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FACHGEBIET
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Die Offenbarungen hierin beziehen sich im Allgemeinen auf Lenkunterstützungstechnologien in Fahrzeugen und, im Speziellen, auf ein Anhängerrückfahrassistenzsystem mit einer drehbaren Fahrerschnittstelle, um den Anhängerweg zu steuern.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es ist weithin bekannt, dass es eine schwierige Aufgabe für viele Fahrer ist, ein Fahrzeug mit einem angehängten Anhänger rückwärts zu fahren. Das trifft im Speziellen auf Fahrer zu, die im Rückwärtsfahren mit Anhängern ungeübt sind, wie zum Beispiel jene, die mit einem angehängten Anhänger nicht regelmäßig fahren (z. B. einen Anhänger gemietet haben, den persönlichen Anhänger nicht regelmäßig nutzen etc.). Ein Grund für solch eine Schwierigkeit ist, dass das Rückwärtsfahren eines Fahrzeuges mit einem angehängten Anhänger Gegenlenken erfordert, was im Gegensatz zu normalem Lenken steht, wenn man das Fahrzeug ohne einen angehängten Hänger rückwärtsfährt und/oder Bremsen erfordert, um die Fahrzeug-Anhänger-Kombination zu stabilisieren, bevor eine Querstellbedingung eintritt. Ein weiterer Grund für solch eine Schwierigkeit ist, dass kleine Fehler im Lenken während dem Rückwärtsfahren eines Fahrzeuges mit angehängtem Anhänger dadurch verstärkt werden und darin resultieren, dass der Anhänger sich vom Sollweg entfernt.
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Um den Fahrer im Lenken eines Fahrzeuges mit angehängtem Anhänger zu unterstützen, muss ein Anhängerrückfahrassistenzsystem über die Absicht des Fahrers Bescheid wissen. Eine allgemeine Annahme zu bekannten Anhängerrückfahrassistenzsystemen ist, dass der Fahrer eines Fahrzeuges mit angehängtem Anhänger gerade zurückfahren will und das System entweder implizit oder explizit einen Nullkrümmungsweg für das Fahrzeug-Anhänger-Gespann annimmt. Leider beinhalten in der wirklichen Welt die meisten Fälle von Zurückfahren eines Anhängers einen gekrümmten Weg und damit würde die Annahme eines Nullkrümmungsweges die Zweckmäßigkeit des Systems stark einschränken. Einige bekannte Systeme nehmen an, dass der Weg aus einer Karte oder einem Routenplaner bekannt ist, was dazu führen kann, dass solche Systeme eine ziemlich komplexe Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) und Fahrzeug/Anhänger-Positionsbestimmung haben.
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Daher wäre ein Ansatz zum Rückwärtsfahren eines Anhängers, der eine einfache Mensch-Maschine-Schnittstelle bereitstellt und andere Unzulänglichkeiten bekannter Anhängerrückfahrassistenzsysteme überwindet, vorteilhaft, wünschenswert und nützlich.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuersystem für ein Fahrzeug ein Lenksystem, eine Eingabevorrichtung mit einem drehbaren Drehelement und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit empfängt einen Anhängerrückfahrassistenzmodusbeginnbefehl von der Eingabevorrichtung und aktiviert einen Anhängerrückfahrmodus, einschließlich der Ausgabe eines Fahrzeuglenkungsbefehls, basierend auf einer ersten momentanen Position des Drehelements an das Lenksystem. Die Steuereinheit empfängt ferner einen Geländeanpassungsmodusbeginnbefehl von der Eingabevorrichtung und aktiviert einen Geländeanpassungsmodus.
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Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug ein Lenksystem, eine Eingabevorrichtung umfassend ein drehbares Element und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit empfängt eine erste Modusauswahl von der Eingabevorrichtung, gleichkommend einem Anhängerrückfahrassistenzmodusbeginnbefehl, und führt einen Anhängerrückfahrassistenzmodus aus, umfassend die Interpretation einer ersten momentanen Position des Drehelements als Anhängersteuerbefehlsposition und die Ausgabe eines Fahrzeuglenkbefehls basierend darauf an das Lenksystem.
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Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeuges das Erhalten einer ersten Modusauswahl und, wenn die erste Modusauswahl einem Anhängerrückfahrassistenzmodus entspricht, die Bestimmung einer ersten momentanen Position eines Drehelements innerhalb des Fahrzeuges, Interpretieren der ersten momentanen Position als Anhängersteuerposition und Ausgabe eines entsprechenden Lenkbefehls an ein Lenksystem. Wenn die erste Modusauswahl einem zusätzlichen Fahrzeugsteuermodus entspricht, umfasst das Verfahren ferner die Anforderung der Auswahl eines ersten Modusparameters.
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Diese und weitere Aspekte, Objekte und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden von Fachleuten nach der Betrachtung der folgenden Beschreibung, Ansprüche und angehängten Zeichnungen verstanden und anerkannt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen:
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1 ist eine Ansicht von oben eines Fahrzeuges, angehängt an einen Anhänger mit einer Ausführungsform eines Kupplungswinkelsensors, um ein Anhängerrückfahrassistenzsystem zu betreiben;
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2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems mit einer Lenkeingabevorrichtung, einer Krümmungssteuereinheit und einem Anhängerbremssystem dargestellt;
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3 ist eine Draufsicht auf eine Lenkeingabevorrichtung mit einem drehbaren Knopf, um das Anhängerrückfahrassistenzsystem zu bedienen, gemäß einer Ausführungsform;
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4 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines drehbaren Knopfes für die Auswahl einer Soll-Krümmung eines Anhängers und ein entsprechendes schematisches Diagramm, das ein Fahrzeug und einen Anhänger mit verschiedenen Krümmungswegen, entsprechend den Soll-Krümmungen, die ausgewählt werden können, dargestellt;
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5 ist eine schematische Darstellung, die eine Rückfahrsequenz eines Fahrzeuges und eines Anhängers zeigt, wobei verschiedene Krümmungsauswahlen mit dem Anhängerrückfahrassistenzsystem ausgeführt werden, gemäß einer Ausführungsform;
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6 ist eine Perspektivenansicht einer Variation des drehbaren Knopfes für die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung aus 3;
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7 ist eine Draufsicht des drehbaren Knopfes aus 6;
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8 ist eine Seitenansicht des drehbaren Knopfes aus 6;
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9 ist eine schematische Darstellung, die eine Rückfahrsequenz eines Fahrzeuges und eines Anhängers zeigt, wobei verschiedene Krümmungsauswahlen mit dem Anhängerrückfahrassistenzsystem ausgeführt werden;
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10 ist eine Draufsicht des drehbaren Knopfes aus 7, gezeigt während der Ausführung der verschiedenen Krümmungsauswahlen;
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11 zeigt einen Anzeigeschirm, der verschiedene Menü-Elemente zur Auswahl mit dem drehbaren Knopf aus 6 präsentiert;
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12 ist eine Perspektivenansicht einer weiteren Variation eines drehbaren Knopfes für die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung aus 3;
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13 zeigt einen Anzeigeschirm, der verschiedene Menü-Elemente zur Auswahl mit dem drehbaren Knopf aus 12 präsentiert;
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14 ist eine schematische Darstellung, die das Fahrzeug zeigt, das verschiedene Parkaktionen mittels Parkassistenzsystem ausführt;
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15 ist eine Perspektivenansicht einer weiteren Variation eines drehbaren Knopfes für die Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung aus 3; und
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16 ist eine Seitenansicht des drehbaren Knopfes aus 15 in einer Position während der Verwendung, um einen Fahrzeugsteuermodus auszuwählen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zum Zweck der Beschreibung hierin sollen sich die Begriffe „obere/r”, „untere/r”, „rechts”, „links”, „hinten”, „vorne”, „vertikal”, „horizontal”, „innere/r”, „äußere/r” und abgeleitete Formen daraus auf die Erfindung wie orientiert in 1 beziehen. Es wird jedoch so verstanden, dass die Erfindung verschiedene alternative Orientierungen annehmen kann, außer wenn dies ausdrücklich gegenteilig spezifiziert wird. Es wird auch so verstanden, dass die spezifischen Vorrichtungen und Verfahren, die in der angehängten Zeichnung dargestellt und in der folgenden Beschreibung beschrieben sind, einzig beispielhafte Ausführungsformen der erfinderischen Idee, die in den angehängten Ansprüchen definiert wird, sind. Daher sollen die spezifischen Dimensionen und andere physikalische Eigenschaften in Zusammenhang mit den hierin offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend betrachtet werden, außer die Ansprüche geben explizit etwas anderes an. Zusätzlich, außer es ist anders spezifiziert, wird es so verstanden, dass die Besprechung einer speziellen Eigenschaft einer Komponente, die sich in oder entlang einer gegebenen Richtung oder ähnliches erstreckt, nicht bedeutet, dass die Eigenschaft oder Komponente einer geraden Linie oder Achse in solch einer Richtung folgt, oder dass es sich nur in diese Richtung oder auf solch einer Ebene erstreckt, ohne dass es andere Richtungskomponenten oder Abweichungen gibt, sofern nicht anders spezifiziert.
