DE102016118840A1

DE102016118840A1 - Aktiver adaptiver haptischer Multifunktionsknauf

Info

Publication number: DE102016118840A1
Application number: DE102016118840.9A
Authority: DE
Inventors: Erick Michael Lavoie
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2017-04-13
Also published as: US20170101130A1; US10144452B2

Abstract

Ein Rückfahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug, das einen Anhänger rückwärtsfährt, weist ein Eingabeelement auf, das eine Basis und ein Drehelement, das drehbar mit der Basis gekoppelt ist, aufweist. Das System weist ferner eine Steuervorrichtung auf, die eine Drehung des Drehelements in Bezug zu der Basis veranlasst, in einen ersten Drehbewegungsmodus, der zu einer Mittenposition vorgespannt ist, gezwungen zu werden. Die Steuervorrichtung legt ferner eine erste Momentanposition des Drehelements als eine Anhängersteuerbefehlsposition aus und gibt darauf basierend einen Fahrzeuglenkbefehl aus.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegenden Offenbarungen betreffen im Allgemeinen Lenkunterstützungstechnologien in Fahrzeugen und genauer genommen ein Anhängerrückfahrunterstützungssystem, das eine drehbare Fahrerschnittstelle zum Steuern eines Krümmungsradius für einen Anhängerweg hat.
STAND DER TECHNIK
Es ist gut bekannt, dass das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger für viele Fahrer eine schwierige Aufgabe ist. Das gilt insbesondere für Fahrer, die im Rückwärtsfahren mit Anhängern nicht geübt sind, wie zum Beispiel diejenigen, die nicht sehr oft mit einem angehängten Anhänger fahren (die zum Beispiel einen Anhänger gemietet haben, einen eigenen Anhänger nicht oft verwenden usw.). Ein Grund für eine solche Schwierigkeit besteht darin, dass das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs mit einem angeschlossenen Anhänger das Gegenlenken erfordert, das dem normalen Lenken entgegengesetzt ist, wenn das Fahrzeug ohne einen angeschlossenen Anhänger rückwärts gefahren wird, und/oder Bremsen erfordert, um die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger zu stabilisieren, bevor ein Ausbrechzustand auftritt. Ein anderer Grund für eine solche Schwierigkeit besteht darin, dass kleine Fehler beim Lenken während des Rückwärtsfahrens eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger verstärkt werden, was bewirkt, dass der Anhänger von einem gewünschten Weg abweicht.
Um den Fahrer beim Lenken eines Fahrzeugs mit angehängtem Anhänger zu unterstützen, muss ein Rückfahrunterstützungssystem die Absicht des Fahrers kennen. Eine gewöhnliche Annahme bei bekannten Rückfahrunterstützungssystemen ist, dass ein Fahrer eines Fahrzeugs mit einem angehängten Anhänger wünscht, geradeaus rückwärts zu fahren, und dass das System entweder implizit oder explizit einen Krümmungsverlauf gleich null für die Kombination aus Fahrzeug und Anhänger annimmt. Leider umfassen die meisten realen Gebrauchsfälle des Rückwärtsfahrens eines Anhängers einen gekrümmten Weg, und das Annehmen eines Wegs mit Krümmungsverlauf gleich null würde daher die Nützlichkeit des Systems signifikant einschränken. Einige bekannte Systeme gehen davon aus, dass ein Weg von einer Karte oder einem Wegplaner bekannt ist, was darin resultieren kann, dass solche Systeme eine ziemlich komplexe Mensch-Maschinen-Schnittstelle (MMS) und Fahrzeug-/Anhängerpositionsbestimmung haben.
Daher wäre ein Ansatz zum Rückwärtsfahren eines Anhängers, der eine einfache Mensch-Maschinen-Schnittstelle bereitstellt und andere Nachteile bekannter Anhängerrückfahrunterstützungssysteme bewältigt, vorteilhaft, wünschenswert und nützlich.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Lenkeingabesystem für ein Anhängerrückfahrunterstützungssystem ein Eingabeelement auf, das eine Basis, ein Drehelement, das drehbar mit der Basis gekoppelt ist, und ein elektromechanisches Element, das zwischen der Basis und dem Drehelement gekoppelt ist, hat. Ferner ist in dem System eine Steuervorrichtung vorhanden, die das elektromechanische Element veranlasst, das Drehelement auf einen ersten Drehbewegungsmodus einzuschränken, der zu einer Mittenposition des Drehelements in Bezug zu der Basis vorgespannt ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Rückfahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug, das einen Anhänger rückwärts fährt, ein Eingabeelement auf, das eine Basis und ein Drehelement, das drehbar mit der Basis gekoppelt ist, aufweist. Das System weist ferner eine Steuervorrichtung auf, die eine Drehung des Drehelements in Bezug zu der Basis veranlasst, in einen ersten Drehbewegungsmodus, der zu einer Mittenposition vorgespannt ist, gezwungen zu werden. Die Steuervorrichtung legt ferner eine erste Momentanposition des Drehelements als eine Anhängersteuerbefehlsposition aus und gibt darauf basierend einen Fahrzeuglenkbefehl aus.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren eines Anhängers das Veranlassen auf, dass eine Drehung eines Drehelements in Bezug zu einer Basis, mit der das Drehelement gekoppelt ist, in einen ersten Drehbewegungsmodus, der zu einer Mittenposition vorgespannt ist, gezwungen wird. Das Verfahren weist ferner das Empfangen eines Krümmungsbefehls auf, der von dem Drehelement bereitgestellt wird, und das Erzeugen eines Lenkbefehls für das Fahrzeug basierend auf einem Krümmungsgrad, der dem Krümmungsbefehl entspricht.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute bei näherer Untersuchung der folgenden Beschreibung, Ansprüche und anliegenden Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
ist 1 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform des Anhängerrückfahrunterstützungssystems veranschaulicht, das eine Lenkeingabevorrichtung, eine Krümmungssteuervorrichtung und ein Anhängerbremssystem hat,
ist 2 eine Draufsicht einer Lenkeingabevorrichtung, die einen drehbaren Knauf zum Bedienen des Anhängerrückfahrunterstützungssystems gemäß einer Ausführungsform aufweist,
ist 3 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform eines drehbaren Knaufs zum Auswählen einer gewünschten Krümmung eines Anhängers, und eine entsprechende Skizze, die ein Fahrzeug und einen Anhänger mit diversen Anhängerkrümmungswegen veranschaulicht, die mit gewünschten Krümmungen, die ausgewählt werden können, korrelieren,
ist 4 eine Skizze, die eine Rückfahrsequenz eines Fahrzeugs und eines Anhängers zeigt, die diverse Krümmungsauswahlen mit dem Anhängerrückfahrunterstützungssystem gemäß einer Ausführungsform umsetzt,
ist 5A eine Draufsicht einer Variation des drehbaren Knaufs für das Anhängerrückwärtslenkungseingabegerät der 2,
ist 5B eine vordere Aufrissansicht des drehbaren Knaufs der 5A,
ist 6 eine Ansicht einer Benutzeroberfläche, mit der der drehbare Knauf verwendet werden kann, um diverse Anhängerparameterinformationen einzugeben,
ist 7 eine teilweise abgerissene Draufsicht des drehbaren Knaufs der 5A,
ist 8 eine Seitenquerschnittansicht einer Variation des drehbaren Knaufs der 5A, die diverse interne Bauteile zeigt,
ist 9 eine Skizze, die eine Rückfahrsequenz eines Fahrzeugs und eines Anhängers zeigt, die diverse Krümmungsauswahlen mit dem Anhängerrückfahrunterstützungssystem gemäß einer Ausführungsform umsetzt,
zeigen die 10 und 11 den drehbaren Knauf der 5A gemäß diversen Bewegungsmodi zum Umsetzen eines Krümmungssteuermodus,
zeigt 12 den drehbaren Knauf der 5A bei der Verwendung zum Auswählen eines Krümmungsbefehls, und
