DE102016116913A1

DE102016116913A1 - Multifunktionsneigungsschalter für Parkfunktion

Info

Publication number: DE102016116913A1
Application number: DE102016116913.7A
Authority: DE
Inventors: Erick Michael Lavoie
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2017-03-23
Also published as: US9714051B2; US20170080974A1

Abstract

Ein Steuersystem für ein Fahrzeug umfasst eine Eingabe einschließlich eines drehbaren Drehelements und eine Steuerung. Die Steuerung führt einen Anhängerrücksetzunterstützungsmodus aus einschließlich eines Interpretierens einer ersten momentanen Position des Drehelements als eine Anhängersteuerungsanweisungsposition und eines Generierens einer darauf basierenden Fahrzeuglenkanweisung. Die Steuerung führt zudem einen Parkunterstützungsmodus einschließlich eines Implementierens einer Parkunterstützungsaktion entsprechend einer zweiten momentanen Position des Drehelements aus.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die hier vorliegenden Offenbarungen beziehen sich allgemein auf Lenkunterstützungstechnologien bei Fahrzeugen und insbesondere auf ein Anhängerrücksetzunterstützungssystem mit einer drehbaren Fahrerschnittstelle zum Steuern eines Anhängerwegs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, dass ein Rücksetzen eines Fahrzeugs mit einem verbundenen Anhänger für viele Fahrer eine schwierige Aufgabe ist. Dies trifft insbesondere für Fahrer zu, die beim Rücksetzen mit Anhängern unerfahren sind, wozu beispielsweise jene zählen, die selten mit einem verbundenen Anhänger fahren (z. B. bei Anmietung eines Anhängers, bei seltener Benutzung eines eigenen Anhängers usw.). Ein Grund für eine solche Schwierigkeit besteht darin, dass das Rücksetzen eines Fahrzeugs mit einem verbundenen Anhänger Gegenlenken erfordert, das einem üblichen Lenken beim Rücksetzen des Fahrzeugs ohne einen verbundenen Anhänger entgegengesetzt ist, und/oder ein Bremsen zur Stabilisierung der Fahrzeug-Anhänger-Kombination vor dem Eintreten eines Ausbrechzustands erfordert. Ein weiterer Grund für eine solche Schwierigkeit besteht darin, dass geringfügige Fehler beim Lenken während des Rücksetzens eines Fahrzeugs mit einem verbundenen Anhänger verstärkt werden, wodurch bewirkt wird, dass der Anhänger von einem gewünschten Weg abweicht.
Zur Unterstützung des Fahrers beim Lenken eines Fahrzeugs mit einem verbundenen Anhänger muss ein Anhängerrücksetzunterstützungssystem die Absicht des Fahrers kennen. Eine übliche Annahme bei bekannten Anhängerrücksetzunterstützungssystemen ist, dass ein Fahrer eines Fahrzeugs mit einem verbundenen Anhänger gerade rücksetzen möchte, und das System entweder implizit oder explizit einen Bahnkrümmungsweg von null für die Fahrzeug-Anhänger-Kombination annimmt. Nun ist jedoch beim Rücksetzen eines Anhängers in der Realität in den meisten Fällen ein gekrümmter Weg involviert und somit beschränkt die Annahme eines Wegs mit einem Bahnkrümmungsweg von null beträchtlich die Nützlichkeit des Systems. Bei einigen bekannten Systemen wird angenommen, dass ein Weg aus einer Karte oder einem Routenplaner bekannt ist, sodass derartige Systeme eine äußerst komplexe Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI – Human Machine Interface) und Fahrzeug-/Anhängerpositionsbestimmung aufweisen können.
Daher wäre ein Ansatz für ein Rücksetzen eines Anhängers, der eine einfache Mensch-Maschine-Schnittstelle bereitstellt und der andere Nachteile bekannter Anhängerrücksetzunterstützungssysteme beseitigt, vorteilhaft, wünschenswert und nützlich.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuersystem für ein Fahrzeug eine Eingabe einschließlich eines drehbaren Drehelements und einer Steuerung. Die Steuerung führt einen Anhängerrücksetzunterstützungsmodus aus einschließlich eines Interpretierens einer ersten momentanen Position des Drehelements als eine Anhängersteuerungsanweisungsposition und eines Generierens einer darauf basierenden Fahrzeuglenkanweisung. Die Steuerung führt zudem einen Parkunterstützungsmodus einschließlich eines Implementierens einer Parkunterstützungsaktion entsprechend einer zweiten momentanen Position des Drehelements aus.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug ein Lenksystem und eine Eingabe einschließlich eines drehbaren Elements. Das Fahrzeug umfasst ferner ein Anhängerrücksetzunterstützungssystem, das eine erste momentane Position des Drehelements bestimmt und einen Anhängerrücksetzunterstützungsmodus ausführt, einschließlich eines Interpretierens der ersten momentanen Position als eine Anhängersteuerungsanweisungsposition und eines Ausgebens einer darauf basierenden Lenkanweisung an das Lenksystem. Das Fahrzeug umfasst ferner noch ein Parkunterstützungssystem, das eine zweite momentane Position des Drehelements bestimmt und eine Parkunterstützungsaktion entsprechend der zweiten momentanen Position implementiert, einschließlich eines Steuerns des Lenksystems.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs ein Empfangen einer Eingabe in einem ersten Modus und ein Bestimmen einer ersten momentanen Position eines Drehelements innerhalb des Fahrzeugs. Wenn die Eingabe im ersten Modus eine Rücksetzunterstützungsinitiierung ist, umfasst das Verfahren ein Interpretieren der ersten momentanen Position als eine Anhängersteuerungsposition und ein Ausgeben einer entsprechenden Lenkanweisung an ein Fahrzeuglenksystem. Wenn die Eingabe im ersten Modus eine Parkunterstützungsinitiierung ist, umfasst das Verfahren ein Implementieren einer Parkaktion entsprechend der ersten momentanen Position.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind für Fachleute bei näherer Untersuchung der folgenden Beschreibung, Ansprüche und angehängten Zeichnungen verständlich und offensichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
ist 1 ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform des Anhängerrücksetzunterstützungssystems mit einer Lenkeingabevorrichtung, einer Bahnkrümmungssteuerung und einem Anhängerbremssystem darstellt;
ist 2 eine schematische Darstellung, die die Geometrie eines Fahrzeugs und eines Anhängers mit einem darüber gelegten zweidimensionalen x-y-Koordinatensystem darstellt, und die Variablen identifiziert, die zum Bestimmen einer kinematischen Beziehung des Fahrzeugs und des Anhängers für das Anhängerrücksetzunterstützungssystem gemäß einer Ausführungsform verwendet werden;
ist 3 eine Draufsicht auf eine Lenkeingabevorrichtung, die einen drehbaren Knopf zum Betätigen des Anhängerrücksetzunterstützungssystems gemäß einer Ausführungsform aufweist;
ist 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines drehbaren Knopfes zum Auswählen einer gewünschten Bahnkrümmung eines Anhängers und eine entsprechende schematische Darstellung, die ein Fahrzeug und einen Anhänger mit verschiedenen, mit auswählbaren, gewünschten Bahnkrümmungen korrelierenden Anhängerbahnkrümmungswegen darstellt;
ist 5 eine schematische Darstellung, die eine Rücksetzabfolge eines Fahrzeugs und eines Anhängers zeigt, die verschiedene Bahnkrümmungsauswahlmöglichkeiten bei dem Anhängerrücksetzunterstützungssystem gemäß einer Ausführungsform implementiert;
ist 6 eine perspektivische Ansicht auf eine Variation des drehbaren Knopfs für die Anhängerrücksetzlenkeingabeeinrichtung aus 3;
ist 7 eine schematische Darstellung, die eine Rücksetzabfolge eines Fahrzeugs und eines Anhängers zeigt, die verschiedene Bahnkrümmungsauswahlmöglichkeiten bei dem Anhängerrücksetzunterstützungssystem implementiert;
ist 8 eine schematische Darstellung, die zeigt, wie das Fahrzeug verschiedene Parkaktionen mithilfe eines Parkunterstützungssystems implementiert;
ist 9 eine weitere schematische Darstellung, die zeigt, wie das Fahrzeug verschiedene zusätzliche Parkaktionen mithilfe des Parkunterstützungssystems implementiert;
ist 10 eine weitere perspektivische Ansicht einer Variation des drehbaren Knopfs für die Anhängerrücksetzlenkeingabeeinrichtung der 3; und
zeigen 11 und 12 den drehbaren Knopf der 10 gemäß verschiedener Bewegungsmodi zum Vornehmen verschiedener Eingaben und Richtungsauswahlen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe „obere/er/es“, „untere/er/es“, „rechte/er/es“, „linke/er/es“, „hintere/er/es“, „vordere/er/es“, „vertikale/er/es“, „horizontale/er/es“, „innen/Innenseite“, „außen/Außenseite“ und deren Ableitungen auf die Erfindung, wie sie in 1 ausgerichtet ist. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen einnehmen kann, es sei denn, es ist ausdrücklich Gegenteiliges angegeben. Es versteht sich auch, dass es sich bei den spezifischen Vorrichtungen und Verfahren, die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und in der folgenden Beschreibung beschrieben sind, lediglich um beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Konzepte handelt, die in den angefügten Ansprüchen definiert sind. Daher sind spezifische Abmessungen und andere physikalische Eigenschaften, die sich auf die hier offenbarten Ausführungsformen beziehen, nicht als einschränkend anzusehen, es sei denn, in den Ansprüchen wird ausdrücklich Gegenteiliges angegeben. Darüber hinaus versteht es sich, sofern nicht anders angegeben, dass die Formulierung, dass sich ein bestimmtes Merkmal einer Komponente in oder entlang einer gegebenen Richtung oder ähnlich erstreckt, nicht bedeutet, dass das Merkmal oder die Komponente einer geraden Linie oder Achse in einer solchen Richtung folgt oder dass das Merkmal oder die Komponente sich nur in einer solchen Richtung oder auf einer solchen Ebene ohne andere Richtungskomponenten oder Abweichungen erstreckt, sofern nicht anders angegeben.
