DE102018213968A1 - Fahrerassistenzsystem und Verfahren zum automatisierten Rangieren mit Wiederholung eines manuell gefahrenen Fahrwegs unter Berücksichtigung einer abweichenden Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung - Google Patents

Fahrerassistenzsystem und Verfahren zum automatisierten Rangieren mit Wiederholung eines manuell gefahrenen Fahrwegs unter Berücksichtigung einer abweichenden Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung Download PDF

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Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem zum automatisierten Rangieren eines Kraftfahrzeugs. Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, in einem Aufzeichnungsprozess basierend auf einem vom Fahrer mit dem Kraftfahrzeug manuell gefahrenen Fahrweg, an dessen Ende sich das Fahrzeug an einer Ist-Zielposition mit einer Ist-Zielausrichtung befindet, eine Fahrtrajektorie zu bestimmen und basierend auf der vorab bestimmten Fahrtrajektorie das Kraftfahrzeug mit zumindest automatisierter Querführung zu rangieren. Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem kennzeichnet sich dadurch, dass dieses eingerichtet ist, im Aufzeichnungsprozess das Vorliegen einer Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung des Kraftfahrzeugs festzustellen. Alternativ wäre es auch denkbar, dass das Fahrerassistenzsystem über eine Benutzerschnittstelle Information über eine Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung des Kraftfahrzeugs zur Korrektur der Ist-Zielposition bzw. Ist-Zielausrichtung entgegennimmt. Im Wiederholprozess wird das Kraftfahrzeug mit zumindest automatisierter Querführung derart rangiert, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozesses die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrsystem zum automatisierten Rangieren gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein entsprechendes Verfahren zum automatisierten Rangieren. Hierbei wird in einem Aufzeichnungsprozess basierend auf einem vom Fahrer mit dem Kraftfahrzeug manuell gefahrenen Fahrweg eine Fahrtrajektorie bestimmt. In einem Wiederholprozess wird basierend auf der vorab bestimmten Fahrtrajektorie das Kraftfahrzeug mit zumindest automatisierter Querführung rangiert.
  • Ein derartiges System ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2013 223 417 A1 sowie aus dem Beitrag „HomeZone - Automatische Querführungsassistenz für alltäglich wiederkehrende Fahrhandlungen des ruhenden Verkehrs“, Dr. Holger Mielenz et al., in dem Tagungsband „AAET - Automatisierungssysteme, Assistenzsysteme und eingebettete Systeme für Transportmittel“, 14. Braunschweiger Symposium vom 06. und 07. Februar 2013, Braunschweig, bekannt.
  • Derartige Systeme sind auch aus den Druckschriften DE 10 2013 209 764 A1 , DE 10 2014 209 678 A1 und DE 10 2011 121 722 A1 bekannt.
  • Bei derartigen System kann der Fahrer ein gefahrenes Rangiermanöver abspeichern. Über eine Eigenlokalisierung kann das Fahrerassistenzsystem beispielsweise erkennen, wenn es sich am Startpunkt für ein abgespeichertes Rangiermanövers befindet, und dem Fahrer ein Angebot machen, dieses Manöver automatisch abzufahren. Es kann vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem sich bei dem automatisch gefahrenen Manöver (auch als Replikation bezeichnet) so exakt wie möglich an die vom Fahrer vorgegebenen Rangiermanöver hält, sofern das Fahrzeugumfeld dies zulässt.
  • Nachteilig an aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ist, dass der Fahrer im Aufzeichnungsprozess die gewünschte Zielposition genau manuell anfahren muss, damit beim Wiederholprozess das Fahrerassistenzsystem das Fahrzeug derart rangiert, dass diese Zielposition wieder erreicht wird.
  • Ein Beispiel für eine Zielposition, die beim Aufzeichnungsprozess manuell und im Wiederholprozess automatisiert genau angefahren muss, ist die Position einer fahrzeugexternen Ladeschnittstelle zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (z. B. einer Batterie) eines elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (z. B. Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug) mit elektrischer Energie. Es sind nämlich fahrzeugexterne Ladestationen bekannt, bei denen der Fahrer das Fahrzeug hinreichend genau an einer Ladeschnittstelle der Ladestation positionieren muss, ggf. muss eine passende Ausrichtung zwischen dem Fahrzeug und der Ladeschnittstelle eingehalten werden. Bei derartigen Ladestationen muss der Fahrer nicht händisch ein Ladekabel mit einen fahrzeugseitigen Anschluss und/oder einem ladestationsseitigen Anschluss verbinden, nachdem der Fahrer das Fahrzeug auf einem Ladeplatz an der Ladestation geparkt hat. Beispiele hierfür sind Ladestationen mit kabelloser Ladeschnittstelle, beispielsweise eine induktive Ladeschnittstelle, oder mit konduktiver Ladeschnittstelle mit Laderobotik, bei der die Laderobotik (beispielsweise ein schwenkbarer Arm) einen elektrischen Ladekontakt zwischen dem Fahrzeug und der Ladeschnittstelle herstellt. Bei einer häufig vorzufindenden Variante einer induktiven Ladeschnittstelle ist eine fahrzeugexterne Bodenspule am Boden angeordnet, während eine fahrzeugseitige Spule am Fahrzeugunterboden angeordnet ist. Die Energieübertragung erfolgt über eine magnetische