DE102015110697A1

DE102015110697A1 - Bestimmung des maximalen anhängerwinkels und steuerung für anhänger-rückfahrunterstützungssystem

Info

Publication number: DE102015110697A1
Application number: DE102015110697.3A
Authority: DE
Inventors: Roger Arnold Trombley; Thomas Edward Pilutti; Erick Michael Lavoie; Christopher Scott Nave; John Shutko; Kenneth Michael Mayer; Martin Fitzpatrick Frey; Douglas Scott Rhode
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-07-06
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2016-01-07
Anticipated expiration: 2035-07-03
Also published as: DE102015110697B4

Abstract

Das Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem hat eine Mensch-Maschinenschnittstelle, die mit einer Steuervorrichtung gekuppelt ist, die ein Setup-Modul, ein Kalibrierungsmodul, ein Aktivierungsmodul und ein Steuermodul hat, das konfiguriert ist, um Anhängermaße zu empfangen, Anhängermaße anzuwenden, Fahrzeugsysteme zu aktivieren und zu steuern, um einen Krümmungssteueralgorithmus zu kalibrieren und umzusetzen, der die Rückfahrbewegung der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger auf eine Art steuert, die mit einer Fahreranfrage konsistent ist. Wenn falsche Anhängermaße eingegeben wurden, erkennt das Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem den Fehler, initiiert eine Warnung und fordert korrigierende Aktionen, um die Anhängermaße zu korrigieren. Standardwerte für ein maximales steuerbares Krümmungslimit und einen maximal steuerbaren Winkel ersetzen die Limits, die von dem Kalibrierungsmodul berechnet und angewandt werden, das falsche Anhängermaße verwendete, bis korrigierte Anhängermaße von dem Fahrer eingegeben werden können.

Description

QUERVERWEIS
Diese Patentanmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der gleichzeitig anhängigen United States-Patentanmeldung Nr. 14/059 835, eingereicht am 22. Oktober 2013 mit dem Titel „TRAILER BACKUP ASSIST SYSTEM“, das eine teilweise Fortsetzung der United States-Patentanmeldung Nr. 13/443 743, eingereicht am 10. April 2012 mit dem Titel „DETECTION OF AND COUNTERMEASURES FOR JACKKNIFE ENABLING CONDITIONS DURING TRAILER BACKUP ASSIST“, jetzt gestattet, ist, das eine teilweise Fortsetzung der gleichzeitig anhängigen United States-Patentanmeldung Nr. 13/336 060, eingereicht am 23. Dezember 2011 mit dem Titel „TRAILER PATH CURVATURE CONTROL FOR TRAILER BACKUP ASSIST“, ist, die Priorität vor der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung Nr. 61/477 132, eingereicht am 19. April 2011 mit dem Titel „TRAILER BACKUP ASSIST CURVATURE CONTROL“, beansprucht, und die beide eine gemeinsame Anmelderin mit der vorliegenden Anmeldung haben und hier vollständig durch Verweis aufgenommen werden.
TECHNISCHES GEBIET
Die hier gegebene Offenbarung betrifft allgemein die Fahrerunterstützung und aktive Sicherheitstechnologien in Fahrzeugen und insbesondere ein Anhänger-Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem.
STAND DER TECHNIK
Es ist gut bekannt, dass das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs 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 angeschlossenen Anhänger rückwärts gefahren wird, und/oder Bremsen erfordert, um die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger zu stabilisieren, bevor ein Ausbrechzustand auftritt. Ein anderer Grund für eine solche Schwierigkeit besteht darin, dass kleine Fehler beim Lenken während des Rückwärtsfahrens eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger verstärkt werden, was bewirkt, dass der Anhänger von einem gewünschten Weg abweicht.
Um den Fahrer beim Lenken eines Fahrzeugs mit angehängtem Anhänger zu unterstützen, muss ein Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem die Absicht des Fahrers kennen. Eine gewöhnliche Annahme bei bekannten Anhänger-Rückfahrunterstützungssystemen ist, dass ein Fahrer eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger wünscht, gerade rückwärts zu fahren, und dass das System entweder implizit oder explizit einen Krümmungsverlauf gleich null für die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger annimmt. Leider umfassen die meisten realen Gebrauchsfälle des Rückwärtsfahrens eines Anhängers einen gekrümmten Weg, und das Annehmen eines Verlaufs mit null Krümmung würde daher die Nützlichkeit des Systems signifikant einschränken. Einige bekannte Systeme nehmen an, dass ein Verlauf von einer Karte oder einem Wegplaner bekannt ist. Dazu arbeiten bestimmte bekannte Anhänger-Rückfahrunterstützungssysteme mit der Anforderung, dass ein Anhänger-Rückfahrweg bekannt ist, bevor das Rückwärtsfahren des Anhängers beginnt, wie zum Beispiel aus einer Karte oder einem Wegplaner-Algorithmus. Unerwünschterweise sind solche Umsetzungen der Anhänger-Anhänger-Rückfahrunterstützungssysteme dafür bekannt, dass sie eine relativ komplexe Mensch-Maschinenschnittstelle (Human Machine Interface – HMI) haben, um den Weg, Hindernisse und/oder das Ziel des Rückfahrmanövers anzugeben. Ferner erfordern solche Systeme auch irgendeine Möglichkeit, 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 gelenkten Vorderräder des Fahrzeugs zu einem maximalen Lenkwinkel bei einer maximalen Rate der Lenkwinkeländerung gelenkt werden. Während des Rückwärtsfahrens eines Anhängers ist es auch möglich, dass die maximal zulässige Anhängerkrümmung nicht überschritten wird, was, wenn der Kupplungswinkel ausreichend groß wird, ein Kontakt zwischen einem Abschnitt des Anhängers und einem Abschnitt des Fahrzeugs auftreten kann. In dem Fall, in dem der Ausbrechwinkel erreicht wird, muss das Fahrzeug vorwärts gefahren werden, um den Kupplungswinkel zu verringern, 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 gefahren 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.
Wenn der Kupplungswinkel während des Rückwärtsfahrens eines Anhängers ausreichend groß wird, ist es nicht nur möglich, dass Berührung zwischen einem Abschnitt des Anhängers und des Fahrzeugs auftritt, sondern es ist auch möglich, dass das Fahrzeug den Anhänger über den steuerbaren Krümmungsweg hinaus lenkt. Es besteht ein Bedarf des Bestimmens eines maximalen Anhängerwinkels und einer maximal steuerbaren Krümmung. Es besteht auch ein Bedarf des Erfassens, wann der bestimmte maximale Anhängerwinkel und die bestimmte maximale steuerbare Krümmung eventuell falsch sind. Es besteht ein Bedarf an Rückstellen und Korrigieren des bestimmten maximalen Anhängerwinkels und der bestimmten maximalen steuerbaren Krümmung. Schließlich besteht ein Bedarf an Einschränkung des Kupplungswinkels derart, dass er beim Rückwärtsfahren des Anhängers innerhalb maximaler linker und rechter Winkel beibehalten wird.
KURZDARSTELLUNG
Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands betreffen ein System und ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim Rückwärtsfahren eines angehängten Anhängers.
Der Fachmann wird diese und weitere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung bei der Prüfung der folgenden Patentschrift, Ansprüche und beiliegenden Zeichnungen verstehen und schätzen.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Kombination aus Fahrzeug und Anhänger, wobei das Fahrzeug ausgelegt ist, um eine Anhänger-Rückfahrunterstützungsfunktionalität gemäß einer Ausführungsform der offenbarten Ausführungsformen des Gegenstands auszuführen.
2 zeigt eine Ausführungsform des Anhänger-Rückfahrlenkeingabegeräts, das unter Bezugnahme auf 1 besprochen ist.
3 zeigt eine beispielhafte Anhänger-Rückfahrabfolge, die unter Einsatz des Anhänger-Lenkeingabegeräts, das unter Bezugnahme auf 2 besprochen ist, umgesetzt ist.
4 zeigt ein Verfahren zum Umsetzen der Anhänger-Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des offenbarten Gegenstands.
5 ist eine schematische Ansicht, die ein kinematisches Modell zeigt, das zur Bereitstellung von Informationen konfiguriert ist, die beim Bereitstellen der Anhänger-Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand verwendet werden.
6 ist eine Grafik, die ein Beispiel einer Anhänger-Wegkrümmungsfunktionszeichnung für Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät des drehenden Typs in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand konfiguriert zeigt.
7 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Kupplungswinkel und dem Lenkwinkel zeigt, hinsichtlich eines Ausbrechwinkels für ein Fahrzeug-/Anhängersystem im Rückwärtsgang oder beim Rückwärtsfahren.
8 zeigt ein Verfahren zum Umsetzen der Ausbrechgegenmaßnahmenfunktionalität gemäß einer Ausführungsform des offenbarten Gegenstands.
9 zeigt eine Mensch-Maschinenschnittstelle(HMI)-Vorrichtung, die mit dem offenbarten Gegenstand assoziiert ist.
10 zeigt ein Flussdiagramm, das mit dem offenbarten Gegenstand assoziiert ist.
11 zeigt ein Flussdiagramm des Setup-Moduls des offenbarten Gegenstands.
12 zeigt ein Beispiel eines Bilds, das an der HMI-Vorrichtung gemäß dem offenbarten Gegenstand angezeigt wird.
13 zeigt ein Blockschaltbild des offenbarten Gegenstands.
Elemente und Schritte in den Figuren sind der Einfachheit und Klarheit halber veranschaulicht und wurden nicht unbedingt in einer besonderen Abfolge wiedergegeben. Schritte, die gleichzeitig oder in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, sind zum Beispiel in den Figuren veranschaulicht, um das Verstehen der Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands zu verbessern.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Obwohl unterschiedliche Aspekte des Gegenstands der Erfindung unter Bezugnahme auf eine bestimmte veranschaulichende Ausführungsform beschrieben sind, ist der Gegenstand der Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt, und zusätzliche Änderungen, Anwendungen und Ausführungsformen können umgesetzt werden, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. In den Figuren werden zum Veranschaulichen derselben Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet. Der Fachmann versteht, dass die unterschiedlichen Bauteile, die hier dargelegt sind, geändert werden können, ohne vom Geltungsbereich des Gegenstands der Erfindung abzuweichen.
Der offenbarte Gegenstand betrifft das Bereitstellen einer Anhänger-Rückfahrunterstützungsfunktionalität auf eine Art, die relativ kostengünstig ist und eine intuitive Benutzeroberfläche bietet. Insbesondere sieht eine solche Anhänger-Rückfahrunterstützungsfunktionalität das Steuern der Krümmung eines Wegverlaufs eines Anhängers, der an einem Fahrzeug angehängt ist, vor (das heißt Anhängerwegverlaufsteuerung), indem es einem Fahrer eines Fahrzeugs erlaubt wird, einen gewünschten Weg des Anhängers zu spezifizieren, indem er einen gewünschten Anhängerwegverlauf eingibt, während das Rückfahrmanöver des Fahrzeugs und des Anhängers fortschreitet. Obwohl ein Steuerknauf, ein Satz virtueller Knöpfe oder ein Touchscreen eingesetzt werden können, um die Anhängerwegkrümmungssteuerung zu ermöglichen, ist der offenbarte Gegenstand nicht unnötig auf irgendeine besondere Benutzeroberflächenkonfiguration, durch die eine gewünschte Anhängerwegkrümmung eingegeben wird, beschränkt. Außerdem kann das Lenkrad in dem Fall, in dem ein Lenkrad mechanisch von den Lenkrädern des Fahrzeugs abgekoppelt werden kann, ebenfalls als eine Oberfläche verwendet werden, durch die eine gewünschte Anhängerwegkrümmung eingegeben wird. Wie hier ausführlicher 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 eines Schleppfahrzeugs zu steuern (zum Beispiel elektrisches Servolenkungssystem (Electric Power Assisted Steering (EPAS)), um Lenkwinkeländerungen der gelenkten Räder des Fahrzeugs umzusetzen, um den spezifizierten Wegverlauf des Anhängers zu erzielen (das heißt zu approximieren). Das Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem steuert automatisch die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger, während ein Fahrer das Fahrzeuggetriebe, das Gaspedal und die Bremse benutzt, um die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger rückwärts zu fahren. Der Fahrer gibt eine gewünschte Anhängerkrümmungsvorgabe ein, indem er eine Eingabevorrichtung, wie zum Beispiel einen Anhängerlenkknauf, verwendet.
Das Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem zielt darauf ab, eine oder mehrere Gegenmaßnahmen zum Einschränken des Potenzials eines Erreichens eines Ausbrechzustands zwischen einem Fahrzeug und einem Anhänger, der von dem Fahrzeug während des Rückwärtsfahrens geschleppt wird, umzusetzen. Bei bestimmten Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands kann die Krümmung des 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 können, um die Anhängerwegkrümmungssteuerung zu ermöglichen, ist der offenbarte Gegenstand nicht unnötig auf irgendeine besondere Benutzeroberflächenkonfiguration, durch die eine gewünschte Anhängerwegkrümmung eingegeben wird, beschränkt. Außerdem kann das Lenkrad in dem Fall, in dem ein Lenkrad mechanisch von den gelenkten Rädern des Fahrzeugs abgekoppelt werden kann, ebenfalls als eine Oberfläche verwendet werden, durch die eine gewünschte Anhängerwegkrümmung eingegeben wird. Wie hier ausführlicher 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 eines Schleppfahrzeugs zu steuern (zum Beispiel elektrisches Servolenkungssystem (Electric Power Assisted Steering (EPAS)), um Lenkwinkeländerungen der gelenkten Räder des Fahrzeugs umzusetzen, um den spezifizierten Wegverlauf des Anhängers zu erzielen (das heißt zu approximieren).
