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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und eine Steuerungsstrategie zum Steuern eines Fahrzeugs zum automatischen Verlassen einer Parklücke.
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HINTERGRUND
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Automatisches Ein- und Ausparken, das auch als Active Park Assist (aktive Einparkhilfe) bekannt ist, ist ein unabhängiges Fahrzeugrangiersystem, das ein Fahrzeug in eine oder aus einer Parklücke bewegt (Einparken und Ausparken). Parklücken können parallele, senkrechte oder schräge Parklücken umfassen. Das Ziel des automatischen Ein-/Ausparksystems ist es, den mit einem Fahren in beschränkten Umgebungen, in denen viel Aufmerksamkeit und Erfahrung zum Lenken des Fahrzeugs erforderlich ist, verbundenen Komfort zu verbessern. Die Ein- und Ausparkmanöver werden durch eine koordinierte und automatisierte Steuerung des Lenkwinkels und der Geschwindigkeit erzielt. Außerdem können Sensoren und Kameras Objekte (wie z.B. andere Fahrzeuge) in der Außenumgebung erfassen; die koordinierte und automatisierte Steuerung des Fahrzeugs kann die erfasste Anwesenheit und Position dieser Objekte während der Ein- und Ausparkvorgänge berücksichtigen, um eine kollisionsfreie Bewegung innerhalb des verfügbaren Raums zu gewährleisten.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß einer Ausführungsform ist ein computergestütztes Verfahren zum Herausbringen eines Fahrzeugs aus einer Parklücke bereitgestellt. Das Verfahren wird durch eine oder mehrere Steuerungen, die mit verschiedenen, im gesamten Fahrzeug befindlichen Sensoren kommunikativ gekoppelt sind, sowie andere Steuerungen, die verschiedene Bewegungen und Handlungen in dem Fahrzeug anordnen und betätigen, implementiert. Das Verfahren umfasst zunächst ein Anweisen eines Fahrers, ein Lenkrad loszulassen. Nach dem Empfang eines Signals, das anzeigt, dass das Lenkrad losgelassen wurde, umfasst das Verfahren ein Begrenzen einer maximalen zulässigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und einem externen Objekt. Das Verfahren umfasst dann ein automatisches Lenken des Lenkrads und ein automatisches Beschleunigen weg von der Parklücke. Während der Wagen weg von der Parklücke beschleunigt wird, umfasst das Verfahren ein allmähliches Erhöhen der maximalen zulässigen Geschwindigkeit auf der Grundlage der Vergrößerung des Abstands.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Fahrzeug eine Vielzahl von objekterfassenden Sensoren, die zum Erfassen einer Position von externen Objekten, wie z.B. anderen Fahrzeugen vor und hinter einer parallelen Parklücke, ausgelegt sind. Mindestens eine Steuerung ist derart programmiert, dass sie als Antwort darauf, dass ein Bediener einen Betriebsmodus aktiviert, der zum automatischen Unterstützen des Fahrzeugs beim Verlassen einer parallelen Parklücke ausgelegt ist, eine tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und den externen Objekten begrenzt.
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Ein anderes Fahrzeugbeispiel umfasst eine Vielzahl von Sensoren, die derart ausgelegt sind, dass sie eine Position eines ersten Objektes vor dem Fahrzeug und eines zweiten Objektes hinter dem Fahrzeug erfassen, während das Fahrzeug in einer parallelen Parklücke zwischen dem ersten und dem zweiten Objekt geparkt ist. Mindestens eine Steuerung ist mit den Sensoren gekoppelt und derart programmiert, dass sie eine Beschränkung einer zulässigen Beschleunigung des Fahrzeugs reduziert, wenn das Fahrzeug die parallele Parklücke verlässt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Schema eines Steuerungsablaufs zum Steuern eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
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2 ist eine erhöhte Draufsicht auf ein Fahrzeug, das sich auf der Grundlage der Position der externen Objekte in Vorbereitung auf ein Verlassen einer parallelen Parklücke in die richtige Lage bringt, gemäß einer Ausführungsform.
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3 ist eine erhöhte Draufsicht auf das Fahrzeug beim Verlassen der parallelen Parklücke auf der Grundlage der Position der externen Objekte.
