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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch eine Manövriervorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Manövriervorrichtung.
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Fahrspuren durch zum Beispiel Mautstellenbereiche oder Parkhauseinfahrten oder Parkhausausfahrten an Parkhausschranken sind durch Fahrbahnbegrenzungen, wie beispielsweise Bordsteine und/oder weitere Begrenzungselemente, wie beispielsweise Schranken und/oder Bezahlstellen, begrenzt.
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Um einen Fahrer beim Durchfahren derartig eingegrenzter Bereiche zu unterstützen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt.
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So beschreibt beispielsweise die
DE 10 2013 212 278 A1 ein Fahrzeugsteuerungssystem. Das Fahrzeugsteuerungssystem umfasst eine Steuereinrichtung, welche eine Streckenführungseinrichtung und eine Erfassungseinrichtung umfasst. Die Erfassungseinrichtung ist dazu ausgebildet, der Streckenführungseinrichtung eine Information über zumindest einen Fahrzustand zur Verfügung zu stellen, wobei die Streckenführungseinrichtung die Information über den Fahrzustand bei der Fahrzeugführung berücksichtigt. Des Weiteren ist eine Mautdateneinrichtung vorgesehen, welche mit der Steuereinrichtung verbunden ist, wobei die Mautdateneinrichtung vorgesehen ist, mit einer Mautüberwachungseinrichtung zur Festlegung einer Maut eine Datenverbindung aufzubauen.
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Aus der
DE 10 2011 087 791 A1 ist ein Manövrierassistenzsystem zur assistierten Ausrichtung eines Fahrzeugs bekannt. Das Manövrierassistenzsystem ist dazu eingerichtet, eine Situation, gemäß der ein Fahrer des Fahrzeugs in Bezug auf ein Objekt außerhalb des Fahrzeugs eine manuelle Handlung vornehmen will, zu erkennen und das Fahrzeug bei der Ausrichtung in Bezug auf das Objekt zu unterstützen.
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In der
DE 10 2014 216 147 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug beschrieben, das zur Analyse einer Gesamtszene mit einer Anzahl an Umgebungsmerkmalen sowie zur Erkennung einer in der Gesamtszene angeordneten beschränkten Durchfahrt ausgebildet ist.
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In der
DE 10 2004 048 530 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kollisionsvermeidungssystems für Fahrzeuge beschrieben. Das Kollisionsvermeidungssystem weist Mittel zur Erfassung eines vorhandenen Fahrraums und Mittel zur Bestimmung eines benötigten Fahrraums auf. Bei dem Verfahren werden Abstandswerte zwischen dem Fahrzeug und Hindernissen in der Umgebung des Fahrzeugs berechnet. Anschließend werden in Abhängigkeit von verschiedenen Fahrstrategien verschiedene Trajektorien bestimmt.
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Aus der
DE 10 2013 011 089 A1 geht ein Antikollisionssystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug hervor. Das Antikollisionssystem umfasst einen ersten Sensor zur Erfassung der Abmessungen eines in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Lichtraumprofils, einen zweiten Sensor zur Erfassung der Abmessungen einer vom Fahrzeug bewegten Last und eine Verarbeitungseinrichtung, die anhand der Signale des ersten Sensors und des zweiten Sensors die Abmessungen des Lichtraumprofils mit den Abmessungen der Last vergleicht und im Falle einer drohenden Kollision zwischen der Last und einer Begrenzung des Lichtraumprofils ein Warnsignal abgibt.
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In der
DE 10 2014 107 917 A1 ist ein Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines ein Kraftfahrzeug und einen Anhänger umfassenden Gespanns mit einem Hindernis beschrieben, bei welchem mit zumindest einem Entfernungssensor das Hindernis in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs fortlaufend erfasst wird, mit einem Bewegungssensor fortlaufend eine Bewegung des Kraftfahrzeugs erfasst wird, zumindest ein eine äußere Abmessung des Kraftfahrzeugs beschreibender Kraftfahrzeugabmessungswert sowie zumindest ein eine äußere Abmessung des Anhängers beschreibender Anhängerabmessungswert ermittelt werden und mit einer Steuereinrichtung anhand des erfassten Hindernisses, der erfassten Bewegung, dem Kraftfahrzeugabmessungswert und dem Anhängerabmessungswert eine Möglichkeit einer Kollision fortlaufend ermittelt wird.