Kopplung der beiden Spulen. Zur effizienten Energieübertragung muss das Fahrzeug in eine Ladeposition gebracht werden, in der die Sekundärspule am Kraftfahrzeug möglichst präzise über der Primärspule positioniert ist. Der Fahrer muss während des Aufzeichnungsprozesses das Fahrzeug innerhalb einer Positioniergenauigkeit und je nach Ausgestaltung der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle auch mit einer vorgegebenen Ausrichtung an einer Ladeposition der Ladeschnittstelle positionieren. Der Fahrer muss zwei nicht direkt oder nur schlecht sichtbare Punkte (nämlich die Ladeschnittstelle am Fahrzeug und die Ladeschnittstelle der Ladeeinrichtung) zur Deckung bringen. Beispielsweise muss bei einer auf dem Boden liegenden (überfahrbaren) Ladespule einer induktiven Ladeschnittstelle oder einer auf dem Boden liegenden Ladeschnittstelle mit Laderobotik die Ladeschnittstelle der Ladeeinrichtung in X- und Y-Richtung mit einer unten am Fahrzeug befindlichen Ladeschnittstelle zur Deckung gebracht werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, bekannte Fahrerassistenzsysteme und Verfahren zum automatisierten Rangieren mit Wiederholung eines manuell gefahrenen Fahrwegs derart zu verbessern, dass der Fahrer eine Zielposition nicht genau anfahren muss und/oder eine Zielausrichtung nicht genau erreichen muss, so dass beispielsweise der Komfort für den Fahrer erhöht wird.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem zum automatisierten Rangieren mit zumindest automatisierter Querführung für ein Kraftfahrzeug (z. B. Personenkraftwagen), insbesondere mit automatisierter Quer- und Längsführung.
  • Das System ist eingerichtet, verschiedene nachfolgend beschriebene Tätigkeiten durchzuführen. Dies erfolgt typischerweise mittels einer elektronischen Steuereinheit, die auch über mehrere Steuergeräte verteilt sein kann. Die Steuereinheit kann einen oder mehrere Prozessoren umfassen, die über einen oder mehrere Software-Programme gesteuert in erfindungsgemäßer Weise arbeiten.
  • Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, in einem Aufzeichnungsprozess basierend auf einem vom Fahrer mit dem Kraftfahrzeug manuell gefahrenen Fahrweg, an dessen Ende sich das Fahrzeug an einer Ist-Zielposition mit einer Ist-Zielausrichtung befindet, eine Fahrtrajektorie zu bestimmen und typischerweise auch abzuspeichern und in einem Wiederholprozess basierend auf der vorab bestimmten Fahrtrajektorie das Kraftfahrzeug mit zumindest automatisierter Querführung zu rangieren. Die Trajektorie umfasst beispielsweise die jeweilige X/Y-Position, den jeweiligen Gierwinkel und die jeweilige Krümmung über der Zeit oder über der Wegstrecke. Je nach Implementierung des Fahrerassistenzsystems kann vorgesehen sein, dass sich der Fahrer während des automatisierten Rangierens am Fahrerbedienplatz im Fahrzeug oder außerhalb des Fahrzeugs befindet.
  • Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem kennzeichnet sich dadurch, dass dieses eingerichtet ist, im Aufzeichnungsprozess, insbesondere am Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs an der Ist-Zielposition mit der Ist-Zielausrichtung des Fahrzeugs, automatisch das Vorliegen einer Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung des Kraftfahrzeugs festzustellen. Hierbei hat das Fahrzeug vorzugsweise bereits angehalten. Die Berücksichtigung der Soll-Zielposition oder Soll-Zielausrichtung kann optional unter dem Vorbehalt stehen, dass Information über die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung eine ausreichend hohe Konfidenz oder Genauigkeit aufweist.
  • Alternativ wäre es auch denkbar, dass das Fahrerassistenzsystem über eine Benutzerschnittstelle Information über eine Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung des Kraftfahrzeugs zur Korrektur der Ist-Zielposition bzw. Ist-Zielausrichtung entgegennimmt. Hierbei hat das Fahrzeug vorzugsweise bereits angehalten.
  • Vorzugsweise wird dann unter Berücksichtigung der Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung eine derartige Fahrtrajektorie bestimmt, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozess die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung aufweist. Diese Fahrtrajektorie kann dann abgespeichert werden und im Wiederholprozess zur Fahrzeugführung verwendet werden.
  • Im Wiederholprozess wird das Kraftfahrzeug mit zumindest automatisierter Querführung derart rangiert, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozesses die Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung aufweist.
  • Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem bietet den Vorteil, dass der der Fahrer diese Soll-Zielposition nicht genau anfahren muss und/oder eine Zielausrichtung nicht genau erreichen muss, so dass beispielsweise der Komfort für den Fahrer erhöht wird.
  • Im Fall einer Soll-Zielposition zum Positionieren des Fahrzeugs an einer Ladeschnittstelle wird im Allgemeinen eine hohe Anhaltegenauigkeit erwartet, um eine hohe Energieeffizienz beim Ladeprozesss zu gewährleisten. Das erfindungsgemäße Fahrassistenzsystem bietet dem Fahrer einen deutlichen Komfortgewinn, wenn eine derartig genaue Positionierung des Fahrzeugs an der Ladeposition beim Aufzeichnen des manuell gefahrenen Fahrwegs nicht benötigt wird.