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Bezugnehmend auf 1–16, bezieht sich die Bezugsnummer 10 allgemein auf ein Anhängerrückfahrassistenzsystem zur Steuerung des Rückfahrweges eines Anhängers 12, der an ein Fahrzeug 14 angehängt ist, wobei einem Fahrer des Fahrzeuges 14 ermöglicht wird, eine Soll-Krümmung 26 im Rückfahrweg des Anhängers 12 zu spezifizieren. In einer Ausführungsform ist das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 durch ein Steuersystem des Fahrzeuges 14 ausgeführt, das eine Schnittstelle 32 (wie gezeigt in 6) umfasst, die ein drehbares Drehelement 232 und eine Steuereinheit (wie Steuereinheit 28 in 2) umfasst. Die Steuereinheit führt einen Anhängerrückfahrassistenzmodus aus, umfassend die Interpretation einer ersten momentanen Position des Drehelements 232 als Anhängersteuerbefehlsposition und das Erzeugen eines Fahrzeuglenkbefehls, darauf basierend. Die Steuereinheit führt auch einen Parkassistenzmodus aus, umfassend die Ausführung einer Parkassistenzaktion, die einer zweiten momentanen Position des Drehelements 232 entspricht.
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Hinsichtlich der allgemeinen Bedienung des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 kann eine Lenkeingabevorrichtung 18 bereitgestellt werden, wie z. B. ein drehbarer Knopf 30, damit ein Fahrer die Soll-Krümmung 26 des Anhängers 12 bereitstellen kann. Als solches kann die Lenkeingabevorrichtung 18 zwischen einer Mehrzahl an Auswahlen ausführbar sein, wie aufeinanderfolgende gedrehte Positionen eines Knopfes 30, die jeweils zunehmend die Soll-Krümmung 26 des Anhängers 12 verändern. Bei der Eingabe der Soll-Krümmung 26 kann die Steuereinheit einen Lenkbefehl für das Fahrzeug 14 erzeugen, um den Anhänger 12 auf der erwünschten Krümmung 26 zu führen, basierend auf dem geschätzten Kupplungswinkel γ und einer kinematischen Beziehung zwischen dem Anhänger 12 und dem Fahrzeug 14. Daher ist die Exaktheit der Schätzung des Kupplungswinkels entscheidend für die Ausführung des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10. Dennoch versteht es sich, dass solch ein System für momentane Schätzung des Kupplungswinkels in Verbindung mit zusätzlichen oder alternativen Fahrzeugeigenschaften, wie Anhängerstabilisierungsüberwachung verwendet wird.
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Hinsichtlich der Ausführungsform wie gezeigt in 1 ist das Fahrzeug 14 eine Pick-up-Truck-Ausführungsform, die mit einer Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 ausgestattet ist, um den Rückfahrweg des Anhängers 12, der an das Fahrzeug 14 angehängt ist, zu steuern. Im Speziellen ist das Fahrzeug 14 mit einer Ausführungsform des Anhängers 12 schwenkbar verbunden, der einen Kastenrahmen 32 mit einer eingeschlossenen Ladefläche 34, einer Einzelachse mit einer rechten und einer linken Radanordnung und einer Deichsel 36, die sich in Längsrichtung von der eingeschlossenen Ladefläche 34 erstreckt. Der dargestellte Anhänger 12 hat auch einen Anhängerkupplungsanschluss in Form einer Kupplungsanordnung 38, der mit dem Fahrzeugkupplungsanschluss in Form eines Anhängerkugelkopfes 40 verbunden ist. Die Kupplungsanordnung 38 rastet auf dem Anhängerkugelkopf 40 ein, um einen drehbaren Kugelgelenkanschluss 42 bereitzustellen, der die Schwenkverstellbarkeit des Kupplungswinkels γ ermöglicht. Es sollte sich verstehen, dass zusätzliche Ausführungsformen des Anhängers 12 mit dem Fahrzeug 14 alternativ gekoppelt werden, um eine Schwenkverbindung bereitzustellen, wie etwa durch die Verbindung mit einer Sattelkupplung. Es wird auch in Betracht gezogen, dass zusätzliche Ausführungsformen des Anhängers mehr als eine Achse umfassen können und verschiedene Formen und Größen haben können, die auf ihre verschiedenen Ladungen und Gegenstände, wie Bootsanhänger oder Flachbettauflieger, zugeschnitten sind.
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Immer noch hinsichtlich 1 umfasst das Sensorsystem 16 in der dargestellten Ausführungsform sowohl ein Sensormodul 20 als auch einen sichtbasierten Kupplungswinkelsensor 44 zur Schätzung des Kupplungswinkels γ zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12. Der dargestellte Kupplungswinkelsensor 44 verwendet eine Kamera 46 (z. B. Videokamera) die nahe einer oberen Region der Ladeklappe 48, im hinteren Bereich des Fahrzeugs 14, wie gezeigt, angeordnet sein kann, sodass die Kamera 46 hinsichtlich der Deichsel 36 des Anhängers 12 höher gelegen ist. Außerdem wird in Betracht gezogen, dass zusätzliche Ausführungsformen des Kupplungswinkelsensors 44 und das Sensorsystem 16 zur Bereitstellung des Kupplungswinkels γ einen oder eine Kombination aus einem Potentiometer, einem magnetbasierten Sensor, einem optischen Sensor, einem Näherungssensor, einem Rotationssensor, einem kapazitiven Sensor, einem induktiven Sensor, oder einem Sensor auf mechanischer Basis, wie etwa einer mechanischen-Sensor-Anordnung, die auf dem drehbaren Kugelgelenkanschluss 42 angebracht ist, Energiewandler eines Rückfahrhilfesystems, eines Toten-Winkel-Systems und/oder eines Querverkehr-Warnsystems, und andere erdenkliche Sensoren oder Indikatoren des Kupplungswinkels γ umfassen könnten, um den sichtbasierten Kupplungswinkelsensor 44 zu ergänzen oder stattdessen verwendet zu werden.
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Das Sensormodul 20 erzeugt eine Vielzahl an Signalen, die auf die verschiedenen Dynamiken des Anhängers 12 schließen lassen. Die Signale können ein Gierratensignal, ein Seitenbeschleunigungssignal und Raddrehzahlsignale umfassen, die jeweils durch einen Gierratensensor 25, einen Beschleunigungsmesser 27 und die Raddrehzahlgeber 23 erzeugt werden. Hinsichtlich der Ausführungsform des in 2 gezeigten Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 ist der Kupplungswinkelsensor 44 in gestrichelten Linien bereitgestellt, um zu illustrieren, dass er in einigen Ausführungsformen weggelassen werden kann, wenn das Anhängersensormodul 20 bereitgestellt wird. Die dargestellte Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 bekommt Status-bezogene Informationen zu Fahrzeug und Anhänger von zusätzlichen Sensoren und Vorrichtungen. Diese Information umfasst auch die Positionsinformation einer Positionsbestimmungsvorrichtung 56, die ein Globales Positionsbestimmungssystem (GPS) auf dem Fahrzeug 14 oder einer tragbaren Vorrichtung umfassen kann, um die Koordinaten der Lage des Fahrzeuges 14 und des Anhängers 12 basierend auf der Lage der Positionsbestimmungsvorrichtung 56 hinsichtlich des Anhängers 12 und/oder des Fahrzeuges 14 und basierend auf dem geschätzten Kupplungswinkel γ zu bestimmen. Andere Fahrzeuginformation, die das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 erhält, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeuges 14 von einem Geschwindigkeitssensor 58 und die Gierrate des Fahrzeuges 14 von einem Gierratensensor 60 umfassen.