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4 ist ein repräsentatives Ablaufdiagramm zum Einleiten eines Ausparkhilfe-Betriebsmodus (POA-Betriebsmodus) auf der Grundlage einer Eingabe von einem Bediener des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
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5 ist ein repräsentatives Ablaufdiagramm des POA-Betriebsmodus, in dem das Fahrzeug eine Parklücke automatisch verlässt, gemäß einer Ausführungsform.
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6 ist ein Schema eines automatisch gesteuerten elektrischen Servolenksystems gemäß einer Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten darzustellen. Die hier offenbarten konkreten strukturellen und funktionellen Einzelheiten sind daher nicht als Beschränkung auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage, um einen Fachmann zu lehren, die Ausführungsformen auf verschiedene Weisen einzusetzen. Wie ein Durchschnittsfachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme einer beliebigen der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, kombiniert werden, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizite dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
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1 veranschaulicht ein Schema eines Steuerungsablaufs 10 zum Steuern des Fahrzeugs während eines automatischen Ein-/Ausparkvorgangs. Ein automatischer Ein-/Ausparkvorgang kann entweder ein Hineinfahren in eine Parklücke (Einparken) oder ein Verlassen einer Parklücke (Ausparken) umfassen. Wie ausführlicher erläutert wird, kann ein Bediener des Fahrzeugs derart einen Betriebsmodus wählen, dass das Fahrzeug automatisch selbst einparken kann, und dass es, falls bereits geparkt, die Parklücke automatisch verlassen und auf eine Fahrbahn einscheren kann.
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Wie in 1 dargestellt, ist mindestens ein Prozessor 12 kommunikativ mit verschiedenen Vorrichtungen gekoppelt, um Eingaben von den Vorrichtungen zu empfangen. Die verschiedenen Vorrichtungen ermöglichen es dem Prozessor 12, Signale an verschiedene Steuereinheiten zu liefern, die die Geschwindigkeit, die Richtung und den Gesamtbetrieb des Fahrzeugs während des automatischen Ein-/Ausparkvorgangs steuern. Die verschiedenen Eingaben in den Prozessor 12 können eine Vielzahl von Sensoren 14 für externe Objekte, eine oder mehrere Spurerfassungskameras 16, eine Heckkamera 18, einen Lenkrad-Drehmomentsensor 20, einen Gaspedalsensor 22 und einen Bremspedalsensor 24 umfassen.
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Der eine oder die mehreren Sensoren 14 für externe Objekte erfassen Objekte, wie z.B. andere Fahrzeuge, in der Nähe des Fahrzeugs selbst. In einer Ausführungsform kann ein oder mehrere Allwetter-Multifunktionssensoren auf einem Frontstoßstangenbereich, einem Heckstoßstangenbereich, einem Seitenwandbereich, auf der Windschutzscheibe oder einer beliebigen anderen geeigneten Position zum Erfassen der relativen Position von externen Objekten angeordnet werden. Zum Objekterfassen weisen die Sensoren 14 ein vorgegebenes Erfassungs-„Sichtfeld“ oder einen vorgegebenen Sensorerfassungsbereich auf. Der Sensorerfassungsbereich kann sich aus mehreren Sensorstrahlen zusammensetzen, die im Allgemeinen in einem symmetrischen, fächerartigen Muster von Ursprungspunkten nach außen angeordnet sind. Sensoren, die für den Zweck der vorliegenden Offenbarung geeignet sind, können ein Radar, ein Lidar und sichtbasierte Sensoren umfassen, die aktive und passive Infrarotsensoren umfassen.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Sensoren 14 einen Sensorerfassungsbereich für eine vollständige Vordersicht-Funktionalität und Seitensicht-Funktionalität auf. Vorzugsweise sollte der Sensorstrahl-Erfassungsbereich mindestens 180 Grad von dem Ursprungspunkt, oder vorzugsweise 270 Grad in bestimmten Lagen betragen. Durch Anordnen der Sensoren 14 an mehreren Positionen in dem Fahrzeug kann ein Vollerfassungsbereich in allen Richtungen bereitgestellt werden, so dass das Fahrzeug Bescheid über Objekte in allen seiner Umgebungsbereichen weiß. Nachdem ein Objekt innerhalb eines Bereichs der Sensoren 14 erfasst wurde, kann die Information an den Prozessor 12 weitergegeben werden, so dass der Prozessor den Abstand zwischen dem Sensor und dem externen Objekt berechnen kann.