zeigen die 13 und 14 eine Variation des drehbaren Knaufs der 5A bei der Verwendung beim Auswählen eines Krümmungsbefehls und Anzeigen von Informationen in Zusammenhang mit dem ausgewählten Krümmungsbefehl sowie einem bestimmten Endpunkt eines dazugehörenden Bewegungsbereichs.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für den Zweck der Beschreibung beziehen sich die Begriffe „ober“, „unter“, „rechts“, „links“, „hinten“, „vorn“, „senkrecht“, „waagerecht“, „innen“, „außen“ und Ableitungen von diesen auf die Erfindung zum Beispiel in der Ausrichtung der 5A. Man muss jedoch verstehen, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, außer wenn Gegenteiliges ausdrücklich spezifiziert wird. Ferner ist zu verstehen, dass die spezifischen Vorrichtungen und Prozesse, die in der anliegenden Zeichnung veranschaulicht sind und die in der folgenden Spezifikation beschrieben sind, nur beispielhafte Ausführungsformen der erfinderische Konzepte, die in den anliegenden Ansprüchen definiert sind, sind. Spezifische Maße und andere physikalische Merkmale in Zusammenhang mit den hier offenbarten Ausführungsformen dürfen daher nicht als einschränkend betrachtet werden, außer wenn die Ansprüche es ausdrücklich anders vorgeben. Zusätzlich, außer wenn Anderes angegeben ist, muss man verstehen, dass die Besprechung eines besonderen Merkmals eines Bauteils, das sich in oder entlang einer gegebenen Richtung oder dergleichen erstreckt, nicht bedeutet, dass das Merkmal oder Bauteil einer geraden Linie oder Achse in eine solche Richtung folgt, oder dass es sich nur in eine solche Richtung oder auf einer solchen Ebene ohne andere Richtungskomponenten oder Abweichungen, außer wenn anders angegeben, erstreckt.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 bezeichnet das Bezugszeichen 10 im Allgemeinen ein Anhängerrückfahrunterstützungssystem zum Steuern eines Rückfahrwegs eines Anhängers 12, der an einem Fahrzeug 14 befestigt ist, indem es einem Fahrer des Fahrzeugs 14 erlaubt wird, eine gewünschte Krümmung 26 des Rückfahrwegs des Anhängers 12 zu spezifizieren. Bei einer Ausführungsform lenkt das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 automatisch das Fahrzeug 14, um den Anhänger 12 auf dem gewünschten Krümmungs- oder Rückfahrweg 26 zu führen, während ein Fahrer das Gaspedal und das Bremspedal verwendet, um die Rückfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu steuern. Um die Position des Anhängers 12 in Bezug zu dem Fahrzeug 14 zu überwachen, kann das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 ein Sensorsystem 16 aufweisen, das einen Anhängwinkel γ zwischen dem Anhänger 12 und dem Fahrzeug 14 erfasst oder anderswie bestimmt. Bei einer Ausführungsform kann das Sensorsystem 16 ein Sensormodul 20 aufweisen, das an dem Anhänger 12 befestigt ist, das die Dynamik des Anhängers 12, wie zum Beispiel die Gierrate, überwacht, und mit einer Steuervorrichtung 28 des Anhängerrückfahrunterstützungssystems 10 kommuniziert, um den Momentananhängwinkel γ zu bestimmen.
Unter Bezugnahme auf den allgemeinen Betrieb des Anhängerrückfahrunterstützungssystems 10 kann eine Lenkeingabevorrichtung 18 bereitgestellt werden, wie zum Beispiel ein drehbarer Knauf 30, so dass ein Fahrer die gewünschte Krümmung 26 des Anhängers 12 bereitstellen kann. Die Lenkeingabevorrichtung 18 kann daher zwischen einer Mehrzahl von Auswahlen betätigbar sein, wie zum Beispiel aufeinanderfolgende gedrehte Positionen eines Knaufs 30, die jeweils eine inkrementelle Änderung der gewünschten Krümmung 26 des Anhängers 12 bereitstellen. Beim Eingeben der gewünschten Krümmung 26 kann die Steuervorrichtung einen Lenkbefehl für das Fahrzeug 14 erzeugen, um den Anhänger 12 auf der gewünschten Krümmung 26 basierend auf dem geschätzten Anhängwinkel γ und einer kinematischen Beziehung zwischen dem Anhänger 12 und dem Fahrzeug 14 erzeugen. Die Präzision der Anhängwinkelschätzung ist daher für das Betätigen des Anhängerrückfahrunterstützungssystems 10 kritisch. Man weiß jedoch zu schätzen, dass ein solches System für die unmittelbare Schätzung des Anhängwinkels assoziiert mit zusätzlichen oder alternativen Fahrzeugmerkmalen verwendet werden kann, wie zum Beispiel mit Anhängerschlingerüberwachung.
Unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen des Anhängerrückfahrunterstützungssystems 10, das in 1 gezeigt ist, empfängt die veranschaulichte Ausführungsform des Anhängerrückfahrunterstützungssystems 10 Informationen in Zusammenhang mit dem Fahrzeug- und Anhängerzustand von zusätzlichen Sensoren und Vorrichtungen. Diese Informationen weisen Positionierungsinformationen von einer Positionierungsvorrichtung 56 auf, die ein Global Positioning System (GPS) auf dem Fahrzeug 14 oder eine handgehaltene Vorrichtung aufweisen kann, um eine Koordinatenlage des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 basierend auf der Lage der Positionierungsvorrichtung 56 in Bezug zu dem Anhänger 12 und/oder dem Fahrzeug 14 und basierend auf dem geschätzten Anhängwinkel γ zu bestimmen. Die Positionierungsvorrichtung 56 kann zusätzlich oder alternativ ein Koppelnavigationssystem zum Bestimmen der Koordinatenlage des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 innerhalb eines lokalisierten Koordinatensystems basierend auf mindestens Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel und Anhängwinkel γ aufweisen. Andere Fahrzeuginformationen, die von dem Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 empfangen werden, können eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 von einem Geschwindigkeitssensor 58 und eine Gierrate des Fahrzeugs 14 von einem Gierratensensor 60 aufweisen. Es wird in Betracht gezogen, dass bei zusätzlichen Ausführungsformen der Anhängwinkelsensor 44 und andere Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen Sensorsignale oder andere Informationen bereitstellen können, wie zum Beispiel Näherungssensorsignale oder aufeinanderfolgende Bilder des Anhängers 12, die die Steuervorrichtung des Anhängerrückfahrunterstützungssystems 10 mit diversen Routinen verarbeiten kann, um einen Indikator des Anhängwinkels γ, wie zum Beispiel einen Bereich von Anhängwinkeln, zu bestimmen.
Wie ferner in 1 gezeigt, ist eine Ausführungsform des Anhängerrückfahrunterstützungssystems 10 in Kommunikation mit einem Servolenkungssystem 62 des Fahrzeugs 14, um die gelenkten Räder 64 (1) des Fahrzeugs 14 zum Bewegen des Fahrzeugs 14 derart zu betätigen, dass der Anhänger 12 in Übereinstimmung mit der gewünschten Krümmung 26 des Anhängers 12 reagiert. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist das Servolenkungssystem 62 ein elektrisches Servolenkungssystem (Electric Power-Assisted Steering, EPAS), das einen elektrischen Lenkmotor 66 zum Drehen der lenkbaren Räder 64 zu einem Lenkwinkel basierend auf einem Lenkbefehl umfasst, wobei der Lenkwinkel von einem Lenkwinkelsensor 67 des Servolenkungssystems 62 erfasst werden kann. Der Lenkbefehl kann von dem Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 zum autonomen Lenken während eines Rückfahrmanövers bereitgestellt werden und kann alternativ manuell über eine Drehposition (zum Beispiel Lenkradwinkel) eines Lenkrads 68 (1) bereitgestellt werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf die in 1 veranschaulichte Ausführungsform stellt das Servolenkungssystem 62 der Steuervorrichtung 28 des Anhängerrückfahrunterstützungssystems 10 Informationen in Zusammenhang mit einer Drehposition gelenkter Räder 64 des Fahrzeugs 14, darunter einen Lenkwinkel, bereit. Die Steuervorrichtung 28 in der veranschaulichten Ausführungsform verarbeitet den aktuellen Lenkwinkel zusätzlich zu anderen Zuständen des Fahrzeugs 14 und Anhängers 12, um den Anhänger 12 entlang der gewünschten Krümmung 26 zu führen. Es ist vorstellbar, dass das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 bei zusätzlichen Ausführungsformen ein integriertes Bauteil des Servolenkungssystems 62 sein kann. Beispielsweise kann das Servolenkungssystem 62 einen Anhängerrückfahrunterstützungsalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen und -befehlen in Abhängigkeit von allen von der Lenkeingabevorrichtung 18, dem Kupplungswinkelsensor 44, dem Servolenkungssystem 62, einem Fahrzeugbremssteuerungssystem 72, einem Antriebsstrangsteuerungssystem 74 und anderen Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen empfangenen Informationen oder einem Teil davon umfassen.
