, ist der Ausbrechwinkel γ(j) der Kupplungswinkel γ, der eine kreisförmige Bewegung des Fahrzeug-/Anhängersystems aufrechterhält, wenn die gelenkten Räder 306 an einem maximalen Lenkwinkel δ(max.) sind. Der Lenkwinkel für kreisförmige Bewegung mit Kupplungswinkel wird durch die folgende Gleichung definiert.
Das Lösen der oben stehenden Gleichung für den Kupplungswinkel erlaubt das Bestimmen des Ausbrechwinkels γ(j). Diese Lösung, die in der folgenden Gleichung gezeigt ist, kann beim Umsetzen der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand zum Überwachen des Kupplungswinkels in Bezug auf den Ausbrechwinkel verwendet werden.
wobei a = L² tan²δ(max.) + W² ; b = 2 LD tan²δ(max.) und c = D²tan²δ(max.) – W² .
In bestimmten Fällen des Rückwärtsfahrens eines Anhängers kann sich ein einen Ausbruch ermöglichender Zustand basierend auf aktuellen Betriebsparametern eines Fahrzeugs kombiniert mit einem entsprechenden Kupplungswinkel ergeben. Dieser Zustand kann angezeigt werden, wenn ein oder mehrere spezifizierte Fahrzeugbetriebsschwellenwerte erreicht werden, während ein bestimmter Kupplungswinkel vorliegt. Obwohl der spezielle Kupplungswinkel derzeit nicht an dem Ausbrechwinkel für das Fahrzeug und den angehängten Anhänger ist, können zum Beispiel bestimmte Fahrzeugbetriebsparameter zu einem schnellen (zum Beispiel unkontrollierten) Übergang des Kupplungswinkels zu dem Ausbrechwinkel für eine aktuelle vorgegebene Anhängerwegkrümmung führen und/oder können eine Fähigkeit verringern, den Anhänger von dem Ausbrechwinkel wegzulenken. Ein Grund für einen Zustand, der einen Ausbruch ermöglicht, ist, dass Anhänger-Krümmungssteuermechanismen (zum Beispiel die in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand) allgemein Lenkvorgaben an einem Momentanzeitpunkt während des Rückwärtsfahrens eines Anhängers berechnen. Diese Berechnungen berücksichtigen jedoch typisch keine Verzögerung in dem Lenksteuersystem des Fahrzeugs (zum Beispiel Verzögerung in einer Lenk-EPAS-Steuervorrichtung). Ein anderer Grund für den den Ausbruch ermöglichenden Zustand ist, dass Anhänger-Krümmungssteuermechanismen allgemein verringerte Lenkempfindlichkeit und/oder -effektivität darlegen, wenn das Fahrzeug eine relativ hohe Geschwindigkeit hat und/oder wenn es einer relativ hohen Beschleunigung unterliegt.
8 zeigt ein Verfahren 500 zum Umsetzen von Ausbruch-Gegenmaßnahmenfunktionalität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands für ein Fahrzeug und einen befestigten Anhänger. Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand kann Ausbruch-Gegenmaßnahmenfunktionalität umfassen. Alternativ kann Ausbruch-Gegenmaßnahmenfunktionalität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands getrennt von anderen Aspekten der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität umgesetzt werden.
