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Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anhängelast-abhängigen Steuerung eines Zugfahrzeugsystems, eine Einrichtung zur Anhängelast-abhängigen Steuerung eines Zugfahrzeugsystems und ein Zugfahrzeug mit einer solchen Einrichtung.
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Stand der Technik
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Aus
DE 102014003953 A1 ist eine video-unterstützte Ankoppelhilfe zum Ankoppeln eines Anhängers an ein Zugfahrzeug bekannt, wobei Bilddaten einer rückwärtig ausgerichteten Kamera des Zugfahrzeugs genutzt werden.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche ermöglicht eine automatische oder teilautomatische Anpassung einer Funktionsweise eines als Zugfahrzeug geeigneten Fahrzeugs oder dessen Fahrzeugausstattung an einen AnhängerBetrieb, also an das Vorhandensein einer an eine Zugvorrichtung angehängten Anhängelast. Dazu kann vorteilhaft auf bei heutigen Kraftfahrzeugen verbreitet vorhandene Fahrzeugausstattung, hier insbesondere eine Rückfahrkamera bzw. einen den hinter dem Fahrzeug befindlichen Rückraum erfassenden Bildaufnehmer zurückgegriffen werden.
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Dazu wird ein Verfahren zur Anhängelast-abhängigen Steuerung eines Zugfahrzeugsystems vorgeschlagen, bei dem Bilddaten eines hinter einem Zugfahrzeug liegenden Rückraumes aufgenommen werden, bei dem eine an einer Zugvorrichtung des Zugfahrzeugs angehängte Anhängelast aus den aufgenommenen Bilddaten erkannt wird, bei dem Parameter betreffend eine Vorwärtsbewegung des Zugfahrzeugs in Abhängigkeit der erkannten Anhängelast bestimmt werden und bei dem das Zugfahrzeugsystem in Abhängigkeit der bestimmten Parameter gesteuert wird.
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Weiter wird dazu eine Einrichtung zur Anhängelast-abhängigen Steuerung eines Zugfahrzeugsystems vorgeschlagen mit einer Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, aus hinter einem Zugfahrzeug liegenden Rückraum aufgenommene Bilddaten eine an eine Zugvorrichtung des Zugfahrzeugs angehängte Anhängelast zu erkennen und Parameter betreffend eine Vorwärtsbewegung des Zugfahrzeugs in Abhängigkeit der erkannten Anhängelast zu bestimmen, wobei die Einrichtung dazu ausgebildet ist, das Zugfahrzeugsystem in Abhängigkeit der bestimmten Parameter zu steuern. Die Einrichtung dient zur Durchführung des zuvor skizzierten Verfahrens.
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Unter Zugfahrzeug wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein Kraftfahrzeug verstanden, an welches eine Anhängelast angehängt werden kann, also insbesondere beispielsweise ein Personenkraftwagen (Pkw) oder ein Lastkraftwagen (Lkw) mit einer Anhänger-Zugvorrichtung, auch als Anhängerkupplung bezeichnet. Unter Anhängelast wird insbesondere ein Fahrzeuganhänger verstanden, beispielsweise ein Anhänger zum Transportieren von Lasten, Tieren, also beispielsweise Tier- oder Pferdetransportanhänger, ein Wohnwagen oder dergleichen verstanden. Anhängelast subsummiert aber auch beispielsweise einen Fahrradträger, also eine Fahrradtransportvorrichtung, welche an einer Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs befestigt sein kann. Weiter kann unter Anhängelast beispielsweise ein abzuschleppendes Fahrzeug verstanden werden, welches an einer am Heck des Zugfahrzeugs angeordneten Abschleppöse mittels Abschleppseil oder Abschleppstange angehängt ist. Unter dem Zugfahrzeugsystem wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein im Zugfahrzeug fest installiertes oder im Zugfahrzeug betriebenes System verstanden. Bei dem Zugfahrzeugsystem kann es sich beispielsweise um ein Fahrzeug-Steuergerät, wie etwa ein Steuergerät des Fahrzeugtriebstrangs handeln, wobei dessen Wirkungsweise, etwa eine Kennlinie für eine Getriebesteuerung oder eine Motorkennlinie oder ähnliches, in Abhängigkeit der bestimmten Parameter beeinflusst werden. Bei dem Fahrzeugsystem kann es sich auch um ein Fahrerassistenz- oder Fahrerinformationssystem, wie etwa ein