Wie in 1 ebenfalls veranschaulicht, kann das Fahrzeugbremssteuersystem 72 auch mit der Steuervorrichtung 28 kommunizieren, um dem Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 Bremsinformationen bereitzustellen, wie zum Beispiel Fahrzeugradgeschwindigkeit, und um Bremsbefehle von der Steuervorrichtung 28 zu empfangen.
Das Antriebsstrangsteuersystem 74, wie in der in 1 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt, kann auch mit dem Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 zum Regulieren von Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs 14 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 12 interagieren. Unter weiterer Bezugnahme auf 1 kann das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 in der veranschaulichten Ausführungsform mit einer oder mehreren Vorrichtungen kommunizieren, darunter ein Fahrzeugwarnsystem 76, das visuelle, akustische und taktile Warnungen geben kann. Zum Beispiel können Fahrzeugbremslichter 78 und die Fahrzeugwarnblinkanlage eine visuelle Warnung bereitstellen, und eine Fahrzeughupe 79 und/oder ein Fahrzeuglautsprecher 81 können eine akustische Warnung bereitstellen. Zusätzlich können das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 und/oder das Fahrzeugwarnsystem 76 mit einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle (MMS) 80 für das Fahrzeug 14 kommunizieren. Die MMS 80 kann ein Fahrzeugdisplay 82 aufweisen, wie zum Beispiel ein Navigations- oder Unterhaltungsdisplay (1), das in der Mittelkonsole installiert ist.
Wie weiter in 1 veranschaulicht, weist das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 eine Lenkeingabevorrichtung 18 auf, die mit der Steuervorrichtung 28 verbunden ist, um Kommunikation von Informationen zwischen ihnen zu erlauben. Hier wird offenbart, dass die Lenkeingabevorrichtung 18 mit der Steuervorrichtung 28 auf verdrahtete oder drahtlose Art gekoppelt werden kann. Die Lenkeingabevorrichtung 18 stellt dem Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 Informationen bereit, die den gewünschten Rückfahrweg des Anhängers 12 für die Steuervorrichtung 28 zum Verarbeiten und Erzeugen von Lenkbefehlen definieren. Genauer genommen kann die Lenkeingabevorrichtung 18 eine Auswahl oder Positionsinformationen bereitstellen, die mit einer gewünschten Krümmung 26 des gewünschten Rückfahrwegs des Anhängers 12 korrelieren. Die Anhängerlenkbefehle, die von der Lenkeingabevorrichtung 18 bereitgestellt werden, können auch Informationen in Zusammenhang mit einer befohlenen Änderung des Fahrwegs aufweisen, wie zum Beispiel eine inkrementelle Änderung der gewünschten Krümmung 26, und Informationen in Zusammenhang mit einer Angabe, dass der Anhänger 12 entlang eines Wegs fahren soll, der von einer Längsmittenlinienachse des Anhängers 12 definiert ist, wie zum Beispiel ein gewünschter Krümmungswert null, der einen im Wesentlichen geraden Fahrweg für den Anhänger definiert. Wie unten ausführlicher besprochen wird, kann die Lenkeingabevorrichtung 18 gemäß einer Ausführungsform eine bewegbare Steuereingabevorrichtung aufweisen, um es einem Fahrer des Fahrzeugs 14 zu erlauben, gewünschte Anhängerlenkaktionen zu befehlen oder eine gewünschte Krümmung anderswie auszuwählen und abzuändern. Die bewegbare Steuereingabevorrichtung kann zum Beispiel ein drehbarer Knauf 30 sein, der um eine Rotationsachse, die sich durch eine obere Oberfläche oder Seite des Knaufs 30 erstreckt, drehbar sein kann. Es wird in Betracht gezogen, dass die Lenkeingabevorrichtung 18 auch als eine Eingabevorrichtung für andere Merkmale fungieren kann, zum Beispiel zum Bereitstellen von Eingaben für andere Fahrzeugmerkmale oder Systeme.
Unter weiterer Bezugnahme auf die Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, ist die Steuervorrichtung 28 mit einem Mikroprozessor 84 zum Verarbeiten von Logik und Routinen konfiguriert, die in dem Speicher 86 gespeichert sind, der Informationen von dem Sensorsystem 16 empfängt, das das Anhängersensormodul 20, den Anhängwinkelsensor 44, die Lenkeingabevorrichtung 18, das Servolenkungssystem 62, das Fahrzeugbremssteuersystem 72, das Anhängerbremssystem, das Antriebsstrangsteuersystem 74 und andere Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen aufweist. Die Steuervorrichtung 28 kann Fahrzeuglenkinformationen und Befehle in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der empfangenen Informationen erzeugen. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und Befehle zu dem Servolenkungssystem 62 bereitgestellt werden, um das Lenken des Fahrzeugs 14 zu beeinflussen, um einen befohlenen Fahrweg für den Anhänger 12 zu verwirklichen. Die Steuervorrichtung 28 kann den Mikroprozessor 84 und/oder andere analoge und/oder digitale Schaltungen zum Verarbeiten einer oder mehrere Routinen aufweisen. Man muss zu schätzen wissen, dass die Steuervorrichtung 28 eine autonome dedizierte Steuervorrichtung sein kann, oder eine gemeinsam verwendete Steuervorrichtung, die in anderen Steuerfunktionen integriert ist, wie zum Beispiel in dem Sensorsystem 16, dem Servolenkungssystem 62 und anderen vorstellbaren Fahrzeugsteuersystemen an Bord des Fahrzeugs oder nicht.
Unter Bezugnahme auf die 2 ist eine Ausführungsform der Steuereingabevorrichtung 18 auf einer Mittelkonsole 108 des Fahrzeugs 14 in der Nähe eines Schalthebels 110 angeordnet veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform weist die Lenkeingabevorrichtung 18 einen drehbaren Knauf 30 zum Bereitstellen des gewünschten Rückfahrwegs des Anhängers 12 zu der Steuervorrichtung 28 auf. Genauer genommen kann die Winkelposition des drehbaren Knaufs 30 mit einer gewünschten Krümmung korrelieren, so dass die Drehung des Knaufs zu einer unterschiedlichen Winkelposition eine unterschiedliche gewünschte Krümmung mit einer inkrementellen Änderung basierend auf der Drehungsmenge bereitstellt, und bei einigen Ausführungsformen eine normierte Rate, wie hier ausführlicher beschrieben.
Der Knauf 30 kann, wie in 3 veranschaulicht, (zum Beispiel durch eine Federrückstellung) zu einer Mitten- oder Ruhezustandsposition P(AR) zwischen entgegengesetzten Bewegungsdrehbereichen R(R), R(L) vorgespannt sein. In der veranschaulichten Ausführungsform ist ein erster der entgegengesetzten Bewegungsbereiche R(R) im Wesentlichen gleich wie ein zweiter der entgegengesetzten Bewegungsbereiche R(L), R(R). Um einen taktilen Hinweis auf eine Drehmenge des Knaufs 30 bereitzustellen, kann ein Drehmoment, das den Knauf 30 zu der Ruhezustandsposition P(AR) vorspannt, (zum Beispiel nicht linear) in Abhängigkeit von der Drehmenge des drehbaren Knaufs 30 in Bezug zu der Ruhezustandsposition P(AR) zunehmen. Zusätzlich kann der drehbare Knauf 30 mit Positionsanzeigeauslösern derart konfiguriert sein, dass der Fahrer die Ruhezustandsposition P(AR) positiv fühlen kann und das Annähern der Enden der entgegengesetzten Bewegungsdrehbereiche R(L), R(R) (zum Beispiel weiche Endanschläge) fühlt. Der drehbare Knauf 30 kann einen gewünschten Krümmungswert in Abhängigkeit von einer Drehmenge des drehbaren Knaufs 30 in Bezug zu einer Ruhezustandsposition P(AR) und einer Bewegungsrichtung des drehbaren Knaufs 30 in Bezug zu der Ruhezustandsposition P(AR) erzeugen, der selbst einem Befehl mit null Krümmung entsprechen kann. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Rotationsrate des drehbaren Knaufs 30 auch verwendet werden kann, um die gewünschte Krümmung 26, die zu der Steuervorrichtung 28 ausgegeben wird, zu bestimmen. Die Ruhezustandsposition P(AR) des Knaufs entspricht einem Signal, das angibt, dass das Fahrzeug 14 derart gesteuert werden sollte, dass der Anhänger 12 entlang einem im Wesentlichen geraden Rückfahrweg 114 (3) (null Anhängerkrümmungsanfrage von dem Fahrer) zurückgefahren wird, wie durch die Längsrichtung 22 des Anhängers 12 definiert, wenn der Knauf zu der Ruhezustandsposition P(AR) zurückgestellt wurde. Eine maximale Position des Knaufs in den Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn (das heißt, Limits der entgegengesetzten Drehbereiche der Bewegung R(R), R(L)) kann einem jeweiligen Signal entsprechen, das einen engsten Krümmungsradius (das heißt, die spitzeste Bahn oder den kleinsten Krümmungsradius) eines Fahrwegs des Anhängers 12 in die entsprechende Richtung angibt, die möglich ist, ohne dass die entsprechenden Fahrzeuglenkinformationen einen Ausbrechzustand verursachen.
