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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage einer instabilen Bewegungssituation einer Anhängereinheit eines Gespanns im angehängten Zustand an einem Kraftfahrzeug des Gespanns. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem für ein Gespann sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Anhängereinheit und mit einer Steuerungsvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Unterstützungssysteme bekannt, welche eine instabile Bewegungssituation einer Anhängereinheit erfassen können und insbesondere Gegenmaßnahmen, wie beispielsweise eine Bremsung durch eine Verzögerungseinrichtung der Anhängereinheit, durchführen können. Insbesondere werden hierbei Winkelstellungen zwischen der Anhängereinheit und dem Kraftfahrzeug erfasst, mittels welchen die instabile Bewegungssituation erkannt wird.
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Beispielsweise offenbart die
US 9,340,228 B2 ein Unterstützungssystem für ein Gespann. Das Unterstützungssystem weist hierzu ein Anhängereinheit-Sensormodul auf, welches zumindest eine Gierrate der Anhängereinheit oder eine Anhängereinheit-Geschwindigkeit erfassen kann. Des Weiteren weist das Unterstützungssystem einen Kraftfahrzeugsensor auf, welcher eine Gierrate und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfassen kann. Eine Steuerungseinheit kann die Winkelstellung auf Basis der Gierrate des Kraftfahrzeugs, der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der Gierrate der Anhängereinheit oder der Anhängereinheit-Geschwindigkeit abschätzen. Insbesondere ist es dadurch möglich, eine instabile Bewegungssituation der Anhängereinheit zu erfassen.
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Nachteilig hierbei ist, dass die instabile Bewegungssituation erst dann erkannt ist beziehungsweise gegen die instabile Bewegungssituation erst dann eine Gegenmaßnahme eingeleitet wird, wenn die instabile Bewegungssituation bereits aufgetreten ist.
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Aufgabe der folgenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mittels welchem beziehungsweise mittels welchen eine kritische Situation für ein Gespann im Straßenverkehr vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage einer instabilen Bewegungssituation einer Anhängereinheit eines Gespanns im angehängten Zustand an einem Kraftfahrzeug des Gespanns. Mittels einer Erfassungseinrichtung wird zumindest ein die Anhängereinheit charakterisierender Parameter erfasst. Ein Bewegungsmodell wird für die Anhängereinheit in Abhängigkeit des die Anhängereinheit charakterisierenden Parameters erzeugt. Das Bewegungsmodell wird mit zumindest einem Bewegungsmuster erzeugt, das abhängig von zumindest einem fahrdynamischen Parameter des Gespanns erzeugt wird. Durch das Bewegungsmuster wird eine instabile Bewegungssituation charakterisiert. Es wird zumindest ein Ist-Wert zumindest eines den aktuellen und/oder eines zukünftigen Bewegungszustand des Gespanns charakterisierenden Parameters erfasst. Dieser Ist-Wert wird mit zumindest einem Bewegungsmuster des Bewegungsmodells verglichen, wobei abhängig von dem Vergleich vorhergesagt wird, ob die Anhängereinheit des Gespanns eine instabile Bewegungssituation einnehmen wird. Dadurch ist es somit ermöglicht, vorausschauend das zukünftige Bewegungsverhalten des Gespanns zu bewerten und bereits vor dem Eintritt einer instabilen Bewegungssituation diese zu erkennen. Dadurch kann dann auch vor dem Eintritt einer derartigen kritischen Situation reagiert werden und der Eintritt dieser kritischen Situation grundsätzlich verhindert werden oder zumindest vorher derart reagiert werden, dass diese Situation deutlich entschärft ist. Gerade durch die Modellerstellung mit dem Bewegungsmuster können präzise Vorhersagen erfolgen.
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Insbesondere kann dadurch individuell an die Anhängereinheit angepasst das Bewegungsmodell erzeugt werden. Somit können die spezifischen Eigenschaften, insbesondere aktuellen Eigenschaften, der Anhängereinheit berücksichtigt werden. Insbesondere kann es sich bei der Anhängereinheit um einen Anhänger handeln, welcher beispielsweise eine Ladung, beispielsweise ein Boot, tragen kann. In diesem Fall ist durch den Anhänger und das Boot die Anhängereinheit ausgebildet. Ist der Anhänger nicht beladen, so weist die Anhängereinheit nur den Anhänger selbst auf. Insbesondere da jede Anhängereinheit ein spezifisches Bewegungsmodell, aufgrund der spezifischen Eigenschaften, aufweist, kann somit auf jede spezifische Anhängereinheit individuell eingegangen werden.
