DE102019117123A1

DE102019117123A1 - System und verfahren zum positionieren eines fahrzeugs mit reduzierter variation

Info

Publication number: DE102019117123A1
Application number: DE102019117123.7A
Authority: DE
Inventors: Luke Niewiadomski; Shannon Brooks-Lehnert; Roger Arnold Trombley; Kenneth Michael Mayer; Chen Zhang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2020-01-02
Also published as: US20190389262A1; CN110641454A; US11148488B2

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren zum Positionieren eines Fahrzeugs mit reduzierter Variation bereit. Ein Fahrzeugsystem ist dazu konfiguriert, eine Anhängerausrichtungsroutine zu steuern. Das System umfasst einen Kugelkopf, der an einem Fahrzeug angebracht ist, und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, eine Kugelpfannenposition eines Anhängers zu identifizieren. Die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, eine Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position zu steuern, in der der Kugelkopf an der Kugelpfannenposition ausgerichtet ist. In Reaktion auf die ausgerichtete Position aktiviert die Steuerung eine Fahrbremse, die das Fahrzeug hält, und die Steuerung aktiviert unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse eine Standbremse.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein System zum Unterstützen eines Fahrzeug-Anhänger-Kupplungsvorgangs. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein System, das zum präzisen Positionieren und Anhalten eines Fahrzeugs unter Ausrichtung an einem Anhänger konfiguriert ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Kuppeln eines Anhängers an ein Fahrzeug kann ein schwieriges und zeitaufwändiges Erlebnis sein. Insbesondere das Ausrichten eines Kugelkopfs an der gewünschten Anhängerkugelpfanne kann, je nach Anfangsposition des Anhängers im Verhältnis zum Fahrzeug, wiederholtes Vor- und Zurückfahren in Koordination mit mehreren Lenkmanövern zum geeigneten Positionieren des Fahrzeugs erfordern. Ferner ist während eines wesentlichen Teils des Fahrens, das zum geeigneten Ausrichten des Kugelkopfs nötig ist, die Anhängerkugelpfanne nicht zu sehen, und der Fahrer kann den Kugelkopf unter gewöhnlichen Umständen niemals tatsächlich sehen. Diese fehlende Sichtlinie verlangt einen Rückschluss zur Positionierung des Kugelkopfs und der Kugelpfanne auf Grundlage von Erfahrung mit einem bestimmten Fahrzeug und Anhänger und kann trotzdem mehrere Vorgängen des Anhaltens und Aussteigens aus dem Fahrzeug zum Überprüfen der Ausrichtung oder zum Bemerken einer geeigneten Korrektur für eine nachfolgende Gruppe Manöver erfordern. Außerdem bedeutet die Nähe des Kugelkopfs zum hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs, dass ein zu weites Fahren einen Zusammenstoß des Fahrzeugs mit dem Anhänger verursachen kann. Entsprechend können weitere Fortschritte wünschenswert sein.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Fahrzeugsystem offenbart, das dazu konfiguriert ist, eine Anhängerausrichtungsroutine zu steuern. Das System umfasst einen Kugelkopf, der an einem Fahrzeug angebracht ist, und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, eine Kugelpfannenposition eines Anhängers zu identifizieren. Die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, eine Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position zu steuern, in der der Kugelkopf an der Kugelpfannenposition ausgerichtet ist. In Reaktion auf die ausgerichtete Position aktiviert die Steuerung eine Fahrbremse, die das Fahrzeug hält, und die Steuerung aktiviert unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse eine Standbremse.
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale aufweisen:

• die Fahrbremse wird unter Aufrechterhaltung der ausgerichteten Position betätigt, wodurch eine Abweichung in einem Getriebe des Fahrzeugs in einer geparkten Konfiguration verhindert;
• die Steuerung ist zum Steuern eines Getriebes zum Aktivieren einer Parkkonfiguration konfiguriert;
• ein Anzeigesystem und eine Benutzerschnittstelle, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Anhängerausrichtungsroutine in Reaktion auf wenigstens eine Eingabe zu steuern, die über die Benutzerschnittstelle empfangen wird;
• die Steuerung ist zum Anzeigen einer Anweisung konfiguriert, die einen Fahrzeugführer auffordert, das Fahrzeug unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse in den Parkzustand zu schalten;
• die Steuerung ist zum Lösen der Fahrbremse in Reaktion auf die Aktivierung der Standbremse und ein Getriebe in einer Parkkonfiguration konfiguriert;
• eine Sensoreinrichtung in Kommunikationsverbindung mit der Steuerung, wobei die Sensoreinrichtung dazu konfiguriert ist, einen Bereich in der Nähe des Fahrzeugs abzutasten und die Kugelpfannenposition einer Kugelpfanne des Anhängers zu erfassen.
• die Sensoreinrichtung umfasst ein Abbildungssystem, das eine oder mehrere Kameras beinhaltet, die am Fahrzeug angebracht sind; wobei die Steuerung die Kugelpfannenposition auf Grundlage von Bilddaten identifiziert, die sie vom Abbildungssystem empfängt und die die Positionsdaten der Kugelpfanne umfassen;
• ein Bremssystem, umfassend die Fahrbremse und die Standbremse, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das Bremssystem automatisch zum Steuern der Ausrichtungsroutine zu steuern;
• ein Lenksystem, umfassend einen Lenkmotor, der dazu konfiguriert ist, ein gelenktes Rad des Fahrzeugs zu manövrieren, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, den Lenkmotor zum Manövrieren des Fahrzeugs gemäß der Ausrichtungsroutine zu steuern; und
• die Kugelpfannenposition ist eine Position einer Kugelpfanne des Anhängers, wobei die Kugelpfanne dazu konfiguriert ist, in einer Zugkonfiguration mit der Kupplung zusammengefügt zu sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs offenbart. Das Verfahren umfasst das Identifizieren einer Kugelpfannenposition eines Anhängers in Sensordaten und das Steuern der Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position, die den Kugelkopf an der Kugelpfannenposition ausrichtet. In Reaktion auf das Erreichen der ausgerichteten Position fährt das Verfahren durch Halten des Fahrzeugs durch Aktivieren einer Fahrbremse fort. Das Verfahren steuert unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse das Fahrzeug, um die ausgerichtete Position beizubehalten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Fahrzeugsystem offenbart. Das System ist dazu konfiguriert, eine Anhängerausrichtungsroutine zu steuern. Das System umfasst einen Kugelkopf, der an einem Fahrzeug angebracht ist, und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, eine Kugelpfannenposition eines Anhängers zu identifizieren. Die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, eine Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position zu steuern, in der der Kugelkopf an der Kugelpfannenposition ausgerichtet ist. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, in Reaktion auf die ausgerichtete Position das Fahrzeug durch Aktivieren einer Fahrbremse zu halten. Die Fahrbremse wird unter Aufrechterhaltung der ausgerichteten Position betätigt, wodurch eine Abweichung in einem Getriebe des Fahrzeugs in einer geparkten Konfiguration verhindert wird. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse die Standbremse zu aktivieren und ein Getriebe zum Aktivieren einer Parkkonfiguration zu steuern.