Wie in 3 gezeigt, kann ein Fahrer den drehbaren Knauf 30 drehen, um eine gewünschte Krümmung 26 bereitzustellen, während der Fahrer des Fahrzeugs 14 den Anhänger 12 rückwärts fährt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform dreht der drehbare Knauf 30 um eine Mittenachse zwischen einer zentralen oder Mittenposition 114, die einem im Wesentlichen geraden Rückfahrweg 26, wie durch die Längsrichtung 22 des Anhängers 12 definiert, entspricht, und diverse gedrehte Positionen 116, 118, 120, 122 auf entgegengesetzten Seiten der Mittenposition 114, die eine gewünschte Krümmung 26 befehlen, die einem Radius des gewünschten Rückfahrwegs für den Anhänger 12 an der befohlenen gedrehten Position entspricht. Es wird in Betracht gezogen, dass der drehbare Knauf 30 in Übereinstimmung mit Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands konfiguriert sein kann und ein Mittel zum Vorspannen zu einer Ruhezustandsposition P(AR) zwischen entgegengesetzten Drehbewegungsbereichen weglässt. Das Fehlen eines solchen Vorspannens kann es erlauben, eine aktuelle Drehposition des drehbaren Knaufs 30 beizubehalten, bis die drehbare Steuereingabevorrichtung manuell zu einer unterschiedlichen Position bewegt wird.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Lenkeingabevorrichtung 18 verwendet wird, um eine Krümmung eines gewünschten Rückfahrwegs (POT) des Anhängers 12 beim Rückwärtsfahren des Anhängers 12 mit dem Fahrzeug 14 vorzuschreiben. Zum Vorbereiten des Rückwärtsfahrens des Anhängers 12 kann der Fahrer des Fahrzeugs 14 das Fahrzeug 14 entlang eines Durchzugwegs (PTP) vorwärts fahren, um das Fahrzeug 14 und den Anhänger 12 an einer ersten Rückfahrposition B1 zu positionieren. In der ersten Rückfahrposition B1 sind das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 längs miteinander derart gefluchtet, dass eine Längsmittenlinienachse L1 des Fahrzeugs 14 mit einer Längsmittenlinienachse L2 des Anhängers 12 ausgerichtet ist (zum Beispiel dazu parallel oder zusammenfallend). Es wird hier offenbart, dass eine solche Fluchtung der Längsachsen L1, L2 zu Beginn eines Vorgangs einer Anhängerrückfahrfunktionalität keine Anforderung für die Ausführbarkeit eines Anhängerückfahrunterstützungssystems 10, aber zur Kalibrierung möglich ist.
Nach dem Aktivieren des Anhängerrückfahrunterstützungssystems 10 (zum Beispiel vor, nach oder während der Durchzugsabfolge), beginnt der Fahrer, den Anhänger 12 rückwärts zu fahren, indem er das Fahrzeug 14 von der ersten Rückfahrposition B1 rückwärts fährt. Solange der drehbare Knauf 30 der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 18 in der Ruhezustandsposition P(AR) bleibt und keine anderen Lenkeingabevorrichtungen 18 aktiviert werden, lenkt das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 14 wie erforderlich, um das Rückwärtsfahren des Anhängers 12 entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrwegs, wie von der Längsrichtung 22 des Anhängers 12, insbesondere der Mittenlinienachse L2 des Anhängers 12, an dem Zeitpunkt, an dem das Rückwärtsfahren des Anhängers 12 begann, definiert, zu veranlassen. Wenn der Anhänger 12 die zweite Rückfahrposition B2 erreicht, dreht der Fahrer den Knauf 30, um dem Anhänger 12 zu befehlen, nach rechts gelenkt zu werden (das heißt eine Knaufposition innerhalb des Drehbereichs R(R) in den Uhrzeigersinn). Das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 lenkt folglich das Fahrzeug 14 auf eine bestimmte Art, um den Anhänger 12 zu veranlassen, in Abhängigkeit von einer Drehmenge des drehbaren Knaufs 30 in Bezug zu der Ruhezustandsposition P(AR), einer Ratenbewegung des Knaufs 30 (2) und/oder einer Bewegungsrichtung des Knaufs in Bezug zu der Ruhezustandsposition P(AR) nach rechts gelenkt zu werden. Ähnlich kann dem Anhänger 12 vorgegeben werden, nach links zu lenken, indem der Knauf 30 nach links gedreht wird.
Wenn der Anhänger 12 die Rückfahrposition B3 erreicht, erlaubt es der Fahrer dem drehbaren Knauf 30, zu der Ruhezustandsposition P(AR) zurückzukehren, wodurch das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 veranlasst wird, das Fahrzeug 14 auf eine bestimmte Art zu lenken, um das Rückwärtsfahren des Anhängers 12 entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrwegs, wie von der Längsmittenlinienachse L2 des Anhängers 12 an dem Zeitpunkt bestimmt, in dem der drehbare Knauf 30 zu der Ruhezustandsposition P(AR) zurückgestellt wurde, zu veranlassen. Danach lenkt das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 14 wie erforderlich, um das Rückwärtsfahren des Anhängers 12 entlang dieses im Wesentlichen geraden Wegs zu der vierten Rückfahrposition B4 zu veranlassen. In diesem Hinblick sind bogenförmige Teile eines Fahrwegs POT des Anhängers 12 durch das Drehen des drehbaren Knaufs 30 vorgegeben, und gerade Abschnitte des Fahrwegs POT sind durch eine Ausrichtung der Mittenlinienlängsachse L2 des Anhängers 12, wenn der Knauf 230 in Ruhezustandsposition P(AR) ist/zu ihr zurückkehrt, vorgegeben.
Bei der in 4 veranschaulichten Ausführungsform tritt der Fahrer mit dem Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 in Wechselwirkung, um das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 zu aktivieren, und das lenkt automatisch, während der Fahrer das Fahrzeug 14 rückwärts fährt. Wie oben besprochen, kann der Fahrer den Anhängerrückfahrweg vorgeben, indem er eine Lenkeingabevorrichtung 18 verwendet, und die Steuervorrichtung 28 kann den Fahrzeuglenkwinkel bestimmen, um die gewünschte Krümmung 26 zu verwirklichen, wodurch der Fahrer das Gaspedal und die Bremse steuert, während das Anhängerrückfahrunterstützungssystem 10 das Lenken steuert.