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Derartige Systeme zum Unterstützen eines Kraftfahrzeugs zum Passieren einer Durchfahrt oder eines Objekts sind besonders komplex aufgebaut und aufwändig zu betreiben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, mit welchem das Kraftfahrzeug besonders einfach, schnell und zuverlässig einen Durchgangsbereich passieren kann.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Fahrten im Anhängerbetrieb eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise mit einem Wohn-, Transport- oder Sportanhänger, es speziell beim Durchfahren von Mautstationen zu Problemen für den Fahrzeugführer kommen kann. Beim Durchfahren ist das gesamte Gespann aus Kraftfahrzeug und Anhänger durch die Mautstelle zu fahren, ohne den Anhänger zu beschädigen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren wird zunächst ein sich in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindender Durchgangsbereichs mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst, wobei der Durchgangsbereich zumindest eine Fahrspur umfasst. Bei dem Durchgangsbereich handelt es sich bevorzugt um eine Mautstation. Unter einer „Mautstation“ ist bevorzugt eine an einer Straße befindliche Zahlstelle, an der Verkehrsteilnehmer eine Maut entrichten, gemeint. Der Durchgangsbereich umfasst zumindest eine Fahrspur. Besonders bevorzugt kann der Durchgangsbereich auch mehrere Fahrspuren aufweisen. Mit „Fahrspur“ ist insbesondere eine Fahrbahn oder ein Fahrstreifen gemeint, welche oder welcher sich durch den Durchgangsbereich hindurch erstreckt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird zumindest eine Abmessung der zumindest einen Fahrspur des Durchgangsbereichs erfasst. Mit „Abmessung der zumindest einen Fahrspur“ ist bevorzugt eine Höhe und/oder eine Breite und/oder eine Länge oder Tiefe der zumindest einen Fahrspur gemeint. Mit anderen Worten kann die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet sein, die Maße oder Dimension der zumindest einen Fahrspur zu bestimmen oder zu berechnen. Zum Erfassen des Durchgangsbereichs und der zumindest einen Abmessung der Fahrspur kann die Erfassungseinrichtung bevorzugt einen Umfeldsensor, insbesondere ein Radar und/oder eine Kamera und/oder einen Ultraschallsensor, aufweisen. Besonders bevorzugt ist der Umfeldsensor auf eine Umgebung des Kraftfahrzeugs gerichtet. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Durchgangsbereichs und/oder der zumindest einen Fahrspur, Daten des Durchgangsbereichs und/oder der zumindest einen Fahrspur von einer fahrzeugexternen Einheit, wie beispielsweise einer Servereinrichtung, des Durchgangsbereichs, abfragt oder empfängt. Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet sein, drahtlos mit der Servereinrichtung zu kommunizieren. Mit anderen Worten kann die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet sein, mit ihrer Umgebung zu kommunizieren. Bildet die Erfassungseinrichtung beispielsweise Teil des Kraftfahrzeugs, so kann das Kraftfahrzeug zu einer Car-to-Infrastructure Kommunikation oder Car-to-X Kommunikation eingerichtet sein. So kann das Kraftfahrzeug Daten zu der zumindest einen Fahrspur und/oder des Durchgangsbereichs und/oder eine, insbesondere maßstabsgetreue, Karte des Durchgangsbereichs empfangen.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein an das Kraftfahrzeug gekoppelter Anhänger mittels der Erfassungseinrichtung erfasst wird. Mit anderen Worten kann die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet sein, einen Anhängerbetrieb des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Mit anderen Worten kann die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet sein, zu erfassen, sobald ein Anhänger an das Kraftfahrzeug angehängt wird. Bevorzugt kann der Anhänger elektrisch und/oder mechanisch über eine Kupplung des Kraftfahrzeugs an das Kraftfahrzeug gekoppelt oder mit dem Kraftfahrzeug verbunden werden. Zum Erfassen des Anhängers kann die Erfassungseinrichtung beispielsweise eine Kamera und/oder einen Sensor aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Erfassungseinrichtung auch dazu eingerichtet sein, den Anhänger durch Erfassen eines, insbesondere elektrischen, Kopplungssignals, wenn der Anhänger elektrisch mit dem Kraftfahrzeug gekoppelt wird, zu erfassen. Mit „Anhänger“ ist insbesondere ein Fahrzeug gemeint, welches über keinen eigenen Antrieb verfügt. Beispielsweise kann es sich bei dem Anhänger um einen Wohnanhänger oder einen Sportanhänger oder einen Transportanhänger handeln.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Trajektorie zum Passieren des Durchgangsbereichs entlang der Fahrspur durch den Durchgangsbereich, insbesondere für das Kraftfahrzeug mit dem Anhänger, in Abhängigkeit von zumindest einer Abmessung des mit dem Kraftfahrzeug gekoppelten Anhängers und der zumindest einen Abmessung der Fahrspur mittels einer Steuereinrichtung bestimmt oder ermittelt. Mit „Abmessung des Anhängers“ ist bevorzugt eine Breite, insbesondere in eine Querrichtung des Anhängers, und/oder eine Höhe, insbesondere in eine Hochrichtung des Anhängers, und/oder eine Länge des Anhängers, insbesondere in eine Längsrichtung des Anhängers, gemeint. Die zumindest eine Abmessung des Anhängers kann beispielsweise durch die Erfassungseinrichtung bestimmt werden. Alternativ kann einem Speicher der Steuereinrichtung bereits zumindest eine oder mehrere Abmessung des Anhängers hinterlegt sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Fahrzeuginsasse des Kraftfahrzeugs mittels einer Eingabeeinrichtung die Abmessung des Anhängers, insbesondere die Länge und/oder die Breite und/oder die Höhe, eingeben. Besonders bevorzugt kann eine zu der zumindest einen Fahrspur bestimmte Abmessung korrespondierende Abmessung des Anhängers bestimmt werden. Ermittelt oder berechnet die Erfassungseinrichtung beispielsweise eine Breite der Fahrspur, so kann die Erfassungseinrichtung als eine korrespondierende Abmessung eine Breite des Anhängers bestimmen. Die Steuereinrichtung kann daraufhin die beiden ermittelten, insbesondere einander korrespondierenden, Abmessungen vergleichen und daraus eine Trajektorie festlegen.