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Insbesondere können dann Ist-Werte mit aktuellen Werten von fahrdynamischen Parametern des Gespanns verglichen werden und anhand des Bewegungsmodells und der aktuellen fahrdynamischen Parameter des Gespanns kann dann entschieden werden, ob die Möglichkeit einer instabilen Bewegungssituation eintreten wird oder nicht. Insbesondere kann somit realisiert werden, dass bereits vor dem Eintreten einer instabilen Bewegungssituation der Anhängereinheit diese vorhergesagt wird und beispielsweise einem Fahrer des Gespanns bereits vorher mitgeteilt werden kann, sodass dieser entsprechende Gegenmaßnahmen bereits vor dem Eintritt der instabilen Bewegungssituation einleiten kann und/oder ein autonomer Eingriff des Fahrerassistenzsystem in das Fahrverhalten des Gespanns erfolgen kann. Insbesondere kann als Gegenmaßnahme beispielsweise eine Verringerung der Geschwindigkeit des Gespanns beziehungsweise eine Verringerung eines Lenkwinkels des Gespanns erfolgen. Insbesondere kann somit das Gespann sicherer im Straßenverkehr geführt werden, sodass die Möglichkeit einer kritischen Situation mit dem Gespann zumindest reduziert wird.
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Bei instabilen Bewegungssituationen handelt es sich insbesondere um Bewegungssituationen, bei denen das Gespann in eine kritische Situation, beispielsweise ein Ausscheren der Anhängereinheit, oder ein Schleudern des Kraftfahrzeugs und/oder der Anhängereinheit, oder einem Umkippen des Kraftfahrzeugs und/oder der Anhängereinheit, oder ein seitliches Rutschen des Kraftfahrzeugs und/oder der Anhängereinheit, und/oder ein Herunterfallen einer Ladung der Anhängereinheit von einem Anhänger der Anhängereinheit, gelangen kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann das Bewegungsmuster abhängig von einer Geschwindigkeit des Gespanns und/oder einer Winkellage des Gespanns als der zumindest eine fahrdynamische Parameter erzeugt werden. Da die instabile Bewegungssituation insbesondere von der Geschwindigkeit des Gespanns und/oder von der Winkellage des Gespanns, insbesondere einem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs, abhängig ist, kann mittels dieser beiden fahrdynamischen Parameter sehr präzise vorhergesagt werden, ob eine instabile Bewegungssituation eintreten könnte. Des Weiteren ist es sehr einfach möglich, die Geschwindigkeit des Gespanns, beispielsweise mittels eines Tachometers, oder die Winkellage, beispielsweise mittels eines Radwinkelsensors, zu bestimmen. Insbesondere kann somit sehr zuverlässig vorhergesagt werden, ob eine instabile Bewegungssituation des Gespanns eingenommen werden könnte. Dadurch lässt sich mittels physikalischer Parameter und einfachen Erfassungseinrichtungen der zumindest eine fahrdynamische Parameter erfassen und damit sehr einfach und zuverlässig die instabile Bewegungssituation vorhersagen.
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Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn als Bewegungsmuster ein Parametersatz erzeugt wird, der zumindest einen Wert zumindest eines die Anhängereinheit charakterisierenden Parameters und zumindest einen Wert zumindest eines fahrdynamischen Parameters des Gespanns aufweist. Insbesondere können mehrere Bewegungsmuster erzeugt werden. Diese können auch jeweils mehrere die Anhängereinheit charaktersieredende Parameter und mehrere fahrdynamische Parameter berücksichtigen. Insbesondere kann so ein sehr detaillierter Bewegungsmustersatz und auf Basis dessen ein detailliertes Bewegungsmodell für die Anhängereinheit erzeugt werden. Dadurch lässt sich sehr zuverlässig die instabile Bewegungssituation der Anhängereinheit vorhersagen. Eine sehr feine Gliederung von Bewegungssituationen ist dadurch bereitgestellt, wodurch die Genauigkeit der Vorhersage erhöht ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann das Bewegungsmodell abhängig von einer Mehrzahl von Bewegungsmustern erzeugt werden, wobei zumindest ein zweites der Mehrzahl von Bewegungsmustern eine stabile Bewegungssituation oder eine weitere instabile Bewegungssituation charakterisiert. Insbesondere kann somit das Bewegungsmodell mit einer Mehrzahl von Bewegungsmustern erzeugt werden. Insbesondere können hierzu sowohl stabile Bewegungssituationen als auch instabile Bewegungssituation in dem Bewegungsmodell mit berücksichtigt werden. Bei stabilen Bewegungssituationen befindet sich die Anhängereinheit in keiner Bewegungssituation, in der eine kritische Situation auftreten könnte. Insbesondere durch die Berücksichtigung von mehreren Bewegungsmustern kann somit ein sehr detailreiches Bewegungsmodell erzeugt werden, sodass besonders zuverlässig die instabile Bewegungssituation vorhergesagt werden kann. Insbesondere kann dadurch vorhergesagt werden, ob sich mit den aktuellen fahrdynamischen Parameterwerten das Gespann in einer stabilen Bewegungssituation oder in einer instabilen Bewegungssituation bewegt.