  • Vorzugsweise wird am Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs an der Ist-Zielposition mit der Ist-Zielausrichtung des Fahrzeugs geprüft, ob eine Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung des Kraftfahrzeugs vorliegt. Die Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung kann dem Fahrerassistenzsystem in diesem Fall aber bereits früher bekannt sein, beispielsweise beim Annähern an die Zielposition von extern empfangen werden (z. B. 4 m vor der Zielposition). Es wäre sogar denkbar, auch bereits vor Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs zu prüfen, ob eine Soll-Zielposition des Kraftfahrzeugs vorliegt, und im positiven Fall dann die anschließend manuell gefahrene Reststrecke bis zu der Ist-Zielposition überhaupt nicht mehr zu berücksichtigen.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung um eine Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung zum Positionieren des Kraftfahrzeugs an einer fahrzeugexternen Ladeschnittstelle einer fahrzeugexternen Ladeeinrichtung, insbesondere an einer induktiven Ladeschnittstelle oder an einer Ladeschnittstelle mit Laderobotik.
  • Es wäre aber auch denkbar, dass es sich bei Soll-Zielposition oder Soll-Zielausrichtung um eine verbesserte Zielposition bzw. verbesserte Zielausrichtung beim Einparken in einen Stellplatz (z. B. eine Parklücke oder eine Garage) handelt, ohne dass sich eine fahrzeugexterne Ladeschnittstelle an dem Stellplatz befindet. Beispielsweise kann das Fahrzeug durch Auswertung des Umfelds (z. B. Auswertung von den Stellplatz begrenzenden Objekten wie anderen Fahrzeugen, Wänden einer Garage oder Bodenmarkierungen) in der nicht optimalen Ist-Zielposition / Ist-Zielausrichtung erkennen, dass das Fahrzeug nicht optimal positioniert und/oder nicht optimal ausgerichtet ist. In diesem Fall wird das Vorliegen einer Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung bestimmt, die dann für den Wiederholprozess berücksichtigt wird.
  • Vorzugsweise wird unter Berücksichtigung sowohl des aufgezeichneten manuell gefahrenen Wegs als auch der Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung eine derartige Fahrtrajektorie bestimmt, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozess die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung aufweist. Diese Fahrtrajektorie kann dann gespeichert werden und dann beim Wiederholprozess genutzt werden, das Fahrzeug derart automatisiert zu rangieren, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozesses die Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung aufweist.
  • Es wäre alternativ aber auch denkbar, dass eine nicht angepasste Fahrtrajektorie ohne Berücksichtigung der Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung basierend auf dem manuell gefahrenen Fahrweg gespeichert wird und zusätzlich die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung gespeichert wird. Im Rahmen des Wiederholprozess kann dann basierend auf der gespeicherten nicht angepassten Fahrtrajektorie und der gespeicherten Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung eine (gegenüber der gespeicherten Fahrtrajektorie) angepasste Fahrtrajektorie bestimmt werden, die die gespeicherte Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung berücksichtigt.
  • Bei der nachfolgend beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass das Vorliegen einer Soll-Zielposition des Kraftfahrzeugs festgestellt wurde oder über eine Benutzerschnittstelle Information über die Soll-Zielposition entgegengenommen wurde. Zusätzlich kann optional das Vorliegen einer Soll-Zielausrichtung für diese Soll-Zielposition festgestellt werden oder entsprechende Information zur Korrektur der Ausrichtung über die Benutzerschnittstelle entgegengenommen werden.
  • Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, am Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs an der Ist-Zielposition mit der Ist-Zielausrichtung festzustellen, dass sich die Soll-Zielposition in einem definierten Umgebungsbereich um die Ist-Zielposition befindet. Bei einer alternativen Implementierung könnte das Fahrerassistenzsystem am Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs an der Ist-Zielposition mit der Ist-Zielausrichtung feststellen, dass sich die Ist-Zielposition in einem definierten Umgebungsbereich um die Ziel-Zielposition befindet. Dieser Umgebungsbereich um die Ist-Zielposition bzw. um die Soll-Zielposition ist beispielsweise durch einen Versatz in Fahrzeuglängsrichtung vom Betrag her kleiner oder kleiner gleich als ein erster Schwellwert und einen Versatz in Fahrzeugquerrichtung vom Betrag her kleiner oder kleiner gleich als der erste Schwellwert oder ein zweiter Schwellwert definiert. Beispielsweise beträgt der erste Schwellwert 50 cm.
  • Wenn festgestellt wurde, dass sich die Soll-Zielposition in dem definierten Umgebungsbereich um die Ist-Zielposition befindet (bzw. sich die Ist-Zielposition in dem definierten Umgebungsbereich um die Soll-Zielposition befindet), wird das Kraftfahrzeug mit zumindest automatisierter Querführung derart rangiert, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozesses die Soll-Zielposition und/oder die Soll-Zielausrichtung aufweist.
  • Wenn festgestellt wurde, dass sich die Soll-Zielposition in dem definierten Umgebungsbereich um die Ist-Zielposition befindet (bzw. sich die Ist-Zielposition in dem definierten Umgebungsbereich um die Soll-Zielposition befindet), wird beispielsweise unter Berücksichtigung der Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung eine derartige Fahrtrajektorie bestimmt, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozess die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung aufweist.