ANHÄNGER-RÜCKFAHRUNTERSTÜTZUNGSSYSTEM
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform eines Fahrzeugs 100, das konfiguriert ist, um die Anhänger-Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Anhänger-Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand auszuführen, gezeigt. Ein Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem 105 des Fahrzeugs 100 steuert die Krümmung des Wegverlaufs eines Anhängers 110, der an dem Fahrzeug 100 befestigt ist. Eine solche Steuerung wird durch Wechselwirkung eines Servolenkungssystems 115 des Fahrzeugs 100 und des Anhänger-Rückfahrunterstützungssystems 105 durchgeführt. Während des Funktionierens des Anhänger-Rückfahrunterstützungssystems 105, während das Fahrzeug 100 rückwärts gefahren wird, ist ein Fahrer des Fahrzeugs 100 gelegentlich in der Art und Weise, in der er Lenkeingaben über ein Lenkrad für ein Fahrzeug 100 vornehmen kann, beschränkt. Das ist darauf zurückzuführen, dass das Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem 105 in bestimmten Fahrzeugen das Servolenkungssystem 115 steuert und das Servolenkungssystem 115 direkt mit dem Lenkrad gekuppelt ist (das heißt, das Lenkrad des Fahrzeugs 100 bewegt sich in Übereinstimmung mit den gelenkten Rädern des Fahrzeugs 100). Wie unten ausführlicher besprochen, wird eine Mensch-Maschinenoberfläche (HMI) des Anhänger-Rückfahrunterstützungssystems 105 verwendet, um Änderungen der Krümmung eines Wegs des Anhängers 110 vorzugeben, wie zum Beispiel ein Knauf, wodurch solche Befehle vom Ausführen an dem Lenkrad des Fahrzeugs 100 abgekoppelt sind. Einige Fahrzeuge, die ausgelegt sind, um Anhänger-Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand bereitzustellen, haben jedoch die Fähigkeit, selektiv Lenkbewegung von der Bewegung lenkbarer Räder des Fahrzeugs abzukoppeln, so dass das Verwenden des Lenkrads zum Steuern von Änderungen in der Krümmung eines Wegs eines Anhängers während einer solchen Anhänger-Rückfahrunterstützung erlaubt wird.
Das Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem 105 weist ein Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120, ein Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 und ein Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 auf. Das Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 ist mit dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 und dem Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 verbunden, um zwischen ihnen Kommunikation von Informationen zu erlauben. Es wird hier offenbart, dass das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät mit dem Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 verdrahtet oder drahtlos gekuppelt werden kann. Das Anhänger-Rückfahrunterstützungssystemsteuermodul 120 ist an einem Servolenkungsunterstützungssteuermodul 135 des Servolenkungsunterstützungssystems 115 angeschlossen, um das Austauschen von Informationen zwischen ihnen zu erlauben. Ein Lenkwinkelerfassungsgerät 140 des Servolenkungssystems 115 ist mit dem Servolenkungsunterstützungssteuermodul 135 verbunden, um diesem Informationen zu liefern. Das Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem ist auch an einem Bremssystemsteuermodul 145 befestigt, und an einem Antriebsstrangsteuermodul 150, um das Austauschen von Informationen zwischen ihnen zu erlauben. Gemeinsam definieren das Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem 105, das Servolenkungs-Unterstützungssystem 115, das Bremssystemsteuermodul 145, das Antriebsstrangsteuermodul 150 und die Gangschaltvorrichtung (PRNDL) eine Anhänger-Rückfahrunterstützungsarchitektur, die gemäß einer Ausführungsform ausgelegt ist.
Das Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 ist ausgelegt, um Logik (das heißt Anweisungen) zum Empfangen von Informationen von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125, dem Kupplungswinkelerfassungsgerät 130, dem Servolenkungsunterstützungssteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 zu empfangen. Das Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 (zum Beispiel ein Anhängerkrümmungsalgorithmus davon) erzeugt Fahrzeuglenkinformationen in Abhängigkeit von allen oder von einem Teil der Informationen, die von dem Anhängerrückfahrlenkeingabegerät 125, dem Kupplungswinkelerfassungsgerät 130, dem Servolenkungsunterstützungssteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 empfangen werden. Danach werden die Fahrzeuglenkinformationen zu dem Servolenkungsunterstützungssteuermodul 135 geliefert, um das Lenken des Fahrzeugs 100 durch das Servolenkungsunterstützungssystem 115 zu beeinflussen, um einen vorgegebenen Fahrweg des Anhängers 110 zu erzielen.
Das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 liefert dem Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 Informationen, die den vorgegebenen Wegverlauf des Anhängers 110 zu dem Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 (das heißt Anhängerlenkinformationen) definieren. Die Anhängerlenkinformationen können Informationen in Zusammenhang mit einer vorgegebenen Änderung des Fahrwegs enthalten (zum Beispiel eine Änderung des Wegkrümmungsradius) 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 Drehsteuereingabevorrichtung auf, um es einem Fahrer des Fahrzeugs 100 zu erlauben, mit dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 zu kommunizieren, um gewünschte Anhängerlenkaktionen vorzugeben (zum Beispiel eine gewünschte Änderung des Fahrwegradius des Anhängers vorzugeben und/oder vorzugeben, dass der Anhänger entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrwegs, wie er durch eine Längsmittenlinienachse des Anhängers definiert ist, fährt). Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Drehsteuereingabevorrichtung ein Knauf, der um eine Drehachse, die sich durch eine obere Oberfläche/Seite des Knaufs erstreckt, gedreht werden kann. Bei anderen Ausführungsformen ist die Drehsteuereingabevorrichtung 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 Servolenkungssystemkonfiguration, die es einem Lenkrad erlaubt, von Bewegung der gelenkten Räder eines solchen Fahrzeugs abgekoppelt zu werden. Das Lenkrad kann folglich unabhängig von der Art gedreht werden, in der das Servolenkungsunterstützungssystem des Fahrzeugs die gelenkten Räder steuert (zum Beispiel wie von den Fahrzeuglenkinformationen, die zu einem Steuermodul des Servolenkungsunterstützungssystems von einem Anhänger-Rückfahrunterstützungs-Systemsteuermodul, das in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des offenbarten Gegenstands konfiguriert ist, geliefert werden). Diese Typen von Fahrzeugen, bei welchen das Lenkrad selektiv von den gelenkten Rädern abgekoppelt werden kann, um seinen unabhängigen Betrieb zu erlauben, können daher Anhängerlenkinformationen des Anhänger-Rückfahrunterstützungssystems, das in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand konfiguriert ist, durch Drehen des Lenkrads bereitgestellt werden. Es wird hier folglich offenbart, dass bei bestimmten Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands das Lenkrad eine Ausführungsform eines Drehsteuereingabegeräts im Kontext des offenbarten Gegenstand 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 Erfassungsbauteil 155 des Kupplungswinkels des Anhängers 110 arbeitet, beliefert das Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 mit Informationen in Zusammenhang mit einem Winkel zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Anhänger 110 (das heißt Kupplungswinkelinformationen). Das Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 kann ein auf Kamera basierendes Gerät, wie zum Beispiel eine existierende Rückfahrkamera des Fahrzeugs 100 sein (das heißt visuelle Displays), die ein Ziel (das heißt das Erfassungsbauteil 155 des Kupplungwinkels) abbildet, 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 Kupplungswinkels 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 und/oder ein dazu passendes Kupplungsbauteil des Anhängers 110 montiert ist, um einen Winkel zwischen den Mittenlinienlängsachsen des Fahrzeugs 100 und des Anhängers 110 zu bestimmen. Das Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 kann konfiguriert werden, um einen ein Ausbrechen ermöglichenden Zustand und/oder damit zusammenhängende Informationen zu erfassen (zum Beispiel, wenn ein Kupplungswinkelschwellenwert erreicht wurde).
Das Servolenkungsunterstützungssteuermodul 135 stellt dem Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 Informationen in Zusammenhang mit einer Drehposition (zum Beispiel einen Winkel) des Lenkradwinkels und/oder einer Drehposition (zum Beispiel einen oder mehrere Drehwinkel) der gelenkten Räder des Fahrzeugs 100 bereit. Bei bestimmten Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands kann das Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 ein integriertes Bauteil des Servolenkungsunterstützungssystems 115 sein. Das Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 135 kann zum Beispiel einen Anhänger-Rückfahrunterstützungsalgorithmus 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 Servolenkungsunterstützungssteuermodul 135, dem Bremssystemsteuermodul 145 und dem Antriebsstrangsteuermodul 150 empfangen werden.
Das Bremssystemsteuermodul 145 liefert dem Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 Informationen in Zusammenhang mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Solche Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen können aus einzelnen Raddrehzahlen bestimmt werden, während sie von dem Bremssystemsteuermodul 145 überwacht werden, oder können von einem Maschinensteuermodul mit Signalplausibilität geliefert werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann auch von einem Maschinensteuermodul bestimmt werden. In einigen Fällen können einzelne Raddrehzahlen 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-fahrunterstützungssteuermodul 120 zum Gebrauch beim Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen geliefert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 Fahrzeugbremsinformationen zu dem Bremssystemsteuermodul 145 liefern, um es dem Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 zu erlauben, das Bremsen des Fahrzeugs 100 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 110 zu steuern. Der Gebrauch des Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermoduls 120 zum Regulieren der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 110 kann zum Beispiel das Potenzial für inakzeptable Anhängerrückfahrzustände verringern. Zu Beispielen inakzeptabler Anhängerrückfahrzustände gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, ein übermäßiger Fahrzeuggeschwindigkeitszustand, eine hohe Kupplungswinkelrate, Instabilität der Anhängerwinkeldynamik, ein berechneter theoretischer Anhängerausbrechzustand (definiert durch einen maximalen Fahrzeuglenkwinkel, Zugstangenlänge, Radstand des Schleppfahrzeugs und effektive Anhängerlänge), oder Ausbrecheinschränkung physischer Berührung (definiert durch ein Winkelverlagerungslimit in Bezug auf das Fahrzeug 100 und den Anhänger 110) und dergleichen. Es wird hier offenbart, dass das Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 ein Signal ausgeben kann, das einer Meldung (zum Beispiel einer Warnung) eines aktuellen, bevorstehenden und/oder vorweggenommenen inakzeptablen Anhängerrückfahrzustands entspricht.
Das Antriebsstrangsteuermodul 150 ist in Wechselwirkung mit dem Rückfahrunterstützungssteuermodul 120, um die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Fahrzeugs 100 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 110 zu regulieren. Wie oben erwähnt, ist das Regulieren der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 erforderlich, um das Potenzial für inakzeptable Anhängerrückfahrzustände einzuschränken, wie zum Beispiel Ausbrechen und Instabilität der Anhängerwinkeldynamik. Ähnlich wie Hochgeschwindigkeitsbetrachtungen in Zusammenhang mit inakzeptablen Anhängerrückfahrzuständen, können hohe Beschleunigung und hohe dynamische Krümmungsforderungen des Fahrers ebenfalls zu solchen inakzeptablen Anhängerrückfahrzuständen führen.
LENKEINGABEGERÄT
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Ausführungsform des Anhänger-Rückfahrlenkeingabegeräts 125, das unter Bezugnahme auf 1 besprochen ist, gezeigt. Ein drehbares Steuergerät 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 ausgelegt, um Bewegung des Knaufs 170 zu erfassen und ein entsprechendes Signal (das heißt Bewegungserfassungsgerätsignal) zu dem Anhänger-Rückfahrunterstützungs-Eingabegerät 125, das in 1 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 Ruheposition P(AR) des Knaufs 170 einem Bewegungserfassungsgerätsignal, das anzeigt, dass das Fahrzeug 100 derart gelenkt werden sollte, dass der Anhänger 100 entlang eines im Wesentlichen geraden Wegs (null Anhängerkrümmungsanfrage vom Fahrer) rückwärts gefahren wird, wie von einer Mittenlinienlängsachse des Anhängers 110 definiert, wenn der Knauf 170 zu der Ruheposition P(AR) zurückgestellt wurde, und eine maximale Position des Knaufs 170 in den Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn (das heißt Limits der entgegengesetzten Bewegungsdrehbereiche R(R), R(L)) jeweils einem jeweiligen Bewegungserfassungsgerätsignal entspricht, das einen engsten Krümmungsradius anzeigt (das heißt die schärfste Bahn) eines Wegverlaufs des Anhängers 110, der möglich ist, ohne dass die entsprechenden Fahrzeuglenkinformationen einen Querstellungszustand verursachen. In diesem Hinblick ist die Ruhezustandsposition P(AR) eine Befehlsposition mit null Krümmung in Bezug auf die entgegengesetzten Bewegungsdrehbereiche R(R), R(L). Es wird hier offenbart, dass das Verhältnis einer vorgegebenen Krümmung eines Wegs 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, Kupplungswinkelgeometrie 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 Rückfahrunterstützungssysteme, bei welchen das Lenkrad physisch mit den lenkbaren Rädern eines Fahrzeugs während des Rückwärtsfahrens eines angehängten Anhängers gekuppelt bleibt, stellt ein drehbares Steuerelement, das in Übereinstimmung mit dem offenbarten 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 offenbarten 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 der Mittel zum Anzeigen, dass die drehbare Steuereingabevorrichtung an der Null-Krümmungseingabeposition positioniert ist, umfassen, ohne auf sie beschränkt zu sein, ein Auslösemittel, das die drehbare Steuereingabevorrichtung einrückt, wenn sie sich in einer Null-Krümmungsvorgabeposition befindet, eine visuelle Kennzeichnung, die angibt, dass die drehbare Steuereingabevorrichtung in der Null-Krümmungsvorgabeposition steht, ein aktives Schwingungssignal, das angibt, dass sich die drehbare Steuereingabevorrichtung in der Null-Krümmungsvorgabeposition befindet oder ihr nähert, eine hörbare Meldung, die angibt, dass sich die drehbare Steuereingabevorrichtung der Null-Krümmungsvorgabeposition nähert, und dergleichen.