Bezug nehmend auf 1–12 bezeichnet Referenznummer 10 allgemein ein Anhängerrücksetzunterstützungssystem zum Steuern eines Rücksetzpfades eines mit einem Fahrzeug 14 verbundenen Anhängers 12, indem dem Fahrer des Fahrzeugs 14 gestattet wird, eine gewünschte Bahnkrümmung 26 des Rücksetzpfades des Anhängers 12 anzugeben. In einer Ausführungsform ist das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 durch ein Steuersystem des Fahrzeugs 14 implementiert, das eine Schnittstelle 212 (wie in 6 gezeigt) einschließlich eines drehbaren Drehelements 232 und eine Steuerung (wie etwa die Steuerung 28 in 1) umfasst. Die Steuerung führt einen Anhängerrücksetzunterstützungsmodus aus einschließlich eines Interpretierens einer ersten momentanen Position des Drehelements 232 als eine Anhängersteuerungsanweisungsposition und eines Generierens einer darauf basierenden Fahrzeuglenkanweisung. Die Steuerung führt zudem einen Parkunterstützungsmodus einschließlich eines Implementierens einer Parkunterstützungsaktion entsprechend einer zweiten momentanen Position des Drehelements 232 aus.
Im Hinblick auf den allgemeinen Betrieb des Anhängerrücksetzunterstützungssystems 10 kann eine Lenkeingabevorrichtung 18, wie etwa ein drehbarer Knopf 30, für einen Fahrer bereitgestellt sein, um die gewünschte Bahnkrümmung 26 des Anhängers 12 bereitzustellen. Daher kann die Lenkeingabevorrichtung 18 zwischen mehreren Auswahlmöglichkeiten betätigbar sein, wie aufeinanderfolgenden Drehpositionen eines Kopfes 30, von denen jede eine inkrementelle Änderung an der gewünschten Bahnkrümmung 26 des Anhängers 12 bedeutet. Bei Eingeben der gewünschten Bahnkrümmung 26 kann die Steuerung eine Lenkanweisung für das Fahrzeug 14 erzeugen, um den Anhänger 12 auf der gewünschten Bahnkrümmung 26 basierend auf dem geschätzten Kupplungswinkel γ und einer kinematischen Beziehung zwischen dem Anhänger 12 und dem Fahrzeug 14 zu führen. Daher ist die Genauigkeit der Kupplungswinkelschätzung kritisch für das Betätigen des Anhängerrücksetzunterstützungssystems 10. Allerdings versteht es sich, dass ein solches System zum unmittelbaren Schätzen von Kupplungswinkel in Verbindung mit zusätzlichen oder alternativen Fahrzeugmerkmalen verwendet werden kann, wie Anhängerpendelüberwachung.
Bezug nehmend auf die Ausführungsform des in 1 gezeigten Anhängerrücksetzunterstützungssystems 10 wird ein Kupplungswinkelsensor 44 in gestrichelten Linien dargestellt, um zu zeigen, dass er in einigen Ausführungsformen weggelassen sein kann, wenn das Anhängersensormodul 20 bereitgestellt ist. Die dargestellte Ausführungsform des Anhängerrücksetzunterstützungssystems 10 empfängt fahrzeug- und anhängerstatusbezogene Informationen von zusätzlichen Sensoren und Vorrichtungen. Diese Informationen umfassen Positionierungsinformationen von einer Positionierungsvorrichtung 56, die ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) am Fahrzeug 14 oder einer tragbaren Vorrichtung zum Bestimmen einer Koordinatenposition des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 basierend auf dem Ort der Positionierungsvorrichtung 56 mit Bezug zum Anhänger 12 und/oder zum Fahrzeug 14 und basierend auf dem geschätzten Kupplungswinkel γ umfassen kann. Die Positionierungsvorrichtung 56 kann zusätzlich oder alternativ dazu ein Koppelnavigationssystem zum Bestimmen der Koordinatenposition des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 innerhalb eines lokalisierten Koordinatensystems basierend zumindest auf Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel und Kupplungswinkel γ umfassen. Andere von dem Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 empfangene Fahrzeuginformationen können eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 von einem Geschwindigkeitssensor 58 und eine Gierrate des Fahrzeugs 14 von einem Gierratensensor 60 umfassen.
Wie weiter in 1 gezeigt wird, steht eine Ausführungsform des Anhängerrücksetzunterstützungssystems 10 in Kommunikation mit einem Servolenksystem 62 des Fahrzeugs 14, um die gelenkten Räder 64 (1) des Fahrzeugs 14 zu betätigen, um das Fahrzeug 14 in einer solchen Weise zu bewegen, dass der Anhänger 12 in Übereinstimmung mit der gewünschten Bahnkrümmung 26 des Anhängers 12 reagiert. In der dargestellten Ausführungsform ist das Servolenksystem 62 ein elektrisches Servolenksystem (EPAS) das einen elektrischen Lenkmotor 66 zum Drehen der gelenkten Räder 64 um einen Lenkwinkel basierend auf einer Lenkanweisung umfasst, wodurch der Lenkwinkel von einem Lenkwinkelsensor 67 des Servolenksystems 62 erfasst werden kann. Die Lenkanweisung kann durch das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 bereitgestellt werden zum autonomen Lenken während eines Rücksetzmanövers und kann alternativ manuell über eine Drehposition (z. B. Lenkradwinkel) eines Lenkrads 68 (1) bereitgestellt werden. In der dargestellten Ausführungsform ist das Lenkrad 68 des Fahrzeugs 14 allerdings mechanisch mit den gelenkten Rädern 64 des Fahrzeugs 14 gekoppelt, sodass sich das Lenkrad 68 gemeinsam mit den gelenkten Rädern 64 bewegt, wodurch während des autonomen Lenkens ein manueller Eingriff über das Lenkrad 68 verhindert wird.
Erneut Bezug nehmend auf die in 1 dargestellte Ausführungsform stellt das Servolenksystem 62 für die Steuerung 28 des Anhängerrücksetzunterstützungssystems 10 Informationen im Zusammenhang mit der Drehposition der gelenkten Räder 64 des Fahrzeugs 14 bereit, einschließlich eines Lenkwinkels. Die Steuerung 28 in der dargestellten Ausführungsform verarbeitet den aktuellen Lenkwinkel zusätzlich zu anderen Bedingungen von Fahrzeug 14 und Anhänger 12, um den Anhänger 12 entlang der gewünschten Bahnkrümmung 26 zu führen. Es kommt in Betracht, dass das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 in zusätzlichen Ausführungsformen eine integrierte Komponente des Servolenksystems 62 sein kann. Beispielsweise kann das Servolenksystem 62 einen Anhängerrücksetzunterstützungsalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen und Anweisungen als Funktion aller oder eines Teils der von der Lenkeingabevorrichtung 18, dem Kupplungswinkelsensor 44, dem Servolenksystem 62, einem Fahrzeugbremsensteuerungssystem 72, einem Triebstrangsteuerungssystem 74 und anderen Fahrzeugsensoren und Vorrichtungen empfangenen Informationen umfassen.