Navigationssystem handeln, welches dazu eingerichtet ist, eine Fahrroute von einem aktuellen Fahrzeugstandort zu einem Zielort zu bestimmen und einen Fahrzeugführer entlang der bestimmten Route mit Zielführungshinweisen zum Zielort zu führen. Dabei kann die Wirkungsweise des Navigationssystems mittels der Parameter dahingehend gesteuert werden, dass beispielsweise eine der Routenberechnung zugrunde gelegte Geschwindigkeit auf bestimmten Abschnitten des Straßennetzes in Abhängigkeit der Parameter beeinflusst wird, also beispielsweise bei Anhängerbetrieb von einer Höchstgeschwindigkeit auf Autobahnen von 80 oder 100 km/h ausgegangen wird, während bei einem Pkw als Zugfahrzeug ohne Anhängelast auf Autobahnabschnitten ohne Geschwindigkeitsbeschränkung eine Richtgeschwindigkeit von 130 km/h angenommen werden kann. Im Fall des Fahrerassistenzsystems kann beispielsweise bei Anhängerbetrieb eine defensivere Fahrweise mit längeren Bremswegen und längeren Ausrollpassagen dem Fahrzeugführer empfohlen werden als bei einem Pkw ohne angehängte Last. Vorwärtsfahrt bezeichnet im Gegensatz zu einer Rückwärtsfahrt, eine der Rückwärtsfahrt entgegengesetzte Bewegung des Zugfahrzeugs in seiner gewöhnlichen Haupt-Fahrrichtung, also hauptsächlich entlang der Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs in der gewöhnlichen Blickrichtung des Fahrzeugführers.
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Die Identifizierung oder Erkennung einer an die Zugvorrichtung des Zugfahrzeugs angehängten Anhängelast aus den aufgenommenen Bilddaten, die Bestimmung der Parameter betreffend eine Vorwärtsbewegung des Zugfahrzeugs in Abhängigkeit der erkannten Anhängelast sowie die Steuerung des Zugfahrzeugsystem in Abhängigkeit der bestimmten Parameter kann vorzugsweise in Form von Softwaremodulen realisiert sein, welche auf einem programmgesteuerten Rechner oder Steuergerät im Zugfahrzeug implementiert sind und von dessen Prozessor abgearbeitet werden. Dieses Steuergerät kann dabei das oder ein Teil des zu steuernden Zugfahrzeugsystems sein. Dieses Steuergerät kann aber auch ein davon abgesetztes Steuergerät sein, welches mit dem Zielsystem, also dem zu steuernden Zugfahrzeugsystem, über eine Kommunikationsschnittstelle verbunden ist oder zeitweise verbindbar ist, über welche Kommunikationsschnittstelle die bestimmten Parameter an das Zugfahrzeugsystem übermittelt werden.
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In Verbindung mit einem Navigationssystem bzw. hinsichtlich einer Navigationsfunktion ermöglicht die Erfindung weiterhin eine bessere und genauere Abschätzung der Reisezeit und Reisedauer auf Grund der in Abhängigkeit der erkannten Anhängelast bestimmten, die Vorwärtsbewegung des Zugfahrzeugs betreffenden Parameter, wie Geschwindigkeit auf Autobahnen oder anderen Straßenklassen, Kurvenvermeidung, Vermeidung bestimmter Straßen, wie beispielsweise kleiner Nebenstraßen, begrenzter Kurvengeschwindigkeiten, eine auf das Gespann aus Zugfahrzeug und Anhängelast abgestimmte Routenplanung unter Berücksichtigung von Größe und Gewicht des Gespanns oder der Anhängelast. Diverse Gefahrensituationen können vermieden werden, welche Aufgrund der Höhe und/oder Breite des Gespannes und hieraus resultierenden möglichen Kollisionen in Engstellen auf einer möglichen geplanten Route entstehen könnten. Auch können diese Informationen genutzt werden, um den Fahrer im Vorhinein auf der aktuellen Straße über mögliche Gefahrstellen hinzuweisen.
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Mit Blick auf eine mögliche Anwendung im Zusammenhang mit autonomem, also voll- oder teilautomatischem Fahren ermöglicht die Erfindung beispielsweise eine Berücksichtigung des längeren Bremsweges oder einer eingeschränkten Rundumsicht der Fahrzeugsensorik bzw. der Verdeckung von Hindernissen, von Geschwindigkeitsänderung bzw. -anpassung an das Gespann, einer Anpassung an ein verändertes Lenkverhalten des Gespanns gegenüber dem einzelnen Zugfahrzeug oder einer Anpassung des allgemeinen Fahrverhaltens an das Gespann, beispielsweise bei im Anhänger transportierten Tieren.