  • Wenn beispielsweise der Nutzer am Ende des Aufzeichnungsprozesses angehalten hat und das Aufzeichnen beenden möchte, überprüft das Fahrerassistenzsystem beispielweise, ob eine Zielvorgabe vorliegt (z. B. Position einer fahrzeugexternen Ladeschnittstelle), die sich in dem definierten Bereich um die Ist-Zielposition befindet. Die abzuspeichernde Trajektorie wird dann automatisch entsprechend der Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung angepasst, ggf. unter Berücksichtigung von einer oder mehreren Randbedingungen (z. B. Optimierungen der Trajektorie oder Hindernisinformation über Hindernisobjekte in der Umgebung)
  • Für das nachfolgende Beispiel wird angenommen, dass die Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung eine Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung zum Positionieren des Kraftfahrzeugs an einer fahrzeugexternen Ladeschnittstelle einer fahrzeugexternen Ladeeinrichtung ist. Beispielsweise ist die Soll-Zielposition die Position einer Bodenspule.
  • Zur Prüfung, ob sich die Soll-Zielposition in einem definierten Umgebungsbereich um die aktuelle Zielposition befindet, sind zumindest zwei Ausführungsvarianten denkbar:
    1. 1. Gemäß einer ersten Variante ist die Soll-Zielposition die Position der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle (z. B. Position der Bodenspule, insbesondere der Mitte der Bodenspule) und die Ist-Zielposition ist die Position einer mit der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle zu koppelnden fahrzeuginterne Ladeschnittstelle (z. B. Fahrzeugspule, insbesondere die Mitte der fahrzeugspule). In diesem Fall kann geprüft werden, ob die Position der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle in einem definierten Umgebungsbereich um die Position der fahrzeuginternen Ladeschnittstelle liegt.
    2. 2. Gemäß einer zweiten Variante ist die Ist-Zielposition die Position eines Referenzpunktes des Fahrzeugs (beispielsweise die Mitte der Hinterachse). Auf diesen Referenzpunkt wird beispielsweise die Fahrtrajektorie bezogen, d. h. die Fahrtrajektorie beschreibt den Weg dieses Referenzpunktes. Die Soll-Zielposition ist eine verschobene Position der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle, die um den Versatz zwischen der Position der fahrzeuginternen Ladeschnittstelle und der Referenzposition verschoben ist. Alternativ ist die Soll-Zielposition eine verschobene Position des Referenzpunkts, die um den Versatz zwischen der Position der fahrzeuginternen Ladestelle und der Position der fahrzeugexternen Ladestelle verschoben ist. In diesem Fall kann geprüft werden, ob die verschobene Position der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle bzw. die verschobene Position des Referenzpunktes in einem definierten Umgebungsbereich um die Position des Referenzpunktes des Fahrzeugs liegt.
  • Die Berücksichtigung einer Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung kann unter dem Vorbehalt einer nutzerseitigen Zustimmung stehen: Sofern im Aufzeichnungsprozess, beispielsweise am Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs an der Ist-Zielposition mit der Ist-Zielausrichtung, automatisch das Vorliegen einer Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung festgestellt wird, kann über eine Benutzerschnittstelle dem Nutzer die Anpassung auf die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung vorzugsweise angeboten werden. Sofern die nutzerseitige Annahme des Angebots zur Anpassung auf die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung seitens des Systems festgestellt wird, wird das Fahrzeug derart zu rangiert, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozesses die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung aufweist.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Rangieren eines Kraftfahrzeugs mit zumindest automatisierter Querführung, welches die folgenden Schritte aufweist:
    • - in einem Aufzeichnungsprozess, Bestimmen einer Fahrtrajektorie basierend auf einem vom Fahrer mit dem Kraftfahrzeug manuell gefahrenen Fahrweg, an dessen Ende sich das Fahrzeug an einer Ist-Zielposition mit einer Ist-Zielausrichtung befindet, und
    • - in einem Wiederholprozess, Rangieren des Kraftfahrzeugs basierend auf der vorab bestimmten Fahrtrajektorie mit zumindest automatisierter Querführung.
  • Gegenüber bekannten Verfahren kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch die weiteren Schritte:
    • - im Aufzeichnungsprozess, insbesondere am Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs an der Ist-Zielposition mit der Ist-Zielausrichtung des Fahrzeugs,
      • • automatisches Feststellen des Vorliegens einer Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung des Kraftfahrzeugs, oder
      • • Entgegennehmen von Information über eine Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung des Kraftfahrzeugs zur Korrektur der Ist-Zielposition bzw. Ist-Zielausrichtung über eine Benutzerschnittstelle, und
    • - Rangieren des Kraftfahrzeugs im Wiederholprozess mit zumindest automatisierter Querführung derart, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozesses die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung aufweist.
  • Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen System nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Systems.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
    • 1 ein Ablaufdiagramm zur Funktion eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems hinsichtlich des Aufzeich n ungsprozesses;
    • 2 ein Ablaufdiagramm zur Funktion eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems hinsichtlich des Wiederholprozesses;
    • 3 eine beispielhafte Startposition des Fahrzeugs bei Beginn des Aufzeichnungsprozesses und einen beispielhaften vom Fahrer mit dem Kraftfahrzeug manuell gefahrenen Fahrweg während des Aufzeichnungsprozesses;
    • 4 eine Visualisierung betreffend eine erste Prüfungsvariante, ob sich die Soll-Zielposition in einem definierten Umgebungsbereich um die aktuelle Zielposition befindet;
    • 5 eine Visualisierung betreffend eine zweite Prüfungsvariante, ob sich die Soll-Zielposition in einem definierten Umgebungsbereich um die aktuelle Zielposition befindet; und
    • 6 eine angepasste Fahrtrajektorie.