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Durch die Bestimmung der Trajektorie durch den Durchgangsbereich unter Berücksichtigung der Fahrspur und des Anhängers werden Schäden am Anhänger vermieden. Zu Beschädigungen kann es beispielsweise durch ein Ausscheren des Anhängers nach Öffnen einer Schranke kommen, wenn der Fahrer zu schnell versucht, auf die Idealspur in der Fahrbahnmitte zu lenken. Durch das Abfahren der Trajektorie kann das zuverlässig vermieden werden. Des Weiteren ist durch das Abfahren der Trajektorie ein reibungsloses, zuverlässiges und komfortables Durchfahren des Durchgangsbereichs gewährleistet.
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Der Erfindung liegt auch die Erkenntnis zugrunde, dass beim Durchfahren der Mautstation auf Höhe der Bezahlstelle das Kraftfahrzeug so zu positionieren ist, dass das Kassenhäuschen oder der Kassenautomat vom Fahrersitz aus erreicht werden kann, beispielsweise damit der Fahrer manuell einen Bezahlvorgang durchführen kann.
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Erfindungsgemäß wird in dem Durchgangsbereich auf der Fahrspur eine Halteposition durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der zumindest einen Abmessung des Anhängers und zumindest einer Abmessung des Kraftfahrzeugs bestimmt, wobei das Kraftfahrzeug während dem Passieren des Durchgangsbereichs an der Halteposition, für eine vorbestimmte Zeitspanne zum Stillstand gebracht wird. Mit anderen Worten wird das Kraftfahrzeug während dem Passieren des Durchgangsbereichs für eine vorbestimmte Zeitdauer an einer vorbestimmten Stelle der Fahrspur im Durchgangsbereich angehalten. In vorteilhafter Weise wird zum Bestimmen der Halteposition ein Terminal an der Fahrspur erfasst und die Halteposition derart festgelegt, dass das Kraftfahrzeug an der Halteposition in Höhe von dem Terminal, insbesondere für einen Bezahlvorgang an dem Terminal, zum Stillstand gebracht wird. Mit anderen Worten kann die Halteposition oder der Haltepunkt am Terminal berechnet werden. Mit „Terminal“ ist insbesondere ein Kassenautomat oder ein Kassenhäuschen oder eine Bezahlstelle gemeint. Mit anderen Worten kann das Kraftfahrzeug in eine Querrichtung des Kraftfahrzeugs neben dem Terminal an der Halteposition angehalten werden. Besonders bevorzugt kann das Kraftfahrzeug in die Querrichtung des Kraftfahrzeugs in einem vorbestimmten Abstand zu dem Terminal angehalten werden.
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Dadurch kann das Kraftfahrzeug, welches auch als Zugfahrzeug bezeichnet werden kann, entlang der Trajektorie zu der Halteposition gesteuert werden. Dadurch wird das Kraftfahrzeug bevorzugt zu dem Terminal ausgerichtet. Der Fahrer muss nicht den Sicherheitsgurt lösen und sich weit aus dem Fenster lehnen oder gar die Fahrzeugtür öffnen, um den Terminal zu bedienen, beispielsweise um ein Ticket zu ziehen oder um eine Kreditkarte oder Geld einzuführen oder den Bezahlvorgang mit dem Mautpersonal abzuwickeln, also Geld oder Kreditkarte übergeben, Wechselgeld und/oder Quittung in Empfang zu nehmen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass beim Passieren des Durchgangsbereichs entlang der Fahrspur ferner zumindest ein Fahrzeugparameter durch die Steuereinrichtung überwacht wird, wobei als der zumindest eine Fahrzeugparameter eine Bewegung des Anhängers relativ zu dem Kraftfahrzeug und/oder ein Knickwinkel und/oder ein Bremsweg des Kraftfahrzeugs und des mit dem Kraftfahrzeug gekoppelten Anhängers und/oder ein Lenkmoment überwacht wird. Mit anderen Worten kann das Gespann aus Kraftfahrzeug und Anhänger beim Passieren des Durchgangsbereichs überwacht werden. Mit anderen Worten kann die Fahrdynamik beim Passieren des Durchgangsbereichs berücksichtigt werden. Besonders bevorzugt wird der zumindest eine Fahrparameter zum Halten an der Halteposition berücksichtigt. Die Bewegung des Anhängers kann beispielsweise durch eine Kamera der Erfassungseinrichtung überwacht werden. Die Bewegung des Anhängers relativ zu dem Kraftfahrzeug und/oder der Knickwinkel kann durch die Erfassungseinrichtung beispielsweise durch Erfassen eines Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Alternativ kann der Knickwinkel von Kraftfahrzeug und Anhänger über zumindest einen Sensor in einer Anhängerkupplung, insbesondere im Kugelkopf, und/oder über eine Kamera, welche insbesondere