DE102019119428A1

DE102019119428A1 - Anhängerkupplungshilfssystem

Info

Publication number: DE102019119428A1
Application number: DE102019119428.8A
Authority: DE
Inventors: Luke Niewiadomski; Chen Zhang; Roger Arnold Trombley; Erick Michael Lavoie
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2020-01-23
Also published as: US10543870B1; US20200023902A1; CN110733304A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt ein Anhängerkupplungshilfssystem bereit. Bereitgestellt wird ein Anhängerkupplungshilfssystem, das ein Erfassungssystem beinhaltet, das zum Erfassen eines Anhängers in der Nähe eines Fahrzeugs konfiguriert ist. Ein Lenksystem ist zum Ändern eines Wegs Fahrzeugs konfiguriert. Ein Getriebesystem weist einen oder mehrere Gänge darin auf. Eine Steuerung ist im Anhängerkupplungshilfssystem angeordnet und konfiguriert zum Steuern des Lenksystems des Fahrzeugs auf einem Weg, um einen Kugelkopf an einer Kupplungsbaugruppe des Anhängers auszurichten, Erfassen eines Fehlers des Lenksystems oder eines Gangwechsels im Getriebesystem und vorübergehendes Anhalten des Steuerns des Fahrzeugs und Überwachen der Kupplungspfanne während einer Neupositionierung des Fahrzeugs.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein autonome und halbautonome Fahrzeugsysteme und insbesondere Anhängerkupplungshilfssysteme, die das Kuppeln eines Fahrzeugs an einen Anhänger erleichtern.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Prozess des Kuppelns eines Fahrzeugs an einen Anhänger kann schwierig sein, insbesondere für Menschen, denen Erfahrung fehlt. Entsprechend besteht Bedarf an einem System, das den Prozess vereinfacht, indem es einen Benutzer auf einfache und doch intuitive Weise unterstützt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird ein Anhängerkupplungshilfssystem bereitgestellt. Das Anhängerkupplungshilfssystem beinhaltet ein Erfassungssystem, das zum Erfassen eines Anhängers in der Nähe eines Fahrzeugs konfiguriert ist. Das Anhängerkupplungshilfssystem beinhaltet auch ein Lenksystem, das zum Ändern eines Wegs des Fahrzeugs konfiguriert ist. Ein Getriebesystem weist einen oder mehrere Gänge darin auf. Das Anhängerkupplungshilfssystem beinhaltet ferner eine Steuerung zum Steuern des Lenksystems des Fahrzeugs auf einem Weg, um einen Kugelkopf an einer Kupplungsbaugruppe des Anhängers auszurichten; Erfassen eines Fehlers des Lenksystems oder eines Gangwechsels im Getriebesystem und vorübergehendes Anhalten eines Anhängerkupplungshilfsvorgangs des Fahrzeugs; und Überwachen der Kupplungspfanne während einer Neupositionierung des Fahrzeugs.
Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird ein Anhängerkupplungshilfsverfahren bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet autonomes Steuern eines Lenksystems, um ein Fahrzeug auf einem Weg zu bewegen, um das Fahrzeug an einer Kupplungspfanne auszurichten. Das Verfahren beinhaltet auch Erfassen eines Lenkfehlers des Lenksystems. Das Verfahren beinhaltet ferner vorübergehendes Anhalten des Steuerns des Lenksystems, wenn das Fahrzeug neu positioniert wird. Zuletzt beinhaltet das Verfahren Überwachen der Kupplungspfanne, während das Fahrzeug neu positioniert wird.
Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird ein Anhängerkupplungshilfssystem bereitgestellt. Das Anhängerkupplungshilfssystem beinhaltet ein Erfassungssystem, das zum Überwachen eines Anhängers mit einer Kupplungspfanne konfiguriert ist. Ein Getriebesystem beinhaltet einen oder mehrere Gänge darin. Das Anhängerkupplungshilfssystem beinhaltet ferner eine Steuerung zum Erzeugen eines Wegs, um eine Kupplungsbaugruppe an der Kupplungspfanne auszurichten; Erfassen eines Gangwechsels; vorübergehendes Anhalten eines Anhängerkupplungshilfsvorgangs des Fahrzeugs; und Überwachen der Kupplungspfanne, während der Anhängerkupplungshilfsvorgang vorübergehend angehalten ist.