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Die Spurerfassungskamera oder der Spurerfassungssensor 16 kann ein Teil eines Spurverlassenswarnungssystems im Fahrzeug sein. Die Spurerfassungskamera oder der Spurerfassungssensor 16 kann ein Videosensor sein, der zum Beispiel hinter der Windschutzscheibe befestigt, hinter dem Rückspiegel des Fahrzeugs integriert, und/oder vor der Heckscheibe des Fahrzeugs befestigt und rückwärts gerichtet ist. Die Spurerfassungskamera oder der Spurerfassungssensor 16 kann außerdem ein oder mehrere Lasersensoren oder ein oder mehrere Infrarotsensoren sein, die auf oder in der Nähe der Vorderseite des Fahrzeugs befestigt sind. Alle von den vorstehenden Spurerfassungskameras oder den Spurerfassungssensoren 16 sind derart ausgelegt, dass sie mit einer assoziierten Steuerung oder einem assoziierten Prozessor (wie z.B. dem Prozessor 12) kommunizieren, die/der derart programmiert ist, dass sie/er Spurmarkierungen erkennt. Die assoziierte Steuerung und die Kameras oder Sensoren arbeiten mit dem Steuerungsablauf des automatischen Ein-/Ausparkens zusammen, so dass Fahrspuren und Parkspuren beim Verlassen einer Parklücke erkannt werden können, wie nachstehend besprochen.
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Die Heckkamera 18 ist eine Rückfahrkamera, die typischerweise verwendet wird, um den Bediener beim Rückwärtsfahren des Fahrzeugs zu unterstützen und jegliche rückwärtige tote Winkel zu eliminieren. Eine Sicht der Kamera kann auf einem visuellen Display, wie z.B. einem LCD-Bildschirm, gesehen werden, so dass der Bediener direkt hinter das Fahrzeug sehen kann. Die Heckkamera 18 kann außerdem kommunikativ mit dem Prozessor 12 gekoppelt sein, so dass der Prozessor die Bilder interpretieren kann und bestimmen kann, ob sich ein Objekt, das einen Ein-/Ausparkvorgang behindern würde, in dem Sichtfeld befindet.
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Der Lenkradsensor 20 ist, wie nachstehend besprochen, mit dem Lenkrad des Fahrzeugs assoziiert und ist derart ausgelegt, dass er den Betrag einer Kraft oder eines Drehmoments, die/das an das Lenkrad angelegt wird, misst. Zum Beispiel kann das Fahrzeug während eines automatischen Ein-/Ausparkvorgangs das Lenkrad und die Antriebsräder automatisch bewegen. Gemäß der vorliegenden Offenbarung und wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann sich jedoch eine Steuerungsstrategie zum Steuern des Fahrzeugs während eines Ausparkvorgangs auf der Grundlage dessen, dass der Benutzer eine Kraft oder ein Drehmoment an das Lenkrad anlegt, ändern. Eine zusätzliche Einzelheit, die den Lenkradsensor und das automatische Steuern des Lenkrads und der Antriebsräder betrifft wird nachstehend unter Bezugnahme auf 6 bereitgestellt.
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Der Gaspedalsensor 22 ist mit einem Gaspedal in dem Fahrzeug assoziiert. Gleichermaßen ist der Bremspedalsensor 24 mit einem Bremspedal in dem Fahrzeug assoziiert. Die Sensoren 22, 24 können den mit der Bewegung des Pedals assoziierten Betrag einer Kraft oder einer Verschiebung bestimmen. Eine Verschiebung des Gaspedals gibt eine gewünschte Beschleunigung des Fahrzeugs an. Eine zusätzliche Einzelheit in Bezug auf die gewünschte Beschleunigung des Fahrzeugs und wie sie mit der tatsächlichen zulässigen Beschleunigung des Fahrzeugs zusammenhängt wird nachstehend weiter beschrieben.