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Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn als zumindest ein die Anhängereinheit charakterisierender Parameter ein Typ eines Anhängers der Anhängereinheit und/oder ein Gewicht der Anhängereinehit und/oder eine Länge der Anhängereinheit und/oder eine Breite der Anhängereinheit und/oder eine Höhe der Anhängereinheit und/oder eine Ladung eines Anhängers der Anhängereinheit und/oder eine Position einer Ladung auf einem Anhänger der Anhängereinheit und/oder ein Zustand einer Funktionseinheit des Anhängers und/oder ein Nickwinkel und/oder ein Rollwinkel und/oder ein Gierwinkel der Anhängereinheit relativ zum Kraftfahrzeug erfasst wird. Da insbesondere die Bewegungssituation der Anhängereinheit von den oben genannten Parametern der Anhängereinheit abhängig ist, ist es vorteilhaft, wenn diese erfasst werden und bei der Erzeugung des Bewegungsmodells mit berücksichtigt werden. Als Typ des Anhängers kann insbesondere angesehen werden, ob es sich bei dem Anhänger beispielsweise um einen Wohnwagen, ein Boot, einen Pferdeanhänger, einen Lastanhänger oder dergleichen handelt. Des Weiteren ist die Bewegungssituation der Anhängereinheit abhängig vom Gewicht, welches ebenfalls mit erfasst werden kann. Insbesondere die geometrischen Eigenschaften der Anhängereinheit wirken sich ebenfalls auf das Bewegungsmodell mit aus. Ferner ist es insbesondere von Bedeutung, dass die Nickwinkel und/oder der Rollwinkel und/oder der Gierwinkel zwischen dem Kraftfahrzeug und der Anhängereinheit erfasst wird. Insbesondere bei diesen Winkeln zwischen der Anhängereinheit und dem Kraftfahrzeug kann somit abhängig von fahrdynamischen Parametern eine zuverlässige Vorhersage getroffen werden, ob eine instabile Bewegungssituation eingenommen werden wird, oder nicht.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest ein die Anhängereinheit charakterisierender Parameter bei einer Mehrzahl von unterschiedlichen Winkelstellungen zwischen dem Kraftfahrzeug und der Anhängereinheit erfasst wird, und bei den unterschiedlichen Winkelstellungen gegebenenfalls auftretende unterschiedliche Werte und/oder Wertänderungen des zumindest einen Parameters bei der Erzeugung des Bewegungsmodells berücksichtigt werden. Insbesondere kann durch die Berücksichtigung der unterschiedlichen Winkelstellungen beziehungsweise des Verhaltens der Anhängereinheit bei den unterschiedlichen Winkelstellungen das Bewegungsmodell mit großer Präzisionstiefe erzeugt werden. Des Weiteren ist es dadurch möglich, dass beispielsweise noch nicht erfasste, die Anhängereinheit charakterisierende Parameter durch die unterschiedlichen Winkelstellungen erkannt werden können. Beispielsweise kann sich auf der Anhängereinheit hinter einer ersten Ladung eine zweite Ladung befinden, welche in einer ersten Winkelstellung nicht erkannt wurde. In der zweiten Winkelstellung kann dann auch die zweite Ladung, insbesondere auch hier ihre Position, Gewicht und Art, erkannt werden, sodass auch die zweite Ladung mit bei dem Bewegungsmodell berücksichtigt werden kann. Insbesondere kann dadurch ein detailliertes und zuverlässiges Bewegungsmodell erstellt werden, sodass eine zuverlässige Vorhersage der instabilen Bewegungssituation ermöglicht ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann in einem Speichermedium einer Steuerungsvorrichtung eines Fahrerassistenzsystems des Gespanns zumindest ein Referenz-Wert für einen den Anhänger der Anhängereinheit charakterisierenden Parameter gespeichert werden. Beispielsweise kann zu einem jeweiligen Typ des Anhängers zumindest ein Referenz-Wert eines charakterisierenden Parameters bereits vorher, insbesondere vor dem Erzeugen eines Bewegungsmodells, abgespeichert werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Radstand und/oder um ein Ausmaß (Länge, Breite, Höhe) und/oder eine geometrische Form und/oder eine Aufbauart etc. des Anhängers der Anhängereinheit handeln. Insbesondere können diese Referenz-Werte dann bei der Erzeugung des Bewegungsmodells mit berücksichtigt werden, sodass eine genauere Vorhersage der Bewegungssituation der Anhängereinheit realisiert werden kann.
