DE102017220277A1 - Stabilization of a vehicle combination with respect to an air flow - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren eines von einem Fahrer auf einer Fahrspur einer Fahrbahn gesteuerten Fahrzeuggespanns, welches ein Zugfahrzeug und einen mittels einer Kupplung an das Zugfahrzeug gekoppelten Anhänger umfasst, gegenüber einer Luftströmung, welche von einem weiteren auf der Fahrbahn fahrenden Fahrzeug erzeugt wird.The invention relates to a method for stabilizing a vehicle combination controlled by a driver on a lane of a roadway, which comprises a towing vehicle and a trailer coupled to the towing vehicle by means of a coupling, against an air flow which is generated by a further vehicle driving on the roadway.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren eines von einem Fahrer auf einer Fahrspur einer Fahrbahn gesteuerten Fahrzeuggespanns, welches ein Zugfahrzeug und einen mittels einer Kupplung an das Zugfahrzeug gekoppelten Anhänger umfasst, gegenüber einer Luftströmung, welche von einem weiteren auf der Fahrbahn fahrenden Fahrzeug erzeugt wird.The invention relates to a method for stabilizing a vehicle combination controlled by a driver on a lane of a roadway, which comprises a towing vehicle and a trailer coupled to the towing vehicle by means of a coupling, against an air flow which is generated by a further vehicle driving on the roadway.
Ein Fahrzeuggespann umfasst ein Zugfahrzeug und einen Anhänger, welcher mittels einer Kupplung verschwenkbar an das Zugfahrzeug gekoppelt ist. Bei dem Zugfahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen und bei dem Anhänger um einen Wohnanhänger, einen Sportgeräteanhänger oder einen sonstigen Transportanhänger handeln.A vehicle combination comprises a towing vehicle and a trailer, which is coupled by means of a coupling pivotally connected to the towing vehicle. The towing vehicle may be, for example, a passenger car and the trailer may be a caravan, a sports equipment trailer or other transport trailer.
Infolge der Kupplung weist das von dem Zugfahrzeug und dem Anhänger gebildete System mehrere Freiheitsgrade auf, welche ein Schwenken des Anhängers relativ zu dem Zugfahrzeug ermöglichen. Während der Fahrt des Fahrzeuggespanns kann eine insbesondere seitliche Luftströmung, eine Bodenwelle oder eine unangemessene Lenkbewegung eines Fahrers des Zugfahrzeugs eine quasiperiodische Schwenkbewegung des Anhängers ähnlich einer Pendelbewegung anregen, welche gewöhnlich als Schlingerbewegung bezeichnet wird.As a result of the coupling, the system formed by the towing vehicle and the trailer has a plurality of degrees of freedom, which enable pivoting of the trailer relative to the towing vehicle. During the travel of the vehicle combination, a particular lateral air flow, a bump or an inappropriate steering movement of a driver of the towing vehicle can stimulate a quasi-periodic pivotal movement of the trailer similar to a pendulum motion, which is usually referred to as a rolling motion.
Abhängig von den jeweiligen Massen und Abmessungen des Zugfahrzeugs und des Anhängers existiert stets eine kritische Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuggespanns. Bei einer Fahrgeschwindigkeit, die geringer ist als die kritische Fahrgeschwindigkeit, klingt eine einmal angeregte Schlingerbewegung infolge von Reibung allmählich wieder ab, bei der kritischen Fahrgeschwindigkeit ähnelt sie einer ungedämpften gleichmäßigen Pendelbewegung und bei einer Fahrgeschwindigkeit, die höher ist als die kritische Fahrgeschwindigkeit, nimmt sie an Stärke zu und kann - vor allem bei hoher Masse des Anhängers - ohne Weiteres einen Unfall des Fahrzeuggespanns herbeiführen.Depending on the respective masses and dimensions of the towing vehicle and the trailer, there is always a critical driving speed of the vehicle combination. At a driving speed that is less than the critical driving speed, a once-induced rolling motion gradually decays due to friction, at the critical driving speed it resembles an undamped steady oscillating motion, and at a driving speed higher than the critical driving speed, it increases Strength and can - especially at high mass of the trailer - easily cause an accident of the vehicle combination.