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In vorteilhafter Ausgestaltung wird auch eine auf der Zugvorrichtung aufliegende Stützlast ermittelt und die ermittelte Stützlast bei der Erkennung der Anhängelast und/oder bei der Bestimmung der Parameter berücksichtigt. Diese Maßnahme ermöglicht eine präzisere Erkennung wesentlicher Kennwerte der Anhängelast und damit eine verbesserte Anpassung des Fahrzeugsystems oder der Fahrzeugsysteme, welche in Abhängigkeit der Anhängelast gesteuert werden. Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, dass über eine Kommunikationsverbindung zwischen Anhängelast und Zugfahrzeug an das Zugfahrzeug übertragene Informationen bei der Erkennung der Anhängelast und/oder der Bestimmung der Parameter berücksichtigt werden. Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, dass eine Art der Anhängelast aus den Bilddaten erkannt wird und bei der Bestimmung der Parameter berücksichtigt wird. Unter Art der Anhängelast kann dabei die Art eines Anhängers, also beispielsweise Lastenanhänger offen, Lastenanhänger mit Planenaufbau, Pferdetransportanhänger, Wohnanhänger, Fahrzeugtransportanhänger usw. sowie Fahrradträger oder ähnliches verstanden werden, wobei davon ausgegangen wird, dass die Art der Anhängelast für die Bestimmung der Parameter relevant ist oder sein kann. Beispielsweise kann für einen Pferdetransportanhänger mit darin befindlichem Pferd von einem Navigationssystem vorzugsweise eine weniger kurvenreiche oder verkehrsärmere Fahrroute bestimmt werden als im Falle eines Fahrradträgers oder eines Lastenanhängers, um für das zu transportiertende Pferd die mit dem Transport einhergehende physische und psychische Belastung gering zu halten.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Elemente.
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Es zeigen
- 1 ein Fahrzeug, hier in Form eines Personenkraftwagens 1, mit an dessen Zugvorrichtung 12 angehängtem Anhänger 2, hier einem Wohnwagen oder Pferdetransportanhänger,
- 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 und
- 3 einen Ablaufplan zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In 1 ist ein als Zugfahrzeug geeignetes Fahrzeug 1 in Form eines Personenkraftfahrzeugs mit Zugvorrichtung 12 bzw. Anhängerkupplung 12 dargestellt. Dieses wird nachfolgend als Zugfahrzeug 1 bezeichnet. Eine gewöhnliche Vorwärts-Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 ist mit dem Pfeil 15, also hier von links nach rechts, gekennzeichnet. An die Zugvorrichtung 12 des Zugfahrzeugs 1 ist ein Anhänger 2, hier beispielhaft ein Wohnanhänger, auch als Wohnwagen bezeichnet, oder ein Pferdetransportanhänger mit dessen Deichsel 21 angehängt. Am Heck des Zugfahrzeugs 1 befindet sich ein Bildaufnehmer 11, der beispielsweise Bestandteil eines Rückfahrkamera-Systems ist. Ein Aufnahmebereich 111 des Bildaufnehmers bzw. der Rückfahrkamera erfasst einen hinter dem Zugfahrzeug 1 gelegenen Rückraum 112, in dem sich der Anhänger 2 befindet. Eine elektrische Anlage, umfassend eine lichtelektrische Anlage und gegebenenfalls weitere elektrische Einrichtung des Anhängers 2, soweit diese vom Zugfahrzeug 1 gesteuert wird, ist über eine Leitungsverbindung 13, welche auch als Kommunikationsverbindung fungieren kann, mit dem Zugfahrzeug 1 verbunden.