Es wird hier auch offenbart, dass Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands mit einer Steuereingabevorrichtung ausgelegt sein können, die nicht drehend ist (das heißt eine nicht drehende Steuereingabevorrichtung). Ähnlich wie eine Drehsteuereingabevorrichtung, die gemäß den Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands ausgelegt ist (zum Beispiel der Knauf 170 und die dazugehörende Bewegungserfassungsvorrichtung), ist eine solche nicht drehende Steuereingabevorrichtung ausgelegt, um selektiv ein Signal zu liefern, das einen Anhänger veranlasst, einem Wegverlaufsegment zu folgen, das im Wesentlichen gerade ist, und selektiv ein Signal zu liefern, das den Anhänger veranlasst, einem Wegverlaufsegment zu folgen, das im Wesentlichen gekrümmt ist. Beispiele eines solchen nicht drehenden Steuereingabegeräts umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Mehrzahl drückbarer Knöpfe (zum Beispiel links abbiegen, rechts abbiegen und gerade fahren), einen Touchscreen, auf dem ein Fahrer eine Krümmung für Wegverlaufvorgaben vorzeichnet oder anderswie eingibt, einen Knauf, der entlang einer Achse verschiebbar ist, um es dem Fahrer zu erlauben, Wegverlaufvorgaben einzugeben, oder eine Eingabe des Typs Joystick und dergleichen.
Das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 kann konfiguriert sein, um unterschiedliche Feedbackinformationen einem Fahrer des Fahrzeugs 100 zu liefern. Beispiele von Situationen, die solche Feedbackinformationen enthalten können, weisen, ohne auf sie beschränkt zu sein, einen Zustand des Rückfahrunterstützungssystems 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) und/oder eine graphische Darstellung des Fahrzeug- und Anhängerausrichtungszustands, auf. 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 Vielzahl von Zuständen auftritt. Beispiele für solche Zustände umfassen, ohne auf sie beschränkt zu sein, das Ausbrechen des Anhängers 110, das Versagen des Rückfahrunterstützungssystems 105, das Erfassen eines Fehlers durch das Rückfahrunterstützungssystem 105, das Voraussagen eines Zusammenstoßes auf dem aktuellen Fahrweg des Anhängers 110 durch das Rückfahrunterstützungssystem 105 oder andere Systeme des Fahrzeugs 100, das Einschränken einer vorgegebenen Krümmung des Fahrwegs des Anhängers durch das Rückfahrunterstützungssystem 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 oder angeschlossene Fahrzeuglautsprecher) verwenden kann, um bestimmte Feedbackinformationen (zum Beispiel Bekanntgabe/Warnung eines inakzeptablen Anhängerrückfahrzustands) 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 des Anhängers 110, der in 1 gezeigt ist) beim Rückwärtsfahren des Anhängers mit einem Fahrzeug (zum Beispiel mit dem 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 Vorgangs einer Anhänger-Rückfahrfunktionalität keine Forderung für die Ausführbarkeit eines Rückfahrunterstützungssystems, das in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand konfiguriert ist, ist.
Nach dem Aktivieren des Rückfahrunterstützungssystems 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 Rückfahrunterstützungssystem 105 das Fahrzeug 100 wie erforderlich, um das Rückwärtsfahren des Anhängers 110 entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrwegs, wie von der Längsmittenlinie 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 Drehung in den Uhrzeigersinn der Knaufposition R(R)). Das Rückfahrunterstützungssystem 105 lenkt daher 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 es der Fahrer dem Knauf 170, zu der Ruhezustandsposition P(AR) zurückzukehren, wodurch das Rückfahrunterstützungssystem 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, in dem der Knauf 170 zu der Ruhezustandsposition P(AR) zurückkehrte, definiert, zu veranlassen. Danach lenkt das Rückfahrunterstützungssystem 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 sind bogenförmige (zum Beispiel gekrümmte) Teile eines Fahrwegs POT des Anhängers 110 durch das Drehen des Knaufs 170 vorgeschrieben, und gerade Abschnitte 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.
Um das Rückfahrunterstützungssystem, das oben in den 1 bis 3 beschrieben ist, zu aktivieren, tritt der Fahrer mit dem Rückfahrunterstützungssystem in Wechselwirkung, und das Rückfahrunterstützungssystem tritt mit der Fahrzeugumgebung in Wechselwirkung. Das Rückfahrunterstützungssystem lenkt automatisch, während der Fahrer das Fahrzeug rückwärts fährt. Wie oben besprochen, steuert der Fahrer die Anhängerbahn, indem er einen Lenkknauf verwendet, um gewünschte Anhängerkrümmung einzugeben. Der Rückfahrunterstützungsalgorithmus bestimmt den Fahrzeuglenkwinkel, so dass die gewünschte Anhängerwegkrümmung erzielt wird, und der Fahrer steuert die Drossel und die Bremse, während das Rückfahrunterstützungssystem das Lenken steuert.
4 zeigt ein Verfahren 200 zum Umsetzen der Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des offenbarten Gegenstands. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren 200 zum Umsetzen der Rückfahrunterstützungsfunktionalität ausgeführt werden, indem die Rückfahrunterstützungsarchitektur verwendet wird, die oben unter Bezugnahme auf das Fahrzeug 100 und den Anhänger 110 der 1 besprochen wurde. Die Anhängerlenkinformationen werden folglich durch den Gebrauch einer Drehsteuereingabevorrichtung (zum Beispiel der Knauf 170, der unter Bezugnahme auf 2 besprochen wurde) bereitgestellt.
Ein Vorgang 202 wird zum Empfangen einer Rückfahrunterstützungsanfrage ausgeführt. Beispiele zum Empfangen der Rückfahrunterstützungsanfrage umfassen das Aktivieren des Rückfahrunterstützungssystems und das Bereitstellen von Bestätigung, dass das Fahrzeug und der Anhänger zum Rückwärtsfahren bereit sind. Nach dem Empfang einer Rückfahrunterstützungsanfrage (das heißt, während das Fahrzeug rückwärtsgefahren wird), wird ein Vorgang 204 ausgeführt, um ein Anhänger-Rückfahrinformationssignal zu empfangen. Beispiele für Informationen, die von dem Anhänger-Rückfahrinformationssignal getragen werden, umfassen, ohne auf sie beschränkt zu sein, Informationen von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125, Informationen von dem Kupplungswinkelerfassungsgerät 130, Informationen von dem Servolenkungsunterstützungssteuermodul 135, Informationen von dem Bremssystemsteuermodul 145 und Informationen von dem Antriebsstrangsteuermodul 150. Es wird hier offenbart, dass Informationen von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 vorzugsweise Anhänger-Wegkrümmungsinformationen enthalten, die eine gewünschte Krümmung für den Fahrweg des Anhängers charakterisieren, wie von dem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125, das oben unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben wurde, zu erleichtern. Derart kann der Vorgang 204 zum Empfangen des Anhänger-Rückfahrinformationssignals das Empfangen von Anhänger-Wegkrümmungsinformationen aufweisen, die die gewünschte Krümmung des Fahrwegs des Anhängers charakterisieren.
Falls das Anhänger-Rückfahrinformationssignal angibt, 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 zu bestimmen, um die angeforderte Änderung der Krümmung des Fahrwegs des Anhängers bereitzustellen. Anderenfalls wird ein Vorgang 208 ausgeführt, um Fahrzeuglenkinformationen zum Aufrechterhalten eines 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 Servolenkungsunterstützungssystem des Fahrzeugs zu liefern, auf den ein Vorgang 212 folgt, der ausgeführt wird, um den Anhänger-Rückwärtsfahrunterstützungszustand zu bestimmen. Falls bestimmt wird, dass das Anhängerrückwärtsfahren abgeschlossen ist, wird ein Vorgang 214 ausgeführt, um den aktuellen Rückfahrunterstützungsfall zu beenden. Anderenfalls kehrt das Verfahren 200 zu dem Vorgang 204 zurück, um Anhänger-Rückfahrinformationen zu empfangen. Vorzugsweise wird der Vorgang zum Empfangen des Anhänger-Rückfahrinformationssignals, Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen, Bereitstellen der Fahrzeuglenkinformationen und Bestimmen des Rückfahrunterstützungszustands auf Überwachungsart ausgeführt (zum Beispiel mit einer hohen Geschwindigkeitsrate einer digitalen Datenverarbeitungsvorrichtung). Außer wenn daher 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 Rückfahrunterstützungsfalls zurückgefahren wurde, das Fahrzeug vorwärts gefahren werden muss, um einen anderen Rückfahrunterstützungsfall zu beginnen usw.), führt das Verfahren 200 ununterbrochen die Vorgänge zum Empfangen des Anhänger-Rückfahrinformationssignals, Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen, Bereitstellen der Fahrzeuglenkinformationen und Bestimmen des Rückfahrunterstützungszustands aus.
Es wird hier offenbart, dass der Vorgang 206 zum Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen zum Bereitstellen der angeforderten Änderung der Krümmung des Fahrwegs des Anhängers vorzugsweise das Bestimmen von Fahrzeuglenkinformationen als eine Funktion der Anhänger-Wegkrümmungsinformationen, die in dem Anhänger-Rückfahrinformationssignal enthalten sind, aufweist. 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 dem vorgegebenen Lenkwinkel gelenkter 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 Anhänger-Wegkrümmungssteuerung in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand erforderlich sind.
Bei einigen Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands veranlasst der Vorgang 210 zum Bereitstellen der Fahrzeuglenkinformationen zu dem Servolenkungsunterstützungssystem des Fahrzeugs das Lenkungssystem, eine entsprechende Lenkvorgabe als eine Funktion der Fahrzeuglenkinformationen zu erzeugen. Die Lenkvorgabe kann von dem Lenksystem ausgelegt 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 Rückfahrunterstützungssteuermodul) erzeugt und dem Lenksystem bereitgestellt werden.
Parallel zum Ausführen der Vorgänge zum Empfangen des Anhänger-Rückfahrinformationssignals, Bestimmen der Fahrzeuglenkinformationen, Bereitstellen der Fahrzeuglenkinformationen und Bestimmen des Anhänger-Rückfahrunterstützungszustands, 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 auf sie beschränkt zu sein, das Beurteilen eines Kupplungswinkels, um zu bestimmen, ob ein Kupplungswinkelschwellenwert überschritten wird, das Beurteilen einer Rückfahrgeschwindigkeit, um zu bestimmen, ob ein Rückfahr-Geschwindigkeitsschwellenwert 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 Raddrehzahlinformationen, die von einem oder mehreren Raddrehzahlsensoren des Fahrzeugs erzielt werden, bestimmt werden. Falls 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), gefolgt von dem Vorgang 214, der ausgeführt wird, um den aktuellen Rückfahrunterstützungsfall zu beenden. Es wird hier offenbart, dass vor und/oder gemeinsam mit dem Veranlassen des Inhibierens des aktuellen Anhängerwegs ein 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 naht. Bei einem Beispiel kann das Verfahren, falls derartiges Feedback darin resultiert, dass der inakzeptable Anhängerwinkelzustand vor dem Erreichen eines kritischen Zustands beseitigt wird, mit dem Bereitstellen von Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Übereinstimmung mit den Vorgängen 204–212 fortsetzen. Anderenfalls kann das Verfahren zu Vorgang 214 weiter gehen, um den aktuellen Rückfahrunterstützungsfall zu beenden. Gemeinsam mit der Ausführung des Vorgangs 214 zum Beenden des aktuellen Rückfahrunterstützungsfalls, 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 verlangten Anhänger-Krümmungseingabe und/oder dergleichen, um ein Überschreiten des Kupplungswinkels auszuschließen).
KRÜMMUNGSSTEUERUNGSALGORITHMUS
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 Rückfahrunterstützungssystem, das in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen des offenbarten 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. Zu Beispielen solcher Annahmen gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, das Rückwärtsfahren des Anhängers durch das Fahrzeug mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit, vernachlässigbarer Schlupf (zum Beispiel kein Schlupf) der Reifen des Fahrzeugs und des Anhängers, vernachlässigbare Federung (zum Beispiel keine seitliche Federung) der Reifen des Fahrzeugs, vernachlässigbare (zum Beispiel keine) Verformung der Reifen des Fahrzeugs und des Anhängers, vernachlässigbare Stellantriebsdynamiken des Fahrzeugs, vernachlässigbare Roll- oder Neigungsbewegungen 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 302,
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 der Hinterachse 310 des Fahrzeugs 302,
D:: Länge zwischen Kupplungsstelle 308 und Achslänge 312 des Anhängers 304 (die Achslänge 312 kann eine effektive oder äquivalente Achslänge für einen Anhänger sein, der mehrere Achskonfigurationen hat), und
r₂:: Krümmungsradius des Anhängers 304.

Das kinematische Modell 300 der 5 zeigt eine Beziehung zwischen dem Anhängerwegkrümmungsradius r₂ und dem Mittenpunkt 314 einer Achse 312 des Anhängers 304, dem Lenkwinkel δ der gelenkten Räder 306 des Fahrzeugs 302 und dem Kupplungswinkel γ auf. Wie in der unten stehenden Gleichung gezeigt, kann diese Beziehung ausgedrückt werden, um die Anhängerwegkrümmung κ2 derart bereitzustellen, dass, falls γ gegeben ist, die Anhängerwegkrümmung κ2 basierend auf dem Regulieren des Lenkwinkels δ gesteuert wird (wobei β . die Gierrate des Anhängers und η . die Geschwindigkeit des Anhängers ist).
Oder diese Beziehung kann ausgedrückt werden, um den Lenkwinkel δ als eine Funktion der Anhängerwegkrümmung κ₂ und des Kupplungswinkels γ bereitzustellen.
