-
Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zum vorzugsweise zumindest teilautomatisierten Lenken eines Gespanns (bestehend aus einem Zugfahrzeuge und einem Anhänger), insbesondere bei Rückwärtsfahrt, mit einer elektronischen Steuereinheit, die zumindest Korrekturen für den Lenkeinschlag der lenkbaren Räder des Zugfahrzeuges in Abhängigkeit vom Winkel zwischen der Längsachse des Zugfahrzeugs und der Längsachse des Anhängers oder der Anhänger-Deichsel vorgibt.
-
Bei einer teilautomatisierten Anhängerassistenzsystem-Funktion wird beispielsweise vom Fahrer über eine Bedienhandlung an einer Anzeige-Bedieneinheit der Soll-Knickwinkel des zu rangierenden Anhängers vorgegeben. Das System vergleicht den Soll- mit dem Ist-Knickwinkel und regelt diesen über die Fahrzeugbewegung nach.
-
Zum technischen Umfeld hierzu wird beispielsweise auf die
DE 101 54 612 A1 verwiesen.
-
Das Rückwärtsfahren mit einem Anhänger, welcher über eine Anhängerkupplung von einem Zugfahrzeug bewegt wird, erfordert einige Übung, da der Anhänger dazu neigt „auszuscheren“. Beispielsweise aus der
DE 101 54 612 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Fahrer bei Rückwärtsfahrt (d. h. bei Rangier- oder Parkierbetrieb) das Zugfahrzeug über eine Lenkhandhabe den Sollkurs des Anhängers vorgibt. Ein Computer berechnet dann die erforderlichen Lenkeinschläge am Zugfahrzeug, um den Anhänger auf dem gewünschten Kurs zu halten und steuert dementsprechend den Radwinkelsteller des Zugfahrzeuges an. Der Fahrer lenkt also mit der Lenkhandhabe direkt den Anhänger.
-
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft heraus gestellt, wenn die Ansteuerung des Radwinkelstellers des Zugfahrzeuges über eine Regelung erfolgt, die Informationen über die Lage oder Position des Anhängers in Relation zum Zugfahrzeug über eine geeignete Sensorik erhält. Der Fahrer kann dabei in den Regelkreis mit seinen Eingaben an der Lenkhandhabe integriert sein. Die Kombination aus Fahrereingabe und exakter Erkennung der Anhängerlage zum Zugfahrzeug mittels geeigneter Sensorik ermöglicht es, einer in einer elektronischen Steuereinheit enthaltenen Steuerung oder Regelung, mögliche Störungen zu berücksichtigen und auszuregeln.
-
In der
DE 101 54 612 A1 wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der besagte Winkel (Knickwinkel) zwischen der Längsachse des Zugfahrzeugs und der Längsachse des Anhängers oder der Anhänger-Deichsel aus den Signalen zumindest zweier Abstandssensoren bestimmt wird, die am Heck des Zugfahrzeugs und/oder am Anhänger vorgesehen sind, und die den jeweiligen Abstand zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger oder der Deichsel desselben ermitteln. Ein Gedanke dieser Lösung ist es, die an vielen Personenkraftwagen bereits vorhandene Abstands-Mess-Sensorik zu nützen, um einer elektronischen Auswerte- und Steuereinheit die benötigte Information über die Lage oder Position des Anhängers in Relation zum Zugfahrzeug bei einer Rückwärtsfahrt zu vermitteln. Bislang dient diese Abstands-Mess-Sensorik insbesondere dazu, beim Einparken des Kraftfahrzeugs auf drohende Kollisionen hinzuweisen. Dabei überwacht diese Sensorik den Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und einem naheliegenden Hindernis.