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Wie ferner in 2 gezeigt wird, kommuniziert eine Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 mit einem Servolenkungssystem 62 des Fahrzeuges 14 um die gelenkten Räder 64 (1) des Fahrzeuges 14 zu steuern, um das Fahrzeug 14 so zu bewegen, dass der Anhänger 12 gemäß der Soll-Krümmung 26 des Anhängers 12 reagiert. In der dargestellten Ausführungsform ist das Servolenkungssystem 62 ein elektrisches Servolenkungssystem (EPAS), das eine elektrische Servolenkung 66 umfasst, um die gelenkten Räder 64 zu einem Lenkwinkel basierend auf einem Lenkbefehl zu drehen, wobei der Lenkwinkel von einem Lenkwinkelsensor 67 des Servolenkungssystems 62 wahrgenommen werden kann. Der Lenkbefehl kann vom Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 gegeben werden, um in einem Rückfahr-Manöver autonomes Lenken zu ermöglichen, und kann alternativ manuell mittels einer Rotationsposition (z. B. Lenkradwinkel) eines Lenkrades 68 (1) gegeben werden. Allerdings ist in der dargestellten Ausführungsform das Lenkrad 68 des Fahrzeuges 14 mechanisch mit den gelenkten Rädern 64 des Fahrzeuges 14 gekoppelt, sodass sich das Lenkrad 68 in Übereinstimmung mit den gelenkten Rädern 64 bewegt und damit manuelle Intervention mit dem Lenkrad 68 während autonomer Lenkung verhindert.
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Nochmals hinsichtlich der Ausführungsform dargestellt in 2, stellt das Servolenkungssystem 62 der Steuereinheit 28 des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 Information hinsichtlich einer Rotationsposition von gelenkten Rädern 64 des Fahrzeuges 14 zur Verfügung, die den Lenkwinkel umfassen. In der dargestellten Ausführungsform verarbeitet die Steuereinheit 28 den momentanen Lenkwinkel, zusätzlich zu anderen Bedingungen des Fahrzeuges 14 und des Anhängers 12, um den Anhänger 12 entlang der Soll-Krümmung 26 zu leiten. Es ist vorstellbar, dass das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 in zusätzlichen Ausführungsformen eine integrierte Komponente des Servolenkungssystems 62 ist. Wie ebenfalls in 2 dargestellt, kann das Bremssteuersystem 72 des Fahrzeuges auch mit der Steuereinheit 28 kommunizieren, um dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 Bremsinformationen zur Verfügung zu stellen, wie etwa Radgeschwindigkeit des Fahrzeuges, und Bremsbefehle von der Steuereinheit 28 empfangen.
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Das Antriebsstrangsteuersystem 74, wie gezeigt in der in 2 dargestellten Ausführungsform, kann ebenfalls mit dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 interagieren, um die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeuges 14 während des Rücksetzens des Anhängers 12 zu regeln. Weiterhin hinsichtlich 2 kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 in der dargestellten Ausführungsform mit einer oder mehreren Vorrichtungen kommunizieren, umfassend ein Fahrzeugwarnsystem 76, das visuelle, auditive und taktile Warnungen auslösen kann. Beispielsweise können die Fahrzeugbremslichter 78 und die Fahrzeugwarnblinklichter eine visuelle Warnung bereitstellen und eine Fahrzeughupe 79 und/oder Lautsprecher 81 stellen hörbare Warnungen bereit. Zusätzlich können das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 und/oder Fahrzeugwarnsystem 76 mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 80 für das Fahrzeug 14 kommunizieren. Die HMI 80 kann eine Fahrzeuganzeige 82 umfassen, wie z. B. eine auf der Mittelkonsole angebrachte Navigations- oder Unterhaltungsanzeige (1). Ferner kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 mittels Drahtloskommunikation mit einer anderen Ausführungsform der HMI 80 kommunizieren, wie z. B. mit einer oder mehreren mobilen oder tragbaren Vorrichtungen, umfassend ein oder mehrere Smartphones. Die tragbare Vorrichtung kann auch die Anzeige 82 umfassen, um einem Benutzer ein oder mehrere Bilder oder weitere Informationen anzuzeigen. Beispielsweise kann die tragbare Vorrichtung ein oder mehrere Bilder des Anhängers 12 und einen Hinweis auf den geschätzten Kupplungswinkel auf der Anzeige 82 anzeigen. Ferner kann die tragbare Vorrichtung Rückmeldeinformationen wie visuelle, hörbare oder taktile Warnungen bereitstellen.
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Wie ferner in 2 dargestellt, umfasst das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 eine Lenkeingabevorrichtung 18, die mit der Steuereinheit 28 verbunden ist, um die Kommunikation von Information zwischen diesen zu ermöglichen. Es wird hierin offenbart, dass die Lenkeingabevorrichtung 18 mit der Steuereinheit 28 verdrahtet oder drahtlos gekoppelt werden kann. Die Lenkeingabevorrichtung 18 stellt dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 Informationen bereit, um den erwünschten Rückfahrweg des Anhängers 12 zu definieren, damit die Steuereinheit 28 dies verarbeiten kann und Lenkbefehle erzeugen kann. Im Speziellen kann die Lenkeingabevorrichtung 18 eine Auswahl oder positionelle Information bereitstellen, die mit dem erwünschten Rückfahrweg 26 des Anhängers 12 zusammenhängt. Die Anhängerlenkbefehle, die von der Lenkeingabevorrichtung 18 bereitgestellt werden, können Informationen hinsichtlich der befohlenen Veränderung im Weg, wie beispielsweise eine zunehmende Veränderung in der Soll-Krümmung 26, und Informationen hinsichtlich eines Hinweises, dass der Anhänger 12 entlang eines durch die Mittellinienlängsachse des Anhängers 12 definierten Weges fahren soll, wie einen Soll-Krümmungswert von Null, der einen im Wesentlichen geraden Fahrweg für den Anhänger definiert, umfassen. Wie unten detaillierter besprochen wird, kann die Lenkeingabevorrichtung 18 gemäß einer Ausführungsform eine bewegliche Steuereingabevorrichtung umfassen, die einem Fahrer des Fahrzeuges 14 erlaubt, die erwünschten Anhängerlenkaktionen zu befehlen oder anderenfalls eine Soll-Krümmung auszuwählen und zu verändern. Beispielsweise kann die bewegliche Steuereingabevorrichtung ein drehbarer Knopf 30 sein, der um eine Drehachse drehbar ist, die sich durch eine Oberfläche oder die Vorderseite des Knopfes 30 erstreckt. In anderen Ausführungsformen kann der drehbare Knopf 30 um eine Drehachse drehbar sein, die sich im Wesentlichen parallel zur Oberfläche oder Vorderseite des Knopfes 30 erstreckt. Ferner kann die Lenkeingabevorrichtung 18 gemäß zusätzlichen Ausführungsformen alternative Vorrichtungen zur Bereitstellung einer erwünschten Krümmung 26 oder anderer Informationen, die den erwünschten Rückfahrweg definieren, umfassen, wie z. B. ein Joystick, ein Tastenfeld, eine Serie von niederdrückbaren Knöpfen oder Schaltern, eine Schiebeeingabevorrichtung, verschiedene Benutzerschnittstellen auf einer Anzeige mit Touch-Screen, ein sichtbasiertes System, das Gesten empfängt, eine Steuerschnittstelle auf einer tragbaren Vorrichtung und andere erdenkliche Eingabevorrichtungen, die allgemein von durchschnittlichen Fachleuten verstanden werden. Es wird erwogen, dass die Lenkeingabevorrichtung 18 auch als Eingabevorrichtung für andere Eigenschaften funktionieren kann, wie z. B. Eingaben bereitstellen für andere Fahrzeugeigenschaften oder -systeme.