Ein Großfahrzeug, wie ein Lastkraftwagen, ein Transportgespann oder ein Sattelzug kann diesbezüglich eine Gefahr für ein Fahrzeuggespann darstellen. Großfahrzeuge sind üblicherweise in großer Zahl auf Autobahnen und Landstraßen unterwegs und können während einer schnellen Fahrt - insbesondere bei einem stark strukturierten Aufbau oder einer offenen Ladung - starke Luftströmungen in Form von Luftwirbeln erzeugen. Ein Anhänger eines auf derselben Fahrspur hinter oder einer benachbarten Fahrspur neben einem Großfahrzeug fahrenden oder ein das Großfahrzeug mit einem Wechseln der Fahrspur überholenden Fahrzeuggespanns kann daher von einer Luftströmung, welche von dem Großfahrzeug vor allem bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit des Großfahrzeugs erzeugt wird, zu einer starken Schlingerbewegung angeregt werden.A large vehicle, such as a truck, a freight wagon or a semitrailer may pose a danger to a vehicle combination in this regard. Large vehicles are usually in large numbers on highways and highways on the road and can during a fast ride - especially in a highly structured structure or an open charge - generate strong air currents in the form of air vortices. A trailer of an on the same lane behind or an adjacent lane next to a large vehicle or a large vehicle with a change of lane overtaking vehicle combination can therefore from a flow of air which is generated by the large vehicle especially at a high speed of the large vehicle to a strong Rolling movement to be stimulated.
Es wird für Großfahrzeuge angestrebt, ein Entstehen von Luftwirbeln während einer Fahrt zu verringern oder zu vermeiden. Beispielsweise offenbart die
Die
Die
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Stabilisieren eines Fahrzeuggespanns gegenüber einer von einem weiteren Fahrzeug erzeugten Luftströmung zu schaffen, welches die beschriebenen Nachteile vermeidet und einer Schlingerbewegung des Anhängers effektiver entgegenwirkt. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrerassistenzsystem zum Stabilisieren eines Fahrzeuggespanns zur Verfügung zu stellen.The invention is therefore an object of the invention to provide an improved method for stabilizing a vehicle combination with respect to a generated from another vehicle air flow, which avoids the disadvantages described and counteracts a rolling movement of the trailer effectively. Moreover, it is an object of the invention to provide a driver assistance system for stabilizing a vehicle combination.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Stabilisieren eines von einem Fahrer auf einer Fahrspur einer Fahrbahn gesteuerten Fahrzeuggespanns, welches ein Zugfahrzeug und einen mittels einer Kupplung an das Zugfahrzeug gekoppelten Anhänger umfasst, gegenüber einer Luftströmung, welche von einem weiteren auf der Fahrbahn fahrenden Fahrzeug erzeugt wird.An object of the present invention is a method of stabilizing a vehicle combination controlled by a driver on a lane of a roadway, comprising a towing vehicle and a trailer coupled to the towing vehicle by means of a coupling, against an airflow coming from another on-highway vehicle is produced.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Fahrtrajektorie für das Fahrzeuggespann abhängig von dem Fahrzeuggespann, dem weiteren Fahrzeug und der Fahrbahn ermittelt. Die Erfindung beruht demnach auf der Idee, einer Schlingerbewegung des Anhängers infolge einer von einem weiteren Fahrzeug ausgehenden Luftströmung mittels einer Fahrtrajektorie für das Fahrzeuggespann entgegenzuwirken. Die Fahrtrajektorie ist durch eine Fahrstrecke und eine Fahrgeschwindigkeit bestimmt und wird derart ermittelt, dass der Anhänger des Fahrzeuggespanns der Luftströmung möglichst effektiv ausweicht. Bei jedem Ermitteln der Fahrtrajektorie werden individuelle Gegebenheiten der Fahrsituation betreffend das Fahrzeuggespann, das weitere Fahrzeug und die Fahrbahn berücksichtigt. Auf diese Weise kann ein adäquater und effektiver Schutz vor einer Schlingerbewegung des Anhängers in unterschiedlichen Fahrsituationen erreicht werden.In the method according to the invention, a driving trajectory for the vehicle combination is determined as a function of the vehicle combination, the further vehicle and the roadway. The invention is therefore based on the idea of counteracting a rolling movement of the trailer as a result of an outgoing air flow from another vehicle by means of a Fahrtrajektorie for the vehicle combination. The driving trajectory is determined by a route and a driving speed and is determined such that the trailer of the vehicle combination escapes the air flow as effectively as possible. Each determination of the driving trajectory takes into account individual circumstances of the driving situation relating to the vehicle combination, the further vehicle and the roadway. In this way, an adequate and effective protection against a rolling movement of the trailer in different driving situations can be achieved.