-
Es ist aber nicht nur möglich, dass eine Korrektur für den Lenkeinschlag direkt in ein geeignetes Lenksystem des Zugfahrzeuges, welches unabhängig von oder zusätzlich zu den Vorgaben des Fahrzeugführers den Lenkeinschlag der lenkbaren Räder beeinflusst, eingespeist wird, sondern dass die Korrektur für den Lenkeinschlag dem Fahrzeugführer angezeigt wird. Das heißt, dass mit einer derartigen Abstands-Mess-Sensorik an Zugfahrzeugen, die kein aktives (beispielsweise „by-wire“) Lenksystem besitzen, das zusätzliche, vom Fahrzeugführer unabhängige Lenkeingriffe ermöglicht, die Abstandsinformation zumindest dazu genutzt werden, dem Fahrzeugführer geeignete Hinweise zu geben, in welcher Weise er Korrekturen an seinem Lenkrad oder an einer anderen Lenkhandhabe vornehmen sollte.
-
Weiterhin ist aus der
DE 10 2012 207 647 A1 ebenfalls ein Fahrerassistenzsystem zum Rückwärtsfahren eines zweispurigen Kraftfahrzeugs mit einem Anhänger bekannt, wobei der Anhänger mit zumindest einer Sensoreinrichtung ausgestattet ist, deren Signale für die Bildung einer an den Fahrer des Kraftfahrzeugs gerichteten Handlungsempfehlung oder bei einer vom Fahrerassistenzsystem veranlassten autonomen Querführung und/oder Längsführung des Kraftfahrzeugs ausgewertet werden. Diese Schrift geht bereits von einem Stand der Technik aus, wonach am rückwärtigen Bereich des Anhängers eine Kamera anzubringen ist, deren Bild dem Fahrer auf dem Display eines im Kraftfahrzeug verbauten Navigationsgeräts zusammen mit der aktuellen Trajektorie des rückwärtsfahrenden Gespanns (= Zugfahrzeug mit Anhänger) und gegebenenfalls mit einer Zielführungsbahn angezeigt wird. Bei der Bestimmung der Trajektorie wird ebenfalls der Trailerwinkel (= Knickwinkel) berücksichtigt.
-
In der
DE 10 2012 207 647 A1 soll aufgezeigt werden, wie die Genauigkeit eines Fahrerassistenzsystems zum Rückwärtsfahren eines Gespanns, insbesondere bestehend aus einem zweispurigen Kraftfahrzeugs mit einem Anhänger, vergrößert werden kann. Dazu wird gemäß dieser Schrift beim Erstellen der besagten Handlungsempfehlung oder bei der vom Fahrerassistenzsystem veranlassten Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeugs auch Angaben zur Achsgeometrie des Anhängers, nämlich dessen Achsen-Zahl und Deichsel-Länge sowie Spurweite berücksichtigt werden. Gegenüber der alleinigen Berücksichtigung des Knickwinkels kann die Genauigkeit dadurch deutlich gesteigert werden. Insbesondere wenn ein Fahrerassistenzsystem auch beim Einparken des Gespanns in eine Parklücke unterstützen soll, ist es vorteilhaft, wenn als weitere Angabe neben der Achsgeometrie des Anhängers die Gesamtlänge und optional die Gesamtbreite des Anhängers bei der Erstellung einer Handlungsempfehlung oder bei der vom Fahrer-Assistenzsystem veranlassten Quer- und/oder Längsführung berücksichtigt wird.
-
Weiterhin kann bei einem derartigen Fahrerassistenzsystem für Gespanne auch eine grundsätzlich bekannte Mess- und Anzeigefunktion hinsichtlich Hindernissen beim Rückwärtsfahren auf den Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit gekuppelten Anhänger erweitert werden, indem am Zugfahrzeug und/oder am Anhängerheck dafür geeignete Sensoren vorgesehen sind, deren Signale in eine im Zugfahrzeug vorhandene Anzeigeeinheit eingespielt werden. Es kann auch eine Rückfahrkamera im Heckbereich des Anhängers vorgesehen sein, die Bilder vom Anhängerheck auf ein Display im Zugfahrzeug einspielt, wobei auch Begrenzungslinien angezeigt werden können, innerhalb derer sich das Gespann bewegen kann.