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Ebenfalls vorgesehen sein, wenn zumindest ein die Anhängereinheit charakterisierender Parameter durch eine Person, insbesondere den Fahrer, vorgegeben wird. Beispielsweise kann die Person das Gewicht der Ladung beispielsweise manuell vor einem Fahrtantritt eingeben, sodass dieser den die Anhängereinheit charakterisierenden Parameter mit bei der Erzeugung des Bewegungsmodells berücksichtigt wird. Somit können genaue Daten über die Anhängereinheit durch die Person eingegeben werden. Dadurch ist es insbesondere ermöglicht, dass das Bewegungsmodell präziser vorhergesagt werden kann.
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Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn das erzeugte Bewegungsmodell in einem Speichermedium abgespeichert wird und bei einer zukünftigen Erzeugung eines weiteren Bewegungsmodells bei der Erzeugung des weiteren Bewegungsmodells mit berücksichtigt wird. Insbesondere können somit bereits in der Vergangenheit erzeugte Bewegungsmodelle mit bei der Erzeugung eines zukünftigen Bewegungsmodells berücksichtigt werden. Dadurch kann aus dem in der Vergangenheit erzeugten Bewegungsmodell gelernt werden und die Bewegungssituationen genauer vorhergesagt werden. Insbesondere können somit die Bewegungsmodelle detaillierter erzeugt werden, sodass eine zuverlässigere Vorhersage der instabilen Bewegungssituation erreicht werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann ein aus einem Bewegungsmuster fahrdynamisch einhergehendes Bewegungsverhalten des Gespanns statisch oder dynamisch auf einer Anzeigeeinheit angezeigt werden. Insbesondere kann somit einem Fahrer des Gespanns auf der Anzeigeeinheit die aktuelle Bewegungssituation dargestellt werden. Dadurch ist auch eine visuelle Wahrnehmung einer zukünftigen Bewegungssituation ermöglicht, wodurch das intuitive Verständnis der Situation einfach und schnell für einen Fahrer ermöglicht wird. Insbesondere kann somit der Fahrer auch bereits frühzeitig vor dem Eintreten einer instabilen Bewegungssituation gewarnt werden. Insbesondere kann beispielsweise auf der Anzeigeeinheit eine farblich hervorgehobene Linie erzeugt werden, welche einen Bereich mit der stabilen Bewegungssituationen von einem Bereich mit instabilen Bewegungssituation trennt. Beispielsweise kann dann angezeigt werden, in welchem Verhältnis sich die aktuelle Bewegungssituation gegenüber dieser Trennlinie befindet, sodass der Fahrer auch erkennen kann, wann er von einer stabilen in eine instabile Bewegungssituation geraten kann, und wann nicht.