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Wie vorstehend angedeutet, ist mindestens ein Prozessor 12 derart programmiert, dass er Daten von den Eingaben der verschiedenen Kameras und Sensoren 14 bis 24 empfängt. Der Prozessor kann externe Objekte, die das Fahrzeug umgeben, wirkungsvoll erkennen, und er kann Befehle an verschiedene Steuerungen in dem Fahrzeug ausgeben, um die Bewegung des Fahrzeugs während eines automatischen Ein-/Ausparkvorgangs zu steuern. Zum Beispiel kann der Prozessor 12 die Antriebsstrangsteuerungen 26 steuern, damit ein Betrag eines positiven Drehmoments von einer Kraftmaschine oder einem elektrischen Motor bereitgestellt wird, um das Fahrzeug dementsprechend vorwärtszutreiben. Der Prozessor 12 kann außerdem Befehle an eine Bremsensteuerung 28 ausgeben, um zu veranlassen, dass die Bremsen im Fall, dass ein Objekt in den Umgebungen des Fahrzeugs erfasst wird, das möglicherweise während des automatischen Ein-/Ausparkvorgangs durch das Fahrzeug berührt werden würde, wenn das Fahrzeug nicht angehalten wird, aktiviert werden. Der Prozessor 12 kann außerdem Befehle an eine Lenkradsteuerung 30 ausgeben, um das Lenkrad (und somit die Antriebsräder) in eine vorgesehene Richtung zu drehen und das Fahrzeug entweder in eine Parklücke oder aus einer Parklücke zu lenken.
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2 und 3 veranschaulichen ein Beispiel eines Ausparkvorgangs, der zumindest teilweise durch das in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Steuerungssystem durchgeführt werden kann. Wie in 2 dargestellt, ist das Fahrzeug 50 mit Sensoren 14 für externe Objekte mit einem Sichtfeld 52 (wie vorstehend beschrieben) ausgestattet, um Fahrzeuge vor dem Fahrzeug 50, hinter dem Fahrzeug 50 und seitlich des Fahrzeugs 50 zu erfassen. Selbstverständlich können andere vorstehend beschriebene Kameras und Sensoren im Fahrzeug 50 implementiert werden, um ebenfalls umgebende Objekte zu erfassen. Der Prozessor 12 im Fahrzeug verwendet dann die empfangenen Daten von den Kameras und Sensoren, verarbeitet die Daten und bestimmt den Abstand zwischen dem Fahrzeug und den anderen Fahrzeugen. Das Fahrzeug kann sich dann selbst in eine geeignete Ausrichtung bewegen, um ein schnelles und problemfreies Verlassen der Parklücke zu ermöglichen. Als Nächstes weiß das Fahrzeug während eines Ausparkvorgangs über seine Umgebungen Bescheid, wenn es automatisch aus einer Parklücke losfährt. Zum Beispiel weist der Prozessor 12 das Fahrzeug nicht an, aus der Parklücke loszufahren, wenn sich andere Fahrzeuge in der Fahrspur, die zu dem Fahrzeug benachbart ist, befinden oder sich dem Umfang des Fahrzeugs nähern. Wenn ein Weg frei ist und keine Objekte in der zu der parallelen Parklücke benachbarten Fahrspur erfasst werden, kann das Fahrzeug anfangen, die Parklücke zu verlassen, wie durch den Pfeil angezeigt und in 3 dargestellt.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Beispiel eines Algorithmus 100 dargestellt, der durch den Prozessor 12 während Stufen, die zu einem Ausparkvorgang führen, verwendet wird. Zunächst empfängt der Prozessor bei 102 eine Anforderung von dem Bediener des Fahrzeugs, einen Ausparkhilfe-Modus (Park Out Assist, POA-Modus) einzuleiten, in dem das Fahrzeug den Fahrer beim Verlassen einer Parklücke automatisch unterstützen kann. Eine derartige Anforderung von dem Bediener kann über die Bedienerauswahl auf einem im Fahrzeug befindlichen Berührungsbildschirm, der kommunikativ mit dem Prozessor 12 gekoppelt ist, empfangen werden. Die Anforderung kann außerdem empfangen werden, indem der Bediener einen Knopf oder einen anderen solchen Mechanismus drückt, der den Bedienerwunsch, einen POA-Modus zu starten, signalisiert.