In einer Ausführungsform werden eine Gesamtlänge des Fahrzeuggespanns und/oder eine Länge des Anhängers und/oder eine Breite des Anhängers von dem Fahrer eingegeben und wird die Fahrtrajektorie abhängig von der eingegebenen Gesamtlänge des Fahrzeuggespanns und/oder der eingegebenen Länge des Anhängers und/oder der eingegebenen Breite des Anhängers ermittelt. Das Risiko einer Schlingerbewegung des Anhängers hängt wesentlich von den Abmessungen des Fahrzeuggespanns im Ganzen sowie von den Abmessungen des Anhängers selbst ab. Die Länge des Fahrzeuggespanns beeinflusst aufgrund der Hebelwirkung die Stärke der auftretenden Drehmomente. Länge, Breite und Höhe des Anhängers bestimmen naturgemäß die Empfänglichkeit des Anhängers für Luftströmungen. Durch das Berücksichtigen dieser Größen kann die Fahrtrajektorie optimal an das Fahrzeuggespann angepasst ermittelt werden.In one embodiment, an overall length of the vehicle combination and / or a length of the trailer and / or a width of the trailer are input by the driver and the driving trajectory is dependent on the input total length of the vehicle combination and / or the input length of the trailer and / or the entered Width of the trailer determined. The risk of rolling the trailer depends largely on the dimensions of the vehicle combination as a whole and on the dimensions of the trailer itself. The length of the vehicle combination influences the strength of the occurring torques due to the leverage effect. Length, width and height of the trailer naturally determine the susceptibility of the trailer to air currents. By taking into account these variables, the driving trajectory can be determined optimally adapted to the vehicle combination.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Breite der Fahrspur und/oder eine Breite der Fahrbahn von optischen Sensoren erfasst oder einer Datenbank entnommen und wird die Fahrtrajektorie abhängig von der erfassten oder entnommenen Breite der Fahrspur und/oder der erfassten oder entnommenen Breite der Fahrbahn ermittelt. Als optischer Sensor kann eine Außenkamera oder auch ein Lasersensor dienen. Aber auch weitere bekannte oder zukünftige optische Sensoren liegen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung. In der Datenbank können digitale Kartendaten gespeichert sein, welche Fahrbahnbreiten, Fahrspuranzahlen und/oder Fahrspurbreiten umfassen. Dabei kann die Datenbank in dem Zugfahrzeug oder auf einem Server (Backend) außerhalb des Zugfahrzeugs angeordnet sein, von dem aus sie über eine drahtlose Verbindung, wie beispielsweise Car2X, in das Zugfahrzeug geladen werden. Nach einer Lokalisierung des Zugfahrzeugs in der zugrundeliegenden digitalen Karte lassen sich die erforderlichen Informationen betreffend die Fahrbahn und die Fahrspuren einfach ermitteln.In a preferred embodiment, a width of the lane and / or a width of the lane is detected by optical sensors or taken from a database and the driving trajectory is determined depending on the detected or extracted width of the lane and / or the detected or extracted width of the lane. As an optical sensor can serve an outdoor camera or a laser sensor. However, other known or future optical sensors are within the scope of the invention. The database may contain digital map data including lane widths, lane numbers and / or lane widths. In this case, the database can be arranged in the towing vehicle or on a server (backend) outside the towing vehicle, from which it can be loaded into the towing vehicle via a wireless connection, such as Car2X. After a localization of the towing vehicle in the underlying digital map, the required information regarding the road and the lanes can be easily determined.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die erzeugte Luftströmung von mindestens einem an dem Zugfahrzeug angebrachten Windsensor erfasst und die Fahrtrajektorie abhängig von der erfassten Luftströmung ermittelt und/oder eine Warnung ausgegeben, wenn eine Größe der erfassten Luftströmung einen kritischen Wert übersteigt. Windsensoren können in einer Frontschürze, im Bereich eines Kühlers oder an anderen exponierten Positionen, wie beispielsweise in einem Außenspiegel des Zugfahrzeugs angebracht sein. Die Verwendung von Windsensoren ermöglicht einen Verzicht auf Modellbildungen und erhöht so die Präzision der ermittelten Fahrtrajektorie. Zusätzlich kann eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden, wenn die von den Windsensoren erfasste Luftströmung eine bestimmte Stärke überschreitet, welche auch auf der ermittelten Fahrtrajektorie als besonders kritisch anzusehen ist.In an advantageous embodiment, the generated air flow is detected by at least one wind sensor attached to the towing vehicle and the driving trajectory is determined as a function of the detected air flow and / or a warning is output if a magnitude of the detected air flow exceeds a critical value. Wind sensors may be mounted in a front apron, in the area of a radiator or at other exposed positions, such as in an exterior mirror of the towing vehicle. The use of wind sensors makes it possible to dispense with modeling and thus increases the precision of the determined driving trajectory. In addition, a warning can be issued to the driver when the air flow detected by the wind sensors exceeds a certain level, which is also to be regarded as particularly critical on the determined driving trajectory.