-
Bestandteil des bekannten Fahrerassistenzsystems kann auch eine automatische Regelung der Querführung des Kraftfahrzeugs und somit des Gespanns entsprechend einem vorgegebenen Zielkorridor bzw. einer geeignet ermittelten oder vorgegebenen Rangierkurve sein. Der Zielkorridor kann dabei dynamisch vor und während eines Rangiervorgangs beispielsweise mittels einer zentralen Anzeige-/Bedieneinheit vom Fahrer eingestellt und verändert werden.
-
Von diesem vorgenannten Stand der Technik geht die vorliegende Erfindung aus und stellt sich die Aufgabe, derartige Fahrerassistenzsysteme für ein Gespann weiter zu verbessern.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem zum Lenken eines Gespanns, bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, mit mindestens einer elektronischen Steuereinheit, die zumindest mit einer Sensorvorrichtung zur Erfassung des aktuellen Knickwinkels des Gespanns und mit einer Anzeige-Bedieneinheit zur Vorgabe eines Soll-Knickwinkels verbunden ist, umfasst die Steuereinheit:
- - einen Speicherbereich zum Speichern eines grundsätzlich maximal möglichen Knickwinkels des Gespanns, (welcher auch vom System gelernt werden kann),
- - eine Erfassungseinheit zum Erkennen des Vorhandenseins einer mechanischen Knickwinkel-Begrenzung,
- - einen Speicherbereich zum Speichern und Auslesen mindestens eines reduzierten maximal möglichen Knickwinkels bei Vorhandensein einer mechanischen Knickwinkel-Begrenzung und
- - eine Funktionseinheit, die bei Vorhandensein einer mechanischen Knickwinkel-Begrenzung mindestens eine der folgenden Funktionen aktiviert:
- ■ automatische Begrenzung der Möglichkeit zur Vorgabe eines Soll-Knickwinkels auf den reduzierten maximal möglichen Knickwinkel und/oder
- ■ automatische Abschaltung des Steuersystems und/oder
- ■ automatische Anpassung der Trajektorienplanung an den reduzierten maximal möglichen Knickwinkel und/oder
- ■ automatische Funktionseinschränkung des Steuersystems und/oder
- ■ automatische Anzeige einer entsprechenden Anweisung an den Fahrer.
-
Der Speicherbereich des maximalen reversiblen Knickwinkels kann sich auch auf einen vom System selbst ermittelten maximalen Knickwinkel beziehen. Der (links oder rechts von der Nulllinie geltende) maximale reversible Knickwinkel kann abhängig von der Deichsellänge des Anhängers vorzugsweise variabel vorgebbar sein, wenn unterschiedliche Anhänger benutzt werden.
-
Vorzugsweise wird das auf Basis des erfindungsgemäßen Steuersystems durchführbare Steuerverfahren, wobei das Steuersystem bzw. das Zugfahrzeug vorzugsweise Informationen von hinderniserkennenden Sensoren erhält, zusätzlich abhängig von erkannten Hindernissen im Umfeld des Gespanns durchgeführt.
-
Der Erfindung liegen folgende Erkenntnisse ausgehend vom oben genannten Stand der Technik zugrunde:
-
Stand der Technik ist ein Anhängerassistent, welcher über eine Sensorik (Kamera/Kugelkopfsensor) den Ist-Knickwinkel des Anhängers erfasst. Der Fahrer kann einen gewünschten Soll-Knickwinkel des Anhängers vorgeben, um den Anhänger zu rangieren. Die Knickwinkelerkennung kann auch von weiteren unterstützenden Funktionen verwendet werden, beispielsweise von einer Notbremsfunktion, bei abdriftendem Anhänger oder zur Überwachung des vom Anhänger überstrichenen Fahrwegs bei Vorwärtsfahrt.
-
Ist eine mechanische Begrenzung des Knickwinkels am Fahrzeug und/oder Anhänger vorhanden, können die Assistenzfunktionen nicht, eingeschränkt oder unter falschen Bedingungen genutzt werden.
Eine bekannte Begrenzung des Knickwinkels wird häufig in den USA verwendet. Dort werden parallel zur Deichsel je zwei Begrenzungsketten zwischen Anhänger und Fahrzeug verbunden.