  • 1 und 2 zeigen vereinfachte Ablaufdiagramme zur Funktion eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems, und zwar 1 hinsichtlich des Aufzeichnungsprozesses und 2 hinsichtlich des Wiederholprozesses. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass es sich bei der Soll-Zielposition zur Korrektur der Ist-Sollzielposition nach manuellem Abfahren eines Fahrwegs um eine Soll-Ladeposition zum Positionieren des Fahrzeugs an einer fahrzeugexternen Ladeschnittstelle handelt, beispielsweise zum Positionieren einer fahrzeugseitigen Spule über einer Bodenspule.
  • Zum Aufzeichnen einer neuen Trajektorie gemäß 1 steuert der Fahrer das Fahrzeug 1 manuell in eine gewünschte Startposition und stoppt das Fahrzeug. In 3 befindet sich das Fahrzeug 1 mit seiner fahrzeugseitigen Ladeschnittstelle 6 (z. B. eine Fahrzeugspule im Fall einer induktiven Ladeschnittstelle) in der Startposition vor einem Ladestellplatz 4 (hier: eine Kopf- oder Querparklücke mit den seitlichen Begrenzungsfahrzeugen 2 und 3). Der Ladestellplatz 4 umfasst eine Ladeschnittstelle 5 (z. B. eine Bodenspule) einer Ladestation, wobei zum Laden das Fahrzeug 1 derart an der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle 6 positioniert werden muss, dass die fahrzeugseitige Ladeschnittstelle 6 mit einer ausreichenden Genauigkeit mittig über der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle 5 positioniert ist (beispielswiese ist die Mitte einer Fahrzeugspule dann über der Mitte der Bodenspule positioniert).
  • Sofern das Fahrzeug in der Startposition angehalten wurde, versucht das Fahrzeug charakteristische Merkmale der Umgebung (z. B. von Gebäude, Bepflanzung und anderen unbeweglichen Objekten) des Fahrzeugs mittels der Umfelderkennung in der gewünschten Startposition zu identifizieren. In der Abfrage 100 in 1 wird geprüft, ob eine valide Startposition erfolgreich erkannt wurde. Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt 110 dem Fahrer über eine Benutzerschnittstelle im Fahrzeugcockpit angeboten, die Aufzeichnung des anschließend manuell gefahrenen Fahrweges zu starten. Wenn das System in der Abfrage 120 feststellt, dass der Fahrer durch eine Bedienhandlung (z. B. Betätigung einer Taste) das Angebot angenommen hat, wird die Aufzeichnung gestartet. Hierbei wird in Schritt 130 die Fahrtrajektorie des manuell gefahrenen Fahrwegs sukzessive aufgezeichnet. Die Trajektorie umfasst beispielsweise die jeweilige X/Y-Position, den jeweiligen Gierwinkel und die jeweilige Krümmung zu nacheinander folgenden Zeitpunkten oder Wegstreckenpunkten. In 3 ist die Trajektorie 10 des manuell gefahrenen Fahrwegs dargestellt. Die Trajektorie wird auf einen bestimmten Bezugspunkt 11 des Fahrzeugs bezogen, beispielsweise auf die Mitte der Hinterachse.
  • Sofern in der Abfrage 140 festgestellt wird, dass das Fahrzeug angehalten wurde, wird in der Abfrage 150 geprüft, ob der Fahrer (nach entsprechender Aufforderung) durch eine entsprechende Bedienhandlung im Fahrzeugcockpit (beispielsweise Betätigen einer Bedientaste) die Aufzeichnung beenden möchte.
  • Wenn die Abfrage 150 positiv beantwortet wird, überprüft das System in der Abfrage 160, ob eine Soll-Zielposition vorliegt oder nicht. Bei der Soll-Zielposition handelt es sich um eine Position zum Laden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die Position einer fahrzeugexternen Ladeschnittstelle 5.
  • In der Ausgangssituation in 1 ist dem System die Position der Ladeschnittstelle 5 aufgrund des großen Abstands zwischen Ladeschnittstelle 5 und dem Fahrzeug 1 beispielsweise noch nicht bekannt. Information über die Position der Ladeschnittstelle 5, die von einem fahrzeugexternen Sender versandt wird, wird bei diesem Ausführungsbeispiel erst bei Annähern des Kraftfahrzeugs 1 an die Ladeschnittstelle 5 empfangen, nachdem die Position des Fahrzeugs 1 in Bezug auf die Position der Ladeschnittstelle 5 von der Ladeeinrichtung ermittelt wurde. Neben der Positionsinformation wird auch Information über den Winkel φ zwischen der aktuellen Längsausrichtung des Fahrzeugs 1 und der einzunehmenden Längsausrichtung des Fahrzeugs 1 in der Ladeposition an der Ladeschnittstelle 5 empfangen. Beispielsweise kann zur Informationsübertragung eine WLAN-Kommunikationsverbindung (WLAN - wireless local area network) verwendet werden. Zur fahrzeugexternen Vermessung der Position des Fahrzeugs 1 in Bezug auf die Position der Ladeschnittstelle 5 ist beispielsweise vorgesehen, dass das Fahrzeug 1 beispielsweise während des Aufzeichnungsprozesses laufend ein Funksignal aussendet, das von mehreren an unterschiedlichen Orten sich befindenden Empfängern der Ladeschnittstelle 5 empfangen wird. Mittels eines Triangulationsverfahrens kann hieraus die Position des Fahrzeugs 1 seitens der Ladeeinrichtung ermittelt werden.
  • Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass nur Positionsinformation für eine Ladeschnittstelle 5 einer Ladeeinrichtung empfangen wird, wenn diese Ladeschnittstelle oder deren Ladeeinrichtung bereits vorher vom Nutzer (oder alternativ vom Fahrzeug) ausgewählt wurde. Zur Auswahl einer Ladeeinrichtung / Ladeschnittstelle wird in einem ausreichend geringen Abstand zur Ladeeinrichtung (z. B. 30 m) Information über eine Ladeeinrichtung oder Ladeschnittstelle über eine WLAN-Kommunikationsverbindung mit der Ladeeinrichtung fahrzeugseitig empfangen. Der Fahrer erhält daraufhin im Fahrzeugcockpit den Hinweis, dass eine Ladeschnittstelle oder Ladeeinrichtung gefunden wurde, ggf. unter Angaben von empfangener Information über den Ladeanbieter, die Ladeleistung und eine Parkplatznummer der Ladeeinrichtung und kann die Ladeschnittstelle dann zur Verwendung auswählen.
  • Die Information über die Position der externen Ladeschnittstelle 5 wird beim Annähern an die externe Ladeschnittstelle 5 empfangen. In der Abfrage 160 nach Anhalten wird geprüft, ob Positionsinformation über eine externe Ladeschnittstelle 5 vorliegt. Sofern Positionsinformation vorliegt, könnte optional geprüft werden, dass die Position der Ladeschnittstelle mit einer ausreichend großen Konfidenz und/oder Genauigkeit dem Parkassistenzsystem bekannt ist, und nur dann die Positionsinformation überhaupt verwendet werden. Information über die Konfidenz der Positionsinformation kann beispielsweise zusammen mit der Positionsinformation empfangen werden. Es kann beispielsweise geprüft werden, dass die jeweilige Konfidenz (d. h. das systemseitige Vertrauen) oder Genauigkeit hinsichtlich einer Positionsinformation in einer ersten Dimension (z. B. Längsrichtung) und hinsichtlich einer Positionsinformation in einer zweiten Dimension (z. B. Querrichtung) jeweils größer oder größer gleich als ein bestimmter Schwellwert ist.
  • In der Abfrage 170 wird geprüft, ob sich die Soll-Zielposition in einem definierten Bereich um eine Ist-Zielposition befindet (alternativ könnte auch geprüft werden, ob sich die Ist-Zielposition in einem definierten Bereich um die Soll-Zielposition befindet). Zur Prüfung, ob sich die Soll-Zielposition in einem definierten Umgebungsbereich um die aktuelle Zielposition befindet, sind zumindest zwei Ausführungsvarianten denkbar:
    1. 1. Gemäß der ersten Variante ist die Soll-Zielposition die Position der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle 5 (z. B. Bodenspule) und die Ist-Zielposition ist die Position der fahrzeuginternen Ladeschnittstelle 6 (z. B. Fahrzeugspule). In diesem Fall kann geprüft werden, ob die X-Y-Position der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle 5 in einem definierten Umgebungsbereich 20 um die X-Y-Position der fahrzeuginternen Ladeschnittstelle 6 liegt. Dies ist in 4 dargestellt, welches das Fahrzeug 1 mit der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle 6 in der Position nach Anhalten zeigt. Das Bezugszeichen 25 markiert die Position der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle 5 (hier: Mitte der Bodenspule), das Bezugszeichen 26 markiert die Position der fahrzeuginternen Ladeschnittstelle 6 (hier: Mitte der Fahrzeugspule). In 4 befindet sich die Position 25 der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle 5 in dem definierten Umgebungsbereich 20 um die Position 26 der fahrzeuginternen Ladeschnittstelle 6.
    2. 2. Gemäß der zweiten Variante ist die Ist-Zielposition die Position des Referenzpunktes 11 des Fahrzeugs 1 nach dem Anhalten. Die Soll-Zielposition ist eine verschobene Position 35 der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle 5, die um den Versatz zwischen der Position 26 der fahrzeuginternen Ladeschnittstelle 6 und der Referenzposition 11 verschoben ist, wie dies in 5 dargestellt ist. Äquivalent hierzu ist als Soll-Zielposition eine verschobene Position 35 des Referenzpunkts 11, die um den Versatz zwischen der Position 26 der fahrzeuginternen Ladestelle 6 und der Position 25 der fahrzeugexternen Ladestelle 5 verschoben ist. Bei der zweiten Variante wird geprüft, ob die verschobene Position 35 in einem definierten Umgebungsbereich 30 um die Position des Referenzpunktes 11 des Fahrzeugs 1 liegt.