In anderen Ausführungsformen wird das weitere Fahrzeug und/oder eine Größe des weiteren Fahrzeugs und/oder eine Gattung des weiteren Fahrzeugs von einem optischen Sensor erfasst und die Fahrtrajektorie abhängig von dem erfassten weiteren Fahrzeug und/oder der erfassten Größe und/oder der erfassten Gattung des weiteren Fahrzeugs ermittelt. Die Größe und/oder die Gattung des weiteren Fahrzeugs bestimmt wesentlich die von ihm erzeugte Luftströmung. Beide Informationen lassen sich aus einem aufgenommenen Bild oder Video, beispielsweise mittels Mustererkennungsalgorithmen, einfach ermitteln. Entsprechend kommt als optischer Sensor beispielsweise eine an dem Zugfahrzeug angebrachte Außenkamera in Betracht. Aber auch jeder alternative optische Sensor, der zum Aufnehmen eines Bildes oder Videos des weiteren Fahrzeugs geeignet ist, fällt in den Schutzbereich der Erfindung. Durch das Berücksichtigen spezifischer Informationen betreffend das weitere Fahrzeug lässt sich die Präzision der ermittelten Fahrtrajektorie weiter steigern.In other embodiments, the further vehicle and / or a size of the further vehicle and / or a category of the further vehicle is detected by an optical sensor and the driving trajectory is dependent on the detected further vehicle and / or the detected size and / or the detected type of determined further vehicle. The size and / or the genre of the further vehicle essentially determines the air flow generated by it. Both information can be easily determined from a recorded image or video, for example by means of pattern recognition algorithms. Accordingly comes as an optical sensor, for example, an attached to the tractor outside camera into consideration. However, any alternative optical sensor suitable for capturing an image or video of the other vehicle is also within the scope of the invention. By taking into account specific information concerning the further vehicle, the precision of the determined driving trajectory can be further increased.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Schlingerbewegung des Anhängers während der Fahrt des Fahrzeuggespanns auf der ermittelten Fahrtrajektorie von einem in der Kupplung vorgesehenen Sensor erfasst und/oder die Kupplung gedämpft. Eine Schlingerbewegung des Anhängers wird sich zumeist nicht vollständig mittels einer ermittelten Fahrtrajektorie ausschließen lassen. Vielfach bieten die Fahrbahn und/oder die betroffenen Fahrspuren keinen ausreichenden Raum für das Fahrzeuggespann, um dem weiteren Fahrzeug genügend weit ausweichen zu können. Für diesen Fall kann eine Stärke, d.h. eine Frequenz und eine Amplitude der Schlingerbewegung mittels eines speziellen Winkelsensors erfasst werden, welcher einen Auslenkwinkel der Kupplung messen kann. Bei Kupplung kann es sich beispielsweise um eine konventionelle Anhängerkupplung handeln, welche einen mit dem Zugfahrzeug verbundenen Kugelkopf und ein mit dem Anhänger verbundenes Zugmaul umfasst. Im gekoppelten Zustand umgreift das Zugmaul den Kugelkopf teilweise und ist in diesem Zustand derart verschwenkbar arretiert, dass es von dem Kugelkopf nicht getrennt werden kann. Ein Auslenkwinkel infolge einer relativen Drehbewegung zwischen dem Kugelkopf und dem Zugmaul kann beispielsweise mittels eines in den Kugelkopf integrierten und auf das Zugmaul gerichteten optischen Sensors erfasst werden. Abhängig von der erfassten Stärke der Schlingerbewegung kann zum Dämpfen der Schlingerbewegung eine Reibung der Kupplung erhöht werden. Im Falle der konventionellen Anhängerkupplung kann der Kugelkopf verstellbare Reibungselemente umfassen, welche einen Spalt zwischen dem Kugelkopf und dem Zugmaul verkleinern und infolgedessen die Reibung zwischen dem Kugelkopf und dem Zugmaul erhöhen. Auf diese Weise lässt sich eine Schlingerbewegung des Anhängers effektiv reduzieren oder unterbinden.In a preferred embodiment, a rolling movement of the trailer during the journey of the vehicle combination on the determined driving trajectory is detected by a sensor provided in the clutch and / or the clutch is damped. A rolling movement of the trailer is usually not completely exclude by means of a determined Fahrtrajektorie. In many cases, the road and / or the lanes in question do not provide sufficient space for the vehicle combination in order to avoid the other vehicle sufficiently far. In this case, a strength, i. a frequency and an amplitude of the rolling motion are detected by means of a special angle sensor which can measure a deflection angle of the clutch. For example, a coupling may be a conventional trailer hitch comprising a ball head connected to the towing vehicle and a hitch connected to the trailer. In the coupled state, the pull jaw partially surrounds the ball head and in this state is locked in such a pivotable manner that it can not be separated from the ball head. A deflection angle as a result of a relative rotational movement between the ball head and the pulling jaw can be detected, for example, by means of an optical sensor integrated into the ball head and directed onto the pulling jaw. Depending on the detected strength of the rolling motion, a friction of the clutch can be increased to dampen the rolling motion. In the case of the conventional trailer hitch, the ball head may comprise adjustable friction elements which reduce a gap between the ball head and the hitch mouth and consequently increase the friction between the ball head and the hitch mouth. In this way a rolling movement of the trailer can be effectively reduced or eliminated.