Unter Bezugnahme auf die 5A und 5B ist eine weitere Ausführungsform des Steuerknaufs 230 veranschaulicht, der verwendet werden kann, um das Fahrzeug 14 beim Rückwärtsfahren eines Anhängers 12 basierend auf einem Anhängersteuerbefehl steuern, wie zum Beispiel entlang eines Krümmungswegs 26, indem der gewünschte Anhängersteuerbefehl gemäß einer besonderen, auswählbaren Steuerposition eingestellt wird. Bei einer Ausführungsform kann der Anhängersteuerbefehl ein besonderer Krümmungsweg 26 gemäß der Art, die oben unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 besprochen wurde, sein. Insbesondere kann der Knauf 230 verwendet werden, um den Krümmungsweg 26 einzustellen, indem ein Steuerelement 232 hiervon gegen ein Vorspannmoment von der Ruhezustandsposition P(AR) innerhalb entweder des linken Bewegungsbereichs R(L) oder eines rechten Bewegungsbereichs R(R), der sich davon weg erstreckt, gedreht wird. Ein solcher Knauf 230 kann auch so verwendet werden, dass ein gesteuerter Anhängwinkel γ des Anhängers 12 in Bezug zu dem Fahrzeug 14 unter Verwendung desselben Typs von Bewegung mit Mittenvorspannung in Verbindung mit einem Rückfahrunterstützungssystem, das auf Winkel basiert, anstatt auf der Krümmung zu basieren, eingestellt wird. Wie unten besprochen, kann der Knauf 230 auch Drehung und/oder Bewegung davon gemäß zusätzlichen Bewegungsmodi bereitstellen, die es dem Knauf 230 erlauben, in Verbindung mit anderen Eingaben und Systemen innerhalb des Fahrzeugs 14 verwendet zu werden. Wie veranschaulicht, können solche Bewegungsmodi die oben erwähnte vorgespannte Drehung zu und von der Ruhezustandsposition P(AR) weg aufweisen, die in der vorliegenden Ausführungsform als eine Drehung einer Ausführungsform des Steuerelements 232 gezeigt ist, das die Form eines allgemeinen ringförmigen Rings hat, der an oder um einen Körper 234, mit dem das Steuerelement 232 gekoppelt ist, positioniert ist. Bei einem Beispiel weist ein solcher zusätzlicher Bewegungsmodus, der von dem Knauf 230 bereitgestellt wird, freie Drehung des Steuerelements 232 um den Körper 234, wie durch den Pfeil 238 veranschaulicht, auf.
Wie in 6 gezeigt, können die diversen Bewegungsmodi verwendet werden, um innerhalb bestimmter Menüs innerhalb eines Displays 282 (das mit dem System 10 verwandt sein kann, sowie zusätzliche Fahrzeugsysteme und Operationen, wie zum Beispiel Klimaanlagensteuerung, Multimedia usw.) sowie unter Menüeinträgen 284 zu navigieren, und diverse Informationen, die auf dem Display 282 präsentiert werden, einzugeben. Bei dem in 6 gezeigten Beispiel kann das Display 282 eine Schnittstelle aufweisen, die es einem Benutzer erlaubt, diverse Parameter in Zusammenhang mit dem Anhänger 12, der dazu gehört, zum Speichern im Speicher (zum Beispiel im Speicher 86, wie in 1 gezeigt) zur Verwendung in einer Krümmungsroutine 98, wie oben besprochen, einzugeben. Bei dem gezeigten Beispiel kann das Display 282 konfiguriert sein, um es dem Benutzer zu erlauben, die Länge des Anhängers 12, inklusive durch Eingeben der Fußkomponente der Länge in den Menüeintrag 284a einzugeben, was durch freies Drehen 238 des Steuerelements 232 zum Beispiel in dem Uhrzeigersinn erfolgen kann, um den eingegebenen Wert zu erhöhen, oder gegen den Uhrzeigersinn, um den Wert zu verringern. Derart kann der Benutzer den eingegebenen Wert in dem Menüeintrag 284a zum Beispiel durch Drücken des Knopfs 242 und durch Navigieren zu dem darauf folgenden Menüeintrag 284b (bei dem der Benutzer die Zollkomponente der Messung eingibt) durch freie Drehung 238 des Knaufs 230 zum Vorwärtsstellen des Kontextmenüeintrags bestätigen. Eine ähnliche Handhabung des Knaufs 230 kann verwendet werden, um den Zollwert einzugeben und um, zum Beispiel, aus diversen zusätzlichen Menüeinträgen 284c, 284d und 284e auszuwählen, um eine entsprechende Anhängerform auszuwählen, oder zum Eingeben irgendwelcher anderer relevanter Anhängerparameter. Der Steuerknauf 230 kann auf eine ähnliche Art verwendet werden, um aus Menüeinträgen auszuwählen, die sich eventuell auf Systeme des Fahrzeugs 14 außerhalb des Anhängerrückfahrunterstützungssystems 10, das hier beschrieben ist, beziehen. Bei einem Beispiel kann ein Benutzer zwischen Aktionen auswählen, die als Reaktion auf einen eingehenden Anruf getroffen werden sollen, wobei Informationen dafür einem Benutzer auf demselben Display 282 präsentiert werden können wie das, das zum Anzeigen von Informationen in Zusammenhang mit dem System 10 verwendet wird.
Die oben beschriebenen Bewegungsmodi können durch ein internes elektromechanisches Element 246 ausgeführt werden, das gesteuert werden kann, um optional eine simulierte Vorspannaktion für das Steuerelement 232 in Bezug zu dem Körper 234 umzusetzen und derart die Bewegung des Steuerelements 232 auf innerhalb des zweiten Bewegungsmodus 238 zu beschränken. Wie hier besprochen, kann ein elektromechanisches Element irgendeine Vorrichtung oder irgendein Element sein, das einen elektrischen Strom verwendet, um eine mechanische oder physische Aktion zu verwirklichen. Bei einem Beispiel kann das elektromechanische Element 246 einen Motor, wie in 8 abgebildet, allein oder kombiniert mit anderen mechanischen Elementen aufweisen, wie zum Beispiel mit diversen Verbindungen, Federn, Getrieben 254 und dergleichen, die eingerichtet sein können, um die Auswirkungen diverser anderer physischer Kopplung zwischen dem Steuerelement 232 und dem Körper 234 zu replizieren. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist ein elektromechanisches Element in der Form eines Motors ein Ausgangsgetriebe 254 auf, das mit ihm gekoppelt ist, das in einem betrieblichen Eingriff mit einem Zwischengetriebe 256 ist, das selbst wieder in eine Mehrzahl von Getriebezähnen 258 eingreift, die entlang eines Inneren des Steuerelements 232 angeordnet ist. Alternativ weist ein elektromechanisches Element eine Mehrzahl von Elektromagneten oder dergleichen, allein oder kombiniert mit anderen stationären Magneten, anderen mechanischen Elementen, wie zum Beispiel diversen Verbindungen, Federn, Getrieben und dergleichen auf, die eingerichtet werden können, um die Auswirkungen der diversen anderen physischen Kopplungen zwischen dem Steuerelement 232 und dem Körper 234 zu replizieren.
Das elektromechanische Element 246 kann konfiguriert sein, um freie Drehung 238 des Steuerelements 232 in Bezug zu dem Körper 234 bei einem Modus zu erlauben und eine durch eine Feder vorgespannte Bewegung des Steuerelements 232 zu einer Ruhezustandsposition P(AR) in einem anderen Modus zu replizieren. Bei einem Beispiel kann dies verwirklichbar sein, indem elektronische Schaltungen verwendet werden, um das elektromechanische Element 246 zu steuern, und kann ferner ohne physische Neukonfiguration irgendeines seiner Bauteile umgesetzt werden. Bei einem Beispiel kann eine solche Änderung beim Aktivieren der Krümmungsroutine 98 durch elektronische Schaltungen, die mit dem Knauf 230 assoziiert sind (die die Steuervorrichtung 28 oder dergleichen aufweisen können), verwirklicht werden. Die Bewegung, die von dem gesteuerten elektromechanischen Element 246 bereitgestellt wird, kann taktiles Feedback für den Benutzer des Knaufs 230 bereitstellen, um den aktuellen Bewegungsmodus des Knaufs 230 anzugeben, oder um anderswie dem Wechselwirkungstyp, den die besondere augenblickliche Nutzung des Knaufs 230 erfordert, zu entsprechen. Bei dem Beispiel der 9 bis 12 kann eine simulierte, durch eine Feder vorgespannte Bewegung durch das elektromechanische Element 246 umgesetzt werden, wobei das elektromechanische Element 246 derart gesteuert wird, dass es die Auswirkung des Steuerelements 232, das mit dem Körper 234 durch eine Feder gekoppelt wird, die ausgelegt ist, um Bewegung des Steuerelements 232 zu der Ruhezustandsposition P(AR) vorzuspannen, reproduziert. Das kann umgesetzt werden, indem die dazugehörende Steuervorrichtung (zum Beispiel die Steuervorrichtung 28) ein Drehmoment erhöht, das von dem elektromechanischen Element 246 zu dem Steuerelement 232 in eine Richtung bereitgestellt wird, um sich einem Drehmoment zu widersetzen, das auf dem Steuerelement 232 in eine Richtung von der Ruhezustandsposition P(AR) weg bereitgestellt wird. Dieses Drehmoment kann durch Erhöhen der Drehung des Steuerknaufs 230 von der Ruhezustandsposition P(AR) (und umgekehrt) erhöht werden, und kann bei einem Beispiel unter Verwenden eines proportionalen integralen Steuersystems umgesetzt werden.