Diese und weitere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden für den Fachmann nach der Betrachtung der nachfolgenden Beschreibung, Ansprüche und beigefügten Zeichnungen deutlich und nachvollziehbar werden.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt:

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs in einer entkoppelten Position im Verhältnis zu einem Anhänger;
2 ist ein Diagramm eines Systems gemäß einem Aspekt der Offenbarung, das das Ausrichten des Fahrzeugs an einem Anhänger in einer Position zum Kuppeln des Anhängers an das Fahrzeug unterstützt;
3 ist eine schematische Oberseitenansicht eines Fahrzeugs während eines Schritts der Ausrichtungsabfolge am Anhänger;
4 ist eine schematische Oberseitenansicht eines Fahrzeugs während eines Schritts der Ausrichtungsabfolge am Anhänger;
5 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, das an einem Anhänger ausgerichtet ist, die eine automatisierte Fahrzeughalteroutine veranschaulicht; und
6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine automatisierte Fahrzeughalteroutine gemäß der Offenbarung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zu Zwecken der vorliegenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe „obere“, „untere“, „rechts“, „links“, „hintere“, „vordere“, „vertikal“, „horizontal“, „innen“, „außen“ und Ableitungen davon auf die Vorrichtung in der Ausrichtung aus 1. Allerdings versteht es sich, dass die Vorrichtung verschiedene alternative Ausrichtungen einnehmen kann, solange nichts Gegenteiliges angegeben ist. Es versteht sich auch, dass die spezifischen Vorrichtungen und Prozesse, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben sind, lediglich Ausführungsbeispiele der erfinderischen Gedanken sind, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind. Spezifische Abmessungen und andere physikalische Eigenschaften im Zusammenhang mit den hier offenbarten Ausführungsformen gelten daher nicht als einschränkend, soweit nicht ausdrücklich anders angegeben. Soweit nicht anders angegeben, versteht es sich außerdem, dass die Erörterung eines bestimmten Merkmals oder einer bestimmten Komponente in oder entlang einer gegebenen Richtung oder dergleichen nicht bedeutet, dass das Merkmal oder die Komponente einer geraden Linie oder Achse in dieser Richtung folgt oder dass es bzw. sie sich nur in dieser Richtung oder einer Ebene ohne andere Richtungskomponenten oder Abweichungen erstreckt, soweit nicht anders angegeben.
Allgemein Bezug nehmend auf 1-4 bezeichnet Bezugszeichen 10 ein Kupplungsunterstützungssystem (auch als ein „Kupplungshilfe“-System bezeichnet) für ein Fahrzeug 12. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Kupplungshilfssystem 10 eine Steuerung 14, die dazu konfiguriert ist, Positionsdaten einer Kugelpfanne 16 eines Anhängers 18 zu erlangen. Die Steuerung 14 kann dazu konfiguriert sein, einen Fahrzeugweg 20 zum Ausrichten eines Kugelkopfs 22 des Fahrzeugs 12 an der Kugelpfanne 16 abzuleiten. Das Ableiten des Fahrzeugwegs 20 kann verschiedene Schritte beinhalten, darunter Erfassen und Kompensieren einer Änderung einer Kugelpfannenposition 24, um das Fahrzeug 12 zu steuern, um eine an der Kugelpfanne 16 ausgerichtete Kupplungsposition 26 zu ermitteln. Der Fahrzeugweg 20 kann eine Vielzahl von Segmenten 28 umfassen, die Änderungen der Betriebsrichtung oder Lenkrichtung des Fahrzeugs 12 entsprechen können. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Ableiten des Fahrzeugwegs 20 das Navigieren um störende Objekte oder Strukturen, Fahren über unebenes Terrain, Verfolgen eines gewünschten Wegs, der von einem Fahrzeugführer oder einem Benutzer U angegeben wird, usw. beinhalten. Entsprechend kann die Offenbarung vorsehen, dass das Kupplungshilfssystem 10 eine verbesserte Navigation des Fahrzeugs 12 und/oder Interaktion mit der Kugelpfanne 16 bereitstellt, derart, dass der Anhänger 18 ohne Komplikation effektiv mit dem Fahrzeug 12 verbunden werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann das Kupplungshilfssystem 10 dazu konfiguriert sein, das Fahrzeug zum Starten einer automatisierten Fahrzeughalteroutine zu steuern. Die Steuerung 14 kann die Fahrzeughalteroutine anwenden, um das Fahrzeug 12 anzuhalten und den Kugelkopf 22 präzise in Ausrichtung an der Kupplungspfanne 16 zu positionieren. Während eines geführten oder automatisierten Betriebs des Fahrzeugs 12 beispielsweise kann die Steuerung 14 die Bewegung des Fahrzeugs 12 auf dem Fahrzeugweg 20 steuern, derart, dass der Kugelkopf 22 des Fahrzeugs 12 an der Kupplungspfanne 16 ausgerichtet wird. Wenn die Fahrbremsen des Fahrzeugs 12 jedoch von der Steuerung 14 gelöst werden, kann das Fahrzeug 12 sich plötzlich bewegen oder rollen, was bewirken kann, dass der Kugelkopf 22 nicht mehr an der Kupplungspfanne 16 ausgerichtet ist. Entsprechend kann das System 10 dazu konfiguriert sein, die automatisierte Fahrzeuganhalteroutine anzuwenden, um das Fahrzeug 12 präzise zu positionieren und die Position des Kugelkopfs 22 unter Ausrichtung an der Kupplungspfanne 16 beizubehalten, während das Fahrzeug 12 mit der Kupplungspfanne 16 verbunden wird. Eine ausführliche Beschreibung der automatisierten Fahrzeuganhalteroutine wird nachstehend Bezug nehmend auf 5 und 6 weiter erörtert.
In Bezug auf den allgemeinen Betrieb des Kupplungshilfssystems 10, wie im Systemdiagramm aus 2-4 dargestellt, beinhaltet das System 10 verschiedene Sensoren und Vorrichtungen, die Informationen zum Fahrzeugstatus erlangen oder anderweitig bereitstellen. Diese Informationen beinhalten Positionsinformationen von einem Positionsbestimmungssystem 32, das eine Koppelnavigationsvorrichtung 34 oder zusätzlich oder alternativ ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) beinhalten kann, um eine Koordinatenposition des Fahrzeugs 12 auf Grundlage der einen oder mehreren Positionen der Vorrichtungen im Positionsbestimmungssystem 32 zu bestimmen. Insbesondere kann die Koppelnavigationsvorrichtung 34 die Koordinatenposition des Fahrzeugs 12 innerhalb eines lokalen Koordinatensystems 36 wenigstens auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels δ feststellen und verfolgen, wie in 3 gezeigt. Andere vom Kupplungshilfssystem 10 empfangene Fahrzeuginformationen können eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 von einem Geschwindigkeitssensor 38 und eine Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs 12 von einem Giergeschwindigkeitssensor 40 beinhalten. Es ist vorgesehen, dass in weiteren Ausführungsformen ein Näherungssensor 42 oder eine Anordnung davon und andere Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen Sensorsignale oder andere Informationen bereitstellen können, wie etwa sequenzielle Bilder des Anhängers 18 einschließlich der erkannten Kugelpfanne 16, die die Steuerung 14 des Kupplungshilfssystems 10 mit verschiedenen Routinen verarbeiten kann, um die Höhe H und die Position (z. B. auf Grundlage des Abstands D_c und des Winkels α_c ) der Kugelpfanne 16 zu bestimmen.