Für eine bestimmte Kombination aus Fahrzeug und Anhänger sind folglich bestimmte Parameter des kinematischen Modells (zum Beispiel D, K und L) konstant und werden als bekannt angenommen. V ist die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und g ist die auf die Schwerkraft zurückzuführende Beschleunigung. K ist ein von der Geschwindigkeit abhängiger Parameter, der, wenn er auf null gesetzt wird, die Berechnung des Lenkwinkels von der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig macht. Die Parameter des fahrzeugspezifischen 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) des Fahrzeugs erzeugt werden.
6 zeigt ein Beispiel einer Anhänger-Wegkrümmungsfunktions-Plotterdarstellung 400 für ein Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät des drehenden Typs (zum Beispiel das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125, das oben unter Bezugnahme auf die 1 und 2 besprochen wurde). Ein Wert, der die Anhängerwegkrümmung darstellt (zum Beispiel die Anhängerwegkrümmung κ2), wird als ein Ausgabesignal 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 offenbarten Gegenstands nicht auf irgendeine besondere Funktion zwischen einer Größe und/oder einer Rate der Eingabe an einem Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät (zum Beispiel Knaufdrehung) und einem resultierenden Anhängerwegkrümmungswert beschränkt ist.
AUSBRECHERFASSUNG
Unter Bezugnahme auf 5, ist es bei bevorzugten Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands wünschenswert, das Potenzial für das Fahrzeug 302 und den Anhänger 304 zum Erreichen eines Ausbrechwinkels (das heißt Erreichen eines Ausbrechzustands des Fahrzeug-/Anhängersystems) einzuschränken. Ein Ausbrechwinkel γ(j) bezieht sich auf einen Kupplungswinkel γ, der beim Rückwärtsfahren von der maximalen Lenkeingabe für ein Fahrzeug nicht überwunden werden kann, wie zum Beispiel die gelenkten Vorderräder 306 des Fahrzeugs 302, die zu einem maximalen Lenkwinkel δ mit einer maximalen Rate der Lenkwinkeländerung bewegt werden. 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 sowie von der Länge D zwischen der Kupplungsstelle 308 und der effektiven Achse 312 des Anhängers 304, falls der Anhänger mehrere Achsen hat, ab. Die effektive Achse 312 kann die eigentliche Achse eines einachsigen Anhängers oder eine effektive Achslage für einen Anhänger mit mehreren Achsen sein. Wenn der Kupplungswinkel γ für das Fahrzeug 302 und den Anhänger 304 den Ausbrechwinkel γ(j) erreicht oder überschreitet, muss das Fahrzeug 302 vorwärts gefahren 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 für das Fahrzeug-/Anhängersystem aufrecht erhält, 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 Rückfahrunterstützungsfunktionalitäten in Übereinstimmung mit dem offenbarten 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 ein Ausbrechen ermöglichender Zustand basierend auf aktuellen Betriebsparametern eines Fahrzeugs kombiniert mit einem entsprechenden Kupplungswinkel ergeben. Dieser Zustand kann angegeben werden, wenn eine oder mehrere spezifizierte Fahrzeugbetriebsschwellenwerte erreicht werden, während ein bestimmter Kupplungswinkel vorliegt. Obwohl der besondere Kupplungswinkel derzeit nicht an dem Ausbrechwinkel für das Fahrzeug und den angeschlossenen 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 ein Ausbrechen ermöglicht, ist, dass Anhänger-Krümmungssteuermechanismen (zum Beispiel die in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand) allgemein Lenkvorgaben an einem zeitlichen Momentanpunkt während des Rückwärtsfahrens eines Anhängers berechnen. Diese Berechnungen berücksichtigen jedoch typischerweise keine Verzögerung in dem Lenksteuersystem des Fahrzeugs (zum Beispiel Verzögerung in einer Lenk-EPAS-Steuervorrichtung). Ein anderer Grund für den das Ausbrechen ermöglichenden Zustand ist, dass Anhänger-Krümmungssteuermechanismen im Allgemeinen verringerte Lenkempfindlichkeit und/oder Effektivität darlegen, wenn das Fahrzeug eine relativ hohe Geschwindigkeit hat und/oder wenn es einer relativ hohen Beschleunigung unterliegt.
AUSBRECHGEGENMASSNAHMEN
8 zeigt ein Verfahren 500 zum Umsetzen von Ausbrechgegenmaßnahmenfunktionalität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des offenbarten Gegenstands für ein Fahrzeug und einen angehängten Anhänger. Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand kann Ausbrechgegenmaßnahmenfunktionalität umfassen. Alternativ kann Ausbrechgegenmaßnahmenfunktionalität in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des offenbarten Gegenstands getrennt von anderen Aspekten der Rückfahrunterstützungsfunktionalität umgesetzt werden.
Das Verfahren 500 beginnt, wenn der Vorgang 502 ausgeführt wird, um Ausbrechen bestimmende Informationen, die einen Zustand, der das Ausbrechen der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger an einem bestimmten Zeitpunkt ermöglicht (zum Beispiel an dem Zeitpunkt, an dem die das Ausbrechen bestimmenden Informationen abgetastet wurden), zu empfangen. Beispiele der Ausbrechen bestimmenden Informationen umfassen, ohne auf sie beschränkt zu sein, Informationen, die einen Kupplungswinkel charakterisieren, Informationen, die einen Fahrzeug-Gaspedalübergangszustand charakterisieren, Informationen, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs charakterisieren, Informationen, die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs charakterisieren, Informationen, die ein Bremsmoment charakterisieren, das durch ein Bremssystem des Fahrzeugs angelegt wird, Informationen, die ein Antriebsstrangdrehmoment charakterisieren, das an angetriebene Räder des Fahrzeugs angelegt wird, sowie Informationen, die das Ausmaß und die Rate der vom Fahrer angeforderten Anhängerkrümmung charakterisieren. Der Vorgang 502 zum empfangen von Ausbrechen bestimmenden Informationen kann der erste Vorgang in einem Abtastprozess sein, bei dem Ausbrechen bestimmende Informationen nach dem Initiieren eines Falls der Ausbrechgegenmaßnahmenfunktionalität gesammelt werden. In diesem Hinblick würden Ausbrechen bestimmende Informationen ständig überwacht, wie zum Beispiel durch eine elektronische Steuereinheit (ECU), die Rückfahrunterstützungs-(TBA)-Funktionalität ausführt. Wie oben unter Bezugnahme auf 5 besprochen, kann eine kinematische Modelldarstellung des Fahrzeugs und des Anhängers verwendet werden, um einen Ausbrechwinkel für die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger zu bestimmen. Der erfinderische Gegenstand ist jedoch nicht unnötig auf irgendeinen spezifischen Ansatz zum Bestimmen des Ausbrechwinkels beschränkt.
Nach dem Empfangen der Ausbrechen bestimmenden Informationen, wird ein Vorgang 504 ausgeführt, um die Ausbrechen bestimmenden Informationen zu beurteilen, um zu bestimmen, ob die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger den Ausbrechen bestimmenden Zustand an dem bestimmten Zeitpunkt erreicht hat. Die Zielsetzung des Vorgangs 504 zum Beurteilen der Ausbrechen bestimmenden Informationen ist das Bestimmen, ob ein Ausbrechen ermöglichender Zustand an dem Zeitpunkt erreicht wurde, der von den Ausbrechen bestimmenden Informationen definiert ist. Falls bestimmt wird, dass ein ein Ausbrechen ermöglichender Zustand an dem bestimmten Zeitpunkt nicht vorliegt, kehrt das Verfahren 500 zu dem Vorgang 502 zum Empfangen eines anderen Falls der Ausbrechen bestimmenden Informationen zurück. Falls bestimmt wird, dass an dem bestimmten Zeitpunkt ein Ausbrechen ermöglichender Zustand vorliegt, wird ein Vorgang 506 ausgeführt, um eine oder mehrere umzusetzende anwendbare Gegenmaßnahmen zu bestimmen. Bei einigen Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands wird folglich eine anwendbare Gegenmaßnahme in Abhängigkeit von einem Parameter, der als ein Haupteinfluss für den Ausbrechen ermöglichenden Zustand identifiziert wird, ausgewählt. Bei anderen Ausführungsformen wird jedoch eine anwendbare Gegenmaßnahme als die ausgewählt, die am fähigsten ist, den Ausbrechen 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 dem Kontext des offenbarten Gegenstands (das heißt eine Ausbrech-Verringerungsmaßnahme) ist die Linderung eines Ausbrechen ermöglichenden Zustands. Dazu kann eine solche Gegenmaßnahme konfiguriert sein, um den Ausbrechen ermöglichenden Zustand unter Einsatz einer Vielfalt unterschiedlicher Strategien zu lindern. Bei einer auf Fahrzeuggeschwindigkeit reagierenden Gegenmaßnahmenstrategie können Aktionen, die zum Lindern des Ausbrechen ermöglichenden Zustands getroffen werden, das Aufheben und/oder Einschränken des vom Fahrer angeforderten Anhängerkrümmungsradius (zum Beispiel über ein Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät angefordert, das in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand konfiguriert ist) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (zum Beispiel über eine Nachschlagetabelle, die Krümmungsradiuslimits mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, wie in 6 gezeigt, korreliert) aufweisen. Bei einer Gegenmaßnahmenstrategie, bei der Anhängerkrümmungsforderungen in Abhängigkeit von Übergangsraten der Geschwindigkeit und Fahrerkrümmungsvorgabe beschränkt sind, können Aktionen, die zum Lindern des Ausbrechen ermöglichenden Zustands getroffen werden, das Ratenbeschränken von Anhängerwegkrümmungsvorgabetransienten, wie sie von einem Fahrer oberhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit angefordert werden, aufweisen, während bei der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit die Anhängerwegkrümmung, wie sie angefordert wird, keine Ratenbeschränkung hat. Bei einer das Drehmoment einschränkenden Gegenmaßnahmenstrategie, können Aktionen, die zum Lindern des Ausbrechen ermöglichenden Zustands getroffen werden, die Anwendung des Unterbindens des vollständigen verfügbaren Antriebsstrangdrehmoments umfassen, wenn der Ausbrechen ermöglichende Zustand vorliegt, während das Fahrzeug oberhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist, und die Anwendung der Zulassung des vollständigen verfügbaren Antriebsstrangdrehmoments, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter die vorbestimmte 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 Fahrer-Gaspedal-Transientenerfassungs-Gegenmaßnahmenstrategie können Aktionen zum Lindern der Ausbrechen ermöglichenden Bedingung das Unterbinden und/oder Einschränken des vom Fahrer angeforderten Anhängerkrümmungsradius als eine Funktion der vorübergehenden Gaspedalanforderungen aufweisen (zum Beispiel ist der angeforderte Anhängerkrümmungsradius beschränkt, wenn eine große Gaspedaltransiente erfasst wird). Bei einer Gegenmaßnahmenstrategie, die auf die Kupplungswinkelrate reagiert, können Aktionen, die zum Lindern des Ausbrechen ermöglichenden Zustands getroffen werden, den Gebrauch der Kupplungswinkelrate in einer vordefinierten oder berechneten Abbildung mit aktueller Kupplungswinkelposition aufweisen, um den Anhängerkrümmungsradius, der vom Fahrer angefordert wird, einzuschränken. Angesichts der hier gemachten Offenbarung, versteht ein Fachmann folglich, dass Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands nicht unnötig auf eine Gegenmaßnahmenstrategie irgendeiner speziellen Konfiguration beschränkt sind.
Wie oben offenbart, kann die Umsetzung der Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand ein kinematisches Modell zum Bestimmen der Lenksteuerinformationen, Zustände, die Ausbrechen ermöglichen, und des Ausbrechwinkels verwenden. Ein derartiges kinematisches Modell hat viele Parameter, die die Effektivität der Anhängerkrümmungssteuerung beeinflussen können. Beispiele für diese Parameter umfassen, ohne auf sie beschränkt zu sein, den Fahrzeugradstand, Untersteuerungsgradientenverstärkung, 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 Anhängerachslänge und das Verhältnis der Hinterachse des Fahrzeugs 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 Ausbrechen ermöglichenden Zustände bereitgestellt werden. Durch Verstehen zum Beispiel der Empfindlichkeit der Parameter eines kinematischen Modells, können Skalierfaktoren mit von der Geschwindigkeit abhängigen Ausbrechgegenmaßnahmen verwendet werden, um das Ausbrechpotenzial (zum Beispiel für spezielle Anwendungen, wie zum Beispiel Zustände mit kurzem Radstand) zu verringern.