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Beim geparkten Fahrzeug veranlasst dann bei 104 der Prozessor auf der Grundlage der POA-Anforderung, dass eine Anweisung an den Bediener ausgegeben wird, die den Bediener drauf hinweist, das Lenkrad loszulassen. Um dies durchzuführen, kann der Prozessor 12 eine optische oder eine akustische Warnung an den Bediener auslösen, damit er das Lenkrad loslässt. Bei 106 empfängt der Prozessor 12 ein Signal, das anzeigt, dass der Bediener des Fahrzeugs das Lenkrad losgelassen hat. Ein derartiges Signal kann an den Prozessor 12 von einem Lenkraddrehmomentsensor gesendet werden, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 6 weiter beschrieben sein wird.
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Bei 108 gibt der Prozessor 12 ein Signal aus, um den Fahrer anzuweisen, das Bremspedal niederzutreten und den Vorwärtsgang („Drive“ oder „D“) einzulegen, wenn nicht bereits geschehen. Außerdem kann eine derartige Warnung entweder optisch oder akustisch dem Operator mitgeteilt werden. Nach dem Senden einer derartigen Anforderung wird bei 110 als Antwort darauf, dass der Bediener das Bremspedal niedertritt und den Vorwärtsgang einlegt, ein Signal bezüglich einer solchen Aktivität durch den Prozessor 12 empfangen. Ein derartiges Signal kann von einem Bremspedalsensor gesendet werden, der mit dem Bremspedal gekoppelt und derart ausgelegt ist, dass er ein Niedertreten oder Bewegen des Bremspedals erfasst. Dieser Bremspedalsensor kann zum Beispiel ein vorhandener Sensor als Teil eines Brake-by-Wire-Systems sein.
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Zu diesem Zeitpunkt kann der POA-Modus starten. Wie in dieser Offenbarung beschrieben, empfängt der Prozessor während des POA-Modus Signale von verschiedenen Sensoren und/oder Kameras und gibt Signale an verschiedene Steuerungen aus, damit die Bewegung des Fahrzeugs zum Verlassen der Parklücke gesteuert wird. Wenn das Fahrzeug auf der Grundlage der Position anderer Fahrzeuge und Objekte rundherum zum Verlassen der Parklücke bereit ist, gibt bei 112 der Prozessor ein Signal aus, um den Fahrer optisch/akustisch anzuweisen, das Gaspedal zu verwenden, um das Fahrzeug vorwärtszubewegen. Wie unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wird, kann der POA-Modus den Bediener unterstützen, indem das Fahrzeug automatisch gesteuert wird, um die Parklücke zu verlassen, während Geschwindigkeitsbegrenzungen dem Fahrzeug auferlegt werden. Bei 114 kann eine Anweisung an den Bediener bereitgestellt werden, dass der POA-Modus mit einer vorhandenen Geschwindigkeitsbegrenzung begonnen hat. Daher kann für den Fahrer die Gewissheit geschaffen werden, dass sein tatsächliches Niedertreten des Gaspedals möglicherweise nicht direkt in einen entsprechenden Betrag einer tatsächlichen Beschleunigung des Fahrzeugs übersetzt wird.
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Unter Bezugnahme auf 5 ist bei 200 ein separater POA-Modus-Algorithmus (oder eine Fortsetzung des Algorithmus von 4) dargestellt. Der POA-Modus begann bei Schritt 202 mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung, ähnlich wie bei Schritt 114 in 4.
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Bei 204 empfängt der Prozessor 12 Signale von Sensoren und Kameras, wie jene, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurden. Diese Signale stellen die Eingabe dar, die es dem Prozessor ermöglicht, Anweisungen an verschiedene Steuerungen 26, 28, 30 zu senden, um die Bewegung des Fahrzeugs zu steuern. Zum Beispiel kann der Prozessor auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Fahrzeug und Objekten hinter dem Fahrzeug, vor dem Fahrzeug und seitlich des Fahrzeugs das Fahrzeug anweisen, einen Einschlagwinkel zu bewegen und aus der Parklücke zu beschleunigen, wenn freie Bahn dazu besteht.