Wie ebenfalls in 1 dargestellt, kann das Fahrzeugbremsensteuerungssystem 72 auch mit der Steuerung 28 kommunizieren, um dem Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 Bremsinformationen, wie Fahrzeugraddrehzahl, bereitzustellen und Bremsanweisungen von der Steuerung 28 zu empfangen. Das Triebstrangsteuerungssystem 74, wie in der in 1 dargestellten Ausführungsform gezeigt, kann ebenfalls mit dem Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 zum Regulieren von Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs 14 während Rücksetzens des Anhängers 12 interagieren. Weiterhin Bezug nehmend auf 1 kann das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 in der dargestellten Ausführungsform mit einer oder mehreren Vorrichtungen kommunizieren, wobei es ein Fahrzeugalarmsystem 76 umfasst, das optische, akustische und haptische Warnungen ausgeben kann. Beispielsweise können die Fahrzeugbremsleuchten 78 und die Fahrzeugwarnblinkanlage einen optischen Alarm bereitstellen, und eine Fahrzeughupe 79 und/oder ein Lautsprecher 81 kann einen akustischen Alarm bereitstellen. Darüber hinaus kann das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 und/oder Fahrzeugalarmsystem 76 mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) 80 für das Fahrzeug 14 kommunizieren. Die MMS 80 kann eine Fahrzeuganzeige 82, wie eine mittelkonsolenmontierte Navigations- und Unterhaltungsanzeige (1) umfassen.
Wie ferner in 1 dargestellt, umfasst das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 eine Lenkeingabevorrichtung 18, die mit der Steuerung 28 verbunden ist, zum Gestatten des Informationsaustauschs untereinander. Hier wird offenbart, dass die Lenkeingabevorrichtung 18 in einer verkabelten oder kabellosen Weise mit der Steuerung 28 gekoppelt sein kann. Die Lenkeingabevorrichtung 18 stellt dem Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 Informationen bereit, die den gewünschten Rücksetzfahrweg des Anhängers 12 zum Verarbeiten für die Steuerung 28 und Erzeugen von Lenkanweisungen definieren. Insbesondere kann die Lenkeingabevorrichtung 18 eine Auswahl oder Positionsinformationen bereitstellen, die mit einer gewünschten Bahnkrümmung 26 des gewünschten Rücksetzfahrwegs des Anhängers 12 korreliert. Darüber hinaus können die von der Lenkeingabevorrichtung 18 bereitgestellten Anhängerlenkanweisungen Informationen im Zusammenhang mit einer angewiesenen Änderung des Fahrwegs umfassen, wie eine inkrementelle Änderung der gewünschten Bahnkrümmung 26, sowie Informationen im Zusammenhang mit einer Anzeige, dass der Anhänger 12 entlang eines durch eine längs verlaufende Mittellinienachse des Anhängers 12 definierten Pfades, wie einem gewünschten Bahnkrümmungswert von null, der einen im Wesentlichen geraden Fahrweg für den Anhänger definiert, zu fahren hat. Wie nachfolgend ausführlicher erörtert wird, kann die Lenkeingabevorrichtung 18 gemäß einer Ausführungsform eine bewegbare Steuereingabevorrichtung umfassen, um einem Fahrer des Fahrzeugs 14 zu ermöglichen, gewünschte Anhängerlenkaktionen anzuweisen oder anderweitig eine gewünschte Bahnkrümmung auszuwählen und zu ändern. Beispielsweise kann die bewegbare Steuereingabevorrichtung ein drehbarer Knopf 30 sein, der um eine sich durch eine obere Oberfläche oder Fläche des Knopfes 30 erstreckende Drehachse drehbar sein kann. In anderen Ausführungsformen kann der drehbare Knopf 30 um eine Drehachse, die sich im Wesentlichen parallel zu einer oberen Oberfläche oder Fläche des drehbaren Knopfes 30 erstreckt, drehbar sein. Es wird in Betracht gezogen, dass die Lenkeingabevorrichtung 18 auch als eine Eingabevorrichtung für andere Merkmale fungieren kann, wie zum Bereitstellen von Eingaben für andere Fahrzeugmerkmale oder -systeme.
Immer noch Bezug nehmend auf die in 1 gezeigte Ausführungsform ist die Steuerung 28 mit einem Mikroprozessor 84 zum Verarbeiten von in Speicher 86 gespeicherter Logik und Routinen ausgelegt, die Informationen vom Sensorsystem 16 empfangen, einschließlich dem Anhängersensormodul 20, dem Kupplungswinkelsensor 44, der Lenkeingabevorrichtung 18, dem Servolenksystem 62, dem Fahrzeugbremsensteuerungssystem 72, dem Anhängerbremssystem, dem Antriebsstrangsteuerungssystem 74 und anderen Fahrzeugsensoren und Vorrichtungen. Die Steuerung 28 kann Fahrzeuglenkinformationen und Anweisungen als eine Funktion der gesamten oder eines Teils der empfangenen Informationen erzeugen. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und Anweisungen dem Servolenksystem 62 bereitgestellt werden zum Beeinflussen von Lenkung des Fahrzeugs 14, um einen angewiesenen Fahrweg für den Anhänger 12 zu erreichen. Die Steuerung 28 kann den Mikroprozessor 84 und/oder andere analoge und/oder digitale Schaltungen zum Verarbeiten einer oder mehrerer Routinen umfassen. Die Steuerung 28 kann außerdem den Speicher 86 zum Speichern von einer oder mehreren Routinen umfassen, einschließlich einer Kupplungswinkelschätzroutine 130, einer Betriebsroutine 132 und einer Bahnkrümmungsroutine 98. Es versteht sich, dass die Steuerung 28 eine eigenständige, spezielle Steuerung oder eine gemeinsam genutzte Steuerung sein kann, in die andere Steuerungsfunktionen, wie das Sensorsystem 16, das Servolenksystem 62 und andere in Betracht kommende bordinterne und bordexterne Fahrzeugsteuerungssysteme integriert sind.
Bezug nehmend auf 2 beginnen wir jetzt mit einer Erörterung von Fahrzeug- und Anhängerinformationen und -parametern, die zum Berechnen einer kinematischen Beziehung zwischen einer Bahnkrümmung eines Fahrwegs des Anhängers 12 und dem Lenkwinkel des den Anhänger 12 ziehenden Fahrzeugs 14 verwendet werden, was wünschenswert sein kann für ein gemäß einigen Ausführungsformen ausgelegtes Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10, einschließlich für Verwendung durch eine Bahnkrümmungsroutine 98 der Steuerung 28 in einer Ausführungsform. Um eine solche kinematische Beziehung zu erhalten, können bestimmte Annahmen im Hinblick auf Parameter im Zusammenhang mit dem Fahrzeug/Anhänger-System gemacht werden. Zu Beispielen für solche Annahmen zählen, ohne darauf beschränkt zu sein, dass der Anhänger 12 durch das Fahrzeug 14 bei einer relativ geringen Geschwindigkeit zurückgesetzt wird, die Räder des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 einen vernachlässigbaren (z. B. keinen) Schlupf aufweisen, die Reifen des Fahrzeugs 14 eine vernachlässigbare (z. B. keine) laterale Nachgiebigkeit aufweisen, die Reifen des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 eine vernachlässigbare (z. B. keine) Verformung aufweisen, die Aktuatordynamik des Fahrzeugs 14 vernachlässigbar ist und das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 vernachlässigbare (z. B. keine) Wank- oder Nickbewegungen zeigen, neben anderen vorstellbaren Faktoren, die eine potentielle Wirkung auf die Steuerung des Anhängers 12 mit dem Fahrzeug 14 haben.