Das Verfahren 500 beginnt, wenn der Vorgang 502 ausgeführt wird, um Ausbruch bestimmende Informationen, die einen Zustand, der Ausbruch der Fahrzeug-Anhänger-Kombination an einem bestimmten Zeitpunkt ermöglicht (zum Beispiel an dem Zeitpunkt, an dem die den Ausbruch bestimmenden Informationen abgetastet wurden) zu empfangen. Beispiele der Ausbruch bestimmenden Informationen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Informationen, die einen Kupplungswinkel charakterisieren, Informationen, die einen Fahrzeug-Gaspedalübergangszustand charakterisieren, Informationen, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs charakterisieren, Informationen, die die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs charakterisieren, Informationen, die ein Bremsmoment, das durch ein Bremssystem des Fahrzeugs angelegt wird, charakterisieren, Informationen, die ein Antriebsstrangdrehmoment, das an angetriebene Räder des Fahrzeugs angelegt wird, charakterisieren, sowie Informationen, die das Ausmaß und die Rate der vom Fahrer geforderten Anhängerkrümmung charakterisieren. Der Vorgang 502 zum Empfangen von Ausbruch bestimmenden Informationen kann der erste Vorgang in einem Abtastprozess sein, bei dem Ausbruch bestimmende Informationen nach dem Auslösen eines Falls der Ausbruch-Gegenmaßnahmenfunktionalität gesammelt werden. In diesem Hinblick würden Ausbruch bestimmende Informationen ständig überwacht, wie zum Beispiel durch eine elektronische Steuereinheit (ECU), die Anhänger-Rückfahrassistenz-(TBA)-Funktionalität ausführt. Wie oben unter Bezugnahme auf 5 besprochen, kann eine kinematische Modelldarstellung des Fahrzeugs und des Anhängers verwendet werden, um einen Ausbruchwinkel für die Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu bestimmen. Der erfinderische Gegenstand ist jedoch nicht unnötig auf irgendeinen spezifischen Ansatz zum Bestimmen des Ausbruchwinkels beschränkt.
Nach dem Empfangen der Ausbruch bestimmenden Informationen, wird ein Vorgang 504 ausgeführt, um die Ausbruch bestimmenden Informationen zu beurteilen, um zu bestimmen, ob die Fahrzeug-Anhänger-Kombination den Ausbruch bestimmenden Zustand an dem bestimmten Zeitpunkt erreicht hat. Die Zielsetzung des Vorgangs 504 zum Beurteilen der Ausbruch bestimmenden Informationen ist das Bestimmen, ob ein Ausbruch ermöglichender Zustand an dem Zeitpunkt erreicht wurde, der von den Ausbruch bestimmenden Informationen definiert ist. Wenn bestimmt wird, dass ein Ausbruch ermöglichender Zustand an dem bestimmten Zeitpunkt nicht vorliegt, kehrt das Verfahren 500 zu dem Vorgang 502 zum Empfangen eines anderen Falls der Ausbruch bestimmenden Informationen zurück. Wenn bestimmt wird, dass an dem bestimmten Zeitpunkt ein Ausbruch ermöglichender Zustand vorliegt, wird ein Vorgang 506 ausgeführt, um eine oder mehrere umzusetzende anwendbare Gegenmaßnahmen zu bestimmen. Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands wird folglich eine anwendbare Gegenmaßnahme in Abhängigkeit von einem Parameter, der als ein Haupteinfluss für den Ausbruch ermöglichenden Zustand identifiziert wird, ausgewählt. Bei anderen Ausführungsformen wird jedoch eine anwendbare Gegenmaßnahme als die ausgewählt, die am fähigsten ist, um den Ausbruch ermöglichenden Zustand ohne Weiteres zu lindern. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann eine vordefinierte Gegenmaßnahme oder ein vordefinierter Satz von Gegenmaßnahmen die anwendbare Gegenmaßnahme(n) sein.