am Kraftfahrzeug angeordnet ist und dazu eingerichtet ist den Anhänger zu erfassen, erfasst werden. Der Bremsweg kann beispielsweise durch die Steuereinrichtung unter Berücksichtigung des Gewichts des Anhängers und des Kraftfahrzeugs und/oder der Geschwindigkeit des Gespanns und/oder einem aufgebauten Druck auf eine Anhängerkupplung beim Bremsen bestimmt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Trajektorie mittels einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, wobei die Trajektorie auf einen vorbestimmten Bodenbereich auf einem Boden, auf dem sich das Kraftfahrzeug bewegt, projiziert und/oder auf einem Display angezeigt wird. Mit anderen Worten kann die Anzeigeeinrichtung als eine Projektionseinrichtung ausgebildet sein und in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug auf einem Fahruntergrund eine Lichtprojektion erzeugen, die in Fahrzeuglängsrichtung die Trajektorie darstellt. Beispielsweise kann die Trajektorie als ein Pfeil oder eine Fahrspur dargestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet ist, ein Bild des Durchgangsbereichs und/oder der Fahrspur aufzunehmen und auf die Anzeigeeinrichtung zu übertragen, wobei die Trajektorie auf dem Display entlang der Fahrspur angezeigt wird, beispielsweise als ein Pfeil. Bevorzugt ist das Display als ein HUD (Head-up-Display; Kopf-Oben-Anzeige) oder als ein kontakt-analoges Head-up-Display, welches auch als kHUD bezeichnet werden kann, ausgebildet. Durch die visuelle Anzeige der Trajektorie wird der Fahrer besonders beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützt.
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In vorteilhafter Weise ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, eine Abweichung des Kraftfahrzeugs und/oder des mit dem Kraftahrzeug gekoppelten Anhängers von der Trajektorie zu erfassen, wobei wenn die erfasste Abweichung einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet ein Warnsignal durch eine Ausgabeeinrichtung ausgegeben wird. Kommen also das Kraftfahrzeug und/oder der Anhänger von der Trajektorie ab, so wird bevorzugt durch die Ausgabeeinrichtung ein Warnsignal ausgegeben. Mit anderen Worten wird durch die Ausgabeeinrichtung bevorzugt ein Warnsignal ausgegeben, wenn ein Mindestabstand des Kraftfahrzeugs und/oder des Anhängers zu der Trajektorie überschritten wird. Stellt beispielsweise die Steuereinrichtung fest, dass der Anhänger sich nicht mehr auf der Trajektorie befindet, wird durch die Ausgabeeinrichtung bevorzugt das Warnsignal ausgegeben.
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Die Ausgabeeinrichtung kann dazu eingerichtet sein, dass Warnsignal optisch und/oder akustisch auszugeben. Zur optischen Ausgabe des Warnsignals kann die Ausgabeeinrichtung beispielsweise eine Anzeige oder ein Display aufweisen, auf dem für den Fahrer des Kraftfahrzeugs ein Warnhinweis, beispielsweise in Form eines Wortlautes oder eines Symbols, ausgegeben wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Ausgabeeinrichtung dazu eingerichtet sein, dass Warnsignal akustisch auszugeben. Hierzu kann die Ausgabeeinrichtung beispielsweise einen Lautsprecher aufweisen. Durch die zusätzliche Warnung wird der Fahrer darauf sensibilisiert auf das Kraftfahrzeug und den Anhänger zu achten.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass nach dem Bestimmen der Trajektorie das Kraftfahrzeug und der an das Kraftfahrzeug gekoppelte Anhänger entlang der Trajektorie durch die Steuereinrichtung gesteuert werden. Bevorzugt werden das Kraftfahrzeug und der Anhänger automatisch entlang der Trajektorie geführt. Besonders bevorzugt fährt das Kraftfahrzeug autonom oder teilautonom die bestimmte Trajektorie ab. Mit anderen Worten kann das Kraftfahrzeug in einem autonomen oder vollautomatisierten Fahrbetrieb, insbesondere beim oder zum Abfahren der Trajektorie, betrieben. Mit autonomen Fahrbetrieb ist hier bevorzugt gemeint, dass sich das Fahrzeug selbstständig bewegt. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug autonom auf einer Startposition in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Durchgangsbereich zu einer Endposition in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs nach dem Durchgangsbereich fahren. Im autonomen Fahrbetrieb muss sich der Fahrer des Kraftfahrzeugs also nicht weiter um den weiteren Betrieb des Kraftfahrzeugs kümmern.