In weiteren Ausführungsformen wird eine Fahrt des Fahrzeuggespanns auf der ermittelten Fahrtrajektorie empfohlen, assistiert oder pilotiert. Mit anderen Worten kann der Fahrer des Zugfahrzeugs unterschiedliche Grade an Unterstützung beim Steuern des Zugfahrzeugs entlang der ermittelten Fahrtrajektorie erhalten. Bei einer Empfehlung behält er zunächst die Freiheit, von dieser abzuweichen, kann ihr aber auch durch eigenhändiges Steuern des Zugfahrzeugs möglichst gut folgen. Im Falle einer Assistenz erhält er eine geeignete Hilfestellung beim Einhalten der ermittelten Fahrtrajektorie, beispielsweise eine Warnung, wenn er zu weit von der ermittelten Fahrtrajektorie abweicht. Bei einer Pilotierung steuert das Zugfahrzeug selbständig entlang der ermittelten Fahrtrajektorie.In other embodiments, a drive of the vehicle combination on the determined driving trajectory is recommended, assisted or piloted. In other words, the driver of the towing vehicle may receive different degrees of assistance in controlling the towing vehicle along the determined travel trajectory. With a recommendation, he initially retains the freedom to deviate from this, but you can also follow as well as possible by hand control of the towing vehicle. In the case of an assistant, he receives appropriate assistance in maintaining the calculated driving trajectory, for example, a warning if he deviates too far from the determined driving trajectory. During a piloting, the towing vehicle autonomously controls along the determined travel trajectory.
In einer Ausführungsform wird dem Fahrer des Fahrzeuggespanns ausgehend von der ermittelten Fahrtrajektorie ein zu dem weiteren Fahrzeug einzuhaltender minimaler longitudinaler Abstand und/oder minimaler lateraler Abstand empfohlen und beim Unterschreiten eines empfohlenen minimalen Abstands eine Warnung ausgegeben. Bei dieser alternativen oder zusätzlichen Variante wird die ermittelte Fahrtrajektorie verwendet, um minimale Abstände zu dem weiteren Fahrzeug zu bestimmen, bei deren Einhalten ein Passieren oder Überholen des weiteren Fahrzeugs ein ausreichender Schutz vor einer Schlingerbewegung des Anhängers gegeben ist. Entsprechend kann eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden, wenn ein minimaler Abstand unterschritten wird.In one embodiment, the driver of the vehicle combination is recommended on the basis of the determined driving trajectory to be observed to the other vehicle minimum longitudinal distance and / or minimum lateral distance and issued a warning when falling below a recommended minimum distance. In this alternative or additional variant, the determined driving trajectory is used to determine minimum distances to the other vehicle, in the compliance of which a passing or overtaking of the other vehicle is given sufficient protection against a rolling movement of the trailer. Accordingly, a warning to the driver can be issued when a minimum distance is exceeded.