Bei einem Beispiel kann der Übergang zwischen Bewegungsmodi automatisch ausgeführt werden, wie zum Beispiel durch die Steuervorrichtung 28, indem die Art, wie das elektromechanische Element 246 arbeitet, direkt abgeändert wird. Ein solcher Übergang kann als Reaktion darauf erfolgen, dass die Krümmungsroutine 98 durch einen Benutzer initiiert wird, indem er entweder ein Menü auf der MMS 80 (zum Beispiel durch Verwenden des Knaufs 230 in dem freien Drehungsmodus) verwendet, oder indem er den Knopf 242 wie oben besprochen drückt, und durch Deaktivieren der Krümmungsroutine 98, wie zum Beispiel durch Drücken des Knopfs 242 oder Navigieren zu einem „Exit“-Befehl unter Verwenden des Knaufs 230. Um die Nutzbarkeit des Steuerelements 232 bei der Auswahl von Menüeinträgen 284 zum Umsetzen eines oder mehrerer Fahrzeugsystembefehle, wie oben unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, weiter zu unterstützen, kann eine Ausführungsform des Knaufs 230, die ein elektromechanisches Element 246 zum Steuern von Bewegung in den oben beschriebenen Bewegungsmodi verwendet, auch ein System umsetzen, um die Gegenwart radial in regelmäßigen Abständen beabstandeter physischer Auslöser, die Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Menüeinträgen 284 entsprechen können, zu replizieren. In diesem Hinblick kann die Drehung des Steuerelements 232 immer noch als freie Drehung 238 ungeachtet der Gegenwart solcher simulierter Auslöser betrachtet wird, da eine solche Bewegung immer noch durch unbestimmte Umdrehungen des Steuerelements 232 erlaubt werden, ohne in irgendeine Richtung eingeschränkt zu sein und ohne zu der Ruhezustandsposition P(AR) vorgespannt zu sein.
Unter Bezugnahme auf 9 ist die Steuerung des Fahrzeugs 14 beim Rückwärtsfahren des Anhängers 12 unter Verwenden einer Ausführungsform des Knaufs 230 unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 beschrieben. Insbesondere kann der Knauf 230 verwendet werden, um durch diverse Menüs und Bildschirmanzeigen gemäß einer besonderen Sequenz zu navigieren, um zu einem Menü zu gelangen, in dem der Benutzer das System 10 aktivieren kann. Ein solches Navigieren kann durch freie Drehung 238 des Steuerelements 232 erfolgen. Wenn die entsprechende Navigation erreicht wurde, kann der Knopf 242 gedrückt werden, um die Krümmungsroutine 98 zum Rückwärtsfahren des Anhängers 12 unter Verwenden des Fahrzeugs 14 zu aktivieren. Wie in 10 gezeigt, kann der Knopf 242 konfiguriert sein, um anzugeben, dass das System 10 bereit ist, die Krümmungsroutine 98 zu starten, wie zum Beispiel durch Beleuchten einer Zustandsanzeige 244. Sobald das System 10 aktiviert wurde, kann die Steuervorrichtung 28 das elektromechanische Element 246 veranlassen, den Bewegungsmodus des Knaufs 230 in die oben erwähnte vorgespannte Bewegung von einer Ruhezustandsposition P(AR) weg zu wechseln.
Wie in 12 gezeigt, kann das Steuerelement 232 während der Steuerung der Krümmungsroutine 98 von der Ruhezustandsposition P(AR) weg gedreht werden, wie zum Beispiel innerhalb des linken Bewegungsbereichs R(L) oder des rechten Bewegungsbereichs R(R), wobei die Steuervorrichtung 28 die gedrehte Position des Steuerelements 232 als eine Krümmungsbefehlsposition auslegt. Beispielhaft kann eine solche Drehung zu und/oder unter den angegebenen beispielhaften gedrehten Richtungspositionen 216, 218, 220 und 222 sein, die diverse Richtungspositionen entgegengesetzt um die Ruhezustandsposition P(AR) aufweisen. Die veranschaulichten Positionen des Steuerelements 232 entsprechen diversen eingestellten Krümmungswegen, die in 9 gezeigt sind. Derart und wie oben weiter unter Bezugnahme auf 3 besprochen, kann die Steuervorrichtung 28 folglich das Lenken des Fahrzeugs 14 steuern, um den Anhänger 12 entlang des gewünschten Wegs zu halten, der einer besonderen Momentanposition des Steuerelements 232 entspricht. Wie ferner in 12 gezeigt, kann ein Anzeiger 268 auf dem Knopf 242 bereitgestellt werden, um zum Beispiel die Drehrichtung des Steuerelements 232 anzugeben (zum Beispiel innerhalb des rechten Bewegungsbereichs R(R)), und dass die entsprechende Richtung innerhalb des Krümmungswegs umgesetzt wird (das heißt entsprechend zu der Momentanposition des Steuerelements 232).
Zusätzlich kann der Knauf 230 konfiguriert sein, um zu kommunizieren, dass die Krümmung, die der gedrehten Position des Steuerelements 232 entspricht, durch das System 10 umgesetzt werden kann, zum Beispiel gemäß den oben besprochenen Parametern, darunter basierend auf einer Bestimmung, ob der befohlene Krümmungsweg den Anhänger 12 zu einem Anhängwinkel γ führen würde, der zum Beispiel über den maximalen lenkbaren Winkel hinaus liegt. Wie in 12 gezeigt, kann ein beleuchteter Warnanzeiger 274 verwendet werden, um dem Benutzer zu melden, dass die Krümmungsroutine 98 bestimmt hat, dass eine befohlene Krümmung nicht umgesetzt werden konnte und dass der aktuelle Krümmungsweg für den Anhänger 12 folglich von dem ausgewählten Krümmungsbefehl 26 abweicht. Ferner kann eine spezifische Krümmungslimitangabe 272 ebenfalls selektiv beleuchtet werden, um zu zeigen, dass der Warnanzeiger 274 meldet, dass die befohlene Krümmung ein bestimmtes Limit überschreitet. Ein ähnlicher Krümmungsbefehlsanzeiger 270 und Krümmungslimitanzeiger 272 können auf dem Knauf 230 in einer Position, die dem rechten Drehungsbereich R(R) entspricht, wie auch in 12 gezeigt, vorhanden sein.
Zusätzlich zu den visuellen Krümmungslimitanzeigern 272, die in dem Beispiel der 12 beschrieben sind, kann der Knauf 230 haptisches Feedback zu dem Benutzer über das elektromechanische Element 246 bereitstellen. Bei einem Beispiel kann das elektromechanische Element 246 den Vibrationsbewegungsmodus 262, der in 10 veranschaulicht ist, umsetzen, nachdem das Steuerelement 232 zu einer Position gedreht wurde, die von dem System 10 bestimmt wird, um ultimativ in einem Anhängwinkel γ zu resultieren, der den maximalen lenkbaren Winkel, wie oben besprochen, überschreiten würde. Bei einem solchen Szenario kann weitere Drehung des Steuerelements 232 möglich sein, der befohlene Krümmungsweg 26 würde jedoch nicht erhöht, und der Warnanzeiger 274 bliebe eingeschaltet. Ferner können zusätzliche Schwingungsbewegungen durch das elektromechanische Element 246 umgesetzt werden, während das Steuerelement 232 weiterhin gedreht wird, entweder an vorbestimmten Intervallen oder kontinuierlich mit ständiger Drehung des Steuerelements 232 über den bestimmten maximalen Krümmungsweg 26 hinaus. Zu bemerken ist, dass, wie oben besprochen, der maximale Krümmungsweg 26, den das System 10 umsetzt, von anderen Faktoren als der Geometrie des gekoppelten Anhängers 12 und des Fahrzeugs 14 abhängen kann. Bei einem Beispiel kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 die Bestimmung eines maximalen zulässigen Krümmungswegs 26 beeinflussen, wobei der Krümmungsgrad bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten beschränkt wird, um dem System 10 angemessene Zeit zu lassen, auf die entsprechend schnellere Dynamik des Anhängers 12 zu reagieren. Die Position des Steuerelements 232, an der der Krümmungsweg nicht mehr erhöht wird und haptische und visuelle Warnungen umgesetzt werden, kann folglich variieren.