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Immer noch hinsichtlich der Ausführungsform gezeigt in 2 wird die Steuereinheit 28 mit einem Mikroprozessor 84 konfiguriert, um Logik und Programme, die in einem Speicher 86 gespeichert sind, die Information vom Sensorsystem 16 empfangen, umfassend das Anhängersensormodul 20, den Kupplungswinkelsensor 44, die Lenkeingabevorrichtung 18, das Servolenkungssystem 62, das Bremssteuersystem 72, das Anhängerbremssystem, das Antriebsstrangsteuersystem 74 und andere Fahrzeugsensoren und Vorrichtungen, zu verarbeiten. Die Steuereinheit 28 kann Fahrzeuglenkinformation und Befehle entsprechend aller oder einem Teil der empfangenen Informationen erzeugen. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und Befehle an das Servolenkungssystem 62 bereitgestellt werden, um das Lenken des Fahrzeuges 14 zu beeinflussen, um den befohlenen Weg für den Anhänger 12 zu erzielen. Die Steuereinheit 28 kann den Mikroprozessor 84 und/oder andere analoge und/oder digitale Schaltungen enthalten, um ein oder mehrere Programme zu verarbeiten. Die Steuereinheit 28 kann auch den Speicher 86 enthalten, um ein oder mehrere Programme zu speichern, umfassend ein Kupplungswinkelschätzprogramm 130, ein Betriebsprogramm 132 und ein Krümmungsprogramm 98. Es sollte sich verstehen, dass die Steuereinheit 28 eine eigenständige, spezielle Steuereinheit sein kann oder eine gemeinsame Steuereinheit, integriert mit anderen Steuerfunktionen, wie z. B. integriert mit dem Sensorsystem 16, dem Servolenkungssystem 62, und andere erdenkliche Fahrzeugsteuersysteme innerhalb oder außerhalb des Fahrzeuges.
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Eine kinematische Beziehung zwischen einer Wegkrümmung des Anhängers 12 und dem Lenkwinkel des Fahrzeuges 14, das den Anhänger 12 zieht, kann für ein Anhängerrückfahrassistenzsystem 10, das gemäß einiger Ausführungsformen konfiguriert ist, welche die Nutzung eines Krümmungsprogramms 98 der Steuereinheit 28 in einer Ausführungsform umfasst, erwünscht sein. Die Anhängerwegkrümmung κ2 kann von der Fahrereingabe mittels der Lenkeingabevorrichtung 18 bestimmt sein. Durch die Verwendung einer Gleichung zur Bereitstellung des Lenkwinkels kann ein entsprechender Lenkbefehl durch das Krümmungsprogramm 98 erzeugt werden, um das Servolenkungssystem 62 des Fahrzeuges 14 zu steuern.
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Nun hinsichtlich 3 wird eine Ausführungsform der Lenkeingabevorrichtung 18 dargestellt, die auf einer Mittelkonsole 108 des Fahrzeuges 14 nahe eines Gangschalthebels 110 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform umfasst die Lenkeingabevorrichtung 18 einen drehbaren Knopf 30, um der Steuereinheit 28 den Soll-Rückfahrweg des Anhängers 12 bereitzustellen. Im Speziellen kann die Winkelposition des drehbaren Knopfes 30 einer Soll-Krümmung entsprechen, sodass die Drehung des Knopfes zu einer anderen Winkelposition eine andere Soll-Krümmung, mit zunehmender Veränderung basierend auf dem Ausmaß der Drehung und, in einigen Ausführungsformen, einer normierten Rate bereitstellt, wie hierin detaillierter beschrieben.
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Der drehbare Knopf 30, wie in 4 gezeigt, kann vorgespannt (z. B. durch einen Federrücklauf) in die Mitte oder Ruhezustandsposition P(AR) zwischen entgegengesetzten Rotationsbewegungsbereichen R(R), R(L) sein. In der dargestellten Ausführungsform entspricht ein erster der entgegengesetzten Rotationsbewegungsbereiche R(R) im Wesentlichen einem zweiten der entgegengesetzten Rotationsbewegungsbereiche R(L), R(R). Um ein taktiles Anzeigen des Ausmaßes der Drehung des drehbaren Knopfes 30 bereitzustellen, kann ein Drehmoment, das den Knopf in Richtung der Ruhezustandsposition P(AR) vorspannt, sich (d. h. nichtlinear) in Abhängigkeit vom Drehungsausmaß des drehbaren Knopfes 30 bezüglich der Ruhezustandsposition P(AR) vergrößern. Zusätzlich kann der drehbare Knopf 30 mit Schaltstellungsrastungen konfiguriert werden, sodass der Fahrer die Ruhezustandsposition P(AR) förmlich spüren kann und die Enden der entgegengesetzten Rotationsbereiche R(L), R(R) herannahen spüren kann (z. B. sanfte Endanschläge). Der drehbare Knopf 30 kann einen Soll-Krümmungswert in Abhängigkeit eines Drehungsausmaßes des drehbaren Knopfes 30 in Bezug auf die Ruhezustandsposition P(AR) und einer Bewegungsrichtung des drehbaren Knopfes 30 in Bezug auf die Ruhezustandsposition P(AR), die selbst einem Nullkrümmungsbefehl 26 entsprechen kann, erzeugen. Es ist auch in Betracht gezogen, dass die Rotationsrate des drehbaren Knopfes 30 auch verwendet werden kann, um die Ausgabe der Soll-Krümmung 26 für die Steuereinheit 28 zu bestimmen. Die Leerposition 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 Rückfahrweges 214 (4) (Nullanhängerkrümmungsbefehl durch den Fahrer) zurückgesetzt wird, wie definiert durch die Längsrichtung 22 des Anhängers 12, wenn der Knopf auf Ruhezustandsposition P(AR) zurückgestellt wird. Eine maximale Position des Knopfes im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn (d. h. die Grenzen der entgegengesetzten Rotationsbereiche R(R), R(L)) kann jeweils einem entsprechenden Signal, das den engsten Krümmungsradius des Weges des Anhängers 12 (d. h. die spitzesten Krümmung oder der kleinste Krümmungsradius) anzeigt, der möglich ist, ohne dass die dazugehörige Fahrzeuglenkinformation eine Querstellbedingung erzeugt, entsprechen.
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Wie in 4 gezeigt, kann ein Fahrer den drehbaren Knopf 30 drehen, um eine Soll-Krümmung 26 bereitzustellen, während der Fahrer des Fahrzeuges 14 den Anhänger 12 zurückfährt. In der dargestellten Ausführungsform rotiert der drehbare Knopf 30 um eine Mittelachse zwischen einer Zentrums- oder Mittelposition 114, entsprechend einem im Wesentlichen geraden Rückfahrweg 26, wie definiert durch die Längsrichtung 22 des Anhängers 12, und verschiedenen Drehpositionen 116, 118, 120, 122 auf entgegengesetzten Seiten der Mittelposition 114, die die Soll-Krümmung 26 befehlen, die einem Radius des Soll-Rückfahrweges des Anhängers 12 zur befohlenen Drehposition entspricht. Es ist auch in Betracht gezogen, dass der drehbare Knopf 30 gemäß Ausführungsformen des offenbarten Erfindungsgegenstands konfiguriert werden kann und ein Mittel weglassen kann, um auf die Ruhezustandsposition P(AR) zwischen gegenüberliegenden Drehbereichen vorgespannt zu sein. Ein Fehlen solch einer Vorspannung erlaubt es, dass eine momentane Drehposition des drehbaren Knopfes 30 beibehalten werden kann, bis die Drehsteuereingabevorrichtung manuell auf eine andere Position gestellt wird.
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Hinsichtlich 5 wird ein Beispiel für die Verwendung der Lenkeingabevorrichtung 18 zur Vorgabe einer Krümmung des Soll-Rückfahrweges (POT) des Anhängers 12, während der Anhänger 12 mit dem Fahrzeug 14 zurückgesetzt wird, gezeigt. In der Vorbereitung zum Rücksetzen des Anhängers 12 kann der Fahrer des Fahrzeuges 14 das Fahrzeug 14 vorwärts entlang eines Durchfahrtsweges (PTP) fahren, um das Fahrzeug 14 und den Anhänger 12 in einer ersten Rückfahrposition B1 zu positionieren. In der ersten Rückfahrposition B1 sind das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 der Länge nach gleichgerichtet, sodass eine Mittellinienlängsachse L1 des Fahrzeuges 14 und die Mittellinienlängsachse L2 des Anhängers 12 fluchtend ausgerichtet (d. h. parallel oder übereinstimmend) sind. Es ist hierin offenbart, dass solch eine Ausrichtung der Längsachsen L1, L2 zu Beginn eines Beispiels von Anhängerrückfahrfunktionalität nicht Voraussetzung für die Durchführung eines Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 ist, aber zur Kalibrierung durchgeführt werden kann.