In noch anderen Ausführungsformen wird eine Warnung und/oder die ermittelte Fahrtrajektorie auf einer in einem Innenraum des Zugfahrzeugs angeordneten Anzeigeeinheit, einer in eine Frontscheibe des Zugfahrzeugs integrierten Anzeigeeinheit (Head Up Display, HUD), mittels eines auf die Fahrbahn gerichteten Außenprojektors, einer Sprachausgabe und/oder einer Tonausgabe ausgegeben. Während eine Sprachausgabe und/oder eine Tonausgabe vornehmlich für das Ausgeben von Warnungen geeignet sind, lassen sich die übrigen Ausgabevarianten für sämtlich in dem Verfahren vorkommenden Ausgaben verwenden. Graphische Ausgabevarianten eignen sich besonders für die visuelle Darstellung der ermittelten Fahrtrajektorie. Vor allem ein HUD oder ein Außenprojektor ermöglichen ein einfaches und bequemes Fahren entlang einer damit angezeigten Fahrtrajektorie.In still other embodiments, a warning and / or the determined driving trajectory on a arranged in an interior of the towing vehicle display unit, integrated into a windshield of the towing vehicle display unit (Head Up Display, HUD), by means of an on-lane outdoor projector, a voice output and / or a sound output. While a voice output and / or a sound output are primarily suitable for issuing warnings, the other output variants can be used for all outputs occurring in the method. Graphic output variants are particularly suitable for the visual representation of the determined driving trajectory. Above all, a HUD or an outdoor projector allow easy and comfortable driving along a thus indicated driving trajectory.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Fahrerassistenzsystem zum Vermeiden einer Schlingerbewegung eines auf einer Fahrspur einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeuggespanns, welches ein Zugfahrzeug und einen mittels einer Kupplung an das Zugfahrzeug gekoppelten Anhänger umfasst, aufgrund einer Luftströmung, welche von einem weiteren auf der Fahrbahn fahrenden Fahrzeug erzeugt wird, welches für ein Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere für ein Erkennen des an das Zugfahrzeug gekoppelten Anhängers und/oder für ein automatisches Einschalten oder ein wahlweises Einschalten durch einen Fahrer des Zugfahrzeugs konfiguriert ist. Gewöhnlich wird das Zugfahrzeug auch häufig einzeln verwendet, d.h. ohne ein Fahrzeuggespann mit einem gekoppelten Anhänger zu bilden. In solchen Fällen kann das Fahrerassistenzsystem ausgeschaltet sein. Wenn ein gekoppelter Anhänger von einem spezifischen Sensor, der beispielsweise in die Kupplung integriert sein kann oder auch vorgesehen sein kann, eine elektrische Verbindung zu einer Beleuchtungseinrichtung des Anhängers zu detektieren, erkannt wird, kann das Fahrerassistenzsystem automatisch aktiviert werden. Dabei kann es dem Fahrer überlassen bleiben, das Fahrerassistenzsystem auf eine Empfehlung hin selbst einzuschalten. Oder das Fahrerassistenzsystem kann alternativ automatisch eingeschaltet werden, wenn ein gekoppelter Anhänger erkannt wird. Einem Fachmann ist ohne Weiteres verständlich, dass das Zugfahrzeug für einzelne Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens spezielle, oben genannte Sensoren aufweisen muss, die mit dem Fahrerassistenzsystem verbunden sind. Für den Betrieb des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems können selbstverständlich bereits bestehende an dem Zugfahrzeug angebrachte Sensoren verwendet werden.The subject matter of the invention is also a driver assistance system for avoiding a rolling movement of a vehicle combination driving on a lane of a roadway, which comprises a towing vehicle and a trailer coupled to the towing vehicle by means of a coupling, due to a flow of air generated by another vehicle traveling on the roadway , which for carrying out a method according to the invention and in particular for detecting the trailer coupled to the towing vehicle and / or for an automatic switch-on or selective switching is configured by a driver of the towing vehicle. Usually, the towing vehicle is also often used singly, ie without forming a vehicle combination with a coupled trailer. In such cases, the driver assistance system may be switched off. If a coupled trailer is detected by a specific sensor, which may be integrated into the clutch, for example, or may also be provided to detect an electrical connection to a lighting device of the trailer, the driver assistance system may be automatically activated. It may be up to the driver to turn on the driver assistance system himself on a recommendation. Alternatively, the driver assistance system may be automatically turned on when a coupled trailer is detected. A person skilled in the art will readily understand that the towing vehicle for specific embodiments of the method according to the invention has to have special, above-mentioned sensors which are connected to the driver assistance system. Naturally, already existing sensors mounted on the towing vehicle can be used for the operation of the driver assistance system according to the invention.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Ausführungsform weiter beschrieben.The invention will be further described below with reference to an embodiment.