Diese und weitere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung 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 Oberseitenansicht eines Fahrzeugs und eines Anhängers, der mit einem Anhängerkupplungsunterstützungssystem (auch als „Anhängerkupplungshilfssystem“ bezeichnet) ausgestattet ist, gemäß einer Ausführungsform ausgestattet ist;
2 ist ein Blockschaubild, das verschiedene Komponenten des Anhängerkupplungshilfssystems gemäß einigen Beispielen veranschaulicht;
3 ist eine schematische Oberseitenansicht des Fahrzeugs während eines Schritts der Ausrichtungsabfolge am Anhänger gemäß einigen Beispielen;
4 ist eine schematische Oberseitenansicht des Fahrzeugs während eines nachfolgenden Schritts der Ausrichtungsabfolge am Anhänger gemäß einigen Beispielen;
5 ist eine schematische Oberseitenansicht des Fahrzeugs während eines nachfolgenden Schritts der Ausrichtungsabfolge am Anhänger gemäß einigen Beispielen;
6 ist eine schematische Ansicht des Fahrzeugs von oben während eines nachfolgenden Schritts der Ausrichtungsabfolge am Anhänger, die die Position eines Kugelkopfs des Fahrzeugs an einem Ende eines abgeleiteten Ausrichtungsweg zeigt, gemäß einigen Beispielen;
7 ist eine schematische Ansicht eines Servolenksystems mit einem Lenkmotor gemäß einigen Beispielen;
8 ist ein Ablaufdiagramm einer Betriebsroutine des Anhängerkupplungshilfssystems bei Erfassung einer Benutzereingabe in Reaktion auf einen Lenkfehler gemäß einigen Beispielen; und
9 ist ein Ablaufdiagramm einer Betriebsroutine des Anhängerkupplungshilfssystems, wenn ein Benutzer den Betriebsmodus eines Getriebesystems ändert, gemäß einigen Beispielen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN BEISPIELE
Zu Zwecken der vorliegenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe „obere“, „untere“, „rechts“, „links“, „hintere“, „vordere“, „vertikal“, „horizontal“ und Ableitungen davon auf die Erfindung in der Ausrichtung aus 1. Allerdings versteht es sich, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen einnehmen kann, solange nichts Gegenteiliges angegeben ist. Es versteht sich auch, dass die spezifischen Vorrichtungen und Prozesse, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben sind, lediglich Beispiele der erfinderischen Gedanken sind, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind. Spezifische Abmessungen und andere physikalische Eigenschaften im Zusammenhang mit den hier offenbarten Beispiele gelten daher nicht als einschränkend, soweit nicht ausdrücklich anders angegeben.
Den Erfordernissen gemäß werden hierin detaillierte Beispiele der vorliegenden Erfindung offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Beispiele lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert sein kann. Die Figuren folgen nicht zwingend einer detaillierten Auslegung und einige Schemata können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um einen Funktionsüberblick zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, die den Fachmann hinsichtlich der unterschiedlichen Anwendungsweisen der vorliegenden Erfindung lehren soll.
In diesem Dokument werden relationale Begriffe wie erste und zweite, oben und unten und dergleichen ausschließlich zum Unterscheiden einer Einheit oder Handlung von einer anderen Einheit oder Handlung verwendet, ohne zwingend eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen den Einheiten oder Handlungen zu verlangen oder zu implizieren. Die Begriffe umfasst, umfassend oder andere Abwandlungen davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, derart, dass ein Prozess, Verfahren, Artikel oder Gerät, der bzw. das eine Liste von Elementen umfasst, nicht ausschließlich diese Elemente einschließt, sondern auch andere Elemente einschließen kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder dem Prozess, Verfahren, Artikel oder Gerät inhärent sind. Ein Element, dem „umfasst“ nachgestellt ist, schließt ohne weitere Einschränkungen nicht die Existenz weiterer identischer Elemente in dem Prozess, Verfahren, Artikel oder Gerät aus, der bzw. das das Element umfasst.
Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Begriff „und/oder“ bei Verwendung in einer Liste von zwei oder mehr Elementen, dass beliebige der aufgelisteten Elemente allein verwendet werden können oder eine beliebige Kombination von zwei oder mehr der aufgelisteten Elemente verwendet werden kann. Wenn beispielsweise eine Zusammenstellung die Komponenten A, B und/oder C enthaltend beschrieben wird, kann die Zusammenstellung A allein; B allein; C allein; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
Die nachfolgende Offenbarung beschreibt ein Anhängerkupplungshilfssystem für ein Fahrzeug. Das Anhängerkupplungshilfssystem kann ein Erfassungssystem zum Erfassen einer Kupplungspfanne eines Anhängers in der Nähe des Fahrzeugs und eine Steuerung zum Erzeugen eines Fahrzeugwegs beinhalten, um das Fahrzeug an der Kupplungspfanne auszurichten und/oder das Fahrzeug auf dem Weg zu bewegen. In einigen Fällen kann ein Benutzer das Lenksystem und/oder ein Antriebsstrangsystem des Fahrzeugs ändern, während sich das Fahrzeug auf dem Weg bewegt. In Reaktion darauf kann die Steuerung einen oder mehrere Anhängerkupplungshilfsvorgänge vorübergehend anhalten und dabei weiterhin das Ziel überwachen, derart, dass die Anhängerkupplungshilfsvorgänge wieder gestartet werden können, ohne dass einer oder mehrere anfängliche Vorgänge durchgeführt werden müssen, wie etwa das Identifizieren der Kupplungspfanne, Schätzen einer Höhe der Kupplungspfanne, Erzeugen eines Fahrzeugwegs, Identifizieren einer Kupplungspfannenbaugruppe, die an das Fahrzeug gekoppelt ist, usw.
Bezug nehmend auf 1 und 2 bezeichnet Bezugszeichen 10 ein Anhängerkupplungshilfssystem (auch als ein „Kupplungshilfe“-System bezeichnet) für ein Fahrzeug 12. Insbesondere beinhaltet das Anhängerkupplungshilfssystem 10 eine Steuerung 14, die Positionsdaten einer Kupplungspfanne 16 eines Anhänger 18 erlangt und einen Fahrzeugweg 20 (3) ableitet, um eine Kupplungsbaugruppe 22 des Fahrzeugs 12 an der Kupplungspfanne 16 auszurichten. In einigen Beispielen kann die Kupplungsbaugruppe 22 eine Kopfhalterung 24 beinhalten, die einen Kugelkopf 26 trägt. Der Kugelkopf 26 kann an der Kopfhalterung 24 fixiert sein, die sich vom Fahrzeug 12 erstreckt, und/oder der Kugelkopf 26 kann an einem Abschnitt des Fahrzeugs 12 wie etwa einem Stoßdämpfer des Fahrzeugs 12 fixiert sein. In einigen Beispielen kann die Kopfhalterung 24 an eine Aufnahme 28 gekoppelt sein, die am Fahrzeug 12 fixiert ist.
Wie in 1 gezeigt, ist das Fahrzeug 12 beispielhaft als ein Pickup mit einer Ladefläche 30 verkörpert, die über eine drehbare Heckklappe 32 zugänglich ist. Der Kugelkopf 26 kann durch eine Kupplungspfanne 16 in der Form einer Kugelpfanne 34 aufgenommen werden, die an einem Endstück der Anhängekupplungspfanne 16 vorgesehen ist. Der Anhänger 18 ist beispielhaft als ein einachsiger Anhänger verkörpert, aus dem sich die Kupplungspfanne 16 längs erstreckt. Es versteht sich, dass weitere Beispiele des Anhängers 18 alternativ an das Fahrzeug 12 koppeln können, um eine Drehverbindung bereitzustellen, wie etwa durch Verbinden mit einem Verbinder für ein fünftes Rad. Es ist auch vorgesehen, dass weitere Beispiele des Anhängers 18 mehr als eine Achse beinhalten können und verschiedene Formen und Größen aufweisen können, die für unterschiedliche Lasten und Gegenstände konfiguriert sind, wie etwa einen Kastenanhänger oder Pritschenanhänger, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen.