Wie weiter in 2 gezeigt, steht eine Ausführungsform des Kupplungshilfssystems 10 in Kommunikationsverbindung mit dem Lenksystem 50 des Fahrzeugs 12. Das Lenksystem 50 kann ein Servolenksystem 50 mit einem Lenkmotor 52 zum Betreiben der gelenkten Räder 54 (1) des Fahrzeugs 12 sein, um das Fahrzeug 12 in einer Weise zu bewegen, dass sich die Gierung des Fahrzeug mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Lenkwinkel δ ändert. In der dargestellten Ausführungsform ist das Servolenkungssystem 50 ein elektrisches Servolenkungs(electric power-assisted steering, EPAS)-System sein, das einen elektrischen Lenkmotor 52 zum Drehen der gelenkten Räder 54 in einen Lenkwinkel δ auf Grundlage eines von der Steuerung erzeugten Lenkbefehls beinhaltet, wobei der Lenkwinkel δ von einem Lenkwinkelsensor 56 des Servolenkungssystems 50 gemessen werden kann. Der Lenkbefehl kann vom Kupplungshilfssystem 10 zum autonomen Lenken während eines Anhängerkupplungsausrichtungsmanövers bereitgestellt werden und kann alternativ manuell mittels einer Drehposition (z. B. Lenkradwinkel) eines Lenkrads des Fahrzeugs 12 bereitgestellt werden.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Lenkrad des Fahrzeugs 12 mechanisch an die gelenkten Räder 54 des Fahrzeugs 12 gekoppelt sein, derart, dass das Lenkrad sich in Übereinstimmung mit den gelenkten Rädern 54 bewegt, wodurch ein manuelles Eingreifen über das Lenkrad während der autonomen Lenkung verhindert wird. Genauer ist ein Drehmomentsensor 58 am Servolenksystem 50 vorgesehen, der Drehmoment am Lenkrad misst, das von der autonomen Steuerung des Lenkrads nicht erwartet wird und daher auf ein manuelles Eingreifen hindeutet. In dieser Konfiguration kann das Kupplungshilfssystem 10 den Fahrer aufmerksam machen, das manuelle Eingreifen am Lenkrad zu beenden und/oder das autonome Lenken zu beenden. In alternativen Ausführungsformen weisen einige Fahrzeuge ein Servolenksystem 50 auf, das es zulässt, dass ein Lenkrad teilweise von der Bewegung der gelenkten Räder 54 eines solchen Fahrzeugs entkoppelt wird.
Weiterhin unter Bezugnahme auf 2 stellt das Servolenksystem 50 der Steuerung 14 des Kupplungshilfssystems 10 Informationen zu einer Drehposition der gelenkten Räder 54 des Fahrzeugs 12 einschließlich eines Lenkwinkels δ bereit. Die Steuerung 14 in der dargestellten Ausführungsform verarbeitet den aktuellen Lenkwinkel zusätzlich zu anderen Zuständen des Fahrzeugs 12, um das Fahrzeug 12 auf dem gewünschten Weg 20 zu führen (3). Es ist denkbar, dass das Kupplungshilfssystem 10 in weiteren Ausführungsformen eine integrierte Komponente des Servolenksystems 50 sein kann. Beispielsweise kann das Servolenksystem 50 einen Kupplungshilfsalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen und - befehlen in Abhängigkeit von allen oder einigen Informationen beinhalten, die von einem Abbildungssystem 60, dem Servolenksystem 50, einem Fahrzeugbremssteuerungssystem 62, einem Antriebsstrangsteuerungssystem 64 und anderen Sensoren und Vorrichtungen des Fahrzeugs sowie von einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human-machine interface - HMI) 66 empfangen werden, wie an späterer Stelle erörtert.
In 2 ist auch dargestellt, dass das Fahrzeugbremssteuerungssystem 62 mit der Steuerung 14 kommunizieren kann, um dem Kupplungshilfssystem 10 Bremsinformationen bereitzustellen, wie etwa Fahrzeugraddrehzahl, und Bremsbefehle von der Steuerung 14 zu empfangen. Das Bremssteuerungssystem 62 kann dazu konfiguriert sein, die Fahrbremsen 62a und eine Handbremse 62b zu steuern. Die Handbremse 62b kann einem elektronischen Handbremssystem entsprechen, das mit der Steuerung 14 in Kommunikationsverbindung stehen kann. Entsprechend kann die Steuerung 14 im Betrieb dazu konfiguriert sein, die Bremsen 62a und 62b zu steuern und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen zu erfassen, die von einzelnen Raddrehzahlsensoren bestimmt werden können, die von dem Bremssteuerungssystem 62 überwacht werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann neben anderen denkbaren Mitteln auch anhand des Antriebsstrangsteuerungssystems 64, des Geschwindigkeitssensors 38 und/oder des Positionsbestimmungssystems 32 bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Drehzahl der einzelnen Räder verwendet werden, um alternativ oder zusätzlich zum Fahrzeuggiergeschwindigkeitssensor 40. eine Fahrzeuggiergeschwindigkeit zu bestimmen, die an das Kupplungshilfssystem 10 bereitgestellt werden kann.
Das Kupplungshilfssystem 10 kann ferner Fahrzeugbremsinformationen an das Bremssteuerungssystem 62 bereitstellen, damit das Kupplungshilfssystem 10 das Bremsen des Fahrzeugs 12 während des Zurücksetzens des Anhängers 18 steuern kann. Beispielsweise kann das Kupplungshilfssystem 10 in einigen Ausführungsformen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 während der Ausrichtung des Fahrzeugs 12 an der Kugelpfanne 16 des Anhängers 18 regulieren, was das Potenzial eines Zusammenstoßes mit dem Anhänger 18 reduzieren kann und das Fahrzeug 12 an einem bestimmten Endpunkt 70 des Wegs 20 zu einem vollständigen Halt bringen kann. Hier wird offenbart, dass das Kupplungshilfssystem 10 zusätzlich oder alternativ ein Alarmsignal ausgeben kann, das einer Benachrichtigung über einen tatsächlichen, unmittelbar bevorstehenden und/oder erwarteten Zusammenstoß mit einem Abschnitt des Anhängers 18 entsprechen kann. Wie oben erwähnt, kann eine Regulierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 für das Verhindern eines Zusammenstoßes mit dem Anhänger 18 vorteilhaft sein.
In einigen Ausführungsformen kann das Antriebsstrangsteuerungssystem 64 wie in der in 2 dargestellten Ausführungsformen gezeigt, auch mit dem Kupplungshilfssystem 10 interagieren, um die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Fahrzeugs 12 während einer teilweisen oder autonomen Ausrichtung am Anhänger 18 zu regulieren. Während des autonomen Betriebs kann das Antriebsstrangsteuerungssystem 64 ferner dazu benutzt werden und konfiguriert sein, eine Drosselklappe sowie eine Gangauswahl eines Getriebes des Fahrzeugs 12 zu steuern. Entsprechend kann die Steuerung 14 in einigen Ausführungsformen dazu konfiguriert sein, einen Gang des Getriebesystems zu steuern und/oder den Benutzer U aufzufordern, in einen gewünschten Gang zu schalten, um halbautomatisierte Betriebsvorgänge des Fahrzeugs 12 durchzuführen.