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Wenn der Weg frei ist, beginnt das Fahrzeug automatisch weg von der Parklücke zu beschleunigen. Bei 206 wird eine Begrenzung auf die maximale zulässige Geschwindigkeit und/oder die maximale zulässige Geschwindigkeitsänderungsrate (Beschleunigung) auferlegt. Diese Begrenzung kann sich auf der Grundlage des Unterschieds zwischen dem Fahrzeug und den erfassten externen Objekten, wie z.B. vor dem Fahrzeug befindlichen anderen Fahrzeugen, ändern. Während der Bediener das Gaspedal niedertritt, wodurch eine gewünschte Beschleunigung zum Vorwärtstreiben des Fahrzeugs weg von der Parklücke angegeben wird, erlaubt die Steuerung eine begrenzte Beschleunigung; die Begrenzung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung basiert darauf, wie weit entfernt sich die externen Objekte befinden.
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In einem Ausführungsbeispiel wird auf der Grundlage der erfassten Objekte um das Fahrzeug herum, wenn ein POA-Modus eingeleitet wird, eine vorgesehene Fahrtrichtung durch den Prozessor bestimmt, und das Lenkrad und die Beschleunigung des Fahrzeugs werden dementsprechend gesteuert. Wenn ein Objekt entlang dieses Wegs oder innerhalb einer „Pufferzone“ um das Fahrzeug herum näher rückt, werden die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Fahrzeugs automatisch entsprechend begrenzt. Zum Beispiel kann es auf der Grundlage dessen, dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem anderen vorne befindlichen Fahrzeug einige Meter aufweist, erlaubt sein, dass das Fahrzeug 4 km/h erreicht. Dieser Abstand zwischen den zwei Fahrzeugen kann sich verringern, wenn das Fahrzeug während eines Ausparkmanövers weg von der Parklücke beschleunigt. Wenn sich der Abstand auf 1,5 m verringert, kann der Prozessor 12 die maximale zulässige Geschwindigkeit auf 1,5 km/h begrenzen. Wenn das Fahrzeug während einer Bewegung weg von der Parklücke das andere Fahrzeug „hinter sich bringt“, kann selbstverständlich die maximale zulässige Geschwindigkeit wieder dementsprechend steigen.
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Diese maximale zulässige Geschwindigkeit/Beschleunigung kann sich gemäß einem linearen Verhältnis in Bezug auf den Abstand zwischen dem Fahrzeug und anderen externen Fahrzeugen erhöhen und verringern. Selbstverständlich können andere nichtlineare Verhältnisse vorliegen. Zum Beispiel kann ein gekrümmtes Verhältnis vorliegen, so dass sich die maximale zulässige Geschwindigkeit/Beschleunigung bei einer Reduzierung des Abstands mit einer schnelleren Rate verringert.
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Bei 208 wird eine allmähliche Erhöhung der maximalen zulässigen Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung erlaubt, während das Fahrzeug die Parklücke verlässt. Während das Fahrzeug die Parklücke verlässt und sich der Abstand von dem Fahrzeug zu den externen Objekten vergrößert, wird gestattet, dass sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs allmählich erhöht, um die Gaspedalstellung widerzuspiegeln. Wie vorstehend beschrieben, tritt der Bediener bei Schritt 112 das Gaspedal nieder und das Fahrzeug beschleunigt auf eine begrenzte Weise. Bei Schritt 208 erlaubt es der Prozessor, dass die Begrenzungen der maximalen zulässigen Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung reduziert werden. Mit anderen Worten verringert sich während dieser allmählichen Beschleunigung bei 208 ein Unterschied zwischen einer (auf der Grundlage der Gaspedalstellung) angeforderten Beschleunigung und einer tatsächlichen angewiesenen Beschleunigung.