Die Zielsetzung einer Gegenmaßnahme in Zusammenhang mit dem erfinderischen Gegenstand (das heißt eine Ausbruch-Verringerungsmaßnahme) ist die Linderung eines Ausbruchs ermöglichenden Zustands. Dazu kann eine solche Gegenmaßnahme konfiguriert sein, um den Ausbruch ermöglichenden Zustand unter Einsatz einer Vielfalt unterschiedlicher Strategien zu lindern. Bei einer auf Fahrzeuggeschwindigkeit reagierenden Gegenmaßnahmenstrategie, können Aktionen, die zum Lindern des Ausbruch ermöglichenden Zustands getroffen werden, das Aufheben und/oder Einschränken des vom Fahrer geforderten Anhängerkrümmungsradius (zum Beispiel über ein Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät gefordert, das in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand konfiguriert ist) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (zum Beispiel über eine Nachschlagtabelle, die Krümmungsradiuslimits mit der Fahrzeuggeschwindigkeit wie in 6 gezeigt korreliert) umfassen. Bei einer Gegenmaßnahmenstrategie, bei der Anhängerkrümmungsforderungen in Abhängigkeit von Übergangsraten der Geschwindigkeit und Fahrerkrümmungsvorgabe beschränkt sind, können Aktionen, die zum Lindern des Ausbruch ermöglichenden Zustands getroffen werden, das Ratenbeschränken von Anhängerwegkrümmungsvorgabeübergängen, wie sie von einem Fahrer oberhalb einer vordefinierten Fahrzeuggeschwindigkeit gefordert werden, umfassen, während bei der vordefinierten Fahrzeuggeschwindigkeit die Anhängerwegkrümmung, wie sie gefordert wird, keine Ratenbeschränkung hat. Bei einer das Drehmoment einschränkenden Gegenmaßnahmenstrategie, können Aktionen, die zum Lindern des Ausbruch ermöglichenden Zustands getroffen werden, die Anwendung das Unterbinden des Anlegens des vollständigen verfügbaren Antriebsstrangdrehmoments umfassen, wenn der Ausbruch ermöglichende Zustand vorliegt, während das Fahrzeug oberhalb einer vordefinierten Geschwindigkeit ist, und das Anlegen des vollständigen verfügbaren Antriebsstrangdrehmoments, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter die vordefinierte Geschwindigkeit verringert ist, während der Momentunterbindungsmodus aktiv ist. Anders als eine festgelegte vordefinierte Geschwindigkeit, kann die Drehmomentbegrenzungs-Gegenmaßnahmenstrategie einen Geschwindigkeitsschwellenwert verwenden, der von einem Kupplungswinkel abhängt (das heißt Geschwindigkeitsschwellenwert umgekehrt proportional zur Kupplungswinkelschärfe). Bei einer Gegenmaßnahmenstrategie mit Erfassung eines Fahrergaspedalübergangs, können die Aktionen, die zum Lindern des Ausbruch ermöglichenden Zustands getroffen werden, das Aufheben und/oder Einschränken des vom Fahrer geforderten Anhängerkrümmungsradius in Abhängigkeit von vorübergehenden Gaspedalforderungen umfassen (zum Beispiel geforderter Anhängerkrümmungsradius beschränkt, wenn eine große Gaspedaltransiente erfasst wird). Bei einer Gegenmaßnahmenstrategie, die auf die Kupplungswinkelrate reagiert, können Aktionen, die zum Lindern des Ausbruch ermöglichen den Zustands getroffen werden, den Gebrauch der Kupplungswinkelrate in einer vordefinierten oder berechneten Kartierung mit aktueller Kupplungswinkelposition aufweisen, um den Anhängerkrümmungsradius, der vom Fahrer gefordert wird, einzuschränken. Angesichts der hier gemachten Offenbarung, versteht ein Fachmann folglich, dass Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands nicht unnötig auf eine Gegenmaßnahmenstrategie irgendeiner speziellen Konfiguration beschränkt sind.
Wie oben offenbart, kann die Umsetzung der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand ein kinematisches Modell zum Bestimmen der Lenksteuerinformationen, Zustände, die Ausbruch ermöglichen und des Ausbruchwinkels verwenden. Ein derartiges kinematisches Modell hat viele Parameter, die die Effektivität der Anhängerkrümmungssteuerung beeinflussen können. Beispiele für diese Parameter umfassen, ohne jedoch auf sie beschränkt zu sein, den Fahrzeugradstand, Untersteuerungsgradientverstärkung, die Fahrzeugspurweite, den maximalen Lenkwinkel an den Vorderrädern des Fahrzeugs, den Mindesteinschlagradius des Fahrzeugs, die maximale Lenkrate, die durch das Lenksystem vorgegeben werden kann, das Verhältnis Kugelkopf zu Anhängerachsenlänge und das Verhältnis Fahrzeughinterachse zur Kugelkopflänge. Die Empfindlichkeitsanalyse für ein gegebenes kinematisches Modell kann verwendet werden, um das Verstehen (zum Beispiel Empfindlichkeit) der Beziehungen zwischen solchen Parametern bereitzustellen, wobei die erforderlichen Informationen zum Verbessern der Krümmungssteuerleistung und zum Verringern der potentiellen Ausbruch ermöglichenden Zustände bereitgestellt werden. Durch ein Verstehen zum Beispiel der Empfindlichkeit der Parameter eines kinematischen Modells, können Skalierfaktoren mit von der Geschwindigkeit abhängigen Ausbruchgegenmaßnahmen verwendet werden, um das Ausbruchpotenzial zu verringern (zum Beispiel für spezielle Anwendungen, wie zum Beispiel Zustände mit kurzem Radstand).