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Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn bei der Vorhersage der instabilen Bewegungssituation eine Warnmeldung für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs erzeugt wird. Die Warnmeldung kann akustisch und/oder haptisch und/oder visuell für den Fahrer angezeigt werden. Insbesondere kann somit, sollte die instabile Bewegungssituation vorhergesagt sein, der Fahrer vor der instabilen Bewegungssituation gewarnt werden. Insbesondere kann somit die kritische instabile Bewegungssituation besser vermieden werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Warnmeldung vor dem Eintreten der instabilen Bewegungssituation erzeugt werden. Insbesondere kann somit der Eintritt der instabilen Bewegungssituation vermieden werden, indem die Warnmeldung an den Fahrer erzeugt wird. Die Warnmeldung kann in Intensität und/oder Vielfältigkeit (akustisch, haptisch, optisch) an die Schwere der möglichen instabilen Bewegungssituation und/oder an die Zeitdauer bis zum möglichen Eintritt der instabilen Bewegungssituation angepasst werden. Bereits vor dem Eintritt der instabilen Bewegungssituation kann durch den Fahrer oder ein Fahrerassistenzsystem eine Gegenmaßnahme eingeleitet werden. Beispielsweise kann dann der Lenkwinkel verändert werden und/oder die Geschwindigkeit des Gespanns verringert werden. Dadurch kann besonders zuverlässig und vorausschauend die kritische Situation im Straßenverkehr verhindert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann mittels einer Kamera und/oder mittels eines Ultraschallsensors und/oder mittels eines Radarsensors und/oder mittels eines Lidarsensors der zumindest eine die Anhängereinheit charakterisierende Parameter erfasst werden. Insbesondere ist es somit möglich, dass mittels unterschiedlicher Sensoren der zumindest eine die Anhängereinheit charakterisierende Parameter erfasst werden kann. Dadurch können insbesondere die Vorteile eines jeden der Sensoren genutzt werden, um insbesondere den zumindest einen die Anhängereinheit charakterisierende Parameter präzise zu erfassen. Insbesondere können beispielsweise mittels des Ultraschallsensors und/oder des Radarsensors und/oder des Lidarsensors die geometrischen Eigenschaften der Anhängereinheit erfasst werden. Insbesondere kann mittels der Kamera beispielsweise eine Ladung beziehungsweise ein Zustand einer Funktionseinheit, beispielsweise einer Anhängerkupplung, der Anhängereinheit und/oder ein Nickwinkel und/oder ein Rollwinkel und/oder ein Gierwinkel der Anhängereinheit relativ zum Kraftfahrzeug erfasst werden. Insbesondere bei dem Einsatz aller der beschriebenen Sensoren lässt sich somit besonders präzise das Bewegungsmodell der Anhängereinheit erzeugen. Dadurch lässt sich besonders zuverlässig eine instabile Bewegungssituation vorhersagen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Gespann, welche dazu ausgebildet ist ein Verfahren mit den zuvor genannten Eigenschaften durchzuführen. Das Fahrerassistenzsystem kann dabei als Teil des Anhängers und/oder der Anhängereinheit und/oder des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Anhängereinheit und mit einem Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Fahrerassistenzsystems sowie des Kraftfahrzeugs anzusehen. Das Fahrerassistenzsystem sowie das Kraftfahrzeug weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, wie beispielsweise Sensoren und eine Auswerteeinheit beziehungsweise eine Steuerungsborrichtung, die eine Durchführung des Verfahrens beziehungsweise eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch aus den separierten Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungsformen als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems;
- 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Bewegungsmodells;
- 3 eine schematische Ansicht einer Funktionsweise einer Ausführungsform eines Fahrerassistenzsystems; und
- 4 eine weitere schematische Ansicht einer Funktionsweise einer Ausführungsform eines Fahrerassistenzsystems.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform eines Aspekts der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Fall insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 ist mit einer Anhängereinheit 2 verbunden. Das Kraftfahrzeug 1 bildet zusammen mit der Anhängereinheit 2 ein Gespann. Die Anhängereinheit 2 kann wiederum aus einem Anhänger 2a, welcher insbesondere ein Basisteil der Anhängereinheit 2 darstellt, und aus zumindest einer Ladung 2b der Anhängereinheit 2 bestehen. Somit ist hier durch den Anhänger 2a mit der Ladung 2b die Anhängereinheit 2 ausgebildet. Die Anhängereinheit 2 kann dabei als Wohnwagen, als Bootsanhänger, als Pferdeanhänger, als Lastanhänger oder dergleichen ausgebildet sein. Weist der Anhänger 2a keine Ladung 2b auf, weist die Anhängereinheit 2 nur diesen Anhänger 2a auf.