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Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass nach dem Bestimmen der Trajektorie das Kraftfahrzeug und der an das Kraftfahrzeug gekoppelte Anhänger erst nach einer Freigabe eines Fahrzeuginsassen des Kraftfahrzeugs durch eine Betätigung eines Betätigungselements durch den Fahrzeuginsassen entlang der Trajektorie durch die Steuereinrichtung gesteuert werden. Mit anderen Worten kann der Fahrzeuginsasse das Steuern des Kraftfahrzeugs entlang der Trajektorie aktivieren.
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Um das erfindungsgemäße Verfahren betreiben zu können, wird durch die Erfindung eine erfindungsgemäße Manövriervorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Die Manövriervorrichtung umfasst eine Erfassungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, einen sich in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindenden Durchgangsbereich, welcher der Durchgangsbereich zumindest eine Fahrspur umfasst, zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung ist ferner dazu eingerichtet, zumindest eine Abmessung der zumindest einen Fahrspur zu erfassen. Des Weiteren ist die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet, einen an das Kraftfahrzeug gekoppelten Anhänger zu erfassen. Ferner weist die Manövriervorrichtung eine Steuereinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, eine Trajektorie zum Passieren des Durchgangsbereichs entlang der Fahrspur durch den Durchgangsbereich in Abhängigkeit von zumindest einer Abmessung des mit dem Kraftfahrzeug gekoppelten Anhängers und der zumindest einen Abmessung der Fahrspur zu bestimmen. Die Steuereinrichtung ist ferner dazu eingerichtet ist, in dem Durchgangsbereich auf der Fahrspur eine Halteposition in Abhängigkeit von der zumindest einen Abmessung des Anhängers und zumindest einer Abmessung des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Ferner ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, das Kraftfahrzeug während dem Passieren des Durchgangsbereichs an der Halteposition für eine vorbestimmte Zeitspanne zum Stillstand zu bringen.
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Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einer Manövriervorrichtung. Bevorzugt ist das Kraftfahrzeug als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Manövriervorrichtung und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Manövriervorrichtung und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Manövriervorrichtung, welches sich einem Durchgangsbereich nähert.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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Die einzige Fig. zeigt in einer Draufsicht ein vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildetes Kraftfahrzeug 10. Das Kraftfahrzeug 10 weist eine Manövriervorrichtung 12 auf, welche eine Erfassungseinrichtung 14 und eine Steuereinrichtung 16 umfasst. Die Erfassungseinrichtung 14 ist an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs 10 oder an einem Anbauteil der Karosserie und/oder in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 10 vorgesehen. Die Erfassungseinrichtung 14 weist einen Umfeldsensor, wie beispielsweise eine Kamera und/oder ein Radar und/oder einen Ultraschallsensor, auf, mittels welchem zumindest ein Teilbereich einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 erfasst oder überwacht werden kann. Die Erfassungseinrichtung 14 ist dazu eingerichtet, einen Durchgangsbereich 18 in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 zu erfassen. Bei dem Durchgangsbereich 18 kann es sich beispielsweise um eine Mautstation handeln. Mit „Mautstation“ ist eine insbesondere an einer Straße befindliche, insbesondere mehrspurige, Zahlstelle gemeint, an der Verkehrsteilnehmer eine Maut entrichten. Ferner ist die Erfassungseinrichtung 14 dazu eingerichtet, zumindest eine Fahrspur 20 des Durchgangsbereichs 18 zu erfassen. Der Durchgangsbereich 18 kann auch mehrere Fahrspuren umfassen, welche durch die Erfassungseinrichtung 14 erfasst werden können. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung 14 zum Erfassen des Durchgangsbereichs 18 und/oder der zumindest einen Fahrspur 20, Daten des Durchgangsbereichs 18 und/oder der zumindest einen Fahrspur 20 von einer fahrzeugexternen Einheit, wie beispielsweise einer Servereinrichtung, des Durchgangsbereichs 18, abfragt oder empfängt. Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung 14 dazu eingerichtet sein, drahtlos mit der Servereinrichtung zu kommunizieren. Da die Erfassungseinrichtung 14 insbesondere Teil des Kraftfahrzeugs 10 bildet, kann das Kraftfahrzeug 10 zu einer Car-to-Infrastructure Kommunikation oder Car-to-X Kommunikation eingerichtet sein. Hierdurch kann die Erfassungseinrichtung 14 dazu eingerichtet sein, eine Karte, insbesondere geographische Karte des Durchgangsbereichs 18, in der bevorzugt die zumindest eine Fahrbahn 20 hinterlegt ist, empfangen oder erfassen.
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Neben der Fahrspur 20 befindet sich ein Terminal 22. Der Terminal 22 ist bevorzugt als Zahlstelle oder Zahlautomat oder Kassenhäuschen oder Kassenautomat ausgebildet. Auch der Terminal 22 kann beispielsweise in der Karte gekennzeichnet sein.