Wie in 2 gezeigt, basiert für ein durch ein Fahrzeug 14 und einen Anhänger 12 definiertes System die kinematische Beziehung auf verschiedenen Parametern im Zusammenhang mit dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12. Diese Parameter umfassen:

δ:: Lenkwinkel an gelenkten Vorderrädern des Fahrzeugs;
α:: Gierwinkel des Fahrzeugs;
β:: Gierwinkel des Anhängers;
γ:: Kupplungswinkel (γ = β – α);
W:: Radstand des Fahrzeugs;
L:: Zugstangenlänge zwischen Kupplungspunkt und Hinterachse des Fahrzeugs;
D:: Abstand (Anhängerlänge) zwischen Kupplungspunkt und Achse des Anhängers oder effektive Achse für einen mehrachsigen Anhänger; und
r₂:: Bahnkrümmungsradius für den Anhänger.

Eine Ausführungsform einer kinematischen Beziehung zwischen dem Bahnkrümmungsradius r₂ des Anhängerwegs am Mittelpunkt einer Achse des Anhängers 12, dem Lenkwinkel δ der lenkbaren Räder 64 des Fahrzeugs 14 und dem Kupplungswinkel γ kann in der nachstehend bereitgestellten Gleichung ausgedrückt werden. Somit kann, wenn der Kupplungswinkel γ bereitgestellt ist, die Bahnkrümmung des Anhängerwegs κ₂ basierend auf Regelung des Lenkwinkels δ gesteuert werden (wobei β . die Anhängergierrate und η . die Anhängergeschwindigkeit ist).
Diese Beziehung kann ausgedrückt werden, um den Lenkwinkel δ als eine Funktion von Anhängerwegbahnkrümmung κ₂ und Kupplungswinkel γ bereitzustellen.
Dementsprechend sind für eine bestimmte Fahrzeug- und Anhängerkombination gewisse Parameter (z. B. D, W und L) der kinematischen Beziehung konstant und werden als bekannt angenommen. V ist die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, und g ist die Beschleunigung aufgrund von Schwerkraft. K ist ein geschwindigkeitsabhängiger Parameter, der, wenn auf Null gesetzt, die Berechnung des Lenkwinkels unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit macht. Beispielsweise können fahrzeugspezifische Parameter der kinematischen Beziehung in einem elektronischen Steuerungssystem des Fahrzeugs 14 vordefiniert werden, und anhängerspezifische Parameter der kinematischen Beziehung können durch einen Fahrer des Fahrzeugs 14 eingegeben werden, bestimmt aus erfasstem Anhängerverhalten in Reaktion auf Fahrzeuglenkanweisungen oder anderweitig bestimmt aus durch den Anhänger 12 bereitgestellten Signalen. Die Bahnkrümmung des Anhängerwegs κ₂ kann aus der Fahrereingabe über die Lenkeingabeeinrichtung 18 bestimmt werden. Durch die Verwendung der Gleichung zum Bereitstellen von Lenkwinkel kann eine zugehörige Lenkanweisung durch die Bahnkrümmungsroutine 98 zum Steuern des Servolenksystems 62 des Fahrzeugs 14 erzeugt werden.
Jetzt Bezug nehmend auf 3 wird eine Ausführungsform der Lenkeingabevorrichtung 18 dargestellt, angeordnet an einer Mittelkonsole 108 des Fahrzeugs 14 nahe einem Schalthebel 110. In dieser Ausführungsform umfasst die Lenkeingabevorrichtung 18 einen drehbaren Knopf 30 zum Bereitstellen des gewünschten Rücksetzpfades des Anhängers 12 für die Steuerung 28. Insbesondere kann die Winkelposition des drehbaren Knopfes 30 mit einer gewünschten Bahnkrümmung korrelieren, sodass Drehung des Knopfes auf eine andere Winkelposition eine andere gewünschte Bahnkrümmung mit einer inkrementellen Änderung basierend auf dem Ausmaß der Drehung und, in einigen Ausführungsformen, einer normalisierten Rate bereitstellt, wie hier noch ausführlicher beschrieben wird.
Der drehbare Knopf 30, wie in 4 dargestellt, kann auf eine mittlere oder Ruheposition P(AR) zwischen entgegengesetzten Drehbereichen der Bewegung R(R), R(L) vorgespannt sein (z. B. durch eine Federrückstellung). In der dargestellten Ausführungsform ist ein erster der entgegengesetzten Drehbereiche der Bewegung R(R) im Wesentlichen gleich einem zweiten der entgegengesetzten Drehbereiche der Bewegung R(L), R(R). Zum Bereitstellen einer haptischen Anzeige eines Ausmaßes an Drehung des drehbaren Knopfes 30 kann sich ein Drehmoment, das den Knopf in Richtung der Ruheposition P(AR) vorspannt, als eine Funktion des Ausmaßes an Drehung des drehbaren Knopfes 30 mit Bezug zur Ruheposition P(AR) erhöhen (z. B. nicht-linear). Darüber hinaus kann der drehbare Knopf 30 mit positionsanzeigenden Vertiefungen ausgelegt sein, sodass der Fahrer die Ruheposition P(AR) deutlich fühlen kann und das Annähern der Enden der entgegengesetzten Drehbereiche der Bewegung R(L), R(R) fühlt (z. B. weiche Endanschläge). Der drehbare Knopf 30 kann einen gewünschten Bahnkrümmungswert als Funktion eines Ausmaßes an Drehung des drehbaren Kopfes 30 mit Bezug zur Ruheposition P(AR) und einer Bewegungsrichtung des drehbaren Knopfes 30 mit Bezug zur Ruheposition P(AR) generieren, der selbst einer Anweisung für einen Bahnkrümmungsweg 26 von null entsprechen kann. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Drehrate des drehbaren Knopfes 30 auch verwendet werden kann, um die gewünschte Ausgabe der Bahnkrümmung 26 an die Steuerung 28 zu bestimmen. Die Ruheposition P(AR) des Knopfes entspricht einem Signal, das anzeigt, dass das Fahrzeug 14 so gelenkt werden sollte, dass der Anhänger 12 entlang eines im Wesentlichen geraden Rücksetzpfads 214 (4) (Anhängerbahnkrümmungsanforderung null vom Fahrer) rückgesetzt wird, wie durch die Längsrichtung 22 des Anhängers 12 definiert ist, wenn der Knopf zur Ruheposition P(AR) zurückbewegt wurde. Eine maximale Position des Knopfes im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn (d. h. Begrenzungen der entgegengesetzten Drehbereiche der Bewegung R(R), R(L)) können jeweils mit einem entsprechenden Signal korrespondieren, einen engsten Bahnkrümmungsradius (d. h. spitzeste Trajektorie oder kleinster Bahnkrümmungsradius) eines Fahrwegs des Anhängers 12 anzeigend, der möglich ist, ohne dass die zugehörigen Fahrzeuglenkinformationen eine Einknickbedingung verursachen.
Wie in 4 gezeigt, kann ein Fahrer den drehbaren Knopf 30 drehen, um eine gewünschte Bahnkrümmung 26 bereitzustellen, während der Fahrer des Fahrzeugs 14 den Anhänger 12 zurücksetzt. In der dargestellten Ausführungsform dreht sich der drehbare Knopf 30 um eine mittlere Achse zwischen einer zentralen oder mittleren Position 114, was einem im Wesentlichen geraden Rücksetzfahrweg 26 entspricht, wie durch die Längsrichtung 22 des Anhängers 12 und verschiedene Drehpositionen 116, 118, 120, 122 auf einander gegenüberliegenden Seiten der mittleren Position 114 definiert, eine gewünschte Bahnkrümmung 26 entsprechend einem Radius des gewünschten Rücksetzfahrwegs für den Anhänger 12 an der angewiesenen Drehposition anweisend. Es wird in Betracht gezogen, dass der drehbare Knopf 30 gemäß Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands ausgelegt werden kann und ein Mittel zum Voreinstellen auf eine Ruheposition P(AR) zwischen entgegengesetzten Drehbereichen der Bewegung auslässt. Fehlen eines solchen Voreinstellens kann es gestatten, eine aktuelle Drehposition des drehbaren Knopfes 30 zu erhalten, bis die Drehsteuerungseingabevorrichtung manuell in eine andere Position bewegt wird.