  • Wenn die Prüfung 170 positiv ist, wird dem Fahrer über eine Benutzerschnittstelle im Fahrzeugcockpit angeboten, die Ist-Zielposition und optional auch die Ist-Zielausrichtung entsprechend der Soll-Zielposition bzw. entsprechend der Soll-Zielausrichtung an der Ladeposition zu korrigieren. Wenn der Fahrer dies gemäß Abfrage 190 bestätigt, wird in Schritt 200 eine gegenüber der in Schritt 130 aufgezeichneten Trajektorie 10 angepasste Trajektorie 40 mit korrigierter Zielposition und optional mit korrigierter Zielausrichtung basierend auf der in Schritt 130 aufgezeichneten Trajektorie 10 ermittelt. Hierzu werden beispielsweise die letzten x Meter der Trajektorie 10 (mit x beispielsweise im Bereich von 3 bis 5 m) auf die Korrektur der Zielposition und Zielorientierung hin neu geplant. Bei der angepassten Trajektorie 40, die genauso wie die ursprünglich aufgezeichnete Trajektorie 10 auf den Bezugspunkt 11 des Fahrzeugs 1 bezogen ist, wird der Parkendposition PEP der Trajektorie 40 im Vergleich zu der Trajektorie 11 um den Versatz zwischen der Ist-Zielposition 26 und der Soll-Zielposition 25 verschoben, wie dies in 6 dargestellt ist. Zur Korrektur der Zielausrichtung kann die Trajektorie so angepasst werden, dass in der Parkendposition PEP die Fahrzeuglängsachse möglichst parallel zu der vorgegebenen Sollausrichtung an der Ladeposition gemäß der Gerade 45 ist.
  • In Schritt 210 wird die Trajektorie nachbearbeitet. Hierbei wird beispielsweise Hindernisinformation über Hindernisse in der Umgebung (hier: beispielsweise die beiden Fahrzeuge 2 und 3) berücksichtigt, um beispielsweise gemäß der Trajektorie einen ausreichenden Abstand zu den Hindernissen zu gewährleisten. Ferner werden der Krümmungsverlauf und der Geschwindigkeitsverlauf der Trajektorie entsprechend den Anforderungen der Quer- und Längsführung angepasst, sofern dies nötig ist. Die resultierende Trajektorie wird dann in einem nicht-flüchtigen Speicher abgespeichert, damit diese auch nach Neustart des Fahrzeugs zur Verfügung steht.
  • Im in 2 dargestellten Wiederholprozess bringt der Fahrer das Fahrzeug 1 in eine Position, in der das System anhand erkannter Merkmale der Umgebung die frühere Startposition nahe der aktuellen Position erkennt (s. Abfrage 300). Daraufhin wird dem Fahrer über die Benutzerschnittstelle im Fahrzeugcockpit eine Wiederholung der abgespeicherten Fahrtrajektorie angeboten (s. Schritt 310), die der Fahrer durch eine entsprechende Bedienhandlung annehmen kann. Nachdem in der Abfrage 320 festgestellt wurde, dass der Fahrer das Angebot angenommen hat, wird basierend auf der abgespeicherten Fahrtrajektorie eine angepasste Trajektorie bestimmt, die dem verschobenen Startpunkt Rechnung trägt (s. Schritt 330). Ferner werden bei der angepassten Trajektorie mögliche Veränderungen in der Umgebung berücksichtigt. Das Fahrzeug wird dann solange sukzessive mit automatisierter Quer- und Längsführung in die Parklücke 4 geführt, bis die Parkendposition gemäß der verwendeten Trajektorie erreicht ist (s. die Abfrage 350) und die fahrzeuginterne Ladeschnittstelle 6 über der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle 5 liegt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (10)

  1. Fahrerassistenzsystem zum automatisierten Rangieren mit zumindest automatisierter Querführung für ein Kraftfahrzeug (1), wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, - in einem Aufzeichnungsprozess basierend auf einem vom Fahrer mit dem Kraftfahrzeug (1) manuell gefahrenen Fahrweg, an dessen Ende sich das Fahrzeug an einer Ist-Zielposition mit einer Ist-Zielausrichtung befindet, eine Fahrtrajektorie zu bestimmen, und - in einem Wiederholprozess basierend auf der vorab bestimmten Fahrtrajektorie das Kraftfahrzeug (1) mit zumindest automatisierter Querführung zu rangieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, - im Aufzeichnungsprozess • das Vorliegen einer Soll-Zielposition (25) und/oder Soll-Zielausrichtung (45) des Kraftfahrzeugs (1) festzustellen, oder • über eine Benutzerschnittstelle Information über eine Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung des Kraftfahrzeugs zur Korrektur der Ist-Zielposition bzw. Ist-Zielausrichtung entgegenzunehmen, und - im Wiederholprozess das Kraftfahrzeug (1) mit zumindest automatisierter Querführung derart zu rangieren, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozesses die Soll-Zielposition (25) bzw. Soll-Zielausrichtung (45) aufweist.
  2. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, im Aufzeichnungsprozess am Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs an der Ist-Zielposition (26) mit der Ist-Zielausrichtung des Fahrzeugs das Vorliegen der Soll-Zielposition (25) und/oder Soll-Zielausrichtung (45) des Kraftfahrzeugs (1) festzustellen.
  3. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, im Aufzeichnungsprozess unter Berücksichtigung der Soll-Zielposition (25) bzw. Soll-Zielausrichtung (45) eine derartige Fahrtrajektorie (40) zu bestimmen, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozess die Soll-Zielposition (25) bzw. Soll-Zielausrichtung (45) aufweist.