Wieder unter Bezugnahme auf 8, wird nach Bestimmen der anwendbaren Gegenmaßnahme(n) ein Vorgang 508 ausgeführt, um die ausgewählte(n) Ausbruchgegenmaßnahme(n) umzusetzen, und ein Vorgang 510 wird ausgeführt, um eine Ausbruchwarnung einzuleiten. Wie oben in Zusammenhang mit Gegenmaßnahmenstrategien besprochen, kann das Umsetzen von Ausbruchgegenmaßnahme(n) das Steuern eines Geschwindigkeitssteuersystems des Fahrzeugs zum Übergehen auf einen geänderten Betriebszustand umfassen, bei dem eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert wird, Steuern des Geschwindigkeitssteuersystems des Fahrzeugs, um auf einen geänderten Betriebszustand überzugehen, bei dem ein Radius einer Krümmung eines Wegs des Anhängers gesteigert wird, Steuern des Lenksteuersystems des Fahrzeugs, um auf einen geänderten Betriebszustand überzugehen, bei dem eine Steigerung des Krümmungsradius des Wegs des Anhängers unterbunden wird, Steuern eines Bremssteuersystem des Fahrzeugs, um Bremsmoment anzulegen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern/Fahrzeugbeschleunigung zu unterbinden, und/oder Steuern eines Antriebsstrangsteuersystems des Fahrzeugs, um das Liefern des vollständigen verfügbaren Antriebsstrangdrehmoments zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs zu unterbinden, bis ein anderer Ausbruch ermöglichender Parameter (zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit) unter einem definierten Schwellenwert ist. Bei bestimmten Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands, wird die Ausbruchwarnung dem Fahrer unter Einsatz mindestens eines Fahrzeugsteuersystems, durch welches die Ausbruchgegenmaßnahme umgesetzt wird, geliefert. Die Geschwindigkeitsverringerung kann durch eine beliebige Anzahl von Mitteln ausgeführt werden, wie zum Beispiel Einschränken von Drosseleingängen (zum Beispiel über ein Geländemanagementfeature) und/oder Umschalten eines Getriebes auf einen niedrigen Rückwärtsgang, wenn das Fahrzeug mit einem Mehrbereichs-Rückwärtsganggetriebe ausgestattet ist. Beispiele für einen solchen systemspezifischen Warnansatz umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, das Bereitstellen einer Warnung durch ein Gaspedal des Fahrzeugs (zum Beispiel über haptisches Feedback), wenn die Gegenmaßnahme beschränkte Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfasst und/oder Bereitstellen einer Warnung durch ein Eingabeelement (zum Beispiel der Knauf) eines Anhänger-Rückwärtsfahrlenkeingabegeräts des Fahrzeugs (zum Beispiel über haptisches Feedback, wenn die Gegenmaßnahme das Beschränken des vom Fahrer geforderten Anhängerkrümmungsradius umfasst), durch haptische Sitzvibrationswarnung (zum Beispiel durch ein visuelles Anzeigegerät des schleppenden Fahrzeugs) und/oder durch eine hörbare Warnung (zum Beispiel durch ein Audioausgabegerät des schleppenden Fahrzeugs) oder dergleichen. Eine Ausführungsform des Einsatzes von Warnungen in Zusammenhang mit der Fahrzeuggeschwindigkeit bezüglich des Beginns oder des Vorliegens eines Ausbruchs ermöglichenden Zustands umfasst die Umsetzung einer zweistufigen Warnung. Wenn zum Beispiel die Rückfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ausreichend zunimmt, um zu verursachen, dass eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen unteren (das heißt ersten) Geschwindigkeitsschwellenwert während des Rückwärtsfahrens des Anhängers erreicht, würde einem Fahrer des Fahrzeugs eine erste Warnanzeige (zum Beispiel über haptische, hörbare und/oder visuelle Mittel, die von dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem umgesetzt werden) geliefert, um den Fahrer zu informieren, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert werden muss, um einen Ausbruch ermöglichenden Zustand zu lindern oder auszuschließen. Wenn der Fahrer nicht entsprechend reagiert, indem er eine Geschwindigkeitsverringerung des Fahrzeugs veranlasst (oder nicht