Bezug nehmend auf 5 ist ein Beispiel für ein Verwenden der Lenkeingabevorrichtung 18 für ein Vorgeben einer Bahnkrümmung eines gewünschten Rücksetzpfads (POT – Path of Travel) des Anhängers 12 während des Rücksetzens des Anhängers 12 mit dem Fahrzeug 14 gezeigt. In Vorbereitung eines Rücksetzens des Anhängers 12 kann der Fahrer des Fahrzeugs 14 das Fahrzeug 14 vorwärts entlang eines Durchfahrwegs (PTP – Pull-Through Path) fahren, um das Fahrzeug 14 und den Anhänger 12 an einer ersten Rücksetzposition B1 zu positionieren. In der ersten Rücksetzposition B1 sind das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 derart längs miteinander ausgerichtet, dass eine längs verlaufende Mittellinienachse L1 des Fahrzeugs 14 ausgerichtet ist mit (z. B. parallel mit oder zusammentreffend mit) einer längs verlaufenden Mittellinienachse L2 des Anhängers 12. Es wird hier offenbart, dass eine derartige Ausrichtung der Längsachse L1, L2 zu Beginn einer Instanz einer Anhängerrücksetzfunktionalität keine Voraussetzung für den Betrieb eines Anhängerrücksetzunterstützungssystems 10 ist, jedoch zur Kalibrierung erfolgen kann.
Nach Aktivieren des Anhängerrücksetzunterstützungssystems 10 (z. B. vor, nach oder während der Durchfahrabfolge) beginnt der Fahrer den Anhänger 12 rückzusetzen, indem er das Fahrzeug 14 aus der ersten Rücksetzposition B1 zurücksetzt. Solange der drehbare Knopf 30 der Anhängerrücksetzlenkeingabevorrichtung 18 in der Ruheposition P(AR) verbleibt und keine anderen Lenkeingabevorrichtungen 18 aktiviert sind, lenkt das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 14 nach Bedarf, um zu bewirken, dass der Anhänger 12 entlang einem im Wesentlichen geraden Fahrweg zurückgesetzt wird, wie durch die Längsrichtung 22 des Anhängers 12, insbesondere der Mittellinienachse L2 des Anhängers 12, zu dem Zeitpunkt definiert, an dem das Rücksetzen des Anhängers 12 begann. Wenn der Anhänger 12 die zweite Rücksetzposition B2 erreicht, dreht der Fahrer den drehbaren Knopf 30, um den Anhänger 12 anzuweisen, nach rechts gelenkt zu werden (d. h. eine Drehung der Knopfposition R(R) im Uhrzeigersinn). Dementsprechend lenkt das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 14, um zu bewirken, dass der Anhänger 12 als Funktion eines Ausmaßes der Drehung des drehbaren Knopfes 30 in Bezug auf die Ruheposition P(AR), einer Bewegungsrate des Knopfes und/oder einer Bewegungsrichtung des Knopfes in Bezug auf die Ruheposition P(AR) nach rechts gelenkt wird. Gleichermaßen kann der Anhänger 12 durch Drehen des drehbaren Knopfes 30 nach links angewiesen werden, nach links zu lenken. Wenn der Anhänger 12 die Rücksetzposition B3 erreicht, ermöglicht der Fahrer dem drehbaren Knopf 30, sich in die Ruheposition P(AR) zurückzubewegen, was bewirkt, dass das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 14 nach Bedarf lenkt, um den Anhänger 12 entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrwegs rückzusetzen, wie durch die längs verlaufende Mittellinienachse L2 des Anhängers 12 zu dem Zeitpunkt definiert, an dem der drehbare Knopf 30 in die Ruheposition P(AR) zurückbewegt wurde. Danach lenkt das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 14 nach Bedarf, um den Anhänger 12 entlang des im Wesentlichen geraden Wegs zu der vierten Rücksetzposition B4 rückzusetzen. In diesem Zusammenhang werden bogenförmige Teile des Fahrwegs des Anhängers 12 durch Drehung des drehbaren Knopfs 30 vorgegeben und gerade Teile des Fahrwegs durch eine Ausrichtung der längs verlaufenden Mittellinienachse L2 des Anhängers 12 vorgegeben, wenn der Knopf 230 in der Ruheposition P(AR) ist bzw. in diese zurückbewegt wird.
In der in 5 dargestellten Ausführungsform interagiert der Fahrer, um das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 zu aktivieren, mit dem Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10, und das Anhängerrücksetzunterstützungssystem lenkt automatisch, wenn der Fahrer das Fahrzeug 14 zurücksetzt. Wie oben erläutert wird, kann der Fahrer den Anhänger-Rücksetzpfad durch Verwenden einer Lenkeingabeeinrichtung 18 anweisen, und die Steuerung 28 kann den Fahrzeuglenkwinkel bestimmen, um die gewünschte Bahnkrümmung 26 zu erreichen, wobei der Fahrer das Gaspedal und die Bremse steuert, während das Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 die Lenkung steuert.
Nun Bezug nehmend auf 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Steuerungsknopfes 230 dargestellt und kann verwendet werden, um das Fahrzeug 14 beim Zurücksetzen eines Anhängers 12 basierend auf einer Anhängersteuerungsanweisung zu steuern, z. B. entlang eines Bahnkrümmungswegs 26 durch Anpassen der gewünschten Anhängersteuerungsanweisung gemäß einer bestimmten wählbaren Anweisungsposition. In einer Ausführungsform kann die Anhängersteueranweisung ein bestimmter Bahnkrümmungsweg 26 gemäß der unter Bezug auf 3–5 erläuterten Art und Weise sein. Insbesondere kann der Knopf 230 verwendet werden, um den Bahnkrümmungsweg 26 durch Drehen eines Steuerungselements 232 davon gegen ein Vorspanndrehmoment, weg von der Ruheposition P(AR) entweder innerhalb des linken Bewegungsbereichs R(L) oder eines rechten Bewegungsbereichs R(R) davon weg verlaufend anzupassen. Ein derartiger Knopf 230 kann auch auf diese Weise verwendet werden, um einen gesteuerten Kupplungswinkel γ des Anhängers 12 relativ zu dem Fahrzeug 14 unter Verwenden desselben Typs von auf die Mitte vorgespannter Bewegung in Verbindung mit einem Rücksetzunterstützungssystem anzupassen, das winkelbasiert anstatt bahnkrümmungsbasiert ist.
Unter Bezug auf 7 wird die Steuerung des Fahrzeugs 14 beim Zurücksetzen des Anhängers 12 unter Verwenden des Knopfes 230 beschrieben. Die dargestellte Ausführungsform des Steuerungsknopfes 230 ist als innerhalb einer Schnittstelle 212 auf der Konsole 108 enthalten gezeigt. Die Konsole 108 dient als eine Montagestruktur und definiert eine Fläche, die sich nach außen erstreckt, um den Knopf 230 zu umgeben, und umfasst mehrere den Knopf 230 umgebende Tasten 240a, 240b, 240c und 240d, die verschiedenen Betriebsmodi des Fahrzeugs 14 entsprechen, die gesteuert, angepasst oder anderweitig dem Knopf 230 zugeordnet werden können, einschließlich der Aktivierung eines Anhängerrücksetzunterstützungsmodus wie hierin beschrieben (zusätzliche Modi werden nachstehend beschrieben). Der Knopf 230 und die Tasten 240a, 240b, 240c und 240d können kollektiv als eine Eingabeeinrichtung oder Schnittstelle 212 beschrieben werden. Auf diese Weise kann die Taste 240a gedrückt werden, um eine Anhängeraktivierungseingabe oder Anforderung an das System 10 zu senden, die nach Empfang das System 10 anleitet, die Bahnkrümmungsroutine 98 zum Rücksetzen des Anhängers 12 mithilfe des Fahrzeugs 14 zu aktivieren.