Wie zuvor erörtert, kann das Kupplungshilfssystem 10 mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle („HMI“) 66 des Fahrzeugs 12 kommunizieren. Die HMI 66 kann eine Fahrzeuganzeige 72 wie etwa eine im Center-Stack angebrachte Navigations- oder Unterhaltungsanzeige beinhalten (1). Die HMI 66 beinhaltet ferner eine Eingabevorrichtung, die durch Konfigurieren der Anzeige 72 als einen Abschnitt eines Touchscreens 74 mit einer Schaltungsanordnung 76 zum Empfangen einer Eingabe implementiert sein kann, die einer Position über der Anzeige 72 entspricht. Andere Eingabeformen, darunter ein oder mehrere Joysticks, digitale Eingabepads oder dergleichen können anstelle von oder zusätzlich zum Touchscreen 74 verwendet werden. Ferner kann das Kupplungshilfssystem 10 mittels drahtloser Kommunikation mit einer anderen Ausführungsform der HMI 66 kommunizieren, wie etwa mit einer oder mehreren Hand- oder tragbaren Vorrichtungen 80 (1) einschließlich eines oder mehrerer Smartphones. Die tragbare Vorrichtung 80 kann ebenfalls die Anzeige 72 zum Anzeigen von einem oder mehreren Bildern und anderen Informationen an einen Benutzer U beinhalten. Beispielsweise kann die tragbare Vorrichtung 80 ein oder mehrere Bilder des Anhängers 18 auf der Anzeige 72 anzeigen und kann ferner dazu konfiguriert sein, Eingaben des Benutzers aus der Ferne über eine Touchscreenschaltungsanordnung 76 zu empfangen. Außerdem kann die tragbare Vorrichtung 80 Feedback-Informationen bereitstellen, wie etwa visuelle, akustische und taktile Alarme.
In einigen Ausführungsformen kann das Kupplungshilfssystem 10 ferner mit einer oder mehreren Zeigevorrichtungen 78 in Kommunikationsverbindung stehen. Die Zeigevorrichtungen 78 können üblichen Fahrzeugzeigern entsprechen, wie etwa einer Fahrzeughupe 78a, Lichtern 78b, einem Lautsprechersystem 78c, Fahrzeugzubehör 78d usw. In einigen Ausführungsformen können die Zeigevorrichtungen 78 ferner ein oder mehrere Zubehörteile 78d beinhalten, die Kommunikationsvorrichtungen, Fernsteuerungen und verschiedenen Vorrichtungen entsprechen können, die Status und Betriebsfeedback zwischen dem U und dem Fahrzeug 12 bereitstellen können. In einigen Ausführungsformen beispielsweise können die HMI 66, die Anzeige 72 und der Touchscreen 74 von der Steuerung 14 gesteuert werden, um Status-Updates bereitzustellen, die den Betrieb identifizieren, oder Anweisungen oder Feedback zum Steuern des Kupplungshilfssystems 10 empfangen. Außerdem kann die tragbare Vorrichtung 80 in einigen Ausführungsformen mit der Steuerung 14 in Kommunikationsverbindung stehen und dazu konfiguriert sein, einen oder mehrere Alarme oder Nachrichten in Bezug auf den Betrieb des Kupplungshilfssystems 10 anzuzeigen oder anderweitig anzugeben.
Weiterhin Bezug nehmend auf die Ausführungsform aus 2 ist die Steuerung 14 mit einem Mikroprozessor 82 zum Verarbeiten von Logik und Routinen konfiguriert, die in Speicher 84 gespeichert sind und Informationen von den oben beschriebenen Sensoren und Fahrzeugsystemen empfangen, darunter das Abbildungssystem 60, das Servolenksystem 50, das Fahrzeugbremssteuerungssystem 62, das Antriebsstrangsteuerungssystem 64 und andere Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen. Die Steuerung 14 kann Fahrzeuglenkinformationen und -befehle in Abhängigkeit von einigen oder allen empfangenen Informationen erzeugen. Anschließend können die Fahrzeuglenkinformationen und -befehle an das Servolenksystem 50 bereitgestellt werden, um auf die Lenkung des Fahrzeugs 12 einzuwirken, um einen angewiesenen Weg 20 (3) der Fahrt zur Ausrichtung an der Kugelpfanne 16 des Anhängers 18 zu erzielen. Die Steuerung 14 kann den Mikroprozessor 82 und/oder andere analoge und/oder digitale Schaltungen zum Verarbeiten von einer oder mehreren Routinen beinhalten. Außerdem kann die Steuerung 14 den Speicher 84 zum Speichern von einer oder mehreren Routinen beinhalten, darunter eine Bildverarbeitungsroutine 86 und/oder Kupplungserfassungsroutine, eine Wegableitungsroutine 88 und eine Betriebsroutine 90.
Es versteht sich, dass die Steuerung 14 eine unabhängige dedizierte Steuerung oder eine gemeinsam genutzte Steuerung sein kann, die mit anderen Steuerfunktionen integriert sein kann, etwa mit einem Fahrzeugsensorsystem, der Servolenksystem 50 und anderen denkbaren Steuersystemen an Bord des Fahrzeugs oder außerhalb desselben. Es versteht sich ferner, dass die Bildverarbeitungsroutine 86 beispielsweise von einem dedizierten Prozessor in einem eigenständigen Abbildungssystem für das Fahrzeug 12 ausgeführt werden kann, das die Ergebnisse der Bildverarbeitung an andere Komponenten und Systeme des Fahrzeugs 12 einschließlich des Mikroprozessors 82 ausgeben kann. Ferner kann hier ein beliebiges System, ein beliebiger Computer, ein beliebiger Prozessor oder dergleichen, das bzw. der eine Bildverarbeitungsfunktion ausübt, wie sie etwa hierin beschrieben ist, ungeachtet anderer Funktionen, die es bzw. er auch implementieren kann (einschließlich gleichzeitig mit dem Ausführen der Bildverarbeitungsroutine 86), als „Bildprozessor“ bezeichnet werden.
Das System 10 kann auch das Abbildungssystem 60 einschließen, das eine oder mehrere Außenkameras beinhaltet. Beispiele für Außenkameras sind in 4 dargestellt und beinhalten eine Rückkamera 60a, eine Kameras 60b der zentralen Bremsleuchte (center highmount stop light - CHMSL) und Seitenkameras 60c und 60d, obwohl andere Anordnungen mit weiteren oder alternativen Kameras möglich sind. In einem Beispiel kann das Abbildungssystem 60 allein die Rückkamera 60a beinhalten oder kann derart konfiguriert sein, dass das System 10 nur die Rückkamera 60a eines Fahrzeugs mit mehreren Außenkameras benutzt. In einem anderen Beispiel können die verschiedenen Kameras 60a-60d des Abbildungssystems 60 so angeordnet sein, dass sich ihre jeweiligen Blickfelder allgemein überlagern, was in der dargestellten Anordnung die Blickfelder 92a, 92b, 92c und 92d beinhaltet, die jeweils der Rückkamera 60a, der Kamera 60b der zentralen Bremsleuchte (CHMSL) und den Seitenkameras 60c und 60d entsprechen. Auf diese Weise können Bilddaten von zwei oder mehr der Kameras in der Bildverarbeitungsroutine 86 oder in einem anderen dedizierten Bildprozessor im Abbildungssystem 60 zu einem einzelnen Bild kombiniert werden.