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Wie der Fig. zu entnehmen ist, ist das Kraftfahrzeug 10 mit einem Anhänger 24 gekoppelt. Der Anhänger 24 ist bevorzugt als Fahrzeug, insbesondere ohne einen eigenen Antrieb, ausgebildet. Die Erfassungseinrichtung 14 ist dazu eingerichtet, einen Anhängerbetrieb des Kraftfahrzeugs 10 zu erfassen. Mit anderen Worten ist die Erfassungseinrichtung 14 dazu eingerichtet, zu erfassen, sobald der Anhänger 24 an das Kraftfahrzeug 10 angekoppelt wird. Hierzu kann die Erfassungseinrichtung 14 beispielsweise eine Kamera und/oder einen Sensor aufweisen. Der Sensor kann bevorzugt an einer Kupplung (in Fig. nicht gezeigt) oder Schnittstelle des Kraftfahrzeugs 10, an die der Anhänger 24 angekoppelt wird, angeordnet sein. Der Anhänger 24 kann mechanisch und/oder elektrisch mit dem Kraftfahrzeug 10 verbunden werden. Sobald die Erfassungseinrichtung 14 die Kopplung des Anhängers 24 an das Kraftfahrzeug 10 erfasst hat, kann die Erfassungseinrichtung 14 ein Erfassungssignal an die Steuereinrichtung 16 ausgeben oder übermitteln. Die Steuereinrichtung 16 ist dabei bevorzugt mit der Erfassungseinrichtung 14 gekoppelt oder verbunden. Die Übertragung oder Übermittlung des Erfassungssignals kann dabei leitungsgebunden oder leitungsungebunden erfolgen.
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Die Steuereinrichtung 16 ist ferner dazu eingerichtet, eine Trajektorie des Kraftfahrzeugs 10 mit dem Anhänger 24 durch den Durchgangsbereich 18 entlang der Fahrspur 20 zu bestimmen, insbesondere unter Berücksichtigung der durch die Erfassungseinrichtung 14 erfassten Daten und/oder der erfassten Abmessung des Kraftfahrzeugs 10 und/oder des Anhängers 24.
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Die Steuereinrichtung 16 ist ferner dazu eingerichtet, eine Anzeigeeinrichtung (in Fig. nicht dargestellt) derart anzusteuern, dass auf der Anzeigeeinrichtungen die Trajektorie als eine Fahrlinie durch den Durchgangsbereich 18 angezeigt wird. Mit „Trajektorie“ ist bevorzugt eine vorbestimmte Fahrlinie oder Ideallinie gemeint, entlang welcher sich das Kraftfahrzeug 10 mit dem Anhänger 24 durch den Durchgangsbereich 18 bewegt. Die Anzeigeeinrichtung ist beispielsweise als ein Display, insbesondere als ein HUD, ausgebildet. Bevorzugt ist die Anzeigeeinrichtung in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 10, insbesondere an einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs 10, angeordnet. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 16 dazu eingerichtet ist, eine Ausgabeeinrichtung (in Fig. nicht dargestellt) anzusteuern. Hierbei kann die Steuereinrichtung 16 die Ausgabeeinrichtung derart ansteuern, dass mittels der Ausgabeeinrichtung ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn das Kraftfahrzeug 10 und/oder der Anhänger 24 die Trajektorie verlässt oder ein Abstand des Kraftfahrzeugs 10 und/oder des Anhängers 24 zu der Trajektorie überschritten wird. Mit anderen Worten kann ein Warnsignal bei einer sicherheitskritischen Abweichung von einer Ideallinie ausgegeben werden.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 10 beschrieben.
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In einem ersten Verfahrensschritt erfasst das sich an den Durchgangsbereich 18 annähernde Kraftfahrzeug 10 den Durchgangsbereich 18. Hierbei wird durch die Erfassungseinrichtung 14 die zumindest eine Fahrspur 20 erfasst. Beim Erfassen der Fahrspur 20 wird durch die Erfassungseinrichtung 14 ferner zumindest eine Abmessung der Fahrspur 20 erfasst. Als Abmessung kann die Erfassungseinrichtung 14 eine Breite und/oder eine Höhe und/oder eine Länge oder Tiefe der zumindest einen Fahrspur erfassen.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird durch die Steuereinrichtung 16 überprüft, ob an das Kraftfahrzeug der Anhänger 24 gekoppelt ist.