Unter weiterer Bezugnahme auf 8 wird nach dem Bestimmen der anwendbaren Gegenmaßnahme(n) ein Vorgang 508 ausgeführt, um die ausgewählte(n) Ausbrechgegenmaßnahme(n) umzusetzen, und ein Vorgang 510 wird ausgeführt, um eine Ausbrechwarnung einzuleiten. Wie oben in Zusammenhang mit Gegenmaßnahmenstrategien besprochen, kann das Umsetzen von Ausbrechgegenmaßnahme(n) das Vorgeben eines Geschwindigkeitssteuersystems des Fahrzeugs zum Übergehen auf einen geänderten Betriebszustand umfassen, bei dem eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert wird, Anweisen des Geschwindigkeitssteuersystems des Fahrzeugs, um auf einen geänderten Betriebszustand überzugehen, bei dem ein Radius einer Krümmung eines Wegs des Anhängers gesteigert wird, Anweisen des Lenksteuersystems des Fahrzeugs, um auf einen geänderten Betriebszustand überzugehen, bei dem eine Steigerung des Krümmungsradius des Wegs des Anhängers unterbunden wird, Anweisen eines Bremssteuersystems des Fahrzeugs, um Bremsmoment anzulegen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern/Fahrzeugbeschleunigung zu unterbinden, und/oder Anweisen eines Antriebsstrangsteuersystems des Fahrzeugs, um das Liefern des vollständigen verfügbaren Antriebsstrangdrehmoments zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs zu unterbinden, bis ein anderer Ausbrechen ermöglichender Parameter (zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit) unter einem definierten Schwellenwert ist. Bei bestimmten Ausführungsformen des erfinderische Gegenstands wird die Ausbrechwarnung dem Fahrer unter Verwendung mindestens eines Fahrzeugsteuersystems, durch welches die Ausbrechgegenmaßnahme umgesetzt wird, geliefert. Die Geschwindigkeitsverringerung kann zusätzlich zum Anlegen der Bremsen, durch eine beliebige Anzahl von Mitteln ausgeführt werden, wie zum Beispiel Einschränken von Drosseleingaben (zum Beispiel über ein Geländemanagementfeature) und/oder Umschalten eines Getriebes auf einen niedrigen Rückwärtsgang, falls das Fahrzeug mit einem Mehrbereichs-Rückwärtsganggetriebe ausgestattet ist. Beispiele für einen solchen systemspezifischen Warnansatz enthalten, ohne auf sie beschränkt zu sein, das Bereitstellen einer Warnung durch ein Gaspedal des Fahrzeugs (zum Beispiel über haptisches Feedback), falls die Gegenmaßnahme beschränkte Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufweist, und/oder Bereitstellen einer Warnung durch ein Eingabeelement (zum Beispiel Knauf) eines Anhänger-Rückwärtsfahrlenkeingabegeräts des Fahrzeugs (zum Beispiel über haptisches Feedback, falls die Gegenmaßnahme das Beschränken des vom Fahrer angeforderten Anhängerkrümmungsradius aufweist), 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 Verwendens von Warnungen in Zusammenhang mit der Fahrzeuggeschwindigkeit bezüglich des Beginns oder des Vorliegens eines Ausbrechen 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 geliefert (zum Beispiel über haptische, hörbare und/oder visuelle Mittel, die von dem Rückfahrunterstützungssystem umgesetzt werden), um den Fahrer zu informieren, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert werden muss, um einen Ausbrechen ermöglichenden Zustand zu lindern oder auszuschließen. Falls 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 ein zweiter Warnhinweis (zum Beispiel ein stärkeres haptisches, hörbares und/oder visuelles Mittel, wie es von dem Rückfahrunterstützungssystem umgesetzt wird) geliefert, um den Fahrer zu informieren, dass eine unmittelbare Notwendigkeit zur Geschwindigkeitsverringerung des Fahrzeugs besteht, um den Ausbrechen ermöglichenden Zustand zu lindern oder zu verhindern. Der erste und/oder der zweite Geschwindigkeitswarnhinweis kann kombiniert mit einer jeweiligen Geschwindigkeit beschränkenden Gegenmaßnahme umgesetzt werden (zum Beispiel das Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem, das das Aktivieren eines Bremssystems des Fahrzeugs veranlasst, und/oder Verringern einer Drosselposition des Fahrzeugs).
MENSCH-MASCHINENSCHNITTSTELLE
Zur Umsetzung der oben in Zusammenhang mit den in 5 und 7 beschriebenen Verfahren besprochenen Steuermerkmalen, muss ein Fahrer mit dem Rückfahrunterstützungssystem 105 interagieren, um das System 105 zu konfigurieren. Das Fahrzeug 100 ist auch mit einer Mensch-Maschinenschnittstellen-(HMI)-Vorrichtung 102 zum Umsetzen der Rückfahrunterstützungsfunktion durch Wechselwirkung des Fahrers mit der HMI-Vorrichtung 102 ausgestattet, wie in 9 gezeigt.
9 zeigt ein Beispiel einer HMI-Vorrichtung 102 in dem Fahrzeug, die der Fahrer verwendet, um mit dem Rückfahrunterstützungssystem 105 zu interagieren. Dem Fahrer werden mehrere Menüs 104 (nur ein beispielhaftes Menü ist in 9 gezeigt) präsentiert, die anhand der HMI 102 angezeigt werden. Die HMI-Menüs 104 leiten den Fahrer durch die Module (die in den 10 und 11 gezeigt sind) Setup 600, Kalibrieren 700 und Aktivieren 800 des Rückfahrunterstützungssystems 105, so dass Steuerverfahren 200, 500 umgesetzt werden können, um den Fahrer beim Rückwärtsfahren des Anhängers zu unterstützen, allgemein als ein Flussdiagramm in den 10 und 11 gezeigt, und die unten ausführlicher beschrieben werden. Jedes Modul ist auf bestimmte Elemente oder Merkmale ausgerichtet, die verwendet werden, um das Rückfahrunterstützungssystem zu konfigurieren, so dass es die Steuerverfahren 200, 500 präzise umsetzt. Obwohl jedes Modul unter Bezugnahme auf besondere Merkmale des offenbarten Gegenstands beschrieben ist, ist zu bemerken, dass jedes Modul nicht unbedingt auf die in den Beispielen hier gegebenen besonderen Merkmale beschränkt ist. Es ist möglich, die Module neu anzuordnen oder Elemente oder Merkmale eines Moduls zu ersetzen, ohne vom Geltungsbereich des offenbarten Gegenstands abzuweichen.
Das Rückfahrunterstützungssystem 105 führt einen Fahrer durch die Schritte, die erforderlich sind, um einen Anhänger anzuschließen und ein Ziel anzubringen. Der Fahrer kann das Setup anhand des Rückfahrlenkeingabegeräts 125 zum Beispiel durch Drehen oder Drücken des Drehknaufs oder einfach durch Ausführen einer Auswahl für das Rückfahrunterstützungssystem aus einem Menü auf der HMI-Vorrichtung 102 aktivieren. Unter Bezugnahme auf 10, initiiert ein Fahrer das Rückfahrunterstützungssystem durch das Rückfahrunterstützungssystem-Eingabegerät. In dem Fall eines Drehknaufs drückt oder dreht der Fahrer den Knauf, um das Rückfahrunterstützungssystem zu initiieren. Das System führt den Fahrer durch die Schritte des Anschließens 580 eines kompatiblen Anhängers 110. Ein kompatibler Anhänger ist einer, der an einer einzigen Stelle in Bezug zu dem Fahrzeug und hinter der Hinterachse des Fahrzeugs schwenkt.
Sobald das System entweder durch das Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 oder die HMI-Vorrichtung 105 ausgewählt wurde, leitet das System den Fahrer an, das Fahrzeug und die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger wie erforderlich vorzubereiten. Das Fahrzeug 100 sollte „eingeschaltet“ werden, und das Fahrzeug 100 sollte auf „Park“ 590 stehen. Sollte das Fahrzeug 100 eingeschaltet sein, jedoch mit einer Geschwindigkeit fahren, die größer ist als ein vorbestimmtes Limit, zum Beispiel fünf Meilen pro Stunde, wird das Rückfahrunterstützungssystem 105 inaktiv und für den Fahrer unzugänglich. Das Setup-Modul 600 des Rückfahrunterstützungssystems 105 startet nicht oder wird beendet 585. Falls der Typ des Anhängers 110, den der Fahrer ausgewählt hat, ein Anhänger 110 ist, der nicht mit dem Rückfahrunterstützungssystem 105 kompatibel ist, wird das Setup-Modul 600 beendet 585 oder startet nicht. Sollte der Anhänger 110 mit dem Rückfahrunterstützungssystem 105 kompatibel sein, prüft das Setup-Modul 600, dass der Gangschaltmechanismus des Fahrzeugs 100 auf „Park“ steht. Auch hier, falls das Fahrzeug nicht „eingeschaltet“ ist und der Gangschaltmechanismus nicht auf „Park“ ist, startet das Setup-Modul nicht 585.
Beim Anschließen 580 eines kompatiblen Anhängers 110, während das Fahrzeug 100 „eingeschaltet“ 590 ist und das Fahrzeug 100 auf „Park“ 590 steht, präsentiert die HMI 102 ein Menü, das eine „Schleppmodusoption“ hat, die von dem Fahrer auszuwählen ist. Der Fahrer wählt „Schleppmodus“ aus, und ein Menü 104 wird präsentiert, das eine Auswahl „Anhängeroptionen“ bereitstellt. Der Fahrer wählt dann einen „Anhängeroptionen“-Modus aus dem Menü „Schleppen“ aus. Der Fahrer wird entweder aufgefordert, „einen Anhänger hinzuzufügen“ oder „einen Anhänger“ aus einem Menü 104 auszuwählen, das auf der HMI-Vorrichtung präsentiert wird, und das „Setup“-Modul 600 des offenbarten Gegenstands hat begonnen. Für bestimmte auf Kamera basierende Anhänger-Winkelerfassungssysteme wird ein Vorgang 602 ausgeführt, wobei dem Fahrer ein Warnungsmenü über die HMI präsentiert werden kann, das den Fahrer informiert, dass der Anhänger in einer geraden Linie sein muss, was bedeutet, dass kein Winkel an der Kupplung zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger besteht. Die Warnung gibt an, dass der Fahrer eventuell korrigierende Maßnahmen ausführen muss, zum Beispiel das Fahrzeug vorwärts fahren muss, um den Anhänger und das Fahrzeug wie für das Setup erforderlich, zu Fluchten 600. Eine generische oder statistische Grafik kann anhand der HMI 102 präsentiert werden, um den Fahrer beim visuellen Erkennen der Fluchtung zwischen dem Anhänger 110 und dem Fahrzeug 100 zu unterstützen, das erforderlich ist, um das Rückfahrunterstützungssystem 105 ordnungsgemäß einzustellen und zu kalibrieren. Der Fahrer wendet irgendwelche Korrekturen an 603, indem er irgendwelche erforderlichen Einstellungen ausführt, auf die er aufmerksam gemacht wurde, und gibt an, dass korrigierende Aktionen ausgeführt wurden 603, und der Anhänger mit dem Fahrzeug ausgerichtet ist, indem er dies bestätigt. Bei anderen Anhänger-Winkelerfassungssystemen muss der Fahrer den Anhänger während des Setup-Modus eventuell nicht gerade richtet.
Um den Fahrer bei dem Setup-Prozess zu unterstützen, werden die Rückfahrscheinwerfer oder irgendwelche andere zusätzliche Beleuchtung, die eventuell auf dem Fahrzeug verfügbar ist, eingeschaltet 604. Falls der Anhänger ein neuer Anhänger sein sollte, einer der zuvor noch nicht mit dem Fahrzeug gekuppelt wurde oder zuvor noch nicht in dem Rückfahrunterstützungssystem gespeichert wurde, wird dem Fahrer eine Option präsentiert 606, um entweder den Anhänger zu benennen oder eine zuvor gespeicherte Anhängerkonfiguration auszuwählen. Das Benennen des Anhängers 608 erlaubt es, den Anhänger beim nächsten Anhängen an dem Fahrzeug leicht zu identifizieren, so dass der Fahrer den Setup-Prozess nicht zu wiederholen braucht. Der Fahrer gibt entweder einen eindeutigen Namen zum Identifizieren des Anhängers, der in dem Rückfahrunterstützungssystem zu speichern ist, ein, oder wählt eine zuvor gespeicherte Anhängerkonfiguration, die mit dem angehängten Anhänger assoziiert ist, aus. Das Rückfahrunterstützungssystem erlaubt nicht, dass mehr als ein Anhänger denselben Namen hat. Falls ein Fahrer daher versucht, einen Anhänger zu benennen, indem er einen Namen verwendet, der bereits an eine zuvor gespeicherte Anhängerkonfiguration angewandt wurde, zeigt die HMI dem Fahrer eine Meldung an, die das angibt, und fordert den Fahrer auf, einen unterschiedlichen Namen für die Anhängerkonfiguration einzugeben. Sollte eine zuvor gespeicherte Anhängerkonfiguration verfügbar sein und von dem Fahrer ausgewählt werden 610, können bestimmte Schritte in dem Setup-Prozess übersprungen werden.
Die folgende Besprechung betrifft eine erstmalige Anhängerkonfiguration für ein Anhänger-Winkelerfassungssystem, das auf einer Kamera basiert. Der Fahrer wird angewiesen 612, ein Kupplungswinkelziel, das zu Kalibrierungszwecken verwendet wird, auf dem Anhänger zu platzieren. Ein generisches Zustandsbild kann auf der HMI angezeigt werden, das Anweisungen für den Fahrer zum Platzieren eines Ziels, das zum Erfassen des Kupplungswinkels verwendet wird, auf dem Anhänger bereitstellt. Die Zielplatzierung hängt von dem Typ des Anhängers, der geschleppt wird, ab, und daher können dem Fahrer Optionen präsentiert werden, um den Fahrer bei der Auswahl eines geeigneten Anhängertyps zu unterstützen. Das Standbild kann Bereiche angeben, die für die Zielplatzierung akzeptabel sind, sowie Bereiche, die für die Zielplatzierung inakzeptabel sind. Das Standbild, das die geeigneten Bereiche zum Anbringen des Ziels angibt, kann eine Überlagerung der Heckansicht der Anhängerkupplung sein. Sobald der Fahrer das Ziel an dem Anhänger anbringt und anhand der HMI angibt, dass das Ziel an dem Anhänger angebracht wurde, stellt 614 der Setup-Modus visuelles Feedback zu dem Fahrer bereit, das identifiziert, dass das Ziel lokalisiert oder erfasst wurde. Der Fahrer bestätigt 616 anhand der HMI, dass das Ziel ordnungsgemäß von dem Rückfahrunterstützungssystem identifiziert wurde. Für eine zuvor gespeicherte Anhängerkonfiguration hat der Anhänger bereits ein platziertes Ziel. Das Rückfahrunterstützungssystem erfasst das Ziel und stellt visuelles Feedback für den Fahrer, das das Erfassen des Ziels bestätigt, bereit 614.