Als ein Beispiel des Kombinierens von Bilddaten von mehreren Kameras können die Bilddaten zum Ableiten von Stereoskopiebilddaten verwendet werden, die zum Rekonstruieren einer dreidimensionalen Szene des Bereichs oder der Bereiche in den sich überlagernden Bereichen der verschiedenen Blickfelder 92a, 92b, 92c und 92d einschließlich etwaiger Objekte (beispielsweise Hindernisse oder die Kugelpfanne 16) darin verwendet werden. In einer Ausführungsform kann die Verwendung von zwei Bildern, die dasselbe Objekt beinhalten, verwendet werden, um eine Position des Objekts im Verhältnis zu den zwei Bildquellen anhand einer bekannten räumlichen Beziehung zwischen den Bildquellen zu bestimmen. In dieser Hinsicht kann die Bildverarbeitungsroutine 86 bekannte Programmierung und/oder Funktionen verwenden, um ein Objekt in Bilddaten von den verschiedenen Kameras 60a, 60b, 60c und 60d im Abbildungssystem 60 zu identifizieren. In jedem Beispiel kann die Bildverarbeitungsroutine 86 Informationen zur Positionierung von Kameras 60a, 60b, 60c und 60d beinhalten, die am Fahrzeug 12 vorhanden sind oder vom System 10 benutzt werden, darunter beispielsweise im Verhältnis zu einer Mitte 96 (1) des Fahrzeugs 12, derart, dass die Positionen der Kameras 60a, 60b, 60c und 60d im Verhältnis zur Mitte 96 und/oder zueinander für Berechnungen der Objektposition verwendet werden können und beispielsweise Objektpositionsdaten im Verhältnis zur Mitte 96 des Fahrzeugs 12 oder anderen Merkmalen des Fahrzeugs 12 wie etwa dem Kugelkopf 22 ( 1) mit bekannten Positionen im Verhältnis zur Mitte 96 des Fahrzeugs 12 ergeben.
Die Bildverarbeitungsroutine 86 kann speziell programmiert oder anderweitig dazu konfiguriert sein, die Kugelpfanne 16 in den Bilddaten zu ermitteln. In einem Beispiel kann die Bildverarbeitungsroutine 86 die Kugelpfanne 16 in den Bilddaten auf Grundlage gespeicherter oder anderweitig bekannter Eigenschaften der Kugelpfanne 16 oder von Kupplungen im Allgemeinen identifizieren. In einer anderen Ausführungsform kann eine Markierung in der Form eines Aufklebers oder dergleichen in einer Weise, wie sie in der gemeinschaftlich erteilten US-Patentschrift Nr. 9,102,271 beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen wird, am Anhänger 18 an einer festgelegten Position im Verhältnis zur Kugelpfanne 16 angebracht sein. In einer solchen Ausführungsform kann die Bildverarbeitungsroutine 86 mit identifizierenden Eigenschaften der Markierung zur Ermittlung in den Bilddaten programmiert sein, sowie mit der Positionierung der Kugelpfanne 16 im Verhältnis zu einer solchen Markierung, sodass die Position 24 der Kugelpfanne 16 auf Grundlage der Markierungsposition bestimmt werden kann.
Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 14 über eine Aufforderung auf dem Touchscreen 74 eine Bestätigung der bestimmten Kugelpfanne 16 einholen. Wenn die Bestimmung der Kugelpfanne 16 nicht bestätigt wird, kann eine weitere Bildverarbeitung bereitgestellt werden, oder eine Benutzereinstellung der Position 24 der Kugelpfanne 16 kann ermöglicht werden, entweder unter Verwendung des Touchscreens 74 oder einer anderen Eingabe, mit der der Benutzer U die dargestellte Position 24 der Kugelpfanne 16 auf dem Touchscreen 74 verschieben kann, was die Steuerung 14 verwendet, um die Bestimmung der Position 24 der Kugelpfanne 16 in Bezug auf das Fahrzeug 12 auf Grundlage der oben beschriebenen Verwendung der Bilddaten einzustellen. Alternativ kann der Benutzer U die Position 24 der Kugelpfanne 16 visuell in einem auf der HMI 66 präsentierten Bild bestimmen und kann eine Berührungseingabe bereitstellen, ähnlich wie es in der gleichzeitig anhängigen, gemeinschaftlich erteilten US-Patentanmeldung Seriennr. 15/583,014 beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen ist. Die Bildverarbeitungsroutine 86 kann dann die Position der Berührungseingabe mit dem Koordinatensystem 36 korrelieren, das auf die auf der Anzeige 72 angezeigten Bilddaten angewandt wird, die wie in 3 gezeigt dargestellt sein können.
Wie in 3 gezeigt, können die Bildverarbeitungsroutine 86 und Betriebsroutine 90 in Verbindung miteinander verwendet werden, um den Weg 20 zu bestimmen, auf dem das Kupplungshilfssystem 10 das Fahrzeug 12 führen kann, um den Kugelkopf 22 und die Kugelpfanne 16 des Anhängers 18 auszurichten. In dem gezeigten Beispielposition kann eine Anfangsposition des Fahrzeugs 12 im Verhältnis zum Anhänger 18 derart sein, dass sich die Kugelpfanne 16 nur im Blickfeld 92c der Seitenkamera 60c befindet, wobei das Fahrzeug 12 seitlich vom Anhänger 18 positioniert ist, wobei aber die Kugelpfanne 16 in Längsrichtung nahezu am Kugelkopf 22 ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann die Bildverarbeitungsroutine 86 beim Start des Kupplungshilfssystems 10, etwa durch eine Benutzereingabe auf dem Touchscreen 74, die Kugelpfanne 16 in dem Bilddaten der Kamera 60c und identifizieren und die Position 24 der Kugelpfanne 16 im Verhältnis zum Kugelkopf 22 schätzen. Die Position 24 der Kugelpfanne 16 kann durch das System 10 unter entsprechender Verwendung der Bilddaten durch Empfangen von Brennweiteninformationen in Bilddaten identifiziert werden, um einen Abstand D_c zur Kugelpfanne 16 und einen Winkel α_c des Versatzes zwischen der Kugelpfanne 16 und der Längsachse des Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Diese Informationen können dann unter Berücksichtigung der Position 24 der Kugelpfanne 16 im Blickfeld der Bilddaten verwendet werden, um die Höhe H_c der Kugelpfanne 16 zu bestimmen oder zu schätzen. Nachdem die Positionierung D_c , α_c der Kugelpfanne 16 bestimmt und wahlweise durch den Benutzer U bestätigt wurde, kann die Steuerung 14 die Kontrolle über wenigstens das Fahrzeuglenksystem 50 übernehmen, um die Bewegung des Fahrzeugs 12 auf dem gewünschten Weg 20 zu steuern, um die Kupplungsposition 26 des Fahrzeugkugelkopfs 22 an der Kugelpfanne 16 auszurichten.