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Nach der Aktivierung des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 (d. h. vor, nach oder während der Durchfahrtssequenz) beginnt der Fahrer, den Anhänger 12 zurückzusetzen, indem das Fahrzeug 14 aus der ersten Rückfahrposition B1 zurückgefahren wird. Solange der drehbare Knopf 30 der Anhängerrückfahrlenkeingabevorrichtung 18 in der Ruhezustandsposition P(AR) bleibt und keine weiteren Lenkeingabevorrichtungen 18 aktiviert werden, wird das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 das Fahrzeug 14 so lenken, wie es nötig ist, um den Anhänger 12 entlang eines im Wesentlichen geraden Weges zurückzusetzen, wie definiert durch die Längsrichtung 22 des Anhängers 12, im Speziellen der Mittellinienlängsachse L2 des Anhängers 12, zu der Zeit, in der das Rückfahren des Anhängers 12 begann. Wenn der Anhänger 12 die zweite Rückfahrposition B2 erreicht, dreht der Fahrer den drehbaren Knopf 30, um dem Anhänger 12 zu befehlen, nach rechts (d. h. eine Knopfposition R(R) Rotation im Uhrzeigersinn) gelenkt zu werden. Folglich wird das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 das Fahrzeug 14 lenken, damit der Anhänger 12 nach rechts gelenkt wird, in Abhängigkeit vom Drehausmaß des drehbaren Knopfes 30 in Bezug auf die Ruhezustandsposition P(AR), einer Geschwindigkeitsbewegung des Knopfes und/oder einer Bewegungsrichtung des Knopfes in Bezug auf die Ruhezustandsposition P(AR). In ähnlicher Weise kann dem Anhänger 12 auch befohlen werden, nach links zu lenken, indem der drehbare Knopf 30 nach links gedreht wird. Wenn der Anhänger 12 die Rückfahrposition B3 erreicht, erlaubt der Fahrer dem drehbaren Knopf 30, zur Ruhezustandsposition P(AR) zurückzudrehen, damit wird das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 dazu veranlasst, das Fahrzeug 14 so zu lenken, wie es nötig ist, damit der Anhänger 12 entlang eines im Wesentlichen geraden Weges, wie definiert durch die Mittellinienlängsachse L2 des Anhängers 12 in der Zeit, in der der drehbare Knopf 30 zur Ruhezustandsposition P(AR) zurückgedreht wird, zurückgefahren wird. Danach lenkt das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 das Fahrzeug 14 so, wie es nötig ist, um den Anhänger 12 entlang dieses im Wesentlichen geraden Weges bis zur vierten Rückfahrposition 64 zurückzufahren. In dieser Hinsicht werden gekrümmte Teile eines Weges POT des Anhängers 12 durch die Rotation des drehbaren Knopfes 30 vorgegeben und gerade Teile eines Weges POT durch die Orientierung der Mittellinienlängsachse L2 des Anhängers 12, wenn der Knopf 230 in der/zurück in der Ruhezustandsposition P(AR) ist, vorgegeben.
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In der Ausführungsform dargestellt in 5 interagiert der Fahrer mit dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 um das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 zu aktivieren, und es lenkt dann automatisch, wenn der Fahrer das Fahrzeug 14 zurückfährt. Wie oben besprochen kann der Fahrer den Anhängerrückfahrweg befehlen, indem er eine Lenkeingabevorrichtung 18 verwendet, und die Steuereinheit 28 kann den Fahrzeuglenkwinkel bestimmen, um die erwünschte Krümmung 26 zu erzielen, wobei der Fahrer das Gas und die Bremse steuert, während das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 die Lenkung steuert.
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Nun hinsichtlich 6–8 ist eine weitere Ausführungsform eines Steuerknopfes 230 dargestellt und kann verwendet werden, um das Fahrzeug 14 zu steuern, während ein Anhänger 12 rückgesetzt wird, basierend auf einem Anhängersteuerbefehl, wie z. B. entlang eines Krümmungsweges 26 durch die Anpassung des Soll-Anhängersteuerbefehles gemäß einer bestimmten, auswählbaren Befehlsposition. In einer Ausführungsform kann der Anhängersteuerbefehl ein bestimmter Krümmungsweg 26 sein, gemäß der Art wie oben besprochen hinsichtlich 3–5. Im Speziellen kann Knopf 230 verwendet werden, um den Krümmungsweg 26 anzupassen, indem ein Steuerelement 232 davon, entgegen dem vorspannenden Drehmoment, von der Ruhezustandsposition P(AR) weggedreht wird, entweder in den linken Drehbereich R(L) oder den rechten Drehbereich R(R), die sich davon weg erstrecken. Solch ein Knopf 230 kann auch auf diese Art verwendet werden, um einen gesteuerten Kupplungswinkel γ des Anhängers 12 in Bezug auf das Fahrzeug 14 anzupassen, indem dieselbe Art von mittelpunkts-vorgespannter Bewegung in Zusammenhang mit einem Rückfahrassistenzsystem, das winkelbasiert statt krümmungsbasiert ist, genutzt wird.
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Wie dargestellt und hierin beschrieben, kann Knopf 230 eine Multifunktionsschnittstelle für die Steuerung des Fahrzeuges 14 beim Rücksetzen des Anhängers 12 unter Verwendung einer Steuereinheit 28 zur Umsetzung eines Krümmungsprogramms 98 sowie beim Aktivieren des Krümmungsprogrammes 98 und ferner beim Steuern und Bedienen zusätzlicher Systeme des Fahrzeuges 14 umfassen. Knopf 230 umfasst einen Körper 234, der auf einem Teil 236 der Konsole 108 oder einem anderen Teil des dazugehörigen Armaturenbrettes oder Innenstruktur des Fahrzeuges 14 montiert ist, wobei solche eine Struktur sich außerhalb von Knopf 230 erstreckt. Ein ringförmiges Steuerelement 232 wird auf dem Körper 234 so montiert, dass es darauf drehbar ist, umfassend innerhalb des angegebenen linken Bewegungsbereichs R(L) und rechten Bewegungsbereichs R(R). In einer Ausführungsform kann das Steuerelement 232 in Richtung der Ruhezustandsposition P(AR) federvorgespannt sein, sodass das Steuerelement 232 bei Wegdrehung von der Ruhezustandsposition P(AR) unter zunehmendem Drehmoment zurück zur Ruhezustandsposition P(AR) steht und dorthin zurückkehrt, wenn keine äußere Kraft (wie von einem Benutzer) darauf einwirkt. In einer anderen Ausführungsform kann das Steuerelement 232 mechanisch von dem dazugehörigen Federrückstellungselement (das entweder eine Feder oder ähnliches umfassen kann) entweder durch eine Manipulation des Knopfes 230 oder automatisch durch die Steuereinheit 28 abgekoppelt werden, wie beschrieben in der gleichzeitig anhängigen, gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung Seriennummer 14/813,642, deren gesamte Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen ist. Ein Druckknopf 242 ist auch auf dem Körper 234 montiert und innerhalb des Steuerelements 232 positioniert. Der Druckknopf 242 kann niederdrückbar sein, um der Steuereinheit 28 ein Signal zu übermitteln, was in einem Beispiel dem Druckknopf 242 die generelle Funktion eines „Enter” oder „Ok”-Knopfes geben kann, um eine gewisse Funktion (umfassend die Umsetzung des Krümmungsprogramms 98) zu beginnen oder um als Auswahl- oder Bestätigungsknopf hinsichtlich eines auswählbaren Punktes in einem navigierbaren Menü zu fungieren, wie weiter unten beschrieben wird. Knopf 242 kann eine Statusanzeige 250 darauf umfassen, die dem Nutzer Informationen präsentiert, darunter Information zu, z. B., der Aktion, die umgesetzt werden kann, wenn der Knopf 242 niedergedrückt wird, oder dass das Fahrzeugsystem durch ein Steuerelement 232 gesteuert oder manipuliert wird, wie weiter unten beschrieben. Eine solche Statusanzeige 250 kann einen Anzeigebildschirm innerhalb von Knopf 242 umfassen oder eine Vielzahl beleuchtbarer Symbole. In einer anderen Ausführungsform kann die Oberfläche des Körpers 234 oder Knopfes 242 (je nachdem, welcher Teil des Knopfes 230 innerhalb des inneren Profils des Steuerelements 232 freiliegt) ein Bildschirmelement (z. B. einen Dünnfilmtransistor-(„TFT”)Bildschirm oder ähnliches), in dem die Symbole graphische Element sind, die darauf angezeigt werden, umfassen oder dadurch definiert sein.