Sobald die Bahnkrümmungsroutine 98 aktiviert ist, kann das Steuerungselement 232 weg von der Ruheposition P(AR) gedreht werden, z. B. innerhalb des linken Bewegungsbereichs R(L) oder des rechten Bewegungsbereichs R(R), um die Bahnkrümmungsanweisung 26 weg von der mittleren Knopfposition 214 zu einer momentanen der angezeigten der gedrehten Richtungspositionen 216, 218, 220 und 222 anzupassen, die verschiedene der Ruheposition P(AR) entgegengesetzte Richtungspositionen umfassen. Wie in 6 gezeigt, entsprechen die Positionen des Steuerungselements 232 verschiedenen in 7 gezeigten angepassten Bahnkrümmungswegen. Auf diese Weise und wie ferner oben unter Bezug auf 4 erläutert, kann die Steuerung 28 die Lenkung des Fahrzeugs 14 entsprechend steuern, um den Anhänger 12 entlang des gewünschten Wegs zu halten, der einer bestimmten momentanen Position des Steuerungselements 232 entspricht. In einer weiteren Ausführungsform kann ein elektromechanisches Element innerhalb des Knopfes 230 integriert sein, einschließlich in einer funktionalen Beziehung mit dem Steuerungselement 232, und kann verwendet werden, um die Bewegungsmodi des Steuerungselements 232 in Bezug auf einen Körper 234 zu steuern. Auf diese Weise können entsprechende Endpunkte der Drehung im linken Bereich R(L) und im rechten Bereich R(R) in Echtzeit durch das elektromechanische Element implementiert und angepasst werden, um der berechneten maximalen Bahnkrümmung zu entsprechen, die angewiesen werden kann, um den Kupplungswinkel γ unter dem kritischen Kupplungswinkel γ_c zu halten, wie gemäß dem oben erläuterten Verfahren berechnet. Ein Beispiel für ein derartiges elektromechanisches Element ist ferner in der ebenfalls anhängigen, gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung Nr. 14/825,434 beschrieben, deren gesamter Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Wie weiter oben erörtert, kann die Verwendung eines Knopfes mit einem drehbaren Steuerungselement, z. B. der Knopf 230 mit dem funktional daran angeordneten Steuerungselement 232, verwendet werden, um andere Systeme oder Betriebsmodi des Fahrzeugs 14 zu steuern. Wie in Zusammenhang mit dem Knopf 230 in 6 sowie in den 10–12 dargestellt, kann der Knopf 230 verwendet werden, um eine Eingabe an ein Parkunterstützungssystem bereitzustellen, das ebenfalls in dem Fahrzeug 14 enthalten ist und verschiedene Sensoren des Fahrzeugs 14, einschließlich der in dem Sensorsystem 16 enthaltenen, nutzen kann, um das Servolenksystem 62 (und gegebenenfalls das Antriebsstrangsteuerungssystem 74 und das Bremsensteuerungssystem 72) zu steuern, um autonome, semiautonome oder unterstützte Parkfunktionen in mindestens einem der verschiedenen Parkmodi bereitzustellen. Es ist anzumerken, dass sich der Parkunterstützungsmodus, einschließlich zum Beispiel der verschiedenen oben beschriebenen Untermodi oder Schemata, von dem Anhängerrücksetzunterstützungsmodus darin unterscheidet, dass er Lenkanweisungen basierend auf einem zum Einparken in oder Ausparken aus einem Parkplatz bestimmten Weg implementiert, anstatt einen Bahnkrümmungsweg oder gewünschten Kupplungswinkel. Der Parkunterstützungsmodus kann ausgelegt sein, nur betrieben zu werden, wenn kein Anhänger 12 mit dem Fahrzeug 14 gekoppelt ist, und kann ferner sowohl beim Zurücksetzen als auch beim Vorwärtsfahren betrieben werden. Im Allgemeinen kann die Parkunterstützungsfunktion innerhalb einer einzelnen Fahrzeugsteuerung 28 enthalten sein, die auch die oben beschriebene Bahnkrümmungsroutine 98 für die Anhängerrücksetzunterstützungsfunktion implementiert. Dementsprechend kann in einem solchen Beispiel das Parkunterstützungs-"System" mit dem Anhängerrücksetzunterstützungssystem 10 überlappen und kann durch zusätzliche Programmierung oder der Steuerung 28 zugeordnete Module repräsentiert sein. In einem solchen Beispiel können der Knopf 230 sowie die Tasten 240a, 240b, 240c und 240d zur Auswahl oder Initiierung der verschiedenen, dem Knopf 230 zugeordneten Modi und für die Verwendung des Knopfes 230 zum Steuern oder Eingeben anderer Eingaben in solchen Modi direkt elektrisch mit der Steuerung 28 gekoppelt sein.
In einem anderen Beispiel kann das Parkunterstützungssystem durch eine Steuerung implementiert sein, die separat von der Steuerung 28 ist, in welchem Fall zum Beispiel die Taste 240a mit der Steuerung 28 gekoppelt sein kann und die restlichen Tasten 240b, 240c, 240d mit der Parkunterstützungssteuerung gekoppelt sein können, während der Knopf 230 mit beiden Steuerungen gekoppelt ist. Als Alternative kann in einem solchen Beispiel eine spezifische Steuerung der Schnittstelle 212 zugeordnet sein, die die Fähigkeit umfassen kann, eine Modusauswahl basierend auf der Verwendung der Tasten 240a, 240b, 240c, 240d zu bestimmen und eine momentane Position des Steuerungselements 232 zu bestimmen. Die Eingabesteuerung kann somit eine spezifische Betätigungs- oder Initiierungsanweisung an die relevante Parkunterstützungs- oder Anhängerrücksetzunterstützungssteuerung sowie die Position des Steuerungselements 232 zur Verwendung dabei kommunizieren.
Wie in 8 dargestellt, kann das Parkunterstützungssystem fähig sein, eine parallele Parkunterstützung bereitzustellen. Unter Bezugnahme auf 6 kann ein Benutzer beim Positionieren des Fahrzeugs 14 an einer geeigneten Stelle in Bezug auf einen parallelen Parkplatz 270 eine Taste 240b drücken, um ein paralleles Parkunterstützungsinitiierungssignal an die geeignete Steuerung zu senden. Nach Empfangen eines solchen Signals kann die Steuerung eine Auswahl einer Seite des Fahrzeugs 14 abwarten, auf der sich der parallele Parkplatz 270 befindet. Eine Anzeige, dass eine solche Auswahl erforderlich ist, kann dem Benutzer zum Beispiel über die MMS 80 dargestellt werden. Die Auswahl der geeigneten Seite des Fahrzeugs 14 (in dem in 8 dargestellten Beispiel die Fahrerseite) kann von dem Benutzer durch Drehen des Steuerungselements 232 in die geeignete Richtung durch einen vorbestimmten Winkel (z. B. ca. 10° oder mehr) vorgenommen werden, wobei an diesem Punkt die Auswahl durch eine Anzeige auf der MMS 80, eine hörbare Anzeige oder durch Beleuchtung einer der Pfeile 254a, 254b auf der entsprechenden Seite des Knopfes 230 bestätigt werden kann. In einem anderen Beispiel kann der Benutzer einen Cursor (oder eine optische Anzeige in geeigneter Größe) bewegen, der ein Bild der Umgebung des Fahrzeugs 14 überlagert, das zum Beispiel durch eine Kamera 46 erhalten und auf der MMS 80 dargestellt werden kann. Ein solcher Cursor oder eine andere Anzeige kann lateral auf eine Weise bewegt werden, die der Drehung/momentanen Position des Steuerungselements 232 entspricht. Die Auswahl kann zum Beispiel durch Drücken des Knopfes 230 nach unten bestätigt werden.
Nachdem die Auswahl der geeigneten Seite oder Position erfolgt ist, kann die Steuerung den gewünschten oder verfügbaren parallelen Parkunterstützungsmodus implementieren. In einem Beispiel kann ein solcher Modus ein semiautonomer paralleler Parkmodus sein, wobei der Benutzer die Steuerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch das Gaspedal und die Bremse (in einer Weise ähnlich dem oben beschriebenen Anhängerrücksetzunterstützungsmodus) behält, wobei das Fahrzeug 14 den Abstand zu angrenzenden Fahrzeugen mithilfe einer Näherungswarnung durch hörbare Signale oder durch eine optische Anzeige auf der MMS anzeigt, die auch verwendet werden kann, um dem Fahrer des Fahrzeugs 14 Anweisungen („zurücksetzen“, „nach vorne fahren“ usw.) bereitzustellen. Gleichzeitig kann das Parkunterstützungssystem das EPAS 62 so steuern, dass das Fahrzeug 14 einem parallelen Einparkweg 272 folgt. In einem anderen Modus kann das parallele Parkunterstützungssystem einen vollständig autonomen parallelen Parkmodus implementieren, bei dem das Fahrzeug 14 sowohl das EPAS 62 als auch das Bremssystem 72 und das Antriebsstrangsteuerungssystem 74 steuern kann, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 während des Steuerns des EPAS 62 so zu steuern, dass das Fahrzeug 14 dem parallelen Einparkweg 272 folgt. Andere Modi einer parallelen Parkunterstützung sind möglich und können mithilfe des Knopfes 230 auf ähnliche Weise implementiert werden.