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Ein Übergang zwischen der begrenzten maximalen zulässigen Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung und der Aufhebung derartiger Begrenzungen kann über einen einstellbaren Abstand zwischen dem Fahrzeug und den anderen Fahrzeugen vollendet werden. Mit anderen Worten kann der Übergang von der begrenzten Geschwindigkeit und der nicht-begrenzten Geschwindigkeit stattfinden, wenn sich der Abstand zwischen dem Fahrzeug und den anderen Fahrzeugen in Richtung eines bestimmten programmierbaren Abstands erhöht. Alternativ zu, oder in Kombination mit, der Vervollständigung des Übergangs über einen einstellbaren Abstand (z.B. 20 Fuß) kann der Übergang auch über einen einstellbaren Zeitwert (z.B. 3 Sekunden) stattfinden.
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Bei 210 stellt der Prozessor zu einem Zeitpunkt, während das Fahrzeug allmählich beschleunigt, eine akustische/optische Anweisung an den Bediener bereit, das Steuern des Lenkrads zu übernehmen. Eine derartige Anweisung kann auch als Antwort darauf ausgegeben werden, dass vor dem Fahrzeug in der Fahrspur, in die das Fahrzeug einbog, ein freier Weg vorliegt. Nachdem der Bediener die Steuerung des Lenkrads übernimmt, wie durch ein von dem Lenkraddrehmomentsensor bestimmt wird, kann das Fahrzeug den POA-Modus verlassen und eine normale Steuerung des Fahrzeugs durch den Bediener aktivieren.
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Als einen optionalen Schritt 212 kann das Fahrzeug in einen Spurhalteassistent-Betriebsmodus (Lane Keeping Assist, LKA) übergehen. Wenn das Fahrzeug die Parklücke verlässt und auf eine Fahrspur einschert, kann eine Aktivierung dieses Betriebsmodus stattfinden, in dem die Spurerfassungskamera/Spurerfassungssensoren 16 aktiviert werden und Signale an den Prozessor 12 gesendet werden können. Der Prozessor 12 kann dann Warnsignale zum Steuern des Fahrzeugs senden, wie vorstehend besprochen, um das Fahrzeug in der Fahrspur zu halten.
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Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Diagramm eines automatischen Lenksystems dargestellt. Der Prozessor 12 empfängt zum Beispiel Signale von den Objektsensoren 14 und gibt Befehle an das automatische Lenksystem sowie die Antriebsstrangsteuerungen 26 aus, damit das Fahrzeug automatisch die Parklücke verlässt. Der Prozessor 12 befindet sich in einem Fahrzeug 300, das ein Paar drehbare Räder 302 umfasst. Die Räder 302 können die Vorderräder am Fahrzeug 300 sein. Das Fahrzeug 300 umfasst außerdem ein Lenksystem 304. Das Lenksystem 304 weist ein Lenkrad 306 auf, das über ein Lenkgestänge 308 in drehbarer Verbindung mit den Rädern 302 steht. Das Lenkgestänge 308 überträgt die Dreheingabe des Lenkrads 306 an die Räder 302 und umgekehrt. Das Lenkgestänge 308 kann eine Lenksäule umfassen, die vom Lenkrad 306 in ein Lenkgetriebe verläuft, das Spurstangen mit Achsschenkeln (nicht dargestellt) verbindet, an denen Neben- und Lagerbaugruppen (nicht dargestellt) befestigt sein können, um die Räder 302 mit dem Lenkrad 306 zu verbinden.
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Das Lenkgestänge 308, insbesondere das Lenkgetriebe, kann einen mechanischen Vorteil von dem Lenkrad 306 an das Fahrbahnrad 302 bereitstellen. Der mechanische Vorteil des Lenkgestänges 308 ist derart, dass sich das Lenkrad 306 mehrere Umdrehungen in eine einzige Richtung drehen kann, während sich das Rad 302 weniger als 180 Grad in eine einzige Richtung von einer maximalen Linksdrehung zu einer maximalen Rechtsdrehung, oder umgekehrt, dreht. Das Lenkgestänge 308 ist hier schematisch als ein Zahnstangengetriebe dargestellt, obwohl ein beliebiges anderes verwendet werden kann. Das Lenkgestänge 308 kann außerdem eine Lenkung mit variabler Übersetzung bereitstellen, so dass die Rate der Drehung des Rads 302 in der Nähe der Geradeaus-Stellung (wie z.B. in großen Schwerlastfahrzeugen) oder an den Enden des Linksdrehbereichs oder Rechtsdrehbereichs (wie z.B. an kleineren Fahrzeugen und Personenkraftwagen) erhöht oder reduziert werden kann.