  4. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, - im Aufzeichnungsprozess, insbesondere am Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs an der Ist-Zielposition (26) mit der Ist-Zielausrichtung des Fahrzeugs • das Vorliegen einer Soll-Zielposition (25) des Kraftfahrzeugs festzustellen und optional zusätzlich das Vorliegen einer Soll-Zielausrichtung (45) für die Soll-Zielposition festzustellen, oder • über eine Benutzerschnittstelle Information zumindest über eine Soll-Zielposition des Kraftfahrzeugs zur Korrektur der Ist-Zielposition und optional auch Information über eine Soll-Zielausrichtung zur Korrektur der Ist-Zielausrichtung für die Soll-Zielposition entgegenzunehmen, und - im Aufzeichnungsprozess am Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs an der Ist-Zielposition (26) mit der Ist-Zielausrichtung festzustellen, dass sich die Soll-Zielposition (25) in einem definierten Umgebungsbereich (20) um die Ist-Zielposition (26) oder gemäß einer alternativen Ausführungsform sich die Ist-Zielposition (25) in einem definierten Umgebungsbereich um die Soll-Zielposition (26) befindet, - für diesen Fall im Wiederholprozess das Kraftfahrzeug mit zumindest automatisierter Querführung derart zu rangieren, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozesses die Soll-Zielposition (25) und/oder die Soll-Zielausrichtung (45) aufweist.
  5. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 4, wobei der definierte Umgebungsbereich (20) durch einen Versatz in Fahrzeuglängsrichtung kleiner oder kleiner vom Betrag gleich einem ersten Schwellwert und durch einen Versatz in Fahrzeugquerrichtung vom Betrag her kleiner oder kleiner gleich dem ersten Schwellwert oder einem zweiten Schwellwert definiert ist.
  6. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Soll-Zielposition (25) und/oder Soll-Zielausrichtung (45) eine Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung zum Positionieren des Kraftfahrzeugs an einer fahrzeugexternen Ladeschnittstelle (5) einer fahrzeugexternen Ladeeinrichtung ist, insbesondere an einer induktiven Ladeschnittstelle oder an einer Ladeschnittstelle mit Laderobotik.
  7. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 6, wobei - die Soll-Zielposition die Position (25) der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle (5) ist und die Ist-Zielposition die Position (26) einer fahrzeuginternen Ladeschnittstelle (6) ist, oder - die Ist-Zielposition eine Position eines Referenzpunkts (11) des Fahrzeugs (1) ist und • die Soll-Zielposition die verschobene Position (35) des Referenzpunkts (11) ist, die um den Versatz zwischen der Position (26) der fahrzeuginternen Ladeschnittstelle (6) und der Position (25) der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle (5) verschoben ist, oder • die Soll-Zielposition eine verschobene Position (35) der fahrzeugexternen Ladeschnittstelle (5) ist, die um den Versatz zwischen der Position (26) der fahrzeuginternen Ladeschnittstelle (6) und der Position des Referenzpunktes (11) verschoben ist.
  8. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, - im Aufzeichnungsprozess, insbesondere am Ende des manuell gefahrenen Fahrwegs an der Ist-Zielposition mit der Ist-Zielausrichtung, das Vorliegen einer Soll-Zielposition (25) und/oder Soll-Zielausrichtung (45) festzustellen, - über eine Benutzerschnittstelle dem Nutzer die Anpassung auf die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung anzubieten, - die nutzerseitige Annahme des Angebots zur Anpassung auf die Soll-Zielposition bzw. Soll-Zielausrichtung festzustellen, und - in diesem Fall im Wiederholprozess das Kraftfahrzeug mit zumindest automatisierter Querführung derart zu rangieren, dass das Kraftfahrzeug am Ende des Wiederholprozesses die Soll-Zielposition (25) bzw. Soll-Zielausrichtung (45) aufweist.
  9. Verfahren zum automatisierten Rangieren eines Kraftfahrzeugs (1) mit zumindest automatisierter Querführung, mit den Schritten: - in einem Aufzeichnungsprozess, Bestimmen einer Fahrtrajektorie basierend auf einem vom Fahrer mit dem Kraftfahrzeug (1) manuell gefahrenen Fahrweg, an dessen Ende sich das Fahrzeug an einer Ist-Zielposition mit einer Ist-Zielausrichtung befindet, und - in einem Wiederholprozess, Rangieren des Kraftfahrzeugs (1) basierend auf der vorab bestimmten Fahrtrajektorie mit zumindest automatisierter Querführung, gekennzeichnet, durch die weiteren Schritte: - im Aufzeichnungsprozess, • automatisches Feststellen des Vorliegens einer Soll-Zielposition (25) und/oder Soll-Zielausrichtung (45) des Kraftfahrzeugs, oder • Entgegennehmen von Information über eine Soll-Zielposition und/oder Soll-Zielausrichtung des Kraftfahrzeugs zur Korrektur der Ist-Zielposition bzw. Ist-Zielausrichtung über eine Benutzerschnittstelle, und - Rangieren des Kraftfahrzeugs (1) im Wiederholprozess mit zumindest automatisierter Querführung derart, dass das Kraftfahrzeug (1) am Ende des Wiederholprozesses die Soll-Zielposition (25) bzw. Soll-Zielausrichtung (45) aufweist.
  10. Software mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9, wenn die Software auf einer softwaregesteuerten Einrichtung abläuft.
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