Sollte das Ziel nach einer vorbestimmten Zeitspanne nicht erfasst werden 614, wird der Fahrer über die Notwendigkeit informiert 618, das Ziel neu zu positionieren, und es werden ihm mögliche korrigierende Maßnahmen, die getroffen werden können, präsentiert. Es können dem Fahrer mögliche Maßnahmen präsentiert werden, wie zum Beispiel Reinigen der Kameralinse, Reinigen des Ziels, Ersetzen des Ziels, falls es beschädigt wurde oder verblasst ist, Vorwärtsfahren der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger, um Beleuchtungsbedingungen um die Kamera und/oder das Ziel zu verbessern, und Bewegen des Ziels zu einer akzeptablen Lage. Der Fahrer wendet die erforderlichen Korrekturen an 603. Wie oben erwähnt, erfordern einige Anhänger-Winkelerfassungssysteme nicht, dass der Fahrer während des Setup-Modus ein Ziel an dem Anhänger anbringt. Das Ziel und das Erfassen des Ziels betreffen Anhänger-Winkelerfassungssysteme, die auf einer Kamera basieren.
Wenn das Ziel durch das Rückfahrunterstützungssystem erfasst wird 614 und der Fahrer die Erfassung bestätigt hat 616, wird der Fahrer dann anhand einer Reihe von Menüs zum Eingeben 620 der Maßinformationen des Anhängers aufangefordert, die in dem Rückfahrunterstützungssystem für eine Anhängerkonfiguration gespeichert werden, die mit dem benannten Anhänger zu assoziieren ist. Wenn derselbe Anhänger das nächste Mal an dem Fahrzeug befestigt wird, ist seine eindeutige Anhängerkonfiguration bereits gespeichert und das Fortschreiten durch das Setup-Modul erfolgt schneller, oder, in einigen Fällen, kann es ganz übersprungen werden. Generische Standbilder können an dem HMI-Bildschirm angezeigt werden, um den Fahrer bei den Maßinformationen zu unterstützen. Visuelle Beispiele, siehe 12, können bereitgestellt werden, um den Fahrer beim Identifizieren der Lage auf dem Fahrzeug, dem Anhänger oder zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger, zu deren Eingabe der Fahrer aufangefordert wird, zu unterstützen. Zusätzlich sind innerhalb des Rückfahrunterstützungssystems zahlenmäßige Limits für die vom Fahrer eingegebenen Maße eingestellt und können für den Fahrer angezeigt werden. Der Fahrer kann über eingegebene Maße, die die zahlenmäßigen Limits überschreiten, gewarnt werden. Zusätzlich können die Maßinformationsanfragen, zu deren Eingabe der Fahrer aufangefordert wird, dem Fahrer in der Reihenfolge präsentiert werden, in der die Maße in das Rückfahrunterstützungssystem eingegeben werden sollten.
Zu bemerken ist, dass, obwohl Maßinformationen oben als durch den Fahrer eingegeben besprochen sind, unterschiedliche Verfahren zum Eingeben von Maßinformationen ebenfalls verwendet werden können, ohne vom Geltungsbereich des offenbarten Gegenstands abzuweichen. Zum Beispiel ein System zum automatischen Erfassen von Maßen, das existierende Fahrzeug- und Anhängerdaten verwendet, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, Fahrzeuggeschwindigkeit, Raddrehung, Lenkradwinkel, relative Winkel zwischen Fahrzeug und Anhänger sowie eine Änderungsrate des Winkels zwischen Fahrzeug und Anhänger.
Beispiele der Maßinformationen können eine horizontale Entfernung von dem Heck des Fahrzeugs zu der Mitte einer Kupplungskugel, eine horizontale Entfernung von dem Heck des Fahrzeugs zu einer Mitte des Ziels, eine vertikale Entfernung von dem Ziel zum Boden und ein horizontales Offset des Ziels von einer Mittenlinie der Kupplungskugel aufweisen. Sollte das Ziel anderswo als an der Mittenlinie der Kupplungskugel angebracht werden, muss das Rückfahrunterstützungssystem wissen, an welcher Seite des Fahrzeugs das Ziel angebracht ist, nämlich an der Beifahrerseite oder der Fahrerseite. Ein Menü auf der HMI kann dem Fahrer präsentiert werden, um Beifahrerseite oder Fahrerseite für die Platzierung des Ziels anzugeben. Das Rückfahrunterstützungssystem muss auch die horizontale Entfernung von dem Heck des Fahrzeugs zu einer Mitte der Achse oder Achsen des Anhängers kennen. Die Maße können entweder in englischen oder metrischen Einheiten eingegeben werden.
Dem Fahrer wird die Option präsentiert 622, irgendwelche der Maße zu überarbeiten, bevor der Setup-Prozess fortgesetzt wird. Anderenfalls beginnt, sobald das Setup-Modul 600 abgeschlossen wurde 624, das Kalibrierungsmodul 700.
Das Kalibrierungsmodul 700 ist ausgelegt, um den Krümmungssteueralgorithmus mit den richtigen Anhängermaßen zu kalibrieren und das Rückfahrunterstützungssystem für irgendein Kupplungswinkeloffset, das vorliegen kann, zu kalibrieren. Nach dem Abschließen des Setup-Moduls 600, beginnt das Kalibrierungsmodul 700, und der Fahrer wird angewiesen 702, die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger gerade vorwärts zu fahren, bis eine Kupplungswinkelsensorkalibrierung abgeschlossen ist. Die HMI kann dem Fahrer 704 anhand einer Popup-Anzeige oder einer Bildschirmanzeige melden, dass die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger vorwärts gefahren werden muss, bis die Kalibrierung abgeschlossen ist. Nachdem die Kalibrierung abgeschlossen wurde, kann die HMI dem Fahrer das bekanntgeben 704. Jeder Kupplungswinkeloffsetwert wird im Speicher gespeichert 706, der Krümmungssteueralgorithmus greift auf ihn nach Bedarf zu, und das Kalibrierungsmodul 700 endet 704.
Zu bemerken ist, dass, obwohl oben beschrieben wird, dass die Kupplungswinkelkalibrierung vom Fahrer Vorwärtsfahrinformationen verlangt, verschiedene andere Verfahren der Kupplungswinkelkalibrierung ebenfalls verwendet werden können, ohne von dem Geltungsbereich des offenbarten Gegenstands abzuweichen.
Nach Abschließen des Setup-Moduls 600 und des Kalibrierungsmoduls 700, kann das Aktivierungsmodul 800 beginnen. Das Aktivierungsmodul 800 ist unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Das Aktivierungsmodul 800 ist konzipiert, um das automatische Lenken des Fahrzeugs während der Rückfahrunterstützungsvorgänge zu aktivieren. Der Fahrer wird angewiesen 802, das Fahrzeug auf Rückwärtsfahren zu stellen. Nach dem Aktivieren des Rückfahrunterstützungssystems, akzeptiert das Lenksystem keine Lenkwinkelvorgaben von irgendeiner anderen Quelle als dem Rückfahrunterstützungssystem 804. Das Anhänger-Setup-Modul 600 und Kalibrierungsmodul 700 müssen abgeschlossen sein, und ein aktueller Kupplungswinkel muss innerhalb eines vorbestimmten Betriebsbereichs für das Rückfahrunterstützungssystem 806 liegen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit muss ebenfalls niedriger sein als eine vorbestimmte Aktivierungsgeschwindigkeit 808. Sollten eine oder alle dieser Bedingungen 804, 806, 808 nicht erfüllt werden, wird der Fahrer aufgefordert, eine korrigierende Maßnahme 810 anzuwenden. Der Fahrer muss bestätigen 814, dass die korrigierende Aktion getroffen wurde, damit das Steuermodul beginnt. Falls eine korrigierende Aktion getroffen wird, das Aktivierungsmodul sie jedoch als inakzeptabel betrachtet, wird der Fahrer angewiesen 810, eine andere korrigierende Aktion zu versuchen.
Für Lenksysteme, bei welchen das Lenkrad direkt mit den gelenkten Rädern des Fahrzeugs gekuppelt ist, kann der Fahrer während der Rückfahrunterstützung das Lenkrad nicht einrücken. Falls irgendwelche Lenkradbewegung vom Fahrer oder anderweitig verhindert wird, präsentiert das Rückfahrunterstützungssystem dem Fahrer Anweisungen 810, seine Hände vom Lenkrad zu nehmen. Das Aktivieren 800 wird vorübergehend unterbrochen oder eingestellt, bis das Hindernis entfernt wurde. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Schwellengeschwindigkeit überschreitet oder falls der Fahrzeugkupplungswinkel nicht akzeptabel ist, wird der Fahrer aufangefordert 810, eine korrigierende Aktion anzuwenden. Bis die korrigierende Aktion angewandt, akzeptiert und bestätigt wurde, werden das Aktivierungsmodul 800 und das Steuermodul 200, 500 unterbrochen.
Wenn der Fahrer den Schalthebel von „Park“ zu „rückwärts“ 802 bewegt und ein Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät 125 drückt oder dreht, kann in einem Display der HMI ein Heckansicht-Kamerabild erscheinen. Falls zu irgendeinem Zeitpunkt während des Rückfahrprozesses der Kupplungswinkel zu groß wird, damit das System die Krümmung des Anhängers steuern kann, stellt die TBA dem Fahrer eine Warnung bereit, vorwärts zu fahren, um den Kupplungswinkel zu verringern. Falls das System zu irgendeinem Zeitpunkt während des Rückfahrprozesses nicht fähig ist, das Kupplungswinkelziel mitzuverfolgen, werden dem Fahrer Anweisungen zum Beheben des Problems präsentiert. Falls das Fahrzeug zu irgendeinem Zeitpunkt diese vorbestimmte Betätigungsgeschwindigkeit überschreitet, wird der Fahrer visuell und akustisch gewarnt, zu stoppen oder langsamer zu werden.
Wenn alle Bedingungen des Aktivierungsmoduls erfüllt sind und aufrechterhalten werden, kann das Steuermodul beginnen. Das Steuermodul führt die Anweisungen, die oben unter Bezugnahme auf die 5 und 7 beschrieben wurden, aus. Das Aktivierungsmodul 800 weist jedoch eine Überwachungsfunktion 816 derart auf, dass der Fahrer, falls die Steuerung an irgendeinem Zeitpunkt während der Ausführung des Steuermotors 200, 500 unterbrochen wird, angewiesen wird, die erforderlichen Korrekturen auszuführen. Falls irgendeine der erforderlichen Korrekturen nicht erfolgt, endet die Steuerung des Fahrzeugs über das Rückfahrunterstützungssystem. Der Fahrer kann die Steuerung auch absichtlich beenden, indem er das System anhand einer Menüauswahl auf der HMI verlässt oder das Fahrzeug auf eine Gangeinstellung platziert, die nicht „Park“ oder „Rückwärtsfahren“ ist.
Unter Bezugnahme auf Anweisungen, die von einer Datenverarbeitungsvorrichtung verarbeitet werden können, ist aus den hier gemachten Offenbarungen klar, dass Verfahren, Prozesse und/oder Vorgänge, die zum Ausführen der Anhänger-Rückfahrunterstützungsfunktionalität wie hier offenbart geeignet sind, konkret durch ein nicht flüchtiges, computerlesbares Medium verkörpert zu werden, das Anweisungen trägt, die konfiguriert sind, um eine solche Funktionalität auszuführen. Die Anweisungen werden konkret zum Ausführen des Verfahrens 200, 500, 600 700 und 800, die oben offenbart und besprochen sind, verkörpert, und können ferner konfiguriert sein, um das Potenzial für einen Ausbrechzustand einzuschränken, wie zum Beispiel durch Überwachen des Ausbrechwinkels durch Verwendung der unter Bezugnahme auf die 5 und 7 besprochenen Gleichungen und/oder durch Umsetzen von Ausbrechgegenmaßnahmenfunktionalität, die oben unter Bezugnahme auf 8 besprochen ist. Die Anweisungen können für ein oder mehrere Datenverarbeitungsvorrichtungen aus einem Speichergerät (zum Beispiel RAM, ROM, virtueller Speicher, Festplattenspeicher usw.), von 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 Mediums in Übereinstimmung mit dem erfinderischen Gegenstand umfassen folglich eine Compact Disc, eine Festplatte, RAM oder einen anderen Speichergerätetyp, der ein Computerprogramm (das heißt Anweisungen) trägt, das konfiguriert ist, um die Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand auszuführen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des offenbarten Gegenstands weist ein Rückfahrunterstützungssteuermodul (zum Beispiel das Rückfahrunterstützungssteuermodul 120, das oben unter Bezugnahme auf 1 besprochen wurde) ein solches Datenverarbeitungsgerät, ein solches nicht flüchtiges computerlesbares Medium und solche Anweisungen auf dem computerlesbaren Medium auf, um die Rückfahrunterstützungsfunktionalität 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 und/oder den anderen Verfahren 600, 700 und 800, die oben unter Bezugnahme auf die 10 und 11 besprochen wurden, auf. Dazu kann das Rückfahrunterstützungssteuermodul unterschiedliche Signalschnittstellen zum Empfangen und Ausgeben von Signalen aufweisen. Ein Detektor eines Ausbrechen ermöglichenden Zustands kann zum Beispiel eine Vorrichtung aufweisen, die Kupplungswinkelinformationen liefert, und Kupplungswinkel-Rechenlogik des Rückfahrunterstützungssteuermoduls bereitstellt. Ein Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul in dem Kontext des offenbarten Gegenstands kann jedes beliebige Steuermodul eines elektronischen Steuersystems sein, das Rückfahrunterstützungssteuerfunktionalität in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand bereitstellt. Ferner wird hier offenbart, dass eine solche Steuerfunktionalität innerhalb eines autonomen Steuermoduls (physisch und logisch) umgesetzt werden kann oder logisch innerhalb von zwei oder mehreren getrennten aber miteinander verbundenen Steuermodulen umgesetzt werden kann (zum Beispiel eines elektronischen Steuersystems eines Fahrzeugs). Bei einem Beispiel wird das Anhänger-Rückfahrunterstützungsteuermodul in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand innerhalb einer autonomen Steuereinheit umgesetzt, die nur Anhänger-Rückfahrunterstützungsfunktionalität bereitstellt. Bei einem anderen Beispiel wird die Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand innerhalb einer autonomen Steuereinheit eines elektronischen Steuersystems eines Fahrzeugs umgesetzt, die Rückfahrunterstützungsfunktionalität sowie einen oder mehrere andere Typen von Systemsteuerfunktionalität eines Fahrzeugs bereitstellt (zum Beispiel Bremsenblockierschutzfunktionalität, Servolenkungsfunktionalität usw.). Bei noch einem anderen Beispiel wird die Rückfahrunterstützungsfunktionalität in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand logisch auf verteilte Art umgesetzt, wobei eine Mehrzahl von Einheiten, Steuermodulen, Computern oder dergleichen (zum Beispiel ein elektronisches Steuersystem) gemeinsam Vorgänge ausführt, um solche Rückfahrunterstützungsfunktionalität bereitzustellen.