Eine mechanische Begrenzung kann gegebenenfalls auch ein Teil des Fahrzeugs oder des Anhängers sein.
-
Die Erkennung und die Reaktion hierauf können auf unterschiedliche Arten erfolgen, die auch abhängig von der mechanischen Einschränkung vorgegeben sein können. Die aufgeführten Erkennungsarten und Reaktionen können beliebig miteinander kombiniert werden. Die Erkennungsarten können auch untereinander kombiniert werden, z.B. durch Bedienhandlungen des Fahrers und intelligente Softwaremodule.
-
Die Erkennung der mechanischen Begrenzung kann vorzugsweise erfolgen durch:
- - eine Vorgabe des Fahrers über eine Anzeige-Bedieneinheit,
- - die Detektion mittels verbauter Sensorik (z.B. Kamera, welche bereits den Knickwinkel ermittelt) und/oder
- - intelligente Software, die erkennt, dass der vom Fahrer oder vom Fahrzeug gewünschte Knickwinkel oder der abhängig von der Fahrsituation logische Knickwinkel nicht eingeregelt werden kann.
-
Abhängig von der Erkennung können vorzugsweise die oben bereits genannten Systemreaktionen die Folge sein. Die verbauten anderen Assistenzfunktionen können dabei möglichst mit genutzt werden.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt die wesentlichen erforderlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Steuersystems zur Durchführung des dem Steuersystem zugrundeliegenden Steuerverfahrens.
-
In der einzigen Figur ist ein Zugfahrzeug 1 mit einem Anhänger 2, mit einer Anhängerkupplung 3, mit mindestens einer elektronischen Steuereinheit 4, mit einer Sensorvorrichtung 5 (insbesondere oben bereits erwähnte Abstandssensoren und/oder eine Kamera) zur Erfassung des Knickwinkels (hier 0 °) und mit einer Anzeige-Bedieneinheit 6 dargestellt. Zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 sind Begrenzungsketten 7 angebracht, die beispielsweise in den USA üblicherweise im Einsatz sind.
-
Die elektronische Steuereinheit 4 ist zumindest mit der Sensorvorrichtung 5 zur Erfassung des aktuellen Knickwinkels α und mit einer Anzeige-Bedieneinheit 6 zur Vorgabe eines Soll-Knickwinkels verbunden. Die Steuereinheit 4 umfasst
- - einen Speicherbereich zum Speichern eines grundsätzlich maximal möglichen Knickwinkels αmax zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2, welcher auch vom System gelernt werden kann,
- - eine Erfassungseinheit, die auch die Sensorvorrichtung 5 sein kann oder mit dieser verbunden ist, zum Erkennen des Vorhandenseins der mechanischen Knickwinkel-Begrenzung 7, hier in Form von Begrenzungsketten 7,
- - einen Speicherbereich zum Speichern und Auslesen mindestens eines reduzierten maximal möglichen Knickwinkels αlim bei Vorhandensein einer mechanischen Knickwinkel-Begrenzung 7,
- - sowie eine Funktionseinheit, die bei Vorhandensein einer mechanischen Knickwinkel-Begrenzung 7 mindestens eine der folgenden Funktionen aktiviert:
- - automatische Begrenzung der Möglichkeit zur Vorgabe eines Soll-Knickwinkels auf den reduzierten maximal möglichen Knickwinkel αlim und/oder
- - automatische Abschaltung des Steuersystems und/oder
- - automatische Anpassung der Trajektorienplanung an den reduzierten maximal möglichen Knickwinkel αlim und/oder
- - automatische Funktionseinschränkung des Steuersystems und/oder
- - automatische Anzeige einer entsprechenden Anweisung an den Fahrer.
-
Der (links oder rechts von der Nulllinie geltende) maximale reversible Knickwinkel αmax kann abhängig von der Deichsellänge a des Anhängers, von der er abhängt und die ebenfalls abgespeichert werden kann, vorzugsweise variabel vorgebbar sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10154612 A1 [0003, 0004, 0006]
- DE 102012207647 A1 [0008, 0009]