weiter erhöht), und das Fahrzeug weiterhin schneller wird, so dass es einen höheren (das heißt einen zweiten) Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, würde dem Fahrer einen zweiter Warnhinweis (zum Beispiel ein stärkeres haptisches, hörbares und/oder visuelles Mittel, wie es von dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem umgesetzt wird) geliefert, um den Fahrer zu informieren, dass eine unmittelbare Notwendigkeit zur Geschwindigkeitsverringerung des Fahrzeugs besteht, um den Ausbruch ermöglichenden Zustand zu lindern oder auszuschließen. Die erste und/oder der zweite Geschwindigkeitswarnhinweis kann/können kombiniert mit einer jeweiligen Geschwindigkeit beschränkenden Gegenmaßnahme umgesetzt werden (zum Beispiel das Anhängerrückfahrassistenzsystem, das das Aktivieren eines Bremssystems des Fahrzeugs veranlasst und/oder Ableiten einer Drosselposition des Fahrzeugs).
Unter Bezugnahme auf Anweisungen, die von einem Datenverarbeitungsgerät verarbeitet werden können, ist aus den hier gemachten Offenbarungen klar, dass Verfahren, Prozesse und/oder Vorgänge, die zum Ausführen der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität wie hier offenbart geeignet sind, konkret durch einen nicht flüchtigen computerlesbaren Träger verkörpert werden, der Anweisungen darauf hat, die konfiguriert sind, um eine solche Funktionalität auszuführen. Die Anweisungen sind konkret zum Ausführen des Verfahrens 100 und/oder des Verfahrens 200, die oben offenbart und besprochen sind, verkörpert und können ferner konfiguriert sein, um das Potenzial für einen Ausbrechzustand zu beschränken, wie zum Beispiel durch Überwachen des Ausbrechwinkels durch Einsatz der Gleichungen, die unter Bezugnahme auf die 5 und 7 besprochen wurden, und/oder durch Umsetzen der Ausbruchsgegenmaßnahmenfunktionalität, die oben unter Bezugnahme auf 8 besprochen wurde. Die Anweisungen können für ein oder mehrere Datenverarbeitungsgeräte aus einem Speichergerät (zum Beispiel RAM, ROM, virtueller Speicher, Festplattenspeicher usw.), einem Gerät, das von einem Laufwerk eines Datenverarbeitungssystems gelesen werden kann (zum Beispiel eine Diskette, eine CD, eine Magnetbandkassette usw.) oder beide zugänglich sein. Ausführungsformen eines computerlesbaren Trägers in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand umfassen folglich eine CD, eine Festplatte, RAM oder einen anderen Speichergerättyp, der darauf ein Computerprogramm trägt (das heißt Anweisungen), das konfiguriert ist, um die Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand auszuführen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfinderische Gegenstand weist ein Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul (zum Beispiel das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul 120, das oben unter Bezugnahme auf 1A besprochen wurde) ein solches Datenverarbeitungsgerät, einen solchen nicht flüchtigen computerlesbaren Träger und solche Anweisungen auf dem computerlesbaren Träger auf, um die Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität auszuführen (zum Beispiel in Übereinstimmung mit dem oben unter Bezugnahme auf 2 besprochenen Verfahren 200 und/oder dem oben unter Bezugnahme auf 8 besprochenen Verfahren 500). Dazu kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul unterschiedliche Signalschnittstellen zum Empfangen und Ausgeben von Signalen aufweisen. Ein Detektor eines Ausbruchs ermöglichenden Zustands kann zum Beispiel eine Vorrichtung enthalten, die Kupplungswinkelinformationen, und Kupplungswinkelrechenlogik des Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermoduls bereitstellt. Ein Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul im Kontext des erfinderischen Gegenstands kann jedes beliebige Steuermodul eines elektronischen Steuersystems sein, das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuerfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand bereitstellt. Ferner wird hier offenbart, dass eine solche Steuerfunktionalität innerhalb eines autonomen (physisch und logisch) Steuermoduls umgesetzt werden kann oder logisch innerhalb von zwei oder mehreren getrennten aber miteinander verbundenen Steuermodulen umgesetzt werden kann (zum Beispiel ein elektronisches Steuersystem eines Fahrzeugs). Bei einem Beispiel wird das Anhänger-Rückfahrassistenzsteuermodul in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand innerhalb einer autonomen Steuereinheit umgesetzt, die nur Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität bereitstellt. Bei einem anderen Beispiel wird die Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand innerhalb einer autonomen Steuereinheit eines elektronischen Steuersystems eines Fahrzeugs umgesetzt, die Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität sowie ein oder mehrere andere Typen von Systemsteuerfunktionalität eines Fahrzeugs bereitstellt (zum Beispiel Bremsenblockierschutzfunktionalität, Servolenkungsfunktionalität usw.). Bei noch einem anderen Beispiel wird die Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand logisch auf verteilte Art umgesetzt, wobei eine Vielzahl von Einheiten, Steuermodulen, Computer oder dergleichen (zum Beispiel ein elektronisches Steuersystem) gemeinsam Vorgänge ausführen, um solche Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität bereitzustellen.
In der oben stehenden ausführlichen Beschreibung wurde auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die fester Bestandteil dieser sind, und in welchen beispielhaft spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in welchen der erfinderische Gegenstand praktisch umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen und bestimmte ihrer Varianten wurden in ausreichendem Detail beschrieben, um es dem Fachmann zu ermöglichen, Ausführungsformen des erfinderischen Gegenstands in der Praxis umzusetzen. Es ist klar, dass andere geeignete Ausführungsformen verwendet werden können, und dass logische, mechanische, chemische und elektrische Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Geltungsbereich solcher erfinderischer Offenbarungen zu verlassen. Um unnötige Details zu vermeiden, wurden in der Beschreibung bestimmte Informationen, die dem Fachmann bekannt sind, weggelassen. Die oben stehende ausführliche Beschreibung bezweckt daher keine Einschränkung auf spezifische Formen, die hier dargelegt sind, im Gegenteil, sie bezweckt, solche Alternativen, Änderungen und Äquivalente, wie sie vernunftgemäß in den Geltungsbereich der anliegenden Ansprüche fallen, zu decken.

Claims

Anhänger-Rückfahrassistenzgerät, das Folgendes aufweist: ein Hinderniserfassungssystem, das Näheinformationen eines Objekts benachbart zu einer Fahrzeug-Anhänger-Kombination ausgibt, während die Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu einer Ziellage rückwärts gefahren wird, und ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem, das mit dem Hinderniserfassungssystem gekuppelt ist, wobei das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem die Näheinformationen verwendet, um zu bestimmen, ob ein Weg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination geändert werden muss, um einen Zusammenstoß mit dem Objekt zu vermeiden, und den Fahrweg der Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu verändern, um den Zusammenstoß mit dem Objekt zu vermeiden.
Anhänger-Rückfahrassistenzgerät nach Anspruch 1, wobei das Hinderniserfassungssystem ein Näheinformations-Erfassungsgerät, das auf den Anhänger montiert ist, und/oder ein Näheinformations-Erfassungsgerät, das auf das Fahrzeug montiert ist, umfasst.
Anhänger-Rückfahrassistenzgerät nach Anspruch 1, wobei das Hinderniserfassungssystem eine Kamera, die auf das Fahrzeug montiert ist und/oder einen Ultraschallsensor, der auf das Fahrzeug montiert ist, umfasst.