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In 2 ist ein Blockschaltbild einer möglichen und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
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Der beschriebene, hier als Zugfahrzeug fungierende Personenkraftwagen 1 umfasst die Einrichtung 10, welche dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Die Einrichtung 10 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel, ohne Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsform, in ein Fahrerinformations- und Fahrerassistenzsystem 10 des Fahrzeugs 1 integriert und nutzt in vorteilhafter Weise die dort vorhandenen Hardware- und teilweise auch Software-Ressourcen. Das Fahrerinformations- und Fahrerassistenzsystem ist mit der Rückfahrkamera 11 des Zugfahrzeugs 1 verbunden. Die Rückfahrkamera ist in rückwärtige Richtung ausgerichtet, so dass ihr Erfassungsbereich 111 den Rückraum 112 aus Sicht des Zugfahrzeugs 1 in rückwärtiger Richtung erfasst. Vorzugsweise weist die Rückfahrkamera 11 einen Erfassungsbereich 111 von 180 Grad sowohl in der Horizontalen, als auch der Vertikalen auf, wobei die optische Achse entlang der Fahrzeuglängsachse bzw. parallel zur Pfeilrichtung 15 ausgerichtet ist. Die von der Kamera 11 erfassten Bilddaten werden einer ersten Schnittstelle 1011 des Fahrerinformationssystems 10 zugeführt. Die an der Schnittstelle 1011 verfügbaren Bilddaten werden bei Rückwärtsfahrt des Zugfahrzeugs 1 von einer Steuerung 105 des Fahrerinformations- und Fahrerassistenzsystems auf einer Anzeigevorrichtung 101 dargestellt, so dass der Fahrzeugführer über eventuelle Hindernisse im Fahrweg informiert wird.
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Weiterhin werden in Schritt 400 des Verfahrens gemäß 3 die Bilddaten des in Fahrtrichtung 15 hinter dem Zugfahrzeug 1 liegenden Rückraumes 112 aufgenommen. Dies bedeutet im Zusammenhang mit dem vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel, dass Bilddaten, welche mit dem Bildaufnehmer 11 erfasst worden sind und welche den Rückraum 112 des Zugfahrzeugs 1 erfassen, dem Verfahren zur Verfügung gestellt werden bzw. von diesem übernommen werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann auch das Aufnehmen bzw. Erfassen der Bilddaten mit dem Bildaufnehmer 11 bzw. der Rückfahrkamera 11 Bestandteil des Verfahrens sein. Im Ergebnis stehen nach Schritt 400 dem Verfahren Bilddaten, welche den Rückraum 112 des Zugfahrzeugs in rückwärtiger Richtung abbilden, zur Verfügung.
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In Schritt 410 werden diese Bilddaten in der Steuerung 105 der Einrichtung 10 analysiert und auf Grundlage dieser Analyse erkannt, ob an die Zugvorrichtung 12 des Zugfahrzeugs 1 eine Anhängelast 2, also beispielsweise ein Anhänger 2, angehängt ist. Dazu können die Bilddaten daraufhin analysiert werden, ob eine Deichsel 21 des Anhängers 2 auf einem Kugelkopf der Zugvorrichtung 12 aufliegt. In vorteilhafter Weiterbildung können die Bilddaten auch weitergehend ausgewertet werden, um daraus eine Art der Anhängelast zu bestimmen. Dies kann beispielsweise auf Grundlage eines Mustervergleichs erfolgen, wie dieser aus anderen Bereichen, etwa einer videobasierten Verkehrsschild- oder auch einer Personenerkennung bekannt ist, erfolgen. Dazu greift die Steuerung 105 gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel auf einen Speicher 103 zu, in dem Vergleichsmuster, also Bilddaten oder aus Bilddaten abgeleitete Vergleichsdaten zu verschiedenen Arten von Anhängelasten, insbesondere zu verschiedenen Anhängerarten, abgelegt sind.
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Diese Vergleichsdaten können beispielsweise aus tatsächlich aufgenommenen Bilddaten aus der Vergangenheit gewonnen worden sein. Dazu können Bilddaten von an das Fahrzeug 1 angehängten Anhängern erfasst werden. Ergänzend können vom Fahrzeugführer die Anhängerart kennzeichnende Kenndaten, etwa zu bauartabhängiger zulässiger Höchstgeschwindigkeit 80km/h oder 100km/h, oder Lastenanhänger, Pferde- oder Tiertransportanhänger oder andere eingegeben und den Bilddaten zugeordnet abgespeichert werden, so dass diese für einen späteren Vergleich zur Verfügung stehen. Alternativ oder ergänzend können die im Speicher 103 vorhandenen Vergleichsdaten auch von einem Speichermedium oder über eine Kommunikationsschnittstelle eingelesen worden sein.
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In Schritt 410 kann eine an die Zugvorrichtung 12 des Zugfahrzeugs angehängte Anhängelast 2 unter Berücksichtigung von die Bilddaten ergänzenden Daten weitergehend analysiert werden. Beispielsweise kann eine auf der Anhängerkupplung 12 lastende Stützlast mit einem entsprechenden Kraftsensor 121 ermittelt werden, dessen Daten über eine zweite Schnittstelle 1012 der Einrichtung 10 und dort der Steuerung 105 zugeführt sind.