In Bezug auf den allgemeinen Betrieb des Anhängerkupplungshilfssystems 10, wie in 2 dargestellt, beinhaltet das Anhängerkupplungshilfssystem 10 ein Erfassungssystem 46, das verschiedene Sensoren und Vorrichtungen beinhaltet, die Informationen zum Fahrzeugstatus erlangen oder anderweitig bereitstellen. In einigen Fällen beispielsweise schließt das Erfassungssystem 46 ein Abbildungssystem 36 ein ,das eine oder mehrere äußere Bildaufnahmeeinrichtungen 38, 40, 42, 44 oder eine beliebige andere sichtbasierte Vorrichtung beinhaltet. Die eine oder mehreren Bildaufnahmeeinrichtungen 38, 40, 42, 44 beinhalten jeweils einen Flächenbildsensor, etwa einen CCD- oder einen CMOS-Bildsensor, und Bildaufnahmeoptik, die ein Bild eines Abbildungsblickfelds (z. B. Blickfelder 48, 50, 52a, 52b, 5) aufnimmt, das von der Bildaufnahmeoptik definiert wird. In einigen Fällen können die eine oder die mehreren Abbildungseinrichtungen 38, 40, 42, 44 eine Bildstelle 54 aus mehreren Einzelbildern ableiten, die auf einer Anzeige 118 angezeigt werden kann. In verschiedenen Beispielen kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 eine oder mehrere von einer zentralen Bremsleuchten(center high-mount stop light - CHMSL)-Bildaufnahmeeinrichtung 38, einer rückseitigen Bildaufnahmeeinrichtung 40, einer linksseitigen Seitenansichtsbildaufnahmeeinrichtung 42, und/oder einer rechtsseitigen Seitenansichtsbildaufnahmeeinrichtung 44, obwohl andere Anordnung mit zusätzlichen oder alternativen Bildaufnahmeeinrichtungen möglich sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In einigen Beispielen kann das Abbildungssystem 36 die rückseitige Bildaufnahmeeinrichtung 40 allein beinhalten oder kann derart konfiguriert sein, dass das Anhängerkupplungshilfssystem 10 in einem Fahrzeug 12 mit den mehreren äußeren Bildaufnahmeeinrichtungen 38, 40, 42, 44 nur die rückseitige Bildaufnahmeeinrichtung 40 nutzt. In einigen Fällen können die verschiedenen Bildaufnahmeeinrichtungen 38, 40, 42, 44 im Abbildungssystem 36 so angeordnet sein, dass sich ihre jeweiligen Blickfelder allgemein überlagern, die in der dargestellten Anordnung aus 5 Blickfelder 48, 50, 52a, 52b in jeweiliger Übereinstimmung mit der CHMSL-Bildaufnahmeeinrichtung 38, der rückseitigen Bildaufnahmeeinrichtung 40 und den Seitenansichtsbildaufnahmeeinrichtungen 42 und 44 beinhaltet. Auf diese Weise können Bilddaten 56 von zwei oder mehr der Abbildungseinrichtungen 38, 40, 42, 44 in einer Bildverarbeitungsroutine 58 oder in einem anderen dedizierten Bildprozessor im Abbildungssystem 36 zu einem einzelnen Bild oder einer einzelnen Bildstelle 54 kombiniert werden. In einer Erweiterung dieser Beispiele können die Bilddaten 56 zum Ableiten von Stereoskopiebilddaten 56 verwendet werden, die zum Rekonstruieren einer dreidimensionalen Szene des Bereichs oder der Bereiche in sich überlagernden Bereichen der verschiedenen Blickfelder 48, 50, 52a, 52b einschließlich etwaiger Objekte (beispielsweise Hindernisse oder die Kupplungspfanne 16) darin verwendet werden.