Fortfahrend mit 3 und 4 unter zusätzlicher Bezugnahme auf 2 kann die Steuerung 14 nach dem Schätzen der Positionierung D_c , α_c der Kugelpfanne 16 wie oben erörtert in einem Beispiel die Wegableitungsroutine 88 ausführen, um den Fahrzeugweg 20 zum Ausrichten des Fahrzeugkugelkopfs 22 an der Kugelpfanne 16 zu bestimmen. Insbesondere kann die Steuerung 14 im Speicher 84 verschiedene Eigenschaften des Fahrzeugs 12 speichern, darunter den Radstand W, den Abstand von der Hinterachse zum Kugelkopf 22, der hier als die Anhängerdeichsellänge L bezeichnet wird, sowie den maximalen Winkel, in dem die gelenkten Räder 54 gedreht werden können, δ_max . Wie gezeigt, können der Radstand W und der aktuelle Lenkwinkel δ verwendet werden, um einen entsprechenden Wenderadius ρ für das Fahrzeug 12 gemäß der folgenden Gleichung zu bestimmen: $ρ = \frac{1}{W tan δ},$
wobei der Radstand W fest ist und der Lenkwinkel δ von der Steuerung 14 durch Kommunikation mit dem Lenksystem 50 gesteuert werden kann, wie oben erörtert. Wenn der maximale Lenkwinkel δ_max bekannt ist, wird auf diese Weise der kleinstmögliche Wert für den Wenderadius pmin bestimmt als: $ρ_{min} = \frac{1}{W tan δ_{max}} .$
Die Wegableitungsroutine 88 kann dazu programmiert sein, den Fahrzeugweg 20 zum Ausrichten einer bekannten Position des Fahrzeugkugelkopfs 22 an der geschätzten Position 24 der Kugelpfanne 16 abzuleiten, was den minimalen Wenderadius pmin berücksichtigt, damit der Weg 20 möglichst wenig Platz und Manöver braucht. Auf diese Weise kann die Wegableitungsroutine 88 die Position des Fahrzeugs 12 verwenden, die auf der Mitte 96 des Fahrzeugs 12, einer Position entlang der Hinterachse, der Position der Koppelnavigationsvorrichtung 34 oder einer anderen bekannten Position im Koordinatensystem 36 beruhen kann, um sowohl einen lateralen Abstand zur Kugelpfanne 16 als auch einen vorderen und hinteren Abstand zur Kugelpfanne 16 zu bestimmen und einen Weg 20 abzuleiten, der die benötigte laterale und Vor-/Zurückbewegung des Fahrzeugs 12 innerhalb der Grenzen des Lenksystems 50 erzielt. Die Ableitung des Wegs 20 berücksichtigt ferner die Positionierung des Kugelkopfs 22, basierend auf der Länge L, im Verhältnis zur verfolgten Position des Fahrzeugs 12 (die der Mitte 96 der Masse des Fahrzeugs 12, der Position eines GPS-Empfängers oder einem anderen festgelegten bekannten Bereich entsprechen kann), um die benötigte Positionierung des Fahrzeugs 12 zum Ausrichten des Kugelkopfs 22 an der Kugelpfanne 16 zu bestimmen.
Bezug nehmend auf 5 ist eine Seitenprofilansicht des Fahrzeugs 12 in Verbindung mit dem Anhänger 18 gezeigt, die das Fahrzeug 12 an einer Steigung 102 veranschaulicht. Unter diesen Umständen kann das Fahrzeug 12 besonders anfällig dafür sein, sich plötzlich nach hinten oder allgemeiner in die Richtung der Schwerkraft zu bewegen, wie durch die Pfeile 104 dargestellt. Obwohl die Steigung 102 als ein wesentliches Gefälle veranschaulicht ist, kann aufgrund eines unvollständigen Anhaltens der Bewegung des Fahrzeugs 12, Schlupf eines Parkzahnrads des Antriebsstrangsteuersystems 64 oder verschiedener anderer Instabilitäten, die eine Bewegung des Fahrzeugs 12 bewirken können, eine ähnliche Bewegung wie durch die Pfeile 104 veranschaulicht stattfinden, wenn das Fahrzeug 12 auf relativ flachem Boden positioniert wird. Um eine solche Bewegung zu verhindern, kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, das Bremssteuerungssystem 62 und das Antriebsstrangsteuersystem 64 zum Ausführen einer automatisierten Fahrzeuganhalteroutine zu steuern. Auf diese Weise kann das System 10 den Kugelkopf 22, der an der Kupplungspfanne 16 ausgerichtet ist, präzise positionieren und die Ausrichtung beibehalten, während die Höhe H_c der Kupplungspfanne 16 eingestellt wird, um den Kugelkopf 22 und die Kupplungspfanne 16 miteinander zu verbinden.
Wie in 5 veranschaulicht, kann die hierin offenbarte automatisierte Fahrzeuganhalteroutine besonders in Situationen vorteilhaft sein, in denen das Fahrzeug 12 sich dem Anhänger 18 auf der Steigung 102 annähert. Unter diesen Umständen kann eine Position des Anhängers 18 präzise beibehalten werden, indem Bremskeile 106 an den Anhängerrädern 108 positioniert werden. Allerdings verhindert die Verwendung von Bremskeilen 106 zum Verhindern der Bewegung des Fahrzeugs 12, dass das Kupplungshilfssystem 10 die Position des Fahrzeugs 12 frei festlegen kann. Entsprechend kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, die Fahrbremsen 62a automatisch zu betätigen und die Standbremse 62b zu aktivieren, bis das Antriebsstrangsteuersystem 64 das Getriebe des Fahrzeugs in einen Parkgang eingestellt hat. Sobald das Fahrzeug 12 im Parkgang konfiguriert ist und die Standbremse 62b aktiviert ist, kann die Steuerung 14 die Fahrbremsen 62a lösen. Auf diese Weise kann das Kupplungshilfssystem 10 dazu konfiguriert sein, das Fahrzeug 12 präzise zu positionieren, um die Ausrichtung zwischen dem Kugelkopf 22 und der Kupplungspfanne 16 beizubehalten.
Bezug nehmend auf 6 zeigt diese ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 110 zum Starten einer Kupplungsverbindungsroutine in einer automatisierten Anhalteroutine 120 veranschaulicht. Das Verfahren 110 kann durch Starten der Kupplungsverbindungsroutine in Schritt 112 beginnen. Die Kupplungsverbindungsroutine kann mit dem Empfangen von Abtastungsdaten (z. B. Bilddaten von dem Abbildungssystem 60) beginnen (114). Anhand der Bilddaten kann die Steuerung 14 das Verfahren 110 mit dem Identifizieren der Kupplungspfannenposition 24 in den Bilddaten fortsetzen (116). Wenn die Kugelpfannenposition 24 in Schritt 108 identifiziert wird, kann die Steuerung 14 fortfahren, indem sie den Fahrzeugweg 20 auf Grundlage der Kugelpfannenposition 24 und der Dynamik des Fahrzeugs 12 schätzt (120). Wenn die Kugelpfannenposition 24 in Schritt 118 nicht identifiziert wird, kann die Steuerung 14 zu Schritt 116 zurückkehren, um die Bilddaten zum Identifizieren der Kugelpfannenposition 24 abzutasten.
Sobald die Steuerung 14 den Fahrzeugweg 20 identifiziert hat, kann die Steuerung 14 das Fahrzeug 12, genauer den Kugelkopf 22, zur Kupplungspfanne 16 navigieren und dabei den Kupplungspfannenabstand D_c überwachen (122). In Reaktion darauf, dass der Kupplungspfanneabstand D_c kleiner als der Annäherungsschwellenwert D_a' ist, kann die Steuerung 14 das Fahrzeug 12 zum Senken der Geschwindigkeit während einer abschließenden Annäherungsstufe der Kupplungsverbindungsroutine steuern (124). Der Annäherungsschwellenwert D_a kann einem vorgegebenen Abstand entsprechen, wobei die Kupplungsposition 26 sich in der Nähe der Kupplungspfannenposition 24 befindet, wie durch die Steuerung 14 identifiziert. In Schritt 126 kann die Steuerung 14 bestimmen, ob der Fahrzeugweg 20 abgeschlossen ist, womit die Kupplungsposition 26 an der Kupplungspfannenposition 24 ausgerichtet ist. Wenn in Schritt 126 der Kugelkopf 22 an der Kupplungspfannenposition 16 ausgerichtet ist, kann die Steuerung 14 das Verfahren 110 durch das Starten der automatisierten Fahrzeuganhalteroutine fortsetzen (128). Wenn in Schritt 126 der Kugelkopf 22 nicht an der Kupplungspfannenposition 16 ausgerichtet ist, kann die Steuerung 14 fortfahren, das Fahrzeug 12 in Schritt 122 zu navigieren.