Die Schnittstelle 212 kann auch verwendet werden, um einen Ausparkunterstützungsmodus auszuwählen und zu implementieren, der in dem Beispiel der 8 ein Steuern des EPAS 62 umfasst, um das Fahrzeug 14 in geeigneter Weise entlang des Ausparkwegs 274 zu steuern. Mit Rückbezug auf 6 kann der Ausparkmodus durch einen Benutzer initiiert werden, der die Taste 240c drückt, die mit der geeigneten Steuerung kommuniziert, um das Parkunterstützungssystem oder die Komponente zu aktivieren. Der Benutzer kann dann die Seite des Fahrzeugs 14 eingeben, auf der der Parkplatz 270 verlassen werden soll, indem das Steuerungselement 232 auf diese Seite gedreht wird, wobei das System die momentane Position des Steuerungselements 232 während eines solchen Drehens als eine Auswahl der entsprechenden Fahrzeugseite interpretiert und die Ausparkfunktion entsprechend implementiert. Es ist anzumerken, dass eine solche Ausparkfunktion semiautonom oder vollständig autonom sein kann, wie oben in Bezug auf die parallele Parkunterstützungsfunktion beschrieben.
In ähnlicher Weise kann das Parkunterstützungssystem fähig sein, eine rechtwinklige Parkunterstützung bereitzustellen. Unter Bezugnahme auf 9 kann ein Benutzer beim Positionieren des Fahrzeugs 14 an einer geeigneten Stelle in Bezug auf einen rechtwinkligen Parkplatz 276 eine Taste 240d drücken, um ein rechtwinkliges Parkunterstützungsinitiierungssignal an die geeignete Steuerung zu senden. Nach Empfangen eines solchen Signals kann die Steuerung, auf ähnliche Weise wie beim parallelen Parkunterstützungsmodus der 8, eine Auswahl einer Seite des Fahrzeugs 14 abwarten, auf der sich der rechtwinklige Parkplatz 276 befindet. Die Auswahl der geeigneten Seite des Fahrzeugs 14 (in dem in 9 dargestellten Beispiel die Fahrerseite) kann von dem Benutzer wieder durch Drehen des Steuerungselements 232 in die geeignete Richtung durch einen vorbestimmten Winkel oder zu einer vorbestimmten Position vorgenommen werden, wobei an diesem Punkt die Auswahl zum Beispiel durch eine Anzeige auf der MMS 80 bestätigt werden kann.
Nachdem die Auswahl der geeigneten Seite vorgenommen wurde, kann die Steuerung den gewünschten oder verfügbaren rechtwinkligen Parkunterstützungsmodus implementieren, der, wie oben beschrieben, semiautonom, vollständig autonom oder dergleichen sein kann. In jedem der Beispiele kann das Parkunterstützungssystem das EPAS 62 so steuern, dass das Fahrzeug 14 einem rechtwinkligen Einparkweg 278 folgt, während entweder der Fahrer (mit Unterstützung des Systems) oder das System die Fahrzeuggeschwindigkeit steuert. Andere Modi einer rechtwinkligen Parkunterstützung sind möglich und können mithilfe des Knopfes 230 auf ähnliche Weise implementiert werden.
Die Schnittstelle 212 kann auch verwendet werden, um den oben genannten Ausparkunterstützungsmodus beim Verlassen des rechtwinkligen Parkplatzes 276 auszuwählen oder zu implementieren. Wie ebenfalls in 9 gezeigt, kann dies ein Steuern des EPAS 62 umfassen, um das Fahrzeug 14 in geeigneter Weise entlang des Ausparkwegs 274 zu steuern. Wie oben erläutert, kann der Ausparkmodus durch einen Benutzer initiiert werden, der die Taste 240c (6) drückt, die mit der geeigneten Steuerung kommuniziert, um das Parkunterstützungssystem oder die Komponente zu aktivieren. Der Benutzer kann dann die Seite des Fahrzeugs 14 eingeben, auf der der Parkplatz 270 verlassen werden soll, indem das Steuerungselement 232 auf diese Seite gedreht wird, wobei das System die momentane Position des Steuerungselements 232 während eines solchen Drehens als eine Auswahl der entsprechenden Fahrzeugseite interpretiert und die Ausparkfunktion entsprechend implementiert. Es ist anzumerken, dass eine solche Ausparkfunktion semiautonom oder vollständig autonom sein kann, wie oben in Bezug auf die parallele Parkunterstützungsfunktion beschrieben. Zusätzlich kann das System im Ausparkmodus das entsprechende Blinksignal des Fahrzeugs veranlassen, auf der Seite entsprechend der ausgewählten Fahrzeugseite für die Ausparkfunktion aktiviert zu sein.
Der Knopf 230 kann auch eine Drehung und/oder andere Bewegung davon gemäß zusätzlichen Bewegungsmodi bereitstellen, die dem Knopf 230 ermöglichen können, in Verbindung mit anderen Eingaben und Systemen innerhalb des Fahrzeugs 14 verwendet zu werden. Derartige Bewegungsmodi können die zuvor erwähnte vorgespannte Drehung in Richtung und weg von der Ruheposition P(AR) umfassen, die in der vorliegenden Ausführungsform als eine Drehung einer Ausführungsform des Steuerungselements 232 gezeigt ist, das in der Form eines im Allgemeinen kreisförmigen oder runden Drehelements ist. Wie in der US-Patentanmeldung Nr. 14/825,434 beschrieben, können die verschiedenen Bewegungsmodi verwendet werden, um innerhalb von bestimmten Menüs innerhalb einer Anzeige, z. B. der Anzeige 82 (die auf das System 10 sowie auf zusätzliche Fahrzeugsysteme und -betriebe bezogen sein kann, z. B. Klimaregelung, Multimedia usw.), sowie zwischen in bestimmten Instanzen darauf angezeigten Menüpunkten zu navigieren und verschiedene, auf der Anzeige 82 dargestellte Informationen einzugeben oder zu bestätigen. Dies kann in einem ersten Bewegungsmodus vorgenommen werden, der aus der oben erwähnten vorgespannten Bewegung des Steuerungselements 232 besteht. Zusätzlich oder alternativ können eine solche Navigation und Eingabe durch freie Drehung 238 (6) des Steuerungselements 232 zum Beispiel in Richtung des Uhrzeigersinns vorgenommen werden, um den Eingabewert zu erhöhen, oder in Richtung gegen den Uhrzeigersinn, um den Wert zu verringern. Auf diese Weise kann der Benutzer den eingegebenen Wert im Menüpunkt zum Beispiel durch Drücken des Steuerungselements 232 oder einer in der Mitte davon angeordneten Taste bestätigen. Sobald der Anhängerrücksetzunterstützungsmodus aktiviert wurde, kann der Bewegungsmodus des Knopfes 230 in die zuvor erwähnte vorgespannte Bewegung weg von einer Ruheposition P(AR) geschaltet werden, zum Beispiel durch Steuerung eines elektromechanischen Elements innerhalb des Knopfes 230. Dies kann, sofern gewünscht, auch bei Eingeben eines der Parkunterstützungsmodi erfolgen.