In einigen Beispielen kann die Verwendung von zwei Bildern, die dasselbe Objekt beinhalten, verwendet werden, um eine Position des Objekts im Verhältnis zu den zwei Abbildungseinrichtungen 38, 40, 42 und/oder 44 anhand einer bekannten räumlichen Beziehung zwischen den Abbildungseinrichtungen 38, 40, 42, 44 mittels projizierender Geometrie der Abbildungseinrichtungen 38, 40, 42, 44 zu bestimmen. In dieser Hinsicht kann die Bildverarbeitungsroutine 58 bekannte Programmierung und/oder Funktionen verwenden, um ein Objekt in den Bilddaten 56 von den verschiedenen Abbildungseinrichtungen 38, 40, 42, 44 im Abbildungssystem 36 zu identifizieren. Die Bildverarbeitungsroutine 58 kann Informationen zur Anordnung beliebiger der am Fahrzeug 12 vorhandenen oder vom Anhängerkupplungshilfssystem 10 genutzten Bildaufnahmeeinrichtungen 38, 40, 42, 44 relativ zu einer Mitte 62 (1) des Fahrzeugs 12 beinhalten. Beispielsweise können die Positionen der Bildaufnahmeeinrichtungen 38, 40, 42, 44 relativ zur Mitte 62 des Fahrzeugs 12 und/oder zueinander mit bekannten Positionen relativ zur Mitte 62 des Fahrzeugs 12 benutzt werden, um Objektpositionen zu berechnen und Objektpositionsdaten beispielsweise relativ zur Mitte 62 des Fahrzeugs 12 oder zu anderen Merkmalen des Fahrzeugs 12 wie etwa dem Kugelkopf 26 (1) zu ergeben, und zwar in einer ähnlichen Weise wie in der gemeinschaftlich erteilten US-Patentanmeldung Nr. 15/708,427 , eingereicht am 19. September 2017 mit dem Titel „HITCH ASSIST SYSTEM WITH HITCH COUPLER IDENTIFICATION FEATURE AND HITCH COUPLER HEIGHT ESTIMATION“, deren gesamte Offenbarung hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen wird.
Weiter unter Bezugnahme auf 1 und 2 können ein Näherungssensor 64 oder eine Anordnung davon und/oder andere Fahrzeugsensoren 70 Sensorsignale bereitstellen, die die Steuerung 14 des Anhängerkupplungshilfssystems 10 mit verschiedenen Routinen verarbeitet, um verschiedene Objekte in der Nähe des Fahrzeugs 12, des Anhängers 18 und/oder der Kupplungspfanne 16 des Anhängers 18 zu bestimmen. Der Näherungssensor 64 kann auch genutzt werden, um eine Höhe und Position der Kupplungspfanne 16 zu bestimmen. Das Näherungssensor 64 kann als eine beliebige Art von Sensor konfiguriert sein, wie etwa ein Ultraschallsensor, ein RADAR(radio detection and ranging)-Sensor, ein SONAR(sound navigation and ranging)-Sensor, ein LIDAR(light detection and ranging)-Sensor, ein sichtbasierter Sensor und/oder eine beliebige andere im Stand der Technik bekannte Art von Sensor.
Weiterhin Bezug nehmend auf 1 und 2 kann ein Positionsbestimmungssystem 66 eine Koppelnavigationsvorrichtung 68 oder zusätzlich oder alternativ ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) beinhalten, das eine Koordinatenposition des Fahrzeugs 12 bestimmt. Beispielsweise kann die Koppelnavigationsvorrichtung 68 die Koordinatenposition des Fahrzeugs 12 innerhalb eines lokalen Koordinatensystems wenigstens auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder des Lenkwinkels δ feststellen und verfolgen (3). Die Steuerung 14 kann auch an verschiedene Fahrzeugsensoren 70 wirkgekoppelt sein, wie etwa einen Geschwindigkeitssensor 72 und einen Giergeschwindigkeitssensor 74. Außerdem kann die Steuerung 14 mit einem oder mehrere Gyroskopen 76 und einem oder mehrere Beschleunigungsmessern 78 kommunizieren, um die Position, Ausrichtung, Richtung und/oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 zu messen.