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In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Steuerelement 232 durch ein internes elektromechanisches Element mit dem Körper 234 gekoppelt werden, das gesteuert werden kann, um gegebenenfalls einen simulierten Vorspannungsvorgang für das Steuerelement 232 in Bezug auf den Körper 234 zu implementieren, um dadurch zu bewirken, dass die Bewegung des Steuerelements 232 auf den oben beschriebenen, mittels Feder vorgespannten Bewegungstyp 238 beschränkt wird. Wie hierin besprochen kann ein elektromechanisches Element jede Vorrichtung oder jedes Element sein, die/das einen elektrischen Strom verwendet, um einen mechanischen oder physikalischen Vorgang zu erzielen. In einem Beispiel kann das elektromechanische Element einen Motor, allein oder in Kombination mit anderen mechanischen Elementen, wie verschiedenen Verbindungen, Federn, Zahnrädern und dergleichen umfassen, die angeordnet sein können, um die Effekte von verschiedenen anderen physikalischen Kopplungen zwischen dem Steuerelement 232 und dem Körper 234 nachzubilden. Eine solche Anordnung eines Knopfs 230 einschließlich eines elektromechanischen Elements ist in der gleichzeitig anhängigen, gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/878,227 ausführlicher beschrieben, deren gesamte Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen ist.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 9–11 wird die Steuerung des Fahrzeugs 14 beim Rücksetzen des Anhängers 12 unter Verwendung des Knopfs 230 beschrieben. In einem beispielhaften Szenario kann das Krümmungsprogramm 98 durch Drücken der Taste 242 aktiviert werden, was durchgeführt werden kann, um die Auswahl eines „Anhängerrückfahrassistenz”-(oder „TBA”)Modus (Punkt 284a) in einem navigierbaren Menü 286, wie in 11 dargestellt, zu bestätigen. Das Menü 286 kann durch Scrollen oder Durchgehen der verschiedenen Menüpunkte 284a, 284b und 284c, die eine erste anfängliche Menüebene 286a bilden, unter Verwendung des Steuerelements 232 navigiert werden, das gedreht werden kann, um die Kennzeichnung (z. B. durch Hervorheben oder Anzeige in einer anderen Farbe oder Schattierung angegeben) eines bestimmten Punkts aus den Menüpunkten 284a, 284b und 284c als einen auswählbaren Menüpunkt zu verändern. In einer Ausführungsform, in der Steuerelement 232 mit dem Körper 234 auf fixierte, mittels Feder vorgespannte Weise gekoppelt ist, kann das Beibehalten des Steuerelements 232 in der Ruhezustandsposition P(AR) zu einer Auswahl von Menüpunkt 284b oder des Mittleren einer Dreipunktanzeige führen, wobei eine solche Auswahl durch Drehen des Steuerelements 232 in dem linken Bewegungsbereich R(L) um einen vorbestimmten Abstand (z. B. 20°) auf Punkt 284a veränderbar ist. Ähnlich dazu kann Menüpunkt 284c durch Drehen eines Steuerelements 232 in dem rechten Bewegungsbereich R(R) um den vorbestimmten Abstand ausgewählt werden. In dem vorliegenden Beispiel kann Taste 242 gedrückt werden, wenn der Soll-Menüpunkt 284a hervorgehoben wurde, wobei eine „OK”-Nachricht auf Anzeige 250 dargestellt wird, um zu signalisieren, dass Taste 242 mit einer „Eingabe”-Funktionalität bezeichnet ist und/oder dass das Krümmungsprogramm 98 aktiviert sein kann. In beiden der oben beschriebenen Ausführungsformen, worin das Steuerelement 232 zwischen verschiedenen Bewegungstypen verändert werden kann, einschließlich einer ungehinderten Drehung und mittels Feder vorgespannter Drehung weg von einer Ruhezustandsposition P(AR) (entweder durch ein elektromechanisches Element oder anderweitig), wenn das Steuerelement 232 für die Auswahl eines Menüpunkts 284a, 284b oder 284c verwendet wird, z. B. kann Knopf 230 konfiguriert sein, eine ungehinderte Drehung von Steuerelement 232 zu ermöglichen und kann bei Aktivierung des Krümmungsprogramms 98 auf den mittels Feder vorgespannten Bewegungstyp umschalten (wie durch Eingabe durch Steuereinheit 28).
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Wurde das Krümmungsprogramm 98 aktiviert, kann sich Anzeige 250 ändern, um ein Symbol oder Text gemäß eines Anzeigemodus darzustellen, der den Benutzer darüber informiert, dass der Anhängerrückfahrassistenzmodus eingegeben wurde, wie in 10 dargestellt. Bei einem solchen Vorgang kann das Steuerelement 232 von der Ruhezustandsposition P(AR) weggedreht werden, wie innerhalb des linken Bewegungsbereichs R(L) oder des rechten Bewegungsbereichs R(R), um den Krümmungsbefehl 26 weg von der mittleren Knopfposition 214 in eine momentane Position aus den angegebenen gedrehten Richtungspositionen 216, 218, 220 und 222 einzustellen, die verschiedene Richtungspositionen umfassen, die rund um die Ruhezustandsposition P(AR) entgegengesetzt angeordnet sind. Wie in 6 dargestellt, entsprechen die Positionen des Steuerelements 232 verschiedenen eingestellten Krümmungspfaden, die in 9 dargestellt sind. Auf diese Art und wie oben unter Bezugnahme auf 4 weiter besprochen wird, kann Steuereinheit 28 die Lenkung des Fahrzeugs 14 entsprechend steuern, um den Anhänger 12 entlang des Sollwegs zu halten, der einer bestimmten momentanen Anhängersteuerbefehlsposition von Steuerelement 232 entspricht, wie durch Steuereinheit 28 basierend auf der jeweiligen Position von Steuerelement 232 interpretiert wird. In dem oben beschriebenen Beispiel, in dem ein elektromechanisches Element als innerhalb des Knopfs 230 in einer operablen Beziehung mit Steuerelement 232 ausgebildet dargestellt ist, kann das elektromechanische Element verwendet werden, um die Bewegungstypen von Steuerelement 232 in Bezug auf den Körper 234 zu steuern. Auf diese Art können entsprechende Endpunkte der Drehung im linken Bereich R(L) und dem rechten Bereich R(R) implementiert werden und durch das elektromechanische Element in Echtzeit eingestellt werden, um der berechneten Maximalkrümmung zu entsprechen, der befohlen werden kann, den Kupplungswinkel γ unter dem kritischen Kupplungswinkel γc zu halten, wie gemäß dem oben besprochenen Ablauf berechnet wird.