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems dient zum Vermeiden einer Schlingerbewegung eines auf einer Fahrspur einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeuggespanns aufgrund einer Luftströmung, welche von einem weiteren auf der Fahrbahn fahrenden Fahrzeug erzeugt wird. Das Fahrzeuggespann umfasst ein Zugfahrzeug und einen mittels einer Kupplung an das Zugfahrzeug gekoppelten Anhänger. Das Fahrerassistenzsystem umfasst ein Steuergerät, in welchem ein Software-Modul zum Vermeiden der Schlingerbewegung des Fahrzeuggespanns installiert ist, eine mit dem Steuergerät verbundene Bedienschnittstelle, eine mit dem Steuergerät verbundene drahtlose Kommunikationsschnittstelle, ein in die Kupplung integriertes Reibungselement und mehrere in dem Zugfahrzeug angeordnete und mit dem Steuergerät verbundene Sensoren, insbesondere eine Außenkamera, einen Kupplungssensor, einen an einem Außenspiegel des Zugfahrzeugs angeordneten Windsensor, einen in die Kupplung integrierten Winkelsensor und einen Radarsensor. Die Bedienschnittstelle weist eine berührungsempfindliche Eingabeeinheit, ein Head Up-Display und einen Lautsprecher auf. Das Steuergerät ist konfiguriert, einen an das Zugfahrzeug gekoppelten Anhänger mittels des Kupplungssensors automatisch zu erkennen und dem Fahrer des Zugfahrzeugs ein wahlweises Einschalten des Fahrerassistenzsystems anzubieten.An embodiment of the driver assistance system according to the invention serves to avoid a rolling movement of a vehicle combination driving on a lane of a roadway due to an air flow which is generated by another vehicle driving on the roadway. The vehicle combination comprises a towing vehicle and a trailer coupled to the towing vehicle by means of a coupling. The driver assistance system comprises a control unit in which a software module for avoiding the rolling movement of the vehicle combination is installed, an operating interface connected to the control unit, a wireless communication interface connected to the control unit, a friction element integrated in the clutch and a plurality of arranged in the towing vehicle and with sensors connected to the control unit, in particular an exterior camera, a clutch sensor, a wind sensor arranged on an exterior mirror of the towing vehicle, an angle sensor integrated into the clutch and a radar sensor. The operator interface has a touch-sensitive input unit, a head-up display and a loudspeaker. The control unit is configured to automatically detect a trailer coupled to the towing vehicle by means of the clutch sensor and to offer the driver of the towing vehicle an optional switching on of the driver assistance system.
Während der Fahrt des Fahrzeuggespanns wird eine Fahrtrajektorie für das Fahrzeuggespann abhängig von dem Fahrzeuggespann, dem weiteren Fahrzeug und der Fahrbahn ermittelt, wenn das weitere auf der Fahrbahn fahrende Fahrzeug von der Außenkamera erfasst wird. Neben der bloßen Anwesenheit des weiteren Fahrzeugs wird auch eine Gattung und Größe des weiteren Fahrzeugs erfasst, um ein Ermitteln der Fahrtrajektorie beispielsweise bei kleinen Personenkraftwagen auszuschließen. Wenn allerdings das weitere Fahrzeug als ein Großfahrzeug erkannt wird, werden die erfasste Gattung und die erfasste Größe des weiteren Fahrzeugs in die Ermittlung der Fahrtrajektorie einbezogen.During the journey of the vehicle combination, a driving trajectory for the vehicle combination is determined as a function of the vehicle combination, the further vehicle and the roadway when the further vehicle driving on the roadway is detected by the outside camera. In addition to the mere presence of the further vehicle, a genus and size of the further vehicle is detected in order to preclude determining the driving trajectory, for example, in small passenger cars. However, if the other vehicle is recognized as a large vehicle, the detected genus and the detected size of the other vehicle are included in the determination of the driving trajectory.
Ferner wird die Fahrtrajektorie abhängig von einer Gesamtlänge des Fahrzeuggespanns, einer Länge sowie einer Breite des Anhängers ermittelt. Die Gesamtlänge des Fahrzeuggespanns, die Länge des Anhängers und die Breite des Anhängers werden von dem Fahrer vor dem Verwenden des Fahrerassistenzsystems über die Eingabeeinheit manuell eingegeben oder bestätigt, wenn er nach dem automatischen Erkennen des Anhängers ein Einschalten des Fahrerassistenzsystems auswählt.Furthermore, the driving trajectory is determined depending on a total length of the vehicle combination, a length and a width of the trailer. The total length of the vehicle combination, the length of the trailer and the width of the trailer are manually entered or confirmed by the driver prior to using the driver assistance system via the input unit when selecting to switch on the driver assistance system after automatically recognizing the trailer.
Darüberhinaus wird die Fahrtrajektorie abhängig von einer Breite der Fahrbahn und einer Breite der Fahrspur ermittelt. Dabei werden die Breiten der Fahrspur und der Fahrbahn über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle mittels einer Car2X-Verbindung einer auf einem Server außerhalb des Zugfahrzeugs angeordneten Datenbank entnommen, welche digitale Karteninformationen passend zu einer aktuellen Position des Fahrzeuggespanns bereitstellt. Zudem werden die Breiten der Fahrbahn und der Fahrspur von der Außenkamera erfasst und zum Abgleich mit den drahtlos empfangenen Daten verwendet.In addition, the driving trajectory is determined depending on a width of the road and a width of the lane. In this case, the widths of the traffic lane and the roadway are taken via the wireless communication interface by means of a Car2X connection of a database located on a server outside the towing vehicle, which provides digital map information matching a current position of the vehicle combination. In addition, the widths of the road and the lane are detected by the outdoor camera and used to compare with the wirelessly received data.