Zur Ermöglichung einer autonomen oder halbautonomen Steuerung des Fahrzeugs 12 kann die Steuerung 14 des Anhängerkupplungshilfssystems 10 ferner dazu konfiguriert sein, mit verschiedenen Fahrzeugsystemen zu kommunizieren. Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuerung 14 des Anhängerkupplungshilfssystems 10 ein Servolenkungssystem 80 des Fahrzeugs 12 steuern, um die gelenkten Räder 82 des Fahrzeugs 12 zu betätigen, während das Fahrzeug 12 sich auf einem Fahrzeugweg 20 bewegt. Das Servolenkungssystem 80 kann ein elektrisches Servolenkungs(electric power-assisted steering, EPAS)-System sein, das einen elektrischen Lenkmotor 84 zum Drehen der gelenkten Straßenräder 82 in einen Lenkwinkel auf Grundlage eines von der Steuerung 14 erzeugten Lenkbefehls beinhaltet, wobei der Lenkwinkel von einem Lenkwinkelsensor 86 des Servolenkungssystems 80 gemessen und an die Steuerung 14 bereitgestellt werden kann. Wie hierin beschrieben, kann der Lenkbefehl zum autonomen Lenken des Fahrzeugs 12 während eines Manövers bereitgestellt werden und kann alternativ manuell über eine Drehposition (z. B. einen Lenkradwinkel) eines Lenkrads 88 ( 3) oder einer Lenkeingabevorrichtung 90 bereitgestellt werden, das bzw. die vorgesehen sein kann, um es einem Fahrer zu ermöglichen, die gewünschte Bogenlinienform des Wegs 20 des Fahrzeugs 12 zu steuern oder anderweitig zu modifizieren. Die Lenkeingabevorrichtung 90 kann in drahtgebundener oder drahtloser Weise kommunizierend an die Steuerung 14 gekoppelt sein und stellt Informationen an die Steuerung 14 bereit, die die gewünschte Bogenlinienform des Wegs 20 des Fahrzeugs 12 definieren. In Antwort darauf verarbeitet die Steuerung 14 die Informationen und erzeugt die entsprechenden Lenkbefehle, die an das Servolenkungssystem 80 des Fahrzeugs 12 geleitet werden. In einigen Beispielen beinhaltet die Lenkeingabevorrichtung 90 einen Drehknopf 92, der zwischen einer Anzahl von Drehpositionen bedienbar ist, die jeweils eine inkrementelle Änderung der gewünschten Bogenlinienform des Wegs 20 des Fahrzeugs 12 bereitstellen.
In einigen Beispielen kann das Lenkrad 88 des Fahrzeugs 12 mechanisch an die gelenkten Straßenräder 82 des Fahrzeugs 12 gekoppelt sein, derart, dass das Lenkrad 88 sich während der autonomen Lenkung des Fahrzeugs 12 über ein Anfangsmoment in Übereinstimmung mit den gelenkten Rädern 82 bewegt. In diesen Fällen kann das Servolenkungssystem 80 einen Momentsensor 94 beinhalten, der ein Moment (z. B. Greifen und/oder Drehen) am Lenkrad 88 misst, das bei der autonomen Steuerung des Lenkrads 88 nicht zu erwarten ist und daher auf ein manuelles Eingreifen des Fahrers hindeutet. In einigen Beispielen kann auf das Lenkrad 88 ausgeübtes externes Moment als ein Signal an die Steuerung 14 dienen, dass der Fahrer die manuelle Steuerung übernommen hat und das Anhängerkupplungshilfssystem 10 die autonome Lenkfunktion beenden soll. Wie nachstehend ausführlicher angegeben, kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 eine oder mehrere Funktionen/einen oder mehrere Vorgänge fortsetzen und die autonome Lenkung des Fahrzeugs anhalten.