Wie in 10–12 gezeigt, kann in einer anderen Ausführungsform ein Knopf 330 oder mindestens ein Steuerungselement 332 geneigt werden, um Auswahlen vorzunehmen, einschließlich der oben beschriebenen Auswahlen des Anhängerrücksetzunterstützungsmodus und verschiedener Parkunterstützungsmodi. Ein solches Neigen kann in mehrere beschränkte Neigungsrichtungen 340a, 340b, 340c bzw. 340d erfolgen, entsprechend dem oben beschriebenen Anhängerrücksetzunterstützungsmodus, parallelen Parkunterstützungsmodus, Ausparkmodus und rechtwinkligen Parkunterstützungsmodus. In einem Beispiel kann der Knopf 330 an der Konsole 108 durch ein Verlängerungselement 334 angebracht sein, das innerhalb der Konsole 108 mit einer Schnittstelle 336 dazwischen gekoppelt ist, das einen Stromkreis z. B. in Form von internen Kontaktelementen umfassen kann. Der Stromkreis ist ausgelegt, ein Signal an die geeignete Steuerung, z. B. die Steuerung 28, zum Beispiel durch Neigen des Knopfes 330 in eine der oben genannten Neigungsrichtungen 340a, 340b, 340c und 340d zu übertragen. In einem Beispiel kann die Neigungsbewegung des Knopfes 330 durch eine Feder in Richtung der Mittelposition (d. h. ungeneigt) vorgespannt sein und die Neigungsbewegung davon kann innerhalb der beschriebenen Richtungen 340a, 340b, 340c und 340d beschränkt sein. In verschiedenen Aspekten kann die Neigung des Knopfes 330 für zusätzliche Menünavigation und/oder Auswahl verwendet werden.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifizierungen an der oben erwähnten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich weiter, dass solche Konzepte von den folgenden Ansprüchen abgedeckt sein sollen, es sei denn, diese Ansprüche geben ausdrücklich etwas anderes an.

Claims

Steuersystem für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Eingabe einschließlich eines drehbaren Drehelements; und eine Steuerung: die einen Anhängerrücksetzunterstützungsmodus ausführt, einschließlich eines Interpretierens einer ersten momentanen Position des Drehelements als eine Anhängersteuerungsanweisungsposition und eines Generierens einer darauf basierenden Fahrzeuglenkanweisung; und die einen Parkunterstützungsmodus ausführt, einschließlich eines Implementierens einer Parkunterstützungsaktion entsprechend einer zweiten momentanen Position des Drehelements.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Eingabeeinrichtung ferner Folgendes umfasst: eine Montagestruktur, die eine Fläche definiert, die sich nach außen von dem Drehelement erstreckt; und mehrere Tasten, die innerhalb des Drehelements angebracht sind, wobei eine erste der Tasten ein erstes Signal an die Steuerung überträgt, das einer Anforderung zum Initiieren des Anhängerrücksetzunterstützungsmodus entspricht, und mindestens eine zweite der Tasten einer Anforderung zum Initiieren des Parkunterstützungsmodus entspricht.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Eingabe eine Montagestruktur und ein Verlängerungselement umfasst, wobei: sich die Montagestruktur von dem Drehelement nach außen erstreckt; das Drehelement mit der Montagestruktur durch das Verlängerungselement wirkgekoppelt ist, wobei sich das Verlängerungselement um eine Achse innerhalb der Montagestruktur aus einer Mittelposition zu mehreren Auswahlpositionen dreht.
Steuersystem nach Anspruch 3, wobei eine Schnittstelle zwischen dem Verlängerungselement und der Konsole einen Stromkreis darin und in Kommunikation mit der Steuerung umfasst, wobei der Stromkreis ein erstes Signal an die Steuerung entsprechend einer Anforderung zum Initiieren des Anhängerrücksetzunterstützungsmodus überträgt, wenn das Verlängerungselement in eine erste Auswahlposition gedreht wird, und ein zweites Signal an die Steuerung entsprechend einer Anforderung zum Initiieren des Parkunterstützungsmodus überträgt, wenn das Verlängerungselement in eine zweite Auswahlposition gedreht wird.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei: die Anhängersteuerungsanweisungsposition einer von einer Bahnkrümmungsposition von null oder mindestens zwei der Bahnkrümmungsposition von null entgegengesetzten Richtungsbahnkrümmungspositionen entspricht; und das Drehelement in Richtung einer Ruheposition entsprechend der Bahnkrümmungsposition von null vorgespannt ist.
Steuersystem nach Anspruch 5, wobei die Fahrzeuglenkanweisung ferner auf einem Anhängerbahnkrümmungsweg entsprechend einer momentanen der Bahnkrümmungsposition von null oder einer der mindestens zwei Richtungsbahnkrümmungspositionen basiert.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der Parkunterstützungsmodus einen rechtwinkligen Parkunterstützungsmodus, einen parallelen Parkunterstützungsmodus und/oder einen Ausparkunterstützungsmodus umfasst.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei: die momentane Position einer Fahrerseite des Fahrzeugs, einer Beifahrerseite des Fahrzeugs oder einer Ruheposition entspricht. die Auswahlanweisung als eine Fahrerseitenauswahlanweisung interpretiert wird, wenn die momentane Position der Fahrerseite des Fahrzeugs entspricht, und als eine Beifahrerseitenauswahlanweisung, wenn die momentane Position der Beifahrerseite des Fahrzeugs entspricht; und die Parkunterstützungsaktion auf einer Seite des Fahrzeugs implementiert wird, die der Auswahlanweisung entspricht.
Fahrzeug, das Folgendes umfasst: ein Lenksystem; und das Steuersystem nach Anspruch 1, wobei: das Steuersystem eine Lenkanweisung basierend auf der Anhängersteuerungsanweisungsposition an das Lenksystem ausgibt, wenn der Anhängerrücksetzunterstützungsmodus ausgeführt wird; und ein Ausführen des Parkunterstützungsmodus ferner ein Steuern des Lenksystems umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Mittelkonsole mit einer Montagestruktur, die sich von dem Drehelement nach außen erstreckt, wobei: die Eingabe ferner ein Verlängerungselement umfasst, das das Drehelement mit der Montagestruktur wirkkoppelt und sich um eine Achse aus einer Mittelposition zu mehreren Auswahlpositionen dreht; die Eingabe ferner in Kommunikation mit dem Steuersystem ist, um ein erstes Signal entsprechend einer Anforderung zum Initiieren des Anhängerrücksetzunterstützungsmodus zu übertragen, wenn das Verlängerungselement in eine erste Auswahlposition gedreht wird, und ein zweites Signal zum Initiieren des Parkunterstützungsmodus zu übertragen, wenn das Verlängerungselement in eine zweite Auswahlposition gedreht wird.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: Empfangen einer Eingabe in einem ersten Modus; Bestimmen einer ersten momentanen Position eines Drehelements innerhalb des Fahrzeugs; wenn die Eingabe im ersten Modus eine Rücksetzunterstützungsinitiierung ist, Interpretieren der ersten momentanen Position als eine Anhängersteuerungsposition und Ausgeben einer entsprechenden Lenkanweisung an ein Fahrzeuglenksystem; wenn die Eingabe im ersten Modus eine Parkunterstützungsinitiierung ist, Implementieren einer Parkaktion entsprechend der ersten momentanen Position.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Eingabe im ersten Modus von einer von mehreren an das Drehelement angrenzenden Tasten empfangen wird, wobei eine erste der Tasten der Rücksetzunterstützungsinitiierung entspricht und mindestens eine zweite der Tasten der Parkunterstützungsinitiierung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Eingabe im ersten Modus durch einen Stromkreis innerhalb eines Montageelements empfangen wird, mit dem das Drehelement gekoppelt ist, durch Bewegung des Montageelements in eine erste Richtung entsprechend der Rücksetzunterstützungsinitiierung und mindestens eine Richtung entsprechend der Parkunterstützungsinitiierung.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei: die Anhängersteuerungsposition einer von einer Bahnkrümmungsposition von null oder mindestens zwei der Bahnkrümmungsposition von null entgegengesetzten Richtungsbahnkrümmungspositionen entspricht; und die Lenkanweisung ferner auf einem Anhängerbahnkrümmungsweg entsprechend einer momentanen (?) Bahnkrümmungsposition von null oder einer der mindestens zwei Richtungsbahnkrümmungspositionen basiert.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei: die erste momentane Position einer Fahrerseite des Fahrzeugs, einer Beifahrerseite des Fahrzeugs oder einer Ruheposition entspricht; die Eingabe im ersten Modus als eine Fahrerseitenauswahlanweisung interpretiert wird, wenn die momentane Position der Fahrerseite des Fahrzeugs entspricht, und als eine Beifahrerseitenauswahlanweisung, wenn die momentane Position der Beifahrerseite des Fahrzeugs entspricht; und die Parkaktion auf einer Seite des Fahrzeugs implementiert wird, die der momentanen Position entspricht.