Bei einem anderen Beispiel kann das haptische Feedback durch das elektromechanische Element 246 durch Simulation physischer Drehungsendpunkte entweder in dem linken Bereich R(L) oder in dem rechten Bereich R(R) bereitgestellt werden, die der berechneten maximalen Krümmung entsprechen können, die befohlen werden kann, um den Anhängwinkel γ unterhalb des kritischen Anhängwinkels γ_c zu halten, wie er gemäß der oben beschriebenen Vorgehensweise berechnet wird. Bei einem Beispiel kann das durch das System 10 (wie zum Beispiel durch die Steuervorrichtung 28) erfolgen, das das elektromechanische Element 246, das die Form eines Motors oder dergleichen haben kann, veranlasst, ein Drehmoment gegen das Drehmoment, das an das Steuerelement 232 durch den Benutzer angelegt wird, auszuüben. Das kann zum Beispiel durch Verwenden einer PI-Steuervorrichtung oder dergleichen erfolgen, um das Steuerelement 232 zu veranlassen, ein entsprechendes Drehmoment (264 in 12) bereitzustellen, um gegen das vom Benutzer bereitgestellte Drehmoment an einer geeigneten Stelle innerhalb des besonderen Bereichs der Winkelbewegung R(R) oder R(L) von der Ruhezustandsposition weg derart bereitzustellen, dass es auf komplementäre Art mit dem gesteuerten, simulierten durch eine Feder vorgespannten Drehmoment, das ebenfalls von dem elektromechanischen Element 246 bereitgestellt wird, wirkt. Diese Art von System kann es erlauben, die besonderen künstlichen Endpunkte in Echtzeit durch das elektromechanische Element 246 gemäß der Bestimmung der maximalen Krümmung durch das System 10 anzupassen. Bei der Alternative kann der Knauf 230 ferner ein zusätzliches elektromechanisches Element in der Form eines Verriegelungselements 260 aufweisen, das eine Zylinderspule oder dergleichen sein kann, um in die Zähne 258 des Steuerelements 232 einzugreifen, um zum Beispiel weitere Drehung des Steuerelements 232 über den bestimmten Endpunkt hinaus zu verhindern. Außerdem kann das elektromechanische Element 246 mit einem oder mehreren beweglichen Anschlägen gekoppelt sein, um in ein besonderes Merkmal des Steuerelements 232 einzugreifen, um zum Beispiel seine Drehung zu stoppen, insbesondere in eine Richtung von der Ruhezustandsposition P(AR) weg über eine steuerbares Krümmungslimit hinaus. Bei noch einem anderen Beispiel kann ein elektromechanisches Element 246, das ein Getriebe oder einen Kupplungsmechanismus, das/der betrieblich zwischen dem Körper 234 und dem Steuerelement 232 gekoppelt ist, steuert, die Kupplung manipulieren oder ein bestimmtes Getriebe oder Merkmal einrücken, um den simulierten physischen Endpunkt festzulegen.
Eine weitere Ausführungsform eines drehbaren Knaufs 330 ist in den 13 und 14 gezeigt, und kann dieselbe interne Struktur mit dem elektromechanischen Element 246, das in den 8 und 9 in Bezug zu dem Kauf 230 veranschaulicht ist, aufweisen. Der Knauf 330 kann daher ähnlich fähig sein, simulierte, einstellbare physische Drehungsendpunkte innerhalb entgegengesetzter Bereiche R(R) und R(L) vorgespannter Bewegung von einer Ruhezustandsposition weg bereitzustellen, wobei solches Vorspannen auch von dem elektromechanischen Element 246 auf gesteuerte Art, wie oben beschrieben, bereitgestellt wird. Der Knauf 330 weist ferner eine Mehrzahl von Krümmungsbefehlsanzeigern 376 auf, die beleuchtbare Abschnitte innerhalb des Körpers (die dem Körper 234 des Knaufs 2230, der in 11 abgebildet ist, ähnlich sein können) des Knaufs 330 oder innerhalb dessen Knopf 342 sein können. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Oberfläche des Körpers 334 oder Knopfs 342 (je nachdem, welcher Abschnitt des Knaufs 330 innerhalb des inneren Profils des Steuerelements 332 exponiert ist) ein Displayelement aufweisen oder von ihm definiert sein (zum Beispiel ein Dünnfilmtransistor(„TFT“)-Display oder dergleichen), in dem die Krümmungsbefehlsanzeiger 376 darauf angezeigte grafische Elemente sein können. Die Krümmungsbefehlsanzeiger 376 können sequenziell oder allmählich beleuchtet werden, um dem Winkel zu entsprechen, durch den das Steuerelement 332 innerhalb entweder des rechten Drehungsbereichs R(R) oder des linken Drehungsbereichs R(L) während des Gebrauchs des Systems 10 gedreht wurde. Bei sequenzieller Beleuchtung wird nur der besondere der Anzeiger 376 beleuchtet, der der aktuellen Drehposition des Steuerelements 332 entspricht, während bei einem allmählichen Beleuchtungsmodus diejenigen der Anzeiger 376, die überschritten wurden, beleuchtet bleiben, darunter optional der Mittenpositionsanzeiger 366, der der Ruhezustandsposition P(AR) des Knaufs 330 entspricht. Ein solches System erlaubt die Anzeige und das visuelle Feedback in Zusammenhang mit der Position des Steuerelements 332 ungeachtet seiner Position, wenn eine Krümmungsroutine 98 aktiviert wird.
Wie ferner in den 13 und 14 gezeigt, kann der Knauf 330 auch einen beleuchtbaren Krümmungslimitanzeiger 372a aufweisen, der beleuchtet werden kann, um die Lage des Steuerelements 332 anzuzeigen, die der berechneten maximalen Krümmung entspricht, die von dem System 10 angesichts der Momentanparameter für den gekoppelten Anhänger 12 und das Fahrzeug 14 umgesetzt werden kann. Der Knauf 330 kann auch einen Warnanzeiger 374 aufweisen, der dem ähnlich sein kann, was oben unter Bezugnahme auf 12 besprochen wurde. Wie in 13 gezeigt, kann der Knauf 330 ein Ausgleichsdrehmoment 364 umsetzen, um sich einem vom Benutzer bereitgestellten Drehmoment auf dem Steuerelement 332 entgegenzusetzen, wenn die befohlene Krümmung das von dem System 10 bestimmte Limit erreicht. Wie ferner in 14 veranschaulicht, kann der Knauf 330 zum Beispiel mehrere beleuchtbare Krümmungslimitanzeiger 372a, 372b und 372c aufweisen, die verwendet werden können, um es dem Knauf 330 zu erlauben, ein bestimmtes Krümmungslimit auf eine Art anzuzeigen, die in Echtzeit einstellbar ist, um dynamische Änderungen des Krümmungslimits des Systems 10, wie oben besprochen, wiederzugeben. Bei einem Aspekt kann das Krümmungslimit ständig durch den speziellen der Krümmungslimitanzeiger 372a, 372b oder 372c gemeinsam mit der aktuell befohlenen Krümmung (durch Beleuchten der Krümmungsanzeiger 376), wie auch in 14 gezeigt, angezeigt werden. Derart kann ein Benutzer eine Krümmungsrestmenge visualisieren, die unter Verwendung des Steuerelements 332 befohlen werden kann, indem Krümmungsanzeiger 376 mit dem aktuell angezeigten der Krümmungslimitanzeiger 372a, 372b oder 372c verglichen werden. Ferner kann es ein Knauf 330 des oben beschriebenen Typs dem Benutzer erlauben, über das aktuelle Krümmungslimit informiert zu werden, sowie über die Auswirkungen diverser Faktoren (zum Beispiel Fahrzeuggeschwindigkeit) auf das Krümmungslimit. Bei einem Beispiel können die Krümmungslimitanzeiger 372 eine Kombination des beleuchtbaren Bereichs sein, der für die Krümmungsanzeiger 376 verwendet wird, und eines zusätzlichen Bereichs, um ein größeres Aussehen zu verleihen. Bei einem anderen Beispiel können die Krümmungslimitanzeiger 372 durch dasselbe Merkmal wie die Krümmungsanzeiger 376 verwirklicht, aber in einer unterschiedlichen Farbe (zum Beispiel Rot) beleuchtet werden.