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Wenn das Kraftfahrzeug 10 sich mit dem Anhänger 24 dem Durchgangsbereich 18 annähert und der Durchgangsbereich 18 durch die Erfassungseinrichtung 14 erfasst wurde, ist die Steuereinrichtung 16 dazu eingerichtet, eine Trajektorie 26 zum Passieren des Durchgangsbereichs 18 entlang der Fahrspur 20 durch den Durchgangsbereich 18 in Abhängigkeit von der zumindest einen erfassten Abmessung der Fahrspur 20 und zumindest einer Abmessung des mit dem Kraftfahrzeug 10 gekoppelten Anhängers 24 zu bestimmen. Bevorzugt ist die Erfassungseinrichtung 14 dazu eingerichtet, die zumindest eine Abmessung des Anhängers 24 zu bestimmen. Alternativ kann einem Speicher der Steuereinrichtung 16 bereits zumindest eine oder mehrere Abmessung des Anhängers 24 hinterlegt sein. Bevorzugt kann als Abmessung eine Breite, insbesondere in eine Querrichtung des Anhängers 24, und/oder eine Höhe, insbesondere in eine Hochrichtung des Anhängers 24, und/oder eine Länge des Anhängers 24, insbesondere in eine Längsrichtung des Anhängers 24, bestimmt werden. Besonders bevorzugt kann eine zu der zumindest einen Fahrspur 20 bestimmte Abmessung korrespondierende Abmessung des Anhängers 24 bestimmt werden. Ermittelt oder berechnet die Erfassungseinrichtung 14 beispielsweise eine Breite der Fahrspur 20, so kann die Erfassungseinrichtung 14 als eine korrespondierende Abmessung eine Breite des Anhängers 24 bestimmen. Die Steuereinrichtung 16 kann daraufhin die beide ermittelten, insbesondere einander korrespondierenden Abmessungen vergleichen und daraus eine Trajektorie 26 festlegen.
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Sobald die Trajektorie 26 bestimmt ist, kann das Kraftfahrzeug 10 mit dem Anhänger 24 automatisch, insbesondere autonom oder teilautonom, entlang der Trajektorie 26 gesteuert werden und/oder die Trajektorie 26 abfahren.
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Während dem Passieren des Durchgangsbereichs 18 muss durch einen Fahrer an dem Terminal 22 ein Bezahlvorgang abgewickelt werden. Dazu ist es vorgesehen, dass in dem Durchgangsbereich 18 auf der Fahrspur 20 eine Halteposition 30 durch die Steuereinrichtung 16 in Abhängigkeit von der zumindest einen Abmessung des Anhängers 24 und/oder zumindest einer Abmessung des Kraftfahrzeugs 10 bestimmt wird. Mit anderen Worten wird die Trajektorie 26 und die Halteposition 30, insbesondere eine Ausplanung der Fahrbahn 20 durch die Steuereinrichtung 16, beeinflusst von der Abmessung, insbesondere einer Länger und einer Breite, des Anhängers 24. Erst unter Berücksichtigung insbesondere der gesamten Länge des Gespanns oder der Anhängerlänge und/oder der Anhängerbreite kann eine geeignete Trajektorie 26 und eine geeignete Halteposition 30 im Bereich des Durchgangsbereichs 18, also der Mautstation, ermittelt werden. Auch die Halteposition 30 kann beispielsweise in der Karte, welche durch die Servereinrichtung dem Kraftfahrzeug 10 bereitgestellt werden kann, gekennzeichnet sein.
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Während dem Passieren oder Durchfahren des Durchgangsbereichs 18 wird das Kraftfahrzeug 10 an der Halteposition 30 für eine vorbestimmte Zeitspanne, insbesondere durch die Steuereinrichtung 16, zum Stillstand gebracht. Mit anderen Worten wird das Kraftfahrzeug 10 während dem Passieren des Durchgangsbereichs 18 für eine vorbestimmte Zeitdauer an einer vorbestimmten Stelle der Fahrspur - der Halteposition 30 - im Durchgangsbereich 18 angehalten. Zum Bestimmen der Halteposition 30 wird durch die Erfassungseinrichtung 14 der Terminal 22 an der Fahrspur erfasst und die Halteposition 30 derart festgelegt, dass das Kraftfahrzeug 10 an der Halteposition 30 in Höhe von dem Terminal 22, insbesondere für einen Bezahlvorgang an dem Terminal, zum Stillstand gebracht wird.
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Während dem Passieren des Durchgangsbereichs 18 wird das Kraftfahrzeug mit dem Anhänger 24 bevorzugt kontinuierlich überwacht. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 16 dazu eingerichtet ist, eine Abweichung des Kraftfahrzeugs 10 und/oder des Anhängers 24 von der Trajektorie 26 zu erfassen. Wenn die erfasste Abweichung einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet kann die Steuereinrichtung 16 eine Ausgabeeinrichtung (in Fig. nicht dargestellt) zum Ausgeben eines Warnsignals ansteuern. Kommen also das Kraftfahrzeug 10 und der Anhänger 24 von der durch die Steuereinrichtung 16 bestimmten Ideallinie ab, so wird bevorzugt durch die Ausgabeeinrichtung ein Warnsignal ausgegeben. Stellt beispielsweise die Steuereinrichtung 16 fest, dass der Anhänger 24 neben der Trajektorie 26 fährt und sich nicht mehr auf der Trajektorie 26 befindet, wird durch die Ausgabeeinrichtung bevorzugt das Warnsignal ausgegeben.