Die automatisierte Fahrzeuganhalteroutine 128 kann durch das Anhalten des Fahrzeugs und Beibehalten oder Halten einer Aktivierung der Fahrbremsen 62a beginnen (130). Während die Fahrbremsen 62a gehalten werden, kann die Steuerung 14 fortfahren, indem sie die Gangauswahl des Fahrzeugs 12 auf einen Parkgang steuert oder anfordert, dass der Benutzer U das Fahrzeug 12 in den Parkgang schaltet (132). Um anzufordern, dass der Benutzer U das Fahrzeug 12 in den Parkgang schaltet, kann die Steuerung 14 eine Anweisung auf der Anzeige 72 anzeigen, die den Benutzer U auffordert, das Fahrzeug 12 zu schalten. Während sie die Aktivierung der Fahrbremsen 62a hält, kann die Steuerung 14 außerdem das Bremssteuerungssystem 62 steuern, um die Standbremse 62b zu aktivieren (134). Sobald das Fahrzeug 12 im Parkgang konfiguriert ist und die Standbremse 62b aktiviert ist, kann die Steuerung 14 schließlich die Fahrbremsen 62a lösen (136). Auf diese Weise kann die Steuerung 14 das Kupplungshilfssystem 10 automatisch steuern, um das Fahrzeug 12 unter Ausrichtung des Kugelkopfs 22 an der Kupplungspfanne 16 zu positionieren und zu halten. Obwohl die Schritte 132 und 134 in einer spezifischen Reihenfolge beschrieben sind, versteht es sich, dass die Steuerung 14 die Schritte 132 und 134 in einer anderen Reihenfolge ausführen und dabei ein ähnliches Ergebnis für die automatisierte Fahrzeuganhalteroutine 128 erzielen kann.
Nach dem Lösen der Fahrbremsen 62b in Schritt 136 kann die Steuerung 14 eine Angabe auf der Anzeige 72 anzeigen, die identifiziert, dass sich das Fahrzeug 12 in einer stabilen, geparkten Position zum Koppeln der Kupplung befindet (138). Außerdem kann die Steuerung 14 nach Schritt 138 weitere Anweisungen oder Informationen zu spezifischen Schritten bereitstellen, die zum Verbinden der Kupplungspfanne 16 mit dem Kugelkopf 22 erforderlich sind. Wenn das Fahrzeug 12 erfolgreich unter Ausrichtung des Kugelkopfs 22 an der Kupplungspfanne 16 positioniert wurde, können die Kupplungsverbindungsroutine und die automatisierte Fahrzeuganhalteroutine 128 in Schritt 140 abgeschlossen werden. Entsprechend kann das Kupplungshilfssystem 10 eine präzise Positionierung des Fahrzeugs 12 und des Kugelkopfs 22 bereitstellen, um die Leichtigkeit des Verbindens der Kupplungspfanne 16 des Anhängers 18 mit dem Kugelkopf 22 des Fahrzeugs 12 zu maximieren.
Es versteht sich, dass Abwandlungen und Modifikationen an der genannten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und ferner versteht es sich, dass diese Konzepte von den folgenden Ansprüchen abgedeckt werden sollen, solange diese Ansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes angeben.
Im Sinne dieser Offenbarung bedeutet der Begriff „gekoppelt“ (in allen seinen Formen: koppeln, koppelnd, gekoppelt usw.) allgemein das direkte oder indirekte Verbinden von zwei Komponenten (elektrisch oder mechanisch). Eine solche Verbindung kann stationärer oder beweglicher Art sein. Eine solche Verbindung kann mit den zwei Komponenten (elektrisch oder mechanisch) und beliebigen weiteren Zwischenelementen erzielt werden, die einstückig als ein einzelner einteiliger Körper miteinander oder mit den zwei Komponenten gebildet sind. Eine solche Verbindung kann dauerhafter Art sein oder entfernbarer oder lösbarer Art sein, soweit nicht anders angegeben.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt, nur veranschaulichend ist. Obwohl nur einige wenige Ausführungsformen der vorliegenden Neuerungen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, wird der Fachmann bei der Lektüre dieser Offenbarung ohne Weiteres verstehen, dass zahlreiche Abwandlungen möglich sind (z. B. Variationen der Größe, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Parameterwerte, Anbringungsanordnungen, verwendeten Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des aufgeführten Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können als einstückig gebildet gezeigte Elements aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder als mehrteilig gezeigte Elemente können einstückig gebildet sein, der Betrieb der Schnittstellen kann umgekehrt oder in anderer Weise abgewandelt sein, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder des Verbinders oder anderer Elemente des Systems kann abgewandelt sein, und die Art oder Anzahl von zwischen den Elementen bereitgestellten Anpassungspositionen kann abgewandelt sein. Es sei angemerkt, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus beliebigen einer Vielzahl von verschiedenen Materialien in vielen verschiedenen Farben, Strukturierungen und Kombinationen konstruiert sein können, die ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit bereitstellen. Entsprechend sollen alle diese Modifikationen in den Umfang der vorliegenden Neuerungen eingeschlossen sein. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Fortlassungen an Auslegung, Betriebsbedingungen und Anordnung der gewünschten und anderer Ausführungsbeispiele können ebenfalls vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Neuerungen abzuweichen.