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Wie oben besprochen kann die Verwendung eines Knopfs mit einem drehbaren Steuerelement, wie Knopf 230 mit Steuerelement 232, das operabel darauf angeordnet ist, verwendet werden, um andere Systeme oder Betriebsmodi von Fahrzeug 14 zu steuern. Wie in 11 dargestellt, kann Knopf 230 verwendet werden, um verschiedene zusätzliche Fahrzeug-14Funktionen durch Auswählen von entsprechenden Menüpunkten 284b und 284c, die auf Anzeige 282 dargestellt sind, zu implementieren. In dem in 11 dargestellten Beispiel können solche Menüpunkte 284b und 284c jeweils der Bergabfahrsteuer-(„HDC”)Funktion und der Geländeanpassungssystem-(„TMS”)Funktion entsprechen, und können durch einen geeigneten Beginnbefehl unter Verwendung von Knopf 230 aktiviert werden. Im Allgemeinen kann HDC in unwegsamem Gelände ein flüssiges und steueriertes Bergabfahren von Fahrzeug 14 bereitstellen, ohne dass der Benutzer das Bremspedal betätigen muss. Wenn dies aktiviert ist, wie durch die Navigation auf den Menüpunkt 284b, der einer Eingabeposition des Steuerelements 232 entsprechen kann, wenn es sich z. B. in einem ungehinderten Drehbewegungsmodus oder -Typ aus einer Vielzahl von Menübefehlspositionen befindet, und Bestätigung durch Drücken der Taste 242, fährt das Fahrzeug 14 unter Verwendung des ABS-Bremssystems 72 bergab, um die Geschwindigkeit jedes Reifens einzeln zu steuern, was notwendig ist, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 unter einer Soll-Geschwindigkeit zu halten (die in einer Ausführungsform auch unter Verwendung von Knopf 230 ausgewählt oder verändert werden kann). Ähnlich dazu kann HDC die Verwendung oder das Leistungsverhalten des Antriebs, des Getriebes und der Bremsen verändern, um eine spezielle Fahrzeugsteuerung oder Bewegungsdynamiken bereitzustellen, die an unterschiedliche Geländearten angepasst sind, auf denen das Fahrzeug 14 gefahren werden kann, einschließlich z. B. Sand, Schotter, Schlamm, Schnee, normalen Straßenoberflächen und dergleichen. Wie in 11 ferner dargestellt ist, kann, wenn der TMS-Modus ausgewählt wurde, z. B. ein Untermenü 288 angezeigt werden, das verschiedene zusätzliche Menüpunkte 284d, 284e und 284f umfasst, die zusätzlichen Unterfunktionen der ausgewählten Funktion entsprechen, die in dem ausgewählten Beispiel Geländeoptionen innerhalb des TMS betreffen. Solche Menüpunkte 284d, 284e und 284f können navigiert werden und auf ähnliche Weise wie Menüpunkte 284a, 284b und 284c innerhalb der ersten Menüebene 286 ausgewählt werden. Ferner kann die Anzeige 282 Richtungsindikatoren 292a und 292b anzeigen, um einen Benutzer über die Richtung zu informieren, in die das Steuerelement 232 gedreht werden kann, um den ausgewählten Menüpunkt 284a, 284b oder 284c zu verändern. Wie in der bereits zuvor aufgenommenen US-Patentanmeldung Nr. 14/825,434 beschrieben ist, kann der Knopf 230 auch in einem oder mehreren Bewegungstypen verwendet werden, die oben beschrieben sind, um innerhalb von zusätzlichen Menüs innerhalb der Anzeige 282 (was System 10 sowie zusätzliche Fahrzeugsysteme und den Betrieb wie Klimaanlage, Multimedia etc. betreffen kann) sowie Menüpunkten, die in bestimmten Momenten darauf angezeigt werden, navigieren zu können und um verschiedene Informationen, die auf Anzeige 282 dargestellt werden, einzugeben oder zu bestätigen.
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Wie in 12 dargestellt ist kann eine weitere Ausführungsform von Knopf 330 eine Vielzahl von Modusauswahltasten 340a, 340b, 340c und 340d umfassen, die jeweils der Anhängerrückfahrassistenz-(„TBA”)Funktion (implementiert unter Verwendung von Krümmungsprogramm 98), TMS-, HDC- und aktiven Einparkassistenz-(„APA”)Funktion entsprechen können, wie in der gleichzeitig anhängigen, gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung N. 14/859,551 genauer besprochen wird, deren gesamte Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen wurde. Tasten 340a, 340b, 340c und 340d können auf einer Oberseite 390 des Körpers 334 angeordnet sein und können die Bestätigungstaste 342 umranden oder anderweitig umgeben. Ein Benutzer kann mit einem solchen Knopf 330 durch direktes Auswählen eines Systems interagieren, das durch Drücken der entsprechenden Taste aus den Tasten 340a, 340b, 340c und 340d zu implementieren oder zu steuern ist. Wie oben besprochen kann der Benutzer bei einer Auswahl einer TBA-Funktion den Soll-Krümmungspfad 26 des Fahrzeug-14 und des Anhänger-12Gespanns durch Drehen des Steuerelements 332 steuern, was wie oben besprochen in Richtung einer Ruhezustandsposition, die einem Nullkrümmungsbefehl entspricht, mittels Feder vorgespannt sein kann. TMS- und HDC-Funktionen können auch auf eine ähnliche Weise wie jene gesteuert werden, die oben in Bezug auf den Knopf 330 gesprochen wurde, einschließlich der Verwendung von Steuerelement 332, um die Menüpunkte, die in einem Untermenü 388 auf Anzeige 382 dargestellt werden, zu navigieren, was ebenfalls unten genauer beschrieben wird, und der Bestätigung einer Auswahl unter Verwendung von Taste 342.
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APA kann von einem Parkassistenzsystem implementiert werden, das auch innerhalb von Fahrzeug 14 vorhanden ist und kann verschiedene Sensoren von Fahrzeug 14 verwenden, einschließlich jener, die in dem Sensorsystem 16 vorhanden sind, um das Servolenkungssystem 62 (und gegebenenfalls das Antriebsstrangsteuersystem 74 und das Bremssteuersystem 72) zu steuern, um eine autonome, semiautonome oder assistierte Parkfunktion in zumindest einem der verschiedenen Einparkmodi bereitzustellen. Es gilt anzumerken, dass sich der Parkassistenzmodus, einschließlich der verschiedenen unten beschriebenen Teilmodi oder -Schemata, dadurch von dem Anhängerrückfahrassistenzmodus unterscheidet, als dass er Lenkbefehle basierend auf einem Pfad implementiert, der anstelle eines Krümmungspfads oder Soll-Kupplungswinkels für die Einfahrt oder Ausfahrt in oder aus einer Parklücke bestimmt wird. Der Parkassistenzmodus kann konfiguriert sein, nur dann betrieben zu werden, wenn kein Anhänger 12 mit dem Fahrzeug 14 gekoppelt ist und kann ferner im Rückwärtsgang sowie im Vorwärtsgang betrieben werden. Im Allgemeinen kann die Parkassistenzfunktion innerhalb einer einzigen Fahrzeugsteuereinheit 28 vorhanden sein, die auch das oben beschriebene Krümmungsprogramm 98 für die Anhängerrückfahrassistenzfunktion implementiert. Dementsprechend können sich das Parkassistenz-„System” und das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 überschneiden und können durch zusätzliches Programmieren oder Module, die mit der Steuereinheit 28 in Zusammenhang stehen, dargestellt werden. In einem solchen Beispiel können Knopf 330 sowie Tasten 340a, 340b, 340c und 340d zur Auswahl oder zum Auslösen der verschiedenen Modi, die mit Knopf 330 in Verbindung stehen, und Verwendung von Knopf 330 zur Steuerung oder Eingabe anderer Eingaben in solchen Modi mit der Steuereinheit 28 gekoppelt sein.
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Wie in 12–14 dargestellt ist, kann das Parkassistenzsystem dazu in der Lage sein, eine Längsparkhilfe bereitzustellen. Unter Bezugnahme auf 14 kann ein Benutzer bei Positionieren des Fahrzeugs 14 an einer geeigneten Stelle in Bezug auf die parallele Parklücke 370 die Taste 340d drücken, um ein Parkassistenzbeginnsignal an die entsprechende Steuereinheit zu senden. Bei Empfang eines solchen Signals kann die Steuereinheit ein Teilmenü 388, wie in 13 dargestellt, mit verschiedenen Einparkoptionen aufrufen, einschließlich Längsparken 384a, Schrägparken 384b und Ausparkassistent 384c. Der Benutzer kann den Soll-Modus, z. B. Längsparken 384 unter Verwendung von Steuerelement 332 und Taste 340 auf ähnliche Weise wie jene auswählen, die oben in Bezug auf 11 besprochen wurde. Wenn der Längsparkassistenzmodus implementiert wird, kann Steuereinheit 28 eine Auswahl einer Seite des Fahrzeugs 14 abwarten, auf der sich die parallele Parklücke 370 befindet. Eine Angabe, dass eine solche Auswahl benötigt wird, kann dem Benutzer z. B. über die Anzeige 382 angezeigt werden. Die Auswahl der geeigneten Fahrzeug-14Seite (die Fahrerseite in dem in 14 dargestellten Beispiel) kann durch den Benutzer durch Drehen des Steuerelements 332 in der geeigneten Richtung um einen vorbestimmten Winkel (z. B. etwa 10° oder mehr) vorgenommen werden, wobei die Auswahl dann zu diesem Zeitpunkt durch die Angabe auf HMI 80, einer hörbaren Interaktion oder durch Aufleuchten eines der Pfeile 354a, 354b auf der entsprechenden Seite von Knopf 330 bestätigt werden kann. In einem weiteren Beispiel kann der Benutzer einen Cursor (oder einen visuellen Indikator mit geeigneter Größe) bewegen, der im Vordergrund eines Bilds der Umgebung des Fahrzeugs 14 erscheint, das z. B. durch Kamera 46 erhalten werden kann und auf der Anzeige 382 dargestellt wird. Ein solcher Cursor oder ein anderer Indikator kann lateral auf eine Weise bewegt werden, die der Drehung/momentanen Position des Steuerelements 332 entspricht. Die Auswahl kann z. B. durch Drücken der Taste 340 bestätigt werden.