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Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Erfassungseinrichtung 3. Die Erfassungseinrichtung 3 kann insbesondere an dem Kraftfahrzeug 1 und/oder an der der Anhängereinheit 2 angeordnet sein. Vorliegend ist die Erfassungseinrichtung 3 zumindest an einem Heckbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Erfassungseinrichtung 3 kann zumindest einen Sensor aufweisen. Bei dem Sensor kann es sich insbesondere um eine Kamera und/oder einen Ultraschallsensor und/oder einen Radarsensor und/oder einen Lidarsensor handeln. Insbesondere weist die Erfassungsrichtung 3 eine Mehrzahl von den bereits aufgezählten Sensorarten auf. Bevorzugt ist die Erfassungsrichtung 3 als Kamera ausgebildet. Die Erfassungseinrichtung 3 ist insbesondere mit einer Steuerungsvorrichtung 5a gekoppelt, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des Kraftahrzeugs 1 gebildet sein kann und welche Bestandteil eines Fahrerassistenzsystems 5 des Gespanns ist. Insbesondere ist auch die Erfassungseinrichtung 3 Bestandteil des Fahrerassistenzsystems 5.
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Mit der Erfassungsrichtung 3 kann insbesondere ein Umgebungsbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden. Insbesondere kann der Umgebungsbereich 6 hinter dem Heckbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden. Insbesondere können mit der Erfassungseinrichtung 3, welche bevorzugt als Kamera ausgebildet ist, Bilder beziehungsweise eine Bildsequenz bereitgestellt werden, welche den Umgebungsbereich 6 und insbesondere die Anhängereinheit 2 beschreiben. Diese Bilder können von der Erfassungseinrichtung 3 an die Steuerungsvorrichtung 5a übertragen werden. Mittels der Steuerungsvorrichtung 5a kann beispielsweise eine hier nicht dargestellte Anzeigeeinrichtung des Kraftfahrzeugs 1 angesteuert werden. Insbesondere kann mittels der Erfassungseinrichtung 3 zumindest ein die Anhängereinheit 2 charakterisierender Parameter erfasst werden. Als charakterisierender Parameter kann beispielsweise ein Typ des Anhängers 2a und/oder ein Gewicht der Anhängereinheit 2 und/oder eine Länge der Anhängereinheit 2 und/oder oder eine Breite der Anhängereinheit 2 und/oder oder eine Höhe der Anhängereinheit 2 und/oder eine Ladung 2b des Anhängers 2a und/oder eine Position der Ladung 2b auf dem Anhänger und/oder ein Zustand einer Funktionseinheit der Anhängereinheit 2, beispielsweise einer Anhängerkupplung, und/oder ein Nickwinkel und/oder ein Rollwinkel und/oder ein Gierwinkel der Anhängereinheit 2 relativ zum Kraftfahrzeug 1 erfasst werden. Die Auswertung der Informationen der Erfassungseinrichtung 3 zur Bestimmung eines Werts dieses Parameters wird insbesondere durch die Steuerungsvorrichtung 5a durchgeführt.
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Insbesondere kann mittels der Steuerungsvorrichtung 5 eine Vorhersage zu einer instabilen Bewegungssituation der Anhängereinheit 2 des Gespanns im angehängten Zustand an dem Kraftfahrzeug 1 des Gespanns durchgeführt werden. Insbesondere wird mittels der Steuerungsvorrichtung 5 ein Bewegungsmodell 8 (2) für die Anhängereinheit 2 in Abhängigkeit des die Anhängereinheit 2 charakterisierenden Parameters erzeugt, wobei das Bewegungsmodell 8 mit zumindest einem Bewegungsmuster, das abhängig von zumindest einem fahrdynamischen Parameter β, V (2) des Gespanns erzeugt wird, erzeugt wird. Insbesondere ist durch das zumindest eine Bewegungsmuster eine instabile Bewegungssituation 9 (2) des Gespanns charakterisiert. Beispielsweise kann ein Ausscheren der Anhängereinheit 2 beziehungsweise ein derartiges Bewegungsmuster Kippen der Anhängereinheit 2 relativ gegenüber dem Kraftfahrzeug 1 als instabile Bewegungssituation 9 beschrieben werden.