Die von dem weiteren Fahrzeug erzeugte Luftströmung wird weiterhin von dem Windsensor erfasst und die Fahrtrajektorie abhängig von der erfassten Luftströmung ermittelt. Bei einer besonders starken erfassten Luftströmung, d.h. wenn eine Größe der erfassten Luftströmung einen kritischen Wert übersteigt, wird von dem Fahrerassistenzsystem zusätzlich eine Warnung akustisch und visuell ausgegeben.The air flow generated by the further vehicle is further detected by the wind sensor and determines the driving trajectory depending on the detected air flow. With a particularly strong detected air flow, i. If a magnitude of the detected air flow exceeds a critical value, the driver assistance system additionally outputs a warning acoustically and visually.
Bei der Fahrt des Fahrzeuggespanns entlang der ermittelten Fahrtrajektorie wird eine Schlingerbewegung des Anhängers kontinuierlich von dem Winkelsensor erfasst. Eine starke erfasste Schlingerbewegung wird durch entsprechendes Verstellen des Reibungselements gedämpft.When driving the vehicle combination along the determined driving trajectory, a rolling motion of the trailer is continuously detected by the angle sensor. A strong detected rolling motion is damped by appropriately adjusting the friction element.
Das Fahrerassistenzsystem ist ferner konfiguriert, dem Fahrer des Fahrzeuggespanns eine Auswahl des gewünschten Unterstützungsgrads zu ermöglichen. Dabei kann der Fahrer zwischen einer manuellen Fahrt entlang der ermittelten Fahrtrajektorie, einer assistierten Fahrt entlang der ermittelten Fahrtrajektorie und einer selbständigen Fahrt des Zugfahrzeugs entlang der ermittelten Fahrtrajektorie wählen.The driver assistance system is further configured to allow the driver of the vehicle combination to select the desired level of assistance. The driver can choose between one manual travel along the determined driving trajectory, an assisted driving along the determined driving trajectory and an autonomous drive of the towing vehicle along the determined driving trajectory.
Ergänzend werden dem Fahrer ausgehend von der ermittelten Fahrtrajektorie ein zu dem weiteren Fahrzeug einzuhaltender minimaler longitudinaler Abstand und minimaler lateraler Abstand empfohlen. Der Abstand zu dem weiteren Fahrzeug wird von dem Radarsensor fortlaufend erfasst. Bei einem Unterschreiten eines der beiden Abstände wird von dem Fahrerassistenzsystem eine akustische und/oder visuelle Warnung ausgegeben.In addition, starting from the determined driving trajectory, the driver is recommended to observe a minimum longitudinal distance and minimum lateral distance to be maintained for the further vehicle. The distance to the other vehicle is detected continuously by the radar sensor. When falling below one of the two distances, an audible and / or visual warning is output by the driver assistance system.
Warnungen werden akustisch über den Lautsprecher und visuell auf dem Head Up-Display ausgegeben. Zudem wird die ermittelte Fahrtrajektorie wahlweise auf einer in einem Innenraum des Zugfahrzeugs angeordneten Anzeigeeinheit, auf dem Head Up-Display oder mittels eines auf die Fahrbahn gerichteten Außenprojektors auf der Fahrbahn zur Anzeige gebracht.Warnings are emitted acoustically via the loudspeaker and visually on the Head Up display. In addition, the determined driving trajectory is selectively displayed on a display unit arranged in an interior of the towing vehicle, on the head-up display or on the roadway by means of an exterior projector directed onto the roadway.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems besteht darin, dass eine ermittelte Fahrtrajektorie ein effektives Ausweichen eines Fahrzeuggespanns vor Luftströmungen ermöglicht, welche durch ein weiteres in einer Umgebung des Fahrzeuggespanns fahrendes Fahrzeug erzeugt werden. Die Fahrtrajektorie lässt sich unter Berücksichtigung mehrerer zahlreicher Faktoren sehr präzise ermitteln. Zudem lassen sich ausgehend von der ermittelten Fahrtrajektorie mehrere Gegenmaßnahmen gegen eine Schlingerbewegung des Anhängers des Fahrzeuggespanns treffen, wodurch die Effektivität des vorgeschlagenen Verfahrens weiter erhöht wird.One advantage of the driver assistance system according to the invention is that a determined driving trajectory enables an effective avoidance of a vehicle combination from air flows, which are generated by another vehicle driving in an environment of the vehicle combination. The driving trajectory can be determined very precisely taking several factors into account. In addition, based on the determined driving trajectory, several countermeasures can be taken against a rolling movement of the trailer of the vehicle combination, whereby the effectiveness of the proposed method is further increased.
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