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Die Ausgabeeinrichtung kann dazu eingerichtet sein, dass Warnsignal optisch und/oder akustisch, also als ein Warnton, auszugeben. Zur optischen Ausgabe des Warnsignals kann die Ausgabeeinrichtung beispielsweise ein Display aufweisen, auf dem für den Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 ein Warnhinweis, beispielsweise in Form eines Wortlautes oder eines Symbols, ausgegeben wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Ausgabeeinrichtung dazu eingerichtet sein, dass Warnsignal akustisch auszugeben. Hierzu kann die Ausgabeeinrichtung beispielsweise einen Lautsprecher aufweisen. Das Display und/oder der Lautsprecher können bevorzugt in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet sein.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein System zur assistierten Durchfahrt von Mautstationen im Anhängerbetrieb bereitgestellt wird.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein System oder eine Manövriervorrichtung zur Unterstützung des Fahrzeugführers beim Durchfahren von Mautstellen vorgeschlagen. Bei Annäherung an einen Durchgangsbereich, wie beispielsweise einer Mautstation, wird eine Assistenzfunktion der Manövriervorrichtung aktiviert und dem Fahrzeugführer zur Verfügung gestellt. Diese Funktion fußt auf Informationen über die Fahrbahnbreite und die ideale Fahrspur beim Durchfahren der Mautstelle, insbesondere inklusive einer Halteposition auf Höhe der Bezahlstelle. Diese Informationen werden von der Funktion entweder dem Fahrzeugführer zur Verfügung gestellt oder dienen als Grundlage für eine assistierte oder pilotierte Fahrt durch die Mautstation.
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Zum Durchfahren der Mautstation wird, insbesondere durch eine Steuereinrichtung der Manövriervorrichtung, eine Information des Fahrers über eine idealerweise abzufahrende Trajektorie in der Mautstation, insbesondere mit einer Halteposition auf Höhe der Bezahlstelle, bestimmt. Ferner kann eine Warnung des Fahrers bei einer sicherheitskritischen Abweichung von der Ideallinie beim Durchfahren der Mautstation erfolgen. Des Weiteren kann ein assistiertes Durchfahren der Mautstation, zum Beispiel in Form einer vom System gesteuerten Unterstützung des Fahrers bei der Geschwindigkeitswahl und Spurhaltung, mittels der Steuereinrichtung erfolgen.
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Die von der Funktion ermittelte ideale Fahrspur, bevorzugt mit der Halteposition, kann dem Fahrer rückgemeldet oder an den Fahrer ausgegeben werden. Die Ausgabe der idealen Fahrspur oder Trajektorie kann mittels eines Displays, welches bevorzugt in einem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann die Ausgabe der idealen Fahrspur durch eine Projektion in eine Frontscheibe, insbesondere mittels eines kHUD, erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann die Ausgabe der idealen Fahrspur durch Projektionen auf die Fahrbahn erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann die Ausgabe der idealen Fahrspur durch eine Sprachausgabe erfolgen. Bei einer Abweichung von der idealen Fahrspur kann durch eine Ausgabeeinrichtung, wie beispielsweise einen Lautsprecher, eine Tonausgabe, insbesondere ein Warnton, ausgegeben werden.
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Ein solches System kann bevorzugt entweder automatisch bei einer Annäherung an eine Mautstation dem Fahrer angeboten oder aktiviert werden. Als Alternative kann eine solche Aktivierung durch den Fahrer erfolgen.
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Zum Erfassen des Durchgangsbereichs und/oder der Fahrspur und/oder zum Bestimmen der Trajektorie kann das Kraftfahrzeug über eine hochgenaue Karte des Durchgangsbereichs, beispielsweise bereitgestellt über drahtlose Verbindung wie Car2X und/oder Backend-Server und/oder eine lokale Datenbank, in der Fahrbahnen und Haltepositionen im kartierten Bereich hinterlegt sind, erfolgen. Die Positionierung des Kraftfahrzeugs in der Karte kann über die Fahrzeugsensorik, wie beispielsweise eine Kamera und/oder ein Radar, erfolgen.
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Die konkrete Ausplanung der Fahrbahn und/oder der Halteposition wird beeinflusst von der Länge und Breite des Anhängers: Erst unter Berücksichtigung der gesamten Länge des Gespanns und/oder der Anhängerlänge und - breite kann eine geeignete Fahrspur und Halteposition im Bereich der Mautstation ermittelt werden.
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Für eine assistierte Durchfahrt durch Mautstellen im Anhängerbetrieb wird zunächst bevorzugt ein Anhängerbetrieb des Kraftfahrzeugs erfasst. Ferner werden Informationen über Breite und Länge des Anhängers, z.B. vom Fahrer im Car-Menü eingegeben, ermittelt oder erfasst. Des Weiteren wird der Durchgangsbereich, also beispielsweise die Mautstation, insbesondere durch GPS-Koordinaten und Kartendaten, erfasst. Des Weiteren wird die Fahrbahnbreiten erfasst und eine ideale Trajektorie im Bereich der Mautstation, insbesondere über Kamera-/Laserdaten und Kartendaten, ermittelt. Schließlich wird eine Position der Bezahlstelle, beispielsweise ein Kassenhäuschen und/oder ein Automat, bestimmt.