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Insbesondere während eines Fahrbetriebs des Gespanns wird zumindest ein Ist-Wert zumindest eines einen aktuellen und/oder zukünftigen Bewegungszustand des Gespanns charakterisierenden Parameters erfasst. Dieser Ist-Wert wird mit zumindest einem Bewegungsmuster des Bewegungsmodells 8 verglichen, wobei abhängig von dem Vergleich vorhergesagt wird, ob die Anhängereinheit 2 des Gespanns eine instabile Bewegungssituation 9 einnehmen wird.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass zumindest ein die Anhängereinheit 2 charakterisierende Parameter bei einer Mehrzahl von unterschiedlichen Winkelstellungen α zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und der Anhängereinheit 2 erfasst wird, und bei den unterschiedlichen Winkelstellungen α gegebenenfalls auftretende unterschiedliche Werte und/oder Wertänderungen des zumindest einen Parameters bei der Erzeugung des Bewegungsmodells 8 berücksichtigt werden. Insbesondere können somit unterschiedliche die Anhängereinheit 2 charakterisierende Parameter zu unterschiedlichen Winkelstellung α erfasst werden, sodass besonders vielfältig und in unterschiedlichen Situationen der die Anhängereinheit 2 charakterisierende Parameter erfasst wird und das Bewegungsmodell 8 erzeugt werden kann.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung 5a ein Speichermedium 7 aufweist. Insbesondere kann in dem Speichermedium 7 zumindest ein Referenz-Wert für den Anhänger 2a der Anhängereinheit 2 als charakterisierender Parameter gespeichert werden. Beispielsweise kann als Referenz-Wert eine Länge des Anhängers 2a der Anhängereinheit 2 beziehungsweise ein Radstand und/oder eine Radzahl und/oder eine Achsenzahl oder Ähnliches angesehen werden. Insbesondere ist es auch möglich, dass der die Anhängereinheit 2 charakterisierende Parameter durch eine Person, insbesondere den Fahrer des Gespanns, vorgegeben wird. Beispielsweise kann hierzu das Gewicht der Ladung der Steuerungsvorrichtung 5a für das Bewegungsmodell 8 vorgegeben werden. Insbesondere kann daher durch das Bewegungsmodell 8 eine besonders genaue Vorhersage zur instabilen Bewegungssituation 9 getroffen werden.
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Insbesondere ist es möglich, dass das erzeugte Bewegungsmodell 8 in dem Speichermedium 7 abgespeichert wird und bei einer zukünftigen Erzeugung eines weiteren Bewegungsmodells 8 bei der Erzeugung des weiteren Bewegungsmodells 8 mit berücksichtigt wird. Insbesondere können somit das Bewegungsmodell 8 aus der Vergangenheit bei der Erzeugung eines zukünftigen Bewegungsmodells 8 mit berücksichtigt werden. Dadurch kann das zukünftige Bewegungsmodell 8 besonders zuverlässig und präzise die instabile Bewegungssituation 9 vorhersagen.
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2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des Bewegungsmodells 8 der Anhängereinheit 2. Auf der Abszisse A ist insbesondere ein Lenkwinkel β in [°] aufgetragen. Auf der Ordinate O ist insbesondere eine Geschwindigkeit V in [km/h] aufgetragen. Insbesondere ist dort ein Bewegungsmodell 8 des Gespanns zu sehen. Das Bewegungsmodell 8 weist insbesondere eine Mehrzahl von Bewegungsmustern mit Bewegungssituationen 9, 10 auf. Insbesondere handelt es sich bei der Bewegungssituation 9 beziehungsweise bei den Bewegungssituationen 9 um eine instabile Bewegungssituation 9. Bei den Bewegungssituationen 10 handelt es sich insbesondere um stabile Bewegungssituationen 10. Insbesondere ist eine jeweilige Bewegungssituation 9, 10 abhängig von der Geschwindigkeit V des Gespanns und des Lenkwinkels β des Gespanns. Der Lenkwinkel β und die Geschwindigkeit V bilden insbesondere die fahrdynamischen Parameter β, V. Insbesondere kann ein Bereich 11 mittels der Steuerungsvorrichtung 5 bestimmt werden, welche vorliegend eine Linie 13 aufweist, welche beispielsweise den Übergang von einer stabilen Bewegungssituation 10 zu einer instabilen Bewegungssituation 9 charakterisiert. Der Bereich 11 kann durch zwei Begrenzungen 12 begrenzt werden, so dass um die Linie 13 ein Toleranzbereich gebildet ist. Als Bewegungsmuster kann insbesondere ein Parametersatz erzeugt werden, der zumindest einen Wert zumindest eines die Anhängereinheit 2 charakterisierenden Parameters und zumindest einen Wert zumindest eines fahrdynamischen Parameters β, V des Gespanns aufweist. Insbesondere, wie in 2 dargestellt, ist zu sehen, wie das Bewegungsmodell 8 mit von einer Mehrzahl von Bewegungsmustern erzeugt wird, wobei zumindest ein zweites der Mehrzahl von den Bewegungsmustern eine stabile Bewegungssituation 10 oder eine weitere instabile Bewegungssituation 9 charakterisieren kann.