Anhänger-Rückfahrassistenzgerät nach Anspruch 1, wobei das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem mindestens eines der folgenden Aspekte verwendet: Informationen, die Maschinendrehmomentanfragen des Fahrzeugs charakterisieren, Informationen, die die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs charakterisieren, Informationen, die den Lenkradwinkel des Fahrzeugs charakterisieren, Informationen, die die Fahrwegkrümmung für den Anhänger charakterisieren, und Informationen, die einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger charakterisieren.
Anhänger-Rückfahrassistenzgerät nach Anspruch 1 wobei das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem eine Wegkorrekturaktion ausführt, indem es: einen Befehl zum Verändern eines Geschwindigkeitssteuerzustands der Fahrzeug-Anhänger-Kombination, und/oder einen Befehl zum Verändern eines Lenksteuerzustands der Fahrzeug-Anhänger-Kombination, und/oder einen Befehl zum Verändern eines Anhänger-Krümmungssteuerzustands der Fahrzeug-Anhänger-Kombination ausgibt.
Anhänger-Rückfahrassistenzgerät nach Anspruch 5, wobei das Hinderniserfassungssystem ein Näheinformations-Erfassungsgerät, das auf den Anhänger montiert ist, und/oder ein Näheinformations-Erfassungsgerät, das auf das Fahrzeug montiert ist, umfasst.
Anhänger-Rückfahrassistenzgerät nach Anspruch 6, wobei das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem mindestens eines der folgenden Aspekte verwendet: Informationen, die Maschinendrehmomentanfragen des Fahrzeugs charakterisieren, Informationen, die die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs charakterisieren, Informationen, die den Lenkradwinkel des Fahrzeugs charakterisieren, Informationen, die die Fahrwegkrümmung für den Anhänger charakterisieren, und Informationen, die einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger charakterisieren.
Verfahren zum Vermeiden eines Zusammenstoßes zwischen einem Objekt und einer Fahrzeug-Anhänger-Kombination während des Rückwärtsfahrens des Anhängers entlang eines Fahrwegs zu einer Ziellage, das die folgenden Schritte aufweist: Beurteilen der Nähe des Objekts zu der Fahrzeug-Anhänger-Kombination während des Rückwärtsfahrens des Anhängers, und Verändern des Fahrwegs der Fahrzeug-Anhänger-Kombination basierend auf der Nähe des Objekts, um den Zusammenstoß mit dem Objekt zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Veränderns des Fahrwegs ferner den Schritt des Umsetzens einer Wegkorrekturaktion an der Fahrzeug-Anhänger-Kombination umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Beurteilens ferner das Beurteilen mindestens eines der folgenden Aspekte aufweist: ein Signal, das die Maschinendrehmomentanfragen des Fahrzeugs darstellt, ein Signal, das eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs darstellt, Informationen, die eine Fahrwegkrümmung des Anhängers darstellen, und ein Signal, das einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger darstellt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Beurteilens ferner das Beurteilen von Informationen umfasst, die von einem Näheinformations-Erfassungsgerät, das auf den Anhänger montiert ist, und/oder von einem Näheinformations-Erfassungsgerät, das auf das Fahrzeug montiert ist, empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner das Beurteilen von Informationen umfasst, die von einem Näheinformations-Erfassungsgerät, das auf den Anhänger montiert ist, und einem Näheinformations-Erfassungsgerät, das auf das Fahrzeug montiert ist, empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Beurteilens ferner das Beurteilen mindestens eines der folgenden Aspekte aufweist: ein Signal, das die Maschinendrehmomentanfragen des Fahrzeugs darstellt, ein Signal, das eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs darstellt, Informationen, die eine Fahrwegkrümmung des Anhängers darstellen, und ein Signal, das einen Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger darstellt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Beurteilens ferner das Beurteilen von Informationen von einem Ultraschallsensor und/oder einer Kamera aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Umsetzens einer Wegkorrekturaktion ferner das Ausgeben: eines Befehls zum Verändern eines Geschwindigkeitssteuerzustands der Fahrzeug-Anhänger-Kombination, und/oder eines Befehl zum Verändern eines Lenksteuerzustands der Fahrzeug-Anhänger-Kombination, und/oder eines Befehls zum Verändern eines Anhänger-Krümmungssteuerzustands der Fahrzeug-Anhänger-Kombination umfasst.