Es ist klar, dass Variationen und Änderungen an der oben erwähnten Struktur ausgeführt werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und ferner ist klar, dass solche Konzepte von den folgenden Ansprüchen gedeckt sein sollen, außer wenn diese Ansprüche durch ihre Ausdrucksweise ausdrücklich Anderes erklären.

Claims

Lenkeingabesystem für Anhängerrückfahrunterstützungssystem, das Folgendes umfasst: ein Eingabeelement, das Folgendes aufweist eine Basis, ein Drehelement, das drehbar mit der Basis gekoppelt ist, und ein elektromechanisches Element, das zwischen der Basis und dem Drehelement gekoppelt ist, und eine Steuervorrichtung, die das elektromechanische Element veranlasst, das Drehelement auf einen ersten Drehbewegungsmodus zu zwingen, der zu einer Mittenposition des Drehelements in Bezug zu der Basis vorgespannt ist.
Lenkeingabesystem nach Anspruch 1, wobei der erste Drehbewegungsmodus ferner derart ist, dass ein Vorspanndrehmoment mit einem erhöhten Drehwinkel des Drehelements von der Mittenposition weg zunimmt.
Lenkeingabesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung ferner einen Anhängerrückfahrunterstützungsmodus umsetzt, der das Auslegen einer ersten Momentanposition des Drehelements als eine Anhängersteuerbefehlsposition aufweist und einen Fahrzeuglenkbefehl basierend darauf erzeugt.
Lenkeingabesystem nach Anspruch 3, wobei: die Anhängersteuerbefehlsposition einer Nullkrümmungsposition oder mindestens zwei Richtungskrümmungspositionen entgegengesetzt um die Nullkrümmungsposition entspricht, wenn das Drehelement zu dem ersten Drehbewertungsmodus gezwungen wird, die Mittenposition der Nullkrümmungsposition entspricht, und der Fahrzeuglenkbefehl auf einem Anhängerkrümmungsweg basiert, der einer momentanen der Nullkrümmungsposition oder einer der mindestens zwei Richtungskrümmungspositionen entspricht.
Lenkeingabesystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Steuervorrichtung ferner das elektromechanische Element veranlasst, einen Bewegungsbereich des Drehelements zu beschränken, indem Bewegung des Drehelements über ein erstes Limit hinaus verhindert wird.
Lenkeingabesystem nach Anspruch 5, wobei: das erste Limit einem berechneten maximalen lenkbaren Winkel eines Anhängers entspricht, der mit einem Fahrzeug gekoppelt ist, das zu dem System gehört, auf einer Seite des Fahrzeugs, die einer Drehrichtung des Drehelements entspricht, und wobei die Steuervorrichtung eine Drehlage des ersten Limits in Bezug zu einer Änderung des berechneten maximalen lenkbaren Winkels ändert.
Lenkeingabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuervorrichtung ferner das elektromechanische Element veranlasst, einen zweiten Drehbewegungsmodus des Drehelements umzusetzen, der dessen freie Drehung um die Basis aufweist.
Lenkeingabesystem nach Anspruch 7, wobei beim Umsetzen des zweiten Drehbewegungsmodus die Steuervorrichtung das elektromechanische Element veranlasst, eine Mehrzahl von Auslösern innerhalb der freien Drehung in regelmäßigen Abständen zu simulieren.
Rückfahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug, das einen Anhänger rückwärts fährt, das Folgendes umfasst: ein Eingabeelement, das Folgendes aufweist eine Basis, und ein Drehelement, das drehbar mit der Basis gekoppelt ist, und eine Steuervorrichtung, die eine Drehung des Drehelements in Bezug zu der Basis veranlasst, in einen ersten Drehbewegungsmodus gezwungen zu werden, der zu einer Mittenposition vorgespannt ist, und Auslegen einer ersten Momentanposition des Drehelements als eine Anhängersteuerbefehlsposition und Ausgeben eines Fahrzeuglenkbefehls basierend darauf.
Rückfahrunterstützungssystem nach Anspruch 9, das ferner ein elektromechanisches Element aufweist, das zwischen der Basis und dem Drehelement gekoppelt ist, wobei: die Steuervorrichtung das Drehelement veranlasst, in Bezug zu der Basis in dem ersten Drehbewegungsmodus durch Steuern des elektromechanischen Elements zu drehen.
Rückfahrunterstützungssystem nach Anspruch 10, wobei das elektromechanische Element einen Motor aufweist.
Rückfahrunterstützungssystem nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Steuervorrichtung ferner das elektromechanische Element derart steuert, dass die Drehung des Drehelements in einen zweiten Drehbewegungsmodus des Drehelements gezwungen wird, der dessen freie Drehung um die Basis aufweist.
Rückfahrunterstützungssystem nach Anspruch 12, wobei beim Umsetzen des zweiten Drehbewegungsmodus die Steuervorrichtung das elektromechanische Element veranlasst, eine Mehrzahl von Auslösern innerhalb der freien Drehung in regelmäßigen Abständen zu erzeugen.
Rückfahrunterstützungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei: die Anhängersteuerbefehlsposition einer Nullkrümmungsposition oder mindestens zwei Richtungskrümmungspositionen entgegengesetzt um die Nullkrümmungsposition entspricht, wenn die Drehung des Drehelements zu dem ersten Drehbewegungsmodus gezwungen wird, die Mittenposition der Nullkrümmungsposition entspricht, der Fahrzeuglenkbefehl auf einem Anhängerkrümmungsweg basiert, einer der momentanen der Nullkrümmungsposition oder einer der mindestens zwei Richtungskrümmungspositionen entspricht, und das Eingabeelement mindestens einen Krümmungsanzeiger beleuchtet, der der momentanen der Nullkrümmungsposition oder einer der mindestens zwei Richtungskrümmungspositionen entspricht.
Rückfahrunterstützungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei: die Steuervorrichtung einen Bewegungsbereich des Drehelements durch Verhindern von Bewegung des Drehelements über ein erstes Limit hinaus einschränkt, und die Eingabe einen Krümmungslimitanzeiger, der dem ersten Limit entspricht, beleuchtet.
Rückfahrunterstützungssystem nach Anspruch 15, wobei: das erste Limit einem berechneten maximalen lenkbaren Winkel des Anhängers in Bezug zu dem Fahrzeug auf einer Seite des Fahrzeugs, die einer Drehrichtung des Drehelements entspricht, entspricht, und wobei die Steuervorrichtung eine Drehlage des ersten Limits in Bezug zu einer Änderung des berechneten maximalen lenkbaren Winkels ändert.
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren eines Anhängers, das Folgendes umfasst: Veranlassen einer Drehung eines Drehelements in Bezug zu einer Basis, mit der das Drehelement gekoppelt ist, um in einen ersten Drehbewegungsmodus gezwungen zu werden, der zu einer Ruhezustandsposition vorgespannt ist, Empfangen eines Krümmungsbefehls, der von dem Drehelement bereitgestellt wird, und Erzeugen eines Lenkbefehls für das Fahrzeug basierend auf einem Krümmungsgrad, der dem Krümmungsbefehl entspricht.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Krümmungsbefehl einer Drehposition der Drehung des Drehelements von der Ruhezustandsposition weg entspricht.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner das Steuern eines elektromechanischen Elements, das zwischen der Basis und dem Drehelement gekoppelt ist, aufweist, um die Drehung des Drehelements auf innerhalb des ersten Bewegungsmodus zu zwingen.
Verfahren nach Anspruch 19, das ferner Folgendes umfasst: Veranlassen des elektromechanischen Elements, zu erlauben, dass die Drehung des Drehelements freie Drehung des Drehelements um die Basis aufweist, und Vorstellen einer Auswahl eines Kontextmenüeintrags basierend auf freier Drehung des Drehelements über eine vorbestimmte Drehentfernung.