MAXIMALE STEUERBARE ANHÄNGERWEGKRÜMMUNG
Während des Rückwärtsfahrens des Anhängers sollte eine maximale zulässige Anhängerwegkrümmung nicht überschritten werden. Die maximale zulässige Anhängerwegkrümmung wird von dem Rückfahrunterstützungssystem unter Verwendung der Anhängermaße bestimmt. Sollte die Anhängerwegkrümmung den maximal zulässigen Wert überschreiten während das Fahrzeug den Anhänger rückwärts fährt, kann der Kupplungswinkel γ(j) ausreichend groß werden, und Berührung kann zwischen einem Abschnitt des Anhängers und einem Abschnitt des Fahrzeugs auftreten. Es ist möglich, dass ein Fahrer ein falsches Maß für Anhängermaße in das Rückfahrunterstützungssystem 105 eingegeben hat, was in einer falschen maximalen zulässigen Anhängerwegkrümmungsbestimmung durch das Rückfahrunterstützungssystem 105 resultiert. Das Resultat ist, dass das System 105 eventuell den Anhänger über einen steuerbaren Krümmungsweg hinaus steuert, weil die maximale steuerbare Anhängerwegkrümmung eventuell unter Verwendung falscher Anhängermaße bestimmt wurde.
Wie oben besprochen, kann ein Ausbrechen ermöglichender Zustand basierend auf aktuellen Betriebsparametern eines Fahrzeugs kombiniert mit einem entsprechenden Anhängerwinkel und einer Anhängerwegkrümmung entstehen. Dieser Zustand kann angegeben werden, wenn ein oder mehrere spezifizierte Fahrzeugbetriebsschwellenwerte erreicht werden während ein bestimmter Kupplungswinkel vorliegt. Obwohl der bestimmte Kupplungswinkel derzeit nicht an dem Ausbrechwinkel für das Fahrzeug und den angeschlossenen 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 ein Ausbrechen ermöglicht, ist, dass Anhänger-Krümmungssteuermechanismen (zum Beispiel die in Übereinstimmung mit dem offenbarten Gegenstand) allgemein Lenkvorgaben an einem zeitlichen Momentanpunkt während des Rückwärtsfahrens eines Anhängers berechnen. Diese Berechnungen berücksichtigen jedoch typischerweise keine Verzögerung in dem Lenksteuersystem des Fahrzeugs (zum Beispiel Verzögerung in einer Lenk-EPAS-Steuervorrichtung).
Die maximale steuerbare Anhängerwegkrümmung kann daher wie unten beschrieben bestimmt werden. In gewissen Fällen, wie zum Beispiel oben unter Bezugnahme auf 12 beschrieben, stellt der Fahrer dem Rückfahrunterstützungssystem 105 mit D die Entfernung von der Kupplung zu der Anhängerachse und L, der Entfernung von der Kupplung zu der Fahrzeughinterachse bereit, indem die Werte in das System über die HMI eingegeben werden. W, der Radstand des Fahrzeugs, ist in das System programmiert, und δ, der Lenkwinkel der Vorderräder des Fahrzeugs, sowie γ, der Kupplungswinkel, werden typischerweise unter Verwendung von Fahrzeugsensoren gemessen. Die Werte D, L, W, δ, und γ werden verwendet, um das Lenkwinkellimit für die gelenkten Vorderräder derart zu bestimmen, dass der Kupplungswinkel γ den Ausbrechwinkel γ(j), der auch kritischer Kupplungswinkel genannt wird, nicht überschreitet. Unter einer Einschränkung, dass der Kupplungswinkel γ den Ausbrechwinkel γ(j) nicht überschreiten darf, ist der Ausbrechwinkel der Kupplungswinkel, der eine kreisförmige Bewegung für das Fahrzeug-/Anhängersystem aufrecht erhält, wenn die gelenkten Räder an einem maximalen Lenkwinkel δ(max) sind.
Sollte der Fahrer fehlerhafte Maße für L und D in das Rückfahrunterstützungssystem 105 eingeben, kann der kritische Kupplungswinkel, der von dem System verwendet wird, nämlich falsch sein, und das System kann potenziell über die maximale steuerbare Anhängerwegkrümmung oder über den kritischen Kupplungswinkel γ(j) hinaus gelenkt werden. Eine Bestimmung kann erfolgen, die erfasst, dass Maße, die vom Fahrer eingegeben werden, falsch sind, und dass das Potenzial für Fehler existiert. Diese Bestimmung kann bei Beobachtungen eines Ausmaßes des Kupplungswinkels γ erfolgen, der zunimmt während das Fahrzeug unter Verwendung des maximalen Lenkwinkels δ(max) rückwärts gefahren wird. Wenn das Ausmaß des Kupplungswinkels γ weiterhin zunimmt, obwohl das Fahrzeug an dem maximalen Lenkwinkel δ(max) ist, kann bestimmt werden, dass ein oder mehrere der Maße, die vom Fahrer eingegeben wurden, falsch sind und vom Fahrer behoben werden müssen.
Unter Bezugnahme auf 13 ist ein Abschnitt des Rückfahrunterstützungssystems 105 gezeigt, der das Lenkeingabegerät 125, das Kupplungswinkelerfassungsgerät 130 und das Lenkwinkelerfassungsgerät 140 aufweist. Eine Kamera 20 ist als eine Eingabe zum Bereitstellen von Videobildern zu dem Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 sowie zu der Fahrzeug-HMI 25 gezeigt. Die Kamera 20 kann eine Heckansichtkamera sein, die auf das Schleppfahrzeug in einer Position und Ausrichtung montiert ist, um Bilder des durch das Fahrzeug geschleppten Anhängers rückwärts vom Fahrzeug zu erfassen. Die Kamera 20 kann eine Bildaufnahmekamera aufweisen, die ein oder mehrere Kamerabilder des Anhängers, die den Kupplungswinkel aufweisen, erzeugt.
Das Rückfahrunterstützungssystem 105 kann mit einer oder mehreren Vorrichtungen kommunizieren, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, Warnungen 24 außerhalb des Fahrzeugs, wie zum Beispiel Bremsleuchten, Notblinker oder eine Fahrzeughupe, um dem Fahrer visuelle und hörbare Warnungen bereitzustellen. Zusätzlich kann das Rückfahrunterstützungssystem 105 mit einer oder mehreren Fahrzeug-Mensch-Maschinenschnittstellen (HMIs) 25 kommunizieren, darunter ein Fahrzeugdisplay, wie zum Beispiel ein Navigations-/Unterhaltungsdisplay der Mittelkonsole. Ferner kann das Rückfahrunterstützungssystem anhand drahtloser Kommunikation 22 mit einer oder mehreren handgehaltenen oder tragbaren Vorrichtungen 26, wie zum Beispiel einem Smartphone, kommunizieren. Die tragbare Vorrichtung 26 kann ein Display 28 zum Anzeigen eines oder mehrerer Bilder des Anhängers und des Kupplungswinkels aufweisen. Zusätzlich kann das tragbare Gerät 26 Feedbackinformationen über den Kupplungswinkel inklusive visueller und hörbarer Warnungen bereitstellen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 12 berechnet 602 das Rückfahrunterstützungssteuermodul 120 den kritischen Kupplungswinkel γ(j) und ein maximales steuerbares Krümmungslimit (Krümmungslimit) 604 unter Verwendung der Maße, die der Fahrer eingegeben hat. Während das Rückfahrunterstützungssystem 105 eine Rückfahrunterstützungsanfrage umsetzt, wird der Kupplungswinkel (siehe 4) hinsichtlich eines inakzeptablen Kupplungswinkelzustands, der ein Kupplungswinkel über den kritischen Kupplungswinkel hinaus ist, überwacht 216. Und Anhängerkrümmungsvorgaben werden hinsichtlich einer inakzeptablen Anhängerkrümmungsvorgabe überwacht, die über das maximale steuerbare Krümmungslimit 604 hinaus liegen. Ein inakzeptabler Anhängerwinkelzustand tritt auf, wenn der Fahrzeuglenkwinkel den maximalen Winkel erreicht, jedoch unfähig ist, den Anhängerwinkel zu verringern, das heißt, dass der Kupplungswinkel weiterhin zunimmt. Nach einer solchen Bestimmung setzt das Anhänger-Rückfahrunterstützungssteuermodul das maximal zulässige Krümmungslimit auf ein maximales steuerbares Standardkrümmungslimit zurück 608, das ein Wert ist, der nicht von den vom Fahrer eingegebenen Maßen abhängt, der als durch das Lenksystem für irgendwelche generische Anhängermaße steuerbar bekannt ist. Das Zurückstellen 608 auf ein maximales steuerbares Standardkrümmungslimit weist auch das Zurückstellen des kritischen Kupplungswinkels auf einen Standardwert auf, der in die Kalibrierung des Krümmungssteueralgorithmus bis zu dem Zeitpunkt aufgenommen wird, an dem korrigierte Anhängermaße vom Fahrer eingegeben werden.
Das Rückfahrunterstützungssteuermodul löst eine Warnung für den Fahrer aus 610, dass die vom Fahrer eingegebenen Maße falsch sind. Das Rückfahrunterstützungssteuermodul weist den Fahrer an 612, das Fahrzeug vorwärts zu fahren, um den Anhängerwinkel zu verringern. Und das Rückfahrunterstützungssteuermodul informiert 614 den Fahrer, dass die während des Setups eingestellten Maße geprüft, korrigiert und neu eingegeben werden müssen.
Die Kommunikation mit dem Fahrer findet höchstwahrscheinlich anhand der HMI unter Verwendung hörbarer und visueller Meldungen statt, die für den Fahrer ausgegeben und angezeigt werden. Es ist auch möglich, dass die Meldungen über drahtlose Kommunikation 22 zu dem tragbaren Gerät 26 kommuniziert werden.
Sobald der Fahrer korrigierte Maße eingibt, werden der kritische Kupplungswinkel und die maximalen steuerbaren Krümmungswerte bestimmt und in dem Kalibrierungsmodul angewandt, und die maximale zulässige steuerbare Krümmung des Anhängers während des Rückwärtsfahrens des Anhängers durch das Fahrzeug wird von dem Anhänger-Rückfahrsteueralgorithmus des Rückfahrunterstützungssystems 105 unter Verwendung des berechneten maximalen steuerbaren Krümmungslimits 604 beschränkt. Die Auflage, die die Krümmungssteuerung darauf beschränkt, innerhalb der maximalen zulässigen Anhängerkrümmung zu bleiben, stellt sicher, dass die gewünschte Anhängerkrümmungseingabe die Lenklimits des Fahrzeugs nicht überschreitet.
In der oben stehenden Patentschrift wurde der offenbarte Gegenstand unter Bezugnahme auf spezifische beispielhafte Ausführungsformen beschrieben. Unterschiedliche Modifikationen und Änderungen können jedoch erfolgen, ohne vom Geltungsbereich des offenbarten Gegenstands, wie er in den Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen. Die Patentschrift und die Figuren sind veranschaulichend und nicht einschränkend, und es wird bezweckt, dass Änderungen innerhalb des Geltungsbereichs des offenbarten Gegenstands enthalten sind. Der Geltungsbereich des offenbarten Gegenstands sollte daher durch die Ansprüche und ihre gesetzlichen Äquivalente und nicht nur durch die beschriebenen Beispiele bestimmt werden.
Die Schritte, die in irgendeinem Verfahrens- oder Prozessanspruch erwähnt sind, können zum Beispiel in irgendeiner Reihenfolge ausgeführt werden und sind nicht auf die spezifische, in den Ansprüchen präsentierte Reihenfolge beschränkt. Die Gleichungen können mit einem Filter umgesetzt werden, um Effekte des Signalrauschens zu minimieren. Zusätzlich können die Bauteile und/oder Elemente, die in irgendeinem Gerätanspruch erwähnt sind, mit einer Vielfalt von Vertauschungen zusammengebaut oder anderswie betrieblich konfiguriert werden, und sind folglich nicht auf die in den Ansprüchen erwähnte spezifische Konfiguration beschränkt.
Vorzüge, andere Vorteile und Lösungen für Probleme wurden oben unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, irgendein Vorzug, Vorteil oder eine Lösung für ein Problem oder irgendein Element, das einen bestimmten Vorzug, Vorteil oder eine Lösung bewirken oder ausgeprägter machen kann, dürfen nicht als kritische, erforderliche oder wesentliche Merkmale oder Komponenten irgendeines oder aller Ansprüche ausgelegt werden.