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Ein Servolenkmotor 310 kann mit dem Lenkgestänge 308 gekoppelt sein und zum Unterstützen des Drehens der Räder 302 verwendet werden. Der Servolenkmotor 310 ist derart ausgelegt, dass er ein Drehmoment an das Lenksystem bereitstellt, um die Räder 302 am Fahrzeug 300 zu drehen. Der Servolenkmotor 310 kann ein elektronischer Kraftverstärkungsmotor sein, der verwendet wird, um eine Kraftverstärkung bereitzustellen, die beim Drehen der Räder 302 hilft, wenn ein Fahrer das Lenkrad 306 dreht, oder er kann ein Motor sein, der durchaus in der Lage ist, den automatischen Ein-/Ausparkvorgang durchzuführen, bei dem der Motor 310 die Räder 302 dreht, während das Fahrzeug einen automatischen computergesteuerten Ausparkvorgang durchführt, wie vorstehend beschrieben. Mit anderen Worten werden beim Verlassen der Parklücke während des vorstehend beschriebenen automatischen Ein-/Ausparkvorgangs Signale an die Lenkradsteuerung 30 gesendet, die wiederum den Betrieb des Motors 310 zum Drehen der Räder steuert.
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Der vorstehend beschriebene Lenkraddrehmomentsensor 20 ist ebenfalls dargestellt. Wie beschrieben, ist der Drehmomentsensor kommunikativ mit dem Lenkrad 306 gekoppelt, um einen Betrag eines Drehmoments oder einer Kraft, das/die durch den Bediener an das Lenkrad 306 angelegt wird, zu messen. Während des Ausparkvorgangs kann auf der Grundlage einer an das Lenkrad 306 angelegten Kraft, die durch den Lenkraddrehmomentsensor 20 erfasst wird, der POA-Modus beendet werden, gesteuerte Begrenzungen der maximalen zulässigen Geschwindigkeit/Beschleunigung können aufgehoben werden, und ein automatisches Lenken kann beendet werden. Diese Vorgänge können nur stattfinden, wenn eine Kraft oder ein Drehmoment über einem bestimmten Schwellenwert an das Lenkrad 306 bereitgestellt werden.
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Es wird selbstverständlich in Betracht gezogen, dass der Gesamtbetrieb des automatischen Lenksystems 204 durch einen oder mehrere Prozessoren 12 auf der Grundlage der von verschiedenen Sensoren oder Kameras 14 bis 24 empfangenen Eingangssignale gesteuert werden kann. Daher kann das Fahrzeug die Parklücke mit einer begrenzten Benutzereingabe verlassen.
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Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können an eine Verarbeitungsvorrichtung, eine Steuerung oder einen Computer, die/der eine beliebige vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit umfassen kann, lieferbar sein/von diesen implementiert werden. Gleichermaßen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen Daten oder Befehle, die von einer Steuerung oder einem Computer ausführbar sind, in vielen Formen gespeichert werden, die dauerhaft auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie z.B. ROM-Geräten, gespeicherte Informationen und veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien, wie z.B. Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Geräten und anderen magnetischen und optischen Medien, gespeicherte Informationen umfassen, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können außerdem in einem von einer Software ausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen gänzlich oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardware-Komponenten, wie z.B. anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASICs), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), Zustandsautomaten, Steuerungen oder anderer Hardware-Komponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten verkörpert werden.
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Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, wird nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst sind. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind beschreibende und nicht beschränkende Worte, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizite beschrieben oder dargestellt sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen derart beschrieben werden konnten, dass sie in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Charakteristiken Vorteile bieten oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik bevorzugt sind, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder Charakteristiken beeinträchtigt werden können, um gewünschte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Implementierungen abhängen. Diese Eigenschaften können Kosten, Beanspruchbarkeit, Dauerhaftigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinung, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit des Zusammenbaus usw., umfassen, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt. Daher liegen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben sind, in Bezug auf eine oder mehrere Charakteristiken nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