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein aus dem Bewegungsmuster fahrdynamisch einhergehendes Bewegungsverhalten des Gespanns statisch oder dynamisch auf einer Anzeigeeinheit angezeigt wird. Insbesondere kann dann beispielsweise das Bewegungsmodell 8 so auf der Anzeigeeinheit dargestellt werden, dass der Fahrer im Bilde ist, ob er sich in einer stabilen Bewegungssituation 10 oder in einer instabilen Bewegungssituation 9 befindet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass dem Fahrer angezeigt wird, wie weit entfernt er sich, insbesondere bezüglich der aktuellen fahrdynamischen Parameter β, V, von einer instabilen Situation 9 befindet.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass in der Situation, in welcher eine instabile Bewegungssituation 9 auftreten wird oder könnte, eine Warnmeldung für den Fahrer des Kraftahrzeugs 1 erzeugt wird und/oder die Warnmeldung akustisch und oder haptisch und/oder visuell für den Fahrer angezeigt wird. Insbesondere wird die Warnmeldung insbesondere zeitlich und/oder bezüglich ihrer Art individuell vor dem Eintreten der instabilen Bewegungssituation 9 erzeugt.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung beispielhaft, wie die Steuerungsvorrichtung 5 den zumindest einen die Anhängereinheit 2 charakterisierenden Parameter erzeugen kann. Mittels der Erfassungseinrichtung 3, welche insbesondere als Kamera ausgebildet ist, kann beispielsweise in einem Schritt S1 die Winkelstellung α erfasst werden. In einem Schritt S2 kann insbesondere ein geometrischer Parameter der Anhängereinheit 2 detektiert werden. Dies kann insbesondere mittels eines Bildverarbeitungsprogramms der Steuerungsvorrichtung 5 realisiert werden, welches insbesondere die durch die Kamera erzeugten Bilder analysiert. Beispielsweise können hierzu die Bilder in Segmente eingeteilt werden und die entsprechenden die Anhängereinheit 2 charakterisierende Parameter aus den jeweiligen Segmenten extrahiert werden. In einem Schritt S3 kann insbesondere aus der Erfassung der Winkelstellung α und den geometrischen Daten aus S2 das Bewegungsmodell 8 erzeugt werden. Insbesondere können in einem Schritt S4 die fahrdynamischen Parameter β, V des Gespanns erfasst werden und dem Bewegungsmodell 8 zugeführt werden. Im Schritt S5 werden insbesondere die erfassten Daten sowie das Bewegungsmodell 8 in dem Speichermedium 7 abgespeichert.
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4 zeigt schematisch, wie mittels der Steuerungsvorrichtung 5 die Vorhersage für die instabile Bewegungssituation 8 erzeugt werden kann. Insbesondere kann hierzu mittels der Erfassungseinrichtung 3, welche insbesondere als Kamera ausgebildet ist, in einem Schritt S6 die Winkelstellung α der Anhängereinheit 2 bestimmt werden. Insbesondere kann hierbei sowohl ein Rollwinkel, als auch ein Nickwinkel, als auch ein Gierwinkel der Anhängereinheit 2 bestimmt werden. Im Schritt S7 kann beispielsweise erneut ein Anhängertyp beziehungsweise eine geometrische Information über die Anhängereinheit 2 erfasst werden. Insbesondere kann dann im Schritt S8 das entsprechende Bewegungsmodell 8 für die Anhängereinheit 2 erzeugt werden. Im Schritt S9 werden die abgespeicherten Bewegungsmodelle 8 aus dem Speichermedium 7 aufgerufen und im Schritt S9 zu einem Vergangenheits-Bewegungsmodell zusammengeführt. Diese werden dann wiederum ebenfalls im Schritt S8, also bei der Erzeugung des aktuellen Bewegungsmodells 8 mit berücksichtigt. Im Schritt S10 werden wiederum die fahrdynamischen Parameter β, V aufgenommen und mit dem Bewegungsmodell 8 aus dem Schritt S8 im Schritt S11 verglichen, sodass insbesondere bei einem Erkennen einer instabilen Bewegungssituation 9 der Fahrer im Schritt S12 gewarnt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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