Außerdem sind die Begriffe „aufweisen“, „enthalten“, „haben“ und irgendwelche Variationen dieser dazu bestimmt, einen nicht exklusiven Einschluss zu decken, so dass ein Vorgang, Verfahren, Artikel oder Gerät, das/der eine Liste von Elementen enthält, nicht unbedingt auf diese Elemente beschränkt ist, sondern andere Elemente enthalten kann, die nicht ausdrücklich aufgelistet oder in einem solchen Vorgang, Verfahren, Artikel oder Gerät inhärent sind. Andere Kombinationen und/oder Änderungen der oben beschriebenen Strukturen, Anordnungen, Anwendungen, Proportionen, Elemente, Materialien oder Bauteile, die in der Praxis des offenbarten Gegenstands verwendet werden, zusätzlich zu den nicht spezifisch angegebenen, können variiert oder anderswie besonders an spezifische Umgebungen, Herstellungsspezifikationen, Designparameter oder andere Betriebserfordernisse angepasst werden, ohne von den allgemeinen Grundsätzen dieser abzuweichen. ZEICHENERKLÄRUNG UND ÜBERSETZUNG FIG. 9

104	104
102	102
MENU	MENÜ
N EXT	N AUSSEN
61	61
F	F
8:49 am	8:49
Display	Display
Clock	Uhr
Feeback Settings	Feedbackeinstellungen
System Settings	Systemeinstellungen
Valet Mode	Valet-Modus
Voice Control	Sprachsteuerung
DEG	GRAD
72	72
AUTO	AUTO
Passenger User	Beifahrer Benutzer
Line In	Line In
Menu	Menü
MAP	KARTE
DEST	ZIEL
NAV	NAV
PHONE	TELEFON
Climate	Klima
RADIO	RADIO
MEDIA	MEDIEN
VOL	VOL
1	1
2	2
3	3
4	4
5	5
6	6
SEEK	SUCHE
TUNE RPT	ABSTIMMEN WIED.
DISP	Display
SOUND	TON
AUTO	AUTO
A/C	Klimaanlage
ON	EIN
Off	Aus
Touch Screen Button Beep	Piepton Touchscreen-Knöpfe
Voice Volume	Sprache Lautstärke
Satellite Radio Card Name	Satellitenradio-Code-Name
Voice Rec. Interaction Mode	Sprachaufnahme-Interaktionsmodus
Voice Rec. Confirmation	Sprachaufnahmebestätigung
Voice Rec. User Profile	Sprachaufnahme Benutzerprofil
Profile 1	Profil 1
Profile 2	Profil 2
ON	EIN
OFF	AUS
Standard	Standard
Advanced	Erweitert
Default	Standard

Claims

Rückfahrunterstützungssystem eines Fahrzeug, das einen angehängten Anhänger hat, wobei das System Folgendes umfasst: eine Mensch-Maschinenschnittstellenvorrichtung in Kommunikation mit einer Steuervorrichtung des Anhänger-Rückfahrunterstützungssystems, ein Setup-Modul, das Anhängermaße empfängt, die an einer Mensch-Maschinenschnittstelle von einem Fahrer eingegeben werden, ein Kalibrierungsmodul, das die Anhängermaße anwendet, die von dem Setup-Modul empfangen werden, um ein maximal steuerbares Krümmungslimit, einen kritischen Kupplungswinkel und einen Krümmungssteueralgorithmus, der mit dem Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem assoziiert ist, zu berechnen, ein Aktivierungsmodul, um ein Lenksystem des Fahrzeugs während Anhänger-Rückfahrbewegung der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger zu aktivieren, ein Anhänger-Rückfahrlenkeingabegerät, das ein drehbares Steuerelement hat, das an einer Null-Krümmungsvorgabeposition positioniert werden kann und an Positionen innerhalb entgegengesetzter Bewegungsdrehbereiche in Bezug auf die Null-Krümmungsvorgabeposition, und Fahreranfrage für eine Anhängerwegkrümmungsvorgabe erzeugt, die niedriger ist als das berechnete maximale steuerbare Krümmungslimit und eine Funktion einer Drehmenge des drehbaren Steuerelements in Bezug auf die Null-Krümmungsvorgabeposition und/oder eine Ratenbewegung des drehbaren Steuerelements und/oder einer Bewegungsrichtung des drehbaren Steuerelements in Bezug auf die Null-Krümmungsvorgabeposition ist, und ein Steuermodul zum Empfangen der Fahreranfragen, Umsetzen des Krümmungssteueralgorithmus, Bereitstellen von Lenkvorgaben zu dem Lenksystem, um die Anhänger-Rückwärtsbewegung der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger auf eine Art zu steuern, die mit der Fahreranfrage übereinstimmt, und eine Ausbrechgegenmaßnahme umzusetzen, indem mindestens ein Fahrzeugbetriebsparameter geändert wird, der einen Radius eines Krümmungswegs des Anhängers erhöht und ein Verringern des Radius des Krümmungswegs des Anhängers unterbindet, wobei die Lenkvorgaben während der Anhänger-Rückwärtsbewegung der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger auf diejenigen, die von dem Steuermodul bereitgestellt werden, beschränkt sind, wobei das Steuermodul eine Ausgabe eines Lenkwinkelsensors überwacht und einen maximalen Fahrzeuglenkwinkel erfasst, das Steuermodul eine Ausgabe des Kupplungswinkelsensors überwacht und das Steuermodul bei Erfassen einer steigenden Ausgabe des Kupplungswinkelsensors, während der Fahrzeuglenkwinkel an einem maximalen Fahrzeuglenkwinkel ist, das berechnete maximale steuerbare Krümmungslimit für den Krümmungssteueralgorithmus auf einen maximalen steuerbaren Standard-Krümmungswinkel zurückstellt.
System nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass das Steuermodul den kritischen Kupplungswinkel auf einen maximalen steuerbaren Standardwinkel zurückstellt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner umfasst, dass das Steuermodul eine Warnung zu dem Fahrer umsetzt, wenn das berechnete maximale steuerbare Krümmungslimit zurückgestellt wird.
System nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, das ferner umfasst, dass die Warnung für den Fahrer an der Mensch-Maschinenschnittstelle angezeigt wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner umfasst, dass die Warnung für den Fahrer drahtlos zu einem tragbaren Gerät übertragen wird.
System nach der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Warnen ferner Anweisungen umfasst, um korrigierte Anhängermaße einzugeben, wobei die korrigierten Anhängermaße von dem Fahrer eingegeben werden, die von dem Setup-Modul empfangen und von dem Kalibrierungsmodul angewandt werden.
System nach Anspruch 4, wobei das Setup-Modul ferner ein Menü umfasst, das von der Mensch-Maschinenschnittstellenvorrichtung angezeigt wird, das eine Möglichkeit bietet, die Anhängermaße, die von dem Setup-Modul empfangen werden, zu überarbeiten.
System nach der vorhergehenden Ansprüche, das ferner Anweisungen für den Fahrer zum Anwenden einer korrigierenden Aktion umfasst.
System nach Anspruch 8, wobei die korrigierende Aktion das Vorwärtsfahren des Fahrzeugs und Auffordern des Fahrers zum Eingeben korrigierter Anhängermaße ist.
Verfahren zum Umsetzen eines Anhänger-Rückfahrunterstützungssystems eines Fahrzeugs, das einen angehängten Anhänger hat, wobei das Verfahren in einer Steuervorrichtung ausgeführt wird, die mit dem Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem assoziiert ist und die folgenden Schritte umfasst: Empfangen von Anhängermaßen, die für die Maße des Anhängers, auf dem Fahrzeug und zwischen dem Anhänger und dem Fahrzeug repräsentativ sind, Berechnen einer maximalen steuerbaren Krümmung und eines kritischen Kupplungswinkels unter Verwendung der empfangenen Anhängermaße, Kalibrieren eines Krümmungssteueralgorithmus und eines Kupplungswinkelsensors, die mit dem Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem assoziiert sind, in Übereinstimmung mit den empfangenen Anhängermaßen, dem berechneten maximalen steuerbaren Krümmungslimit, dem berechneten kritischen Kupplungswinkel und einem maximalen Fahrzeuglenkwinkel, Aktivieren eines Lenksystems des Fahrzeugs nach dem Kalibrieren des Krümmungssteueralgorithmus und des Kupplungswinkelsensors, Empfangen einer Fahreranfrage zum Steuern von Rückfahrbewegung der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger gemäß einer gewünschten Anhängerwegkrümmung, Umsetzen des Krümmungssteueralgorithmus, um Lenkvorgaben zu dem Lenksystem als Reaktion auf die Fahreranfrage bereitzustellen, wobei die Lenkvorgaben während Rückwärtsbewegung der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger auf diejenigen beschränkt sind, die von dem Krümmungssteueralgorithmus bereitgestellt werden, Überwachen eines Fahrzeug-Lenkwinkelsensors zum Erfassen, wann das Fahrzeug den maximalen Fahrzeuglenkwinkel erreicht hat, Überwachen des Kupplungswinkelsensors, um zu bestimmen, wann ein Kupplungswinkel zunimmt, während das Fahrzeug mit dem maximalen Fahrzeuglenkwinkel gelenkt wird, und Ersetzen der berechneten maximalen steuerbaren Krümmung mit einem maximalen steuerbaren Standard-Krümmungslimit, Neukalibrieren des Krümmungssteueralgorithmus unter Verwendung des maximalen steuerbaren Standard-Krümmungslimits, und Initiieren einer Warnung zu dem Fahrer, dass die empfangenen Anhängermaße, die beim Kalibrieren des Krümmungssteueralgorithmus verwendet wurden, falsch sind.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner den Schritt des Ersetzens des kritischen Krümmungswinkels mit einem maximalen steuerbaren Standardwinkel umfasst und der Schritt des Neukalibrierens des Krümmungssteueralgorithmus ferner das Neukalibrieren des Krümmungssteueralgorithmus mit einem maximalen steuerbaren Standardwinkel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei der Schritt des Initiierens einer Warnung zu dem Fahrer ferner das Anzeigen der Warnung auf einer Mensch-Maschinenschnittstelle des Fahrzeugs umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Schritt des Initiierens einer Warnung zu dem Fahrer ferner drahtloses Kommunizieren der Warnung zu einem tragbaren Gerät umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der Schritt des Initiierens einer Warnung ferner ein Anweisen des Fahrers, dass eine korrigierende Aktion erforderlich ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Anweisens des Fahrers ferner das Anweisen des Fahrers, das Fahrzeug vorwärts zu fahren und korrigierte Anhängermaße einzugeben umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner den Schritt des Neukalibrierens des Krümmungssteueralgorithmus unter Verwendung korrigierter Anhängermaße umfasst.
Anhänger-Rückfahrunterstützungssystem auf einem Fahrzeug, das einen angehängten Anhänger hat, das Folgendes umfasst: eine Mensch-Maschinenschnittstellenvorrichtung in Kommunikation mit einer Steuervorrichtung, ein Setup-Modul zum Empfangen von Anhängermaßen an der Steuervorrichtung, ein Kalibrierungsmodul zum Anwenden der Anhängermaße zum Kalibrieren eines Krümmungssteueralgorithmus gemäß einem berechneten maximalen steuerbaren Krümmungslimit und eines berechneten kritischen Kupplungswinkels, berechnet unter Verwendung der empfangenen Anhängermaße, ein Aktivierungsmodul zum Aktivieren eines Lenksystems auf dem Fahrzeug während Rückfahrbewegung der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger, ein Steuermodul zum Empfangen einer Fahreranfrage nach einer Anhänger-Krümmungswegvorgabe, zum Umsetzen des Krümmungssteueralgorithmus und Bereitstellen von Lenkvorgaben zu dem Lenksystem als Reaktion auf die Fahreranfrage zum Steuern der Rückfahrbewegung der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger auf eine Art, die mit der Fahreranfrage konsistent ist, wobei die Lenkvorgaben während der Rückfahrbewegung der Kombination aus Fahrzeug und Anhänger durch diejenigen beschränkt sind, die von der berechneten maximalen steuerbaren Krümmung bereitgestellt werden, das Steuermodul zum Überwachen einer Ausgabe des Lenkwinkelsensors zum Erfassen, wann das Fahrzeug an einem maximalen Fahrzeuglenkwinkel gelenkt wird, das Steuermodul zum Überwachen einer Ausgabe des Kupplungswinkelsensors zum Erfassen, wann der Kupplungswinkel weiterhin zunimmt, obwohl das Fahrzeug an dem maximalen Fahrzeuglenkwinkel gelenkt wird, und das Steuermodul zum Initiieren einer Warnung zu dem Fahrer als Reaktion auf das Erfassen des fortgesetzten Zunehmens des Kupplungswinkels, während das Fahrzeug an dem maximalen Fahrzeuglenkwinkel gelenkt wird.
System nach Anspruch 17, das ferner umfasst, dass das Steuermodul die berechnete maximale steuerbare Krümmung mit einer maximalen steuerbaren Standardkrümmung ersetzt.
System nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass das Steuermodul den berechneten kritischen Kupplungswinkel mit einem maximalen steuerbaren Standardwinkel ersetzt.
System einem der Ansprüche 17 bis 19, das ferner umfasst, dass das Steuermodul den Fahrer anweist, korrigierende Maßnahmen anzuwenden.
System nach Anspruch 20, wobei die korrigierenden Maßnahmen ferner das Vorwärtsfahren des Fahrzeugs und Eingeben korrigierter Anhängermaße, die an dem Setup-Modul zu empfangen sind, umfasst.
System nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, wobei das Steuermodul den Fahrer anhand einer Anzeige an einer Mensch-Maschinenschnittstelle auf dem Fahrzeug anweist.
System einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei das Steuermodul den Fahrer anhand drahtloser Kommunikation mit einem tragbaren Gerät anweist.