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Beispielsweise können Informationen über die Anhängelast 2 von einer Komponente 201 der Anhängelast auch über eine Kommunikationsverbindung, beispielsweise über die Leitungsverbindung 13 und einen fahrzeugseitigen Steckverbinder 131, zur Verfügung gestellt werden, welche an einer dritten Schnittstelle 1013 der Einrichtung 10 zur Verfügung stehen. Die Komponente 201 kann eine Sensorik, beispielsweise eine Zuladungserfassung, beispielsweise unter Verwendung einer Kraftsensor-basierten Achslastmessung der Anhängelast 2 umfassen. Die Komponente 201 kann auch einen Speicher umfassen, in dem die Anhängelast 2 charakterisierende Informationen, beispielsweise über eine zulässige Höchstgeschwindigkeit, gespeichert sind.
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In einer anderen Ausführungsform kann auch die Detektion, ob eine Anhängelast 2 an das Zugfahrzeug 1 angehängt ist, über die Leitungsverbindung 13 erfolgen. Sofern eine Leitungsverbindung hergestellt ist, liegt an der dritten Schnittstelle 1013 der Einrichtung 10 ein entsprechendes Signal vor, welches das Bestehen der Leitungsverbindung 13 anzeigt. In diesem Fall kann bereits davon ausgegangen werden, dass eine Anhängelast 2 angehängt ist. In diesem Fall dient die Auswertung der Bilddaten der Kamera 11 dazu, die Anhängelast 2 näher zu spezifizieren, das heißt, um beispielsweise Größe, Art, also beispielsweise Pferdetransportanhänger, Tieflader, Fahrradtransportträger etc., der Anhängelast oder deren Gewicht zu beurteilen. Ein genaues Gewicht kann über die Stützlastermittelung mittels Sensor 121 bestimmt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann auch die Existenz einer Anhängelast 2 durch die Auswertung der auf der Zugvorrichtung 12 lastenden Stützlast detektiert werden, wobei eine genauere Klassifizierung der Anhängelast 2 wiederum durch Auswertung der von der Kamera 11 zur Verfügung gestellten Bilddaten vorgenommen wird.
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Die Steuerung 105 ist weiter dazu ausgebildet, in Abhängigkeit einer erkannten Anhängelast in Schritt 420 Parameter zu bestimmen, welche dazu dienen, ein Zugfahrzeugsystem in Abhängigkeit der erkannten Anhängelast 2 bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs 1 zu steuern (Schritt 430).
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beispielsweise eine Navigationskomponente 107 des Fahrerinformations- und Assistenzsystems 10 ein Zielsystem für eine Steuerung in Abhängigkeit der erkannten Anhängelast 2. So kann die Navigationskomponente 107 veranlasst werden, eine besonders zeitsparende Fahrroute von einem aktuellen Fahrzeugstandort zu einem Zielort in Abhängigkeit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit des Gespanns, welche durch die zulässige Höchstgeschwindigkeit des angekoppelten Anhängers beschränkt ist, bestimmt werden, welche sich von einer Fahrroute für das Fahrzeug 1 ohne angehängten Anhänger ersichtlich, erheblich unterscheiden kann. So kann die Navigationskomponente 107 auch veranlasst werden, eine besonders verkehrsarme Route zu berechnen, wenn der angekoppelte Anhänger beispielsweise ein Pferdetransportanhänger 2 ist. Eine von der Navigationskomponente 107 berechnete Fahrrotue und/oder daraus abgeleitete Zielführungshinweise werden über die Anzeigevorrichtung 101 dem Fahrzeugführer angezeigt. Die Zielführungshinweise werden vorzugsweise alternativ oder ergänzend über in der Figur nicht dargestellte Lautsprecher des Fahrerinformations- und Fahrerassistenzsystems 10 an den Fahrzeugführer ausgegeben.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist exemplarisch auch ein bezüglich der Einrichtung 10 externes Fahrzeugsystem 16, welches jedoch ebenfalls Bestandteil des Fahrzeugs 1 ist, vorgesehen, welches ebenfalls in Abhängigkeit der erkannten Anhängelast 2 gesteuert wird. Dabei kann es sich beispielsweise um eine automatische Getriebesteuerung handeln oder um eine Rekuperationsvorrichtung, deren Betriebsweise in Abhängigkeit der geänderten Belastung und Fahrdynamik des Fahrzeugs bei Anhängerbetrieb angepasst wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014003953 A1 [0002]