Es versteht sich, dass die beschriebenen Prozesse, oder Schritte in beschriebenen Prozessen, mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten kombiniert werden können, um Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Die hier offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das dazu konfiguriert ist, eine Anhängerausrichtungsroutine zu steuern, aufweisend: einen Kugelkopf, der an einem Fahrzeug angebracht ist; und eine Steuerung, die konfiguriert ist zum: Identifizieren einer Kugelpfannenposition eines Anhängers; Steuern der Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position, wobei der Kugelkopf an der Kugelpfannenposition ausgerichtet wird; in Reaktion auf die ausgerichtete Position, Halten des Fahrzeugs durch Aktivieren einer Fahrbremse; und unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse Aktivieren einer Standbremse.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Fahrbremse unter Aufrechterhaltung der ausgerichteten Position betätigt, wodurch eine Abweichung in einem Getriebe des Fahrzeugs in einer geparkten Konfiguration verhindert wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung zum Steuern eines Getriebes zum Aktivieren einer Parkkonfiguration konfiguriert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Anzeigesystem und eine Benutzerschnittstelle, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Anhängerausrichtungsroutine in Reaktion auf wenigstens eine Eingabe zu steuern, die über die Benutzerschnittstelle empfangen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung zum Anzeigen einer Anweisung konfiguriert, die einen Fahrzeugführer auffordert, das Fahrzeug unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse in den Parkzustand zu schalten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ist zum Lösen der Fahrbremse in Reaktion auf die Aktivierung der Standbremse und ein Getriebe in einer Parkkonfiguration konfiguriert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung in Kommunikationsverbindung mit der Steuerung, wobei die Sensoreinrichtung dazu konfiguriert ist, einen Bereich in der Nähe des Fahrzeug abzutasten und die Kugelpfannenposition einer Kugelpfanne des Anhängers zu erkennen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Sensoreinrichtung ein Abbildungssystem, das eine oder mehrere Kameras beinhaltet, die am Fahrzeug angebracht sind; wobei die Steuerung die Kugelpfannenposition auf Grundlage von Bilddaten identifiziert, die sie vom Abbildungssystem empfängt und die die Positionsdaten der Kugelpfanne umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Bremssystem, umfassend die Fahrbremse und die Standbremse, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das Bremssystem automatisch zum Steuern der Ausrichtungsroutine zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Lenksystem, umfassend einen Lenkmotor, der dazu konfiguriert ist, ein gelenktes Rad des Fahrzeugs zu manövrieren, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, den Lenkmotor zum Manövrieren des Fahrzeugs gemäß der Ausrichtungsroutine zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kugelpfannenposition eine Position einer Kugelpfanne des Anhängers, wobei die Kugelpfanne dazu konfiguriert ist, in einer Zugkonfiguration mit der Kupplung zusammengefügt zu sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs: Identifizieren einer Kugelpfannenposition eines Anhängers in Sensordaten; Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position, wobei der Kugelkopf an der Kugelpfannenposition ausgerichtet wird; in Reaktion auf das Erreichen der ausgerichteten Position, Halten des Fahrzeugs durch Aktivieren einer Fahrbremse; und unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse, Steuern des Fahrzeugs, um die ausgerichtete Position beizubehalten.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Steuern des Fahrzeugs zum Beibehalten der ausgerichteten Position Aktivieren einer Standbremse.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Steuern des Fahrzeugs zum Beibehalten der ausgerichteten Position ferner Steuern eines Getriebes in eine Parkkonfiguration.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch automatisches Steuern des Getriebes in die Parkkonfiguration.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Anzeigen einer Anweisung, die einen Fahrzeugführer auffordert, das Getriebe unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse in den Parkzustand zu schalten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Überwachen des Getriebes und der Standbremse; und Lösen der Fahrbremse in Reaktion auf eine Aktivierung der Standbremse in Kombination mit dem Getriebe in der Parkkonfiguration.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Fahrbremse unter Aufrechterhaltung der ausgerichteten Position betätigt, wodurch eine Abweichung in einem Getriebe des Fahrzeugs unter Beibehaltung der ausgerichteten Position verhindert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das dazu konfiguriert ist, eine Anhängerausrichtungsroutine zu steuern, aufweisend: einen Kugelkopf, der an einem Fahrzeug angebracht ist; eine Steuerung, die konfiguriert ist zum: Identifizieren einer Kugelpfannenposition eines Anhängers; Steuern der Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position, wobei der Kugelkopf an der Kugelpfannenposition ausgerichtet wird; in Reaktion auf die ausgerichtete Position, Halten des Fahrzeugs durch Aktivieren einer Fahrbremse, wobei die Fahrbremse unter Aufrechterhaltung der ausgerichteten Position betätigt wird, wodurch eine Abweichung in einem Getriebe des Fahrzeugs in einer geparkten Konfiguration verhindert wird; und unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse Aktivieren einer Standbremse; und Steuern eines Getriebes zum Aktivieren einer Parkkonfiguration.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung zum Deaktivieren der Fahrbremse in Reaktion auf die Aktivierung der Standbremse in Kombination mit dem Getriebe des Fahrzeugs in einer Parkkonfiguration konfiguriert.
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

US 9102271 [0025]

Claims

Fahrzeugsystem, das dazu konfiguriert ist, eine Anhängerausrichtungsroutine zu steuern, umfassend: einen Kugelkopf, der an einem Fahrzeug angebracht ist; und eine Steuerung, die konfiguriert ist zum: Identifizieren einer Kugelpfannenposition eines Anhängers; Steuern der Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position, wobei der Kugelkopf an der Kugelpfannenposition ausgerichtet wird; in Reaktion auf die ausgerichtete Position, Halten des Fahrzeugs durch Aktivieren einer Fahrbremse; und unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse Aktivieren einer Standbremse.
System nach Anspruch 1, wobei die Fahrbremse unter Aufrechterhaltung der ausgerichteten Position betätigt wird, wodurch eine Abweichung in einem Getriebe des Fahrzeugs in einer geparkten Konfiguration verhindert wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Steuern eines Getriebes zum Aktivieren einer Parkkonfiguration.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Anzeigesystem und eine Benutzerschnittstelle, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Anhängerausrichtungsroutine in Reaktion auf wenigstens eine Eingabe zu steuern, die über die Benutzerschnittstelle empfangen wird.
System nach Anspruch 4, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Anzeigen einer Anweisung, die einen Fahrzeugführer auffordert, das Fahrzeug unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse in den Parkzustand zu schalten.
System nach einem der Ansprüche 1-5 wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Lösen der Fahrbremse in Reaktion auf die Aktivierung der Standbremse und ein Getriebe in einer Parkkonfiguration.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Sensoreinrichtung in Kommunikationsverbindung mit der Steuerung, wobei die Sensoreinrichtung dazu konfiguriert ist, einen Bereich in der Nähe des Fahrzeugs abzutasten und die Kugelpfannenposition einer Kugelpfanne des Anhängers zu erfassen.
System nach Anspruch 6, wobei die Sensoreinrichtung ein Abbildungssystem mit einer oder mehreren Kameras umfasst, die an dem Fahrzeug angebracht sind; wobei die Steuerung die Kugelpfannenposition auf Grundlage von Bilddaten identifiziert, die von dem Abbildungssystem empfangen werden und Positionsdaten der Kugelpfanne umfassen.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Bremssystem, umfassend die Fahrbremse und die Standbremse, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das Bremssystem automatisch zum Steuern der Ausrichtungsroutine zu steuern.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Lenksystem, umfassend einen Lenkmotor, der dazu konfiguriert ist, ein gelenktes Rad des Fahrzeugs zu manövrieren, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, den Lenkmotor zum Manövrieren des Fahrzeugs gemäß der Ausrichtungsroutine zu steuern.
System nach Anspruch 1, wobei die Kugelpfannenposition eine Position einer Kugelpfanne des Anhängers ist, wobei die Kugelpfanne dazu konfiguriert ist, in einer Zugkonfiguration mit dem Kugelkopf zusammengefügt zu sein.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: Identifizieren einer Kugelpfannenposition eines Anhängers in Sensordaten; Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position, wobei der Kugelkopf an der Kugelpfannenposition ausgerichtet wird; in Reaktion auf das Erreichen der ausgerichteten Position, Halten des Fahrzeugs durch Aktivieren einer Fahrbremse; und unter Aufrechterhaltung der Aktivierung der Fahrbremse, Steuern des Fahrzeugs, um die ausgerichtete Position beizubehalten.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Steuern des Fahrzeugs zum Beibehalten der ausgerichteten Position Aktivieren einer Standbremse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Steuern des Fahrzeugs zum Beibehalten der ausgerichteten Position ferner Steuern eines Getriebes in eine Parkkonfiguration umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: automatisches Steuern des Getriebes in die Parkkonfiguration.