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Nachdem die geeignete Seiten- oder Positionsauswahl vorgenommen wurde, kann die Steuereinheit den gewünschten oder verfügbaren Längsparkenassistenzmodus implementieren. In einem Beispiel kann ein solcher Modus ein semiautonomer Längsparkmodus sein, worin der Benutzer weiterhin die Steuere über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über Gas- und Bremspedal innehat (auf ähnliche Weise wie in dem oben beschriebenen Anhängerrückfahrassistenzmodus), wobei das Fahrzeug 14 den Abstand zu benachbarten Fahrzeugen unter Verwendung einer Annäherungswarnung durch hörbare Signale oder durch visuelle Darstellung auf der Anzeige 382 angibt, was auch verwendet werden kann, um dem Fahrer des Fahrzeugs 14 Anweisungen („Rückwärts”, „Vorwärtsziehen” etc.) anzuzeigen. Gleichzeitig dazu kann das Parkassistenzsystem EPAS 62 so steuern, dass das Fahrzeug 14 einem parallelen Einparkpfad 372 folgt. In einem weiteren Modus kann das Längsparkassistenzsystem einen vollautonomen Längsparkmodus implementieren, in dem das Fahrzeug 14 EPAS 62 sowie das Bremssystem 72 und das Antriebsstrangsteuersystem 74 steuern kann, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu steuern, während EPAS 62 gesteuert wird, so dass das Fahrzeug 14 dem parallelen Einparkpfad 272 folgt. Andere Modi des Längsparkassistenten sind möglich und können unter Verwendung von Knopf 330 auf ähnliche Weise implementiert werden. Ferner kann Knopf 230 ebenfalls verwendet werden, um durch Hinzufügen eines entsprechenden Menüpunkts zu Menü 286, wie auf Anzeige 282 dargestellt wird (11) einen ähnlichen Parkassistenzmodus zu implementieren.
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Wie in 15 und 16 dargestellt ist kann ein Knopf 430 in einer weiteren Ausführungsform weg von einer mittleren Position (15) gekippt sein, um eine Auswahl zu treffen, einschließlich der oben beschriebenen Auswahlen des Anhängerrückfahrassistenzmodus, des Parkassistenzmodus, HDC und TMS. Ein solches Kippen kann in einer Vielzahl von beschränkten Kipprichtungen 440a, 440b, 440c und 440d in Auswahlpositionen geschehen, die jeweils dem oben beschriebenen Anhängerrückfahrassistenzmodus, dem Parkassistenzmodus, HDC und TMS entsprechen. In einem Beispiel kann Knopf 430 über eine Montagestruktur, einschließlich eines Verlängerungselements 434, mit der Konsole 108 gekoppelt sein, das innerhalb der Konsole 108 an einer Schnittstelle dazwischen gekoppelt ist, das eine Schaltungsanordnung umfassen kann, wie in der Form von internen Kontaktelementen. Die elektronische Schaltungsanordnung ist konfiguriert, ein Signal an die geeignete Steuereinheit, wie Steuereinheit 28, zu übertragen, z. B. beim Kippen von Knopf 430 in eine der oben erwähnten Kipprichtungen 440a, 440b, 440c und 440d. In einem Beispiel kann die Kippbewegung von Knopf 430 in Richtung Mittelposition mittels Feder vorgespannt sein (d. h. nicht gekippt), und die Kippbewegung davon kann auf innerhalb der beschriebenen Richtungen 440a, 440b, 440c und 440d beschränkt sein. In verschiedenen Aspekten kann das Kippen von Knopf 430 für eine zusätzliche Menünavigation und/oder -Auswahl verwendet werden. Das Auswählen von verschiedenen Parametern, Teilfunktionen oder dergleichen kann unter Verwendung von Steuerelement 432 vorgenommen werden, um Menüpunkte auf ähnliche Weise wie jene zu navigieren, die oben in Bezug auf 11 und 13 beschrieben wurde. Ähnlich dazu kann die Steuerung des Krümmungspfads 26 in Verbindung mit dem Krümmungsprogramm 98, wie während der TBA-Funktion implementiert wird, unter Verwendung von Steuerelement 432 auf ähnliche Weise wie jene durchgeführt werden, die oben in Bezug auf 9 und 10 besprochen wurde.
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Es gilt zu verstehen, dass Variationen und Modifikationen an der zuvor erwähnten Struktur vorgenommen werden können, ohne dabei von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen und ferner gilt zu verstehen, dass solche Konzepte von den nachfolgenden Patentansprüchen abgedeckt werden, sofern diese Patentansprüche in ihrer Sprache nicht ausdrücklich anderes nahelegen.
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Zum Zweck dieser Offenbarung bedeutet der Begriff „gekoppelt” (in allen seinen Formen, koppeln, Kopplung, gekoppelt etc.) im Allgemeinen die Verbindung von zwei Komponenten (elektrisch oder mechanisch) auf direkte oder indirekte Weise miteinander. Eine solche Verbindung kann stationär sein oder beweglich. Eine solche Verbindung kann erzielt werden, wenn die zwei Komponenten (elektrisch oder mechanisch) und jedes zusätzliche Zwischenelement einstückig als einziger Einheitskörper miteinander oder mit den zwei Komponenten ausgebildet werden. Eine solche Verbindung kann permanent oder entfernbar oder freigebbar sein, sofern nicht anders angegeben.
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Es ist ebenfalls wichtig, anzumerken, dass die Konstruktion und die Anordnung der Elemente der Erfindung, wie in den beispielhaften Ausführungsformen dargestellt, nur beispielhaft ist. Obwohl nur einige wenige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen in dieser Offenbarung detailliert beschrieben wurden, erkennen Fachleute bei der Durchsicht dieser Offenbarung ohne weiteres an, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Abwandlungen bei Größe, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Parameterwerte, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen etc.), ohne materiell von den neuen Lehren und Vorteilen des dargelegten Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig ausgebildet dargestellt sind, aus mehreren Teilen bestehen, oder Elemente, die als mehrere Teile dargestellt sind, können aus einstückig ausgebildet sein, der Betrieb der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Bauteile oder Verbindungsteile oder anderer Elemente des Systems können variiert werden, die Art oder Anzahl von Einstellungspositionen, die zwischen den Elementen bereitgestellt werden, können variiert werden. Es gilt anzumerken, dass die Elemente und/oder Anordnungen des Systems aus einer großen Vielzahl von Materialien, die eine ausreichend Stärke oder Widerstandsfähigkeit aufweisen, in einer jeden aus einer großen Vielzahl von Farben, Texturen oder Kombinationen konstruiert werden können. Dementsprechend sollen alle solche Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindungen fallen. Andere Substitutionen, Modifikationen, Veränderungen und Auslassungen können an der Auslegung, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der gewünschten und anderen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne dabei vom Geist der vorliegenden Erfindungen abzuweichen.
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Es gilt zu verstehen, dass jeder der beschriebenen Prozesse oder Schritte innerhalb der beschriebenen Prozesse mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten kombiniert werden kann, um Strukturen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung zu bilden. Die beispielhaften Strukturen und Prozesse, die hierin offenbart sind, dienen nur illustrativen Zwecken und sollen nicht als beschränkend ausgelegt werden.