Die Steuerung 14 des Anhängerkupplungshilfssystems 10 kann auch mit einem Fahrzeugbremssteuerungssystem 96 des Fahrzeugs 12 kommunizieren, um Informationen zur Fahrzeuggeschwindigkeit wie etwa die jeweilige Drehzahl der Räder des Fahrzeugs 12 zu empfangen. Zusätzlich oder alternativ können Informationen zur Fahrzeuggeschwindigkeit neben anderen denkbaren Mitteln durch ein Antriebsstrangsteuersystem 98 und/oder den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 an die Steuerung 14 bereitgestellt werden. Das Antriebsstrangsteuersystem 98 kann ein Drosselorgan 100 und ein Getriebesystem 102 beinhalten. Im Getriebesystem 102 kann eine Gangauswahleinrichtung 104 angeordnet sein, die den Betriebsmodus des Fahrzeuggetriebesystems 102 durch einen oder mehrere Gänge des Getriebesystems 102 steuert. In einigen Beispielen kann die Steuerung 14 Bremsbefehle an das Fahrzeugbremssteuerungssystem 96 bereitstellen und es dem Anhängerkupplungshilfssystem 10 dadurch ermöglichen, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 während eines Manövers des Fahrzeugs 12 zu regeln. Es versteht sich, dass die Steuerung 14 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 zusätzlich oder alternativ durch Interaktion mit dem Antriebsstrangsteuersystem 98 regeln kann.
Durch Interaktion mit dem Servolenkungssystem 80, dem Fahrzeugbremssteuerungssystem 96 und/oder dem Antriebsstrangsteuersystem 98 des Fahrzeugs 12 kann das Potenzial inakzeptabler Zustände reduziert werden, wenn sich das Fahrzeug 12 auf dem Weg 20 bewegt. Zu Beispielen inakzeptabler Zustände gehören ohne Beschränkung eine überhöhte Geschwindigkeit des Fahrzeugs, ein Sensorausfall und dergleichen. Unter diesen Umständen kann es sein, dass der Fahrer den Ausfall erst bemerkt, wenn der inakzeptable Rücksetzzustand unmittelbar bevorsteht oder bereits eingetreten ist. Daher wird hierin offenbart, dass die Steuerung 14 des Anhängerkupplungshilfssystems 10 ein Warnsignal erzeugen kann, das einer Meldung einer tatsächlichen, bevorstehenden und/oder erwarteten inakzeptablen Rücksetzbedingung entspricht, und vor dem Eingreifen des Fahrers eine Gegenmaßnahme erzeugen kann, um eine solche inakzeptable Rücksetzbedingung zu verhindern.
Gemäß einigen Beispielen kann die Steuerung 14 mit einer oder mehreren Vorrichtungen kommunizieren, darunter einem Fahrzeugbenachrichtigungssystem 106, das visuelle, akustische und fühlbare Benachrichtigungen und/oder Warnungen veranlassen kann. Zum Beispiel können Fahrzeugbremsleuchten 108 und/oder Fahrzeugnotfallleuchten einen visuellen Alarm bereitstellen. Eine Fahrzeughupe 110 und/oder ein Lautsprecher 112 können einen akustischen Alarm bereitstellen. Außerdem können die Steuerung 14 und/oder das Fahrzeugbenachrichtigungssystem 106 mit einer Benutzereingabevorrichtung wie etwa einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface, HMI) 114 des Fahrzeugs 12 kommunizieren. Die HMI 114 kann einen Touchscreen 116 oder eine andere Benutzereingabevorrichtung wie etwa eine Navigations- und/oder Unterhaltungsanzeige 118 beinhalten, die in einem Cockpitmodul, einem Instrumentencluster und/oder einer beliebigen anderen Position im Fahrzeug 12 angebracht ist und fähig sein kann, Bilder anzuzeigen, die den Alarm angeben.
Die HMI 114 beinhaltet in einigen Fällen ferner eine Eingabevorrichtung, die durch Konfigurieren der Anzeige 118 als einen Abschnitt des Touchscreens 116 mit einer Schaltungsanordnung 120 zum Empfangen einer Eingabe implementiert sein kann, die einer Position über der Anzeige 118 entspricht. Andere Eingabeformen, darunter ein oder mehrere Joysticks, digitale Eingabepads oder dergleichen können anstelle von oder zusätzlich zum Touchscreen 116 verwendet werden.
Ferner kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 mittels drahtgebundener und/oder drahtloser Kommunikation mit einigen Formen der HMI 114 und/oder mit Hand- oder tragbaren Vorrichtungen 122 (1) kommunizieren, die zusätzlich und/oder alternativ als die Benutzereingabevorrichtung konfiguriert sein können. Bei dem Netz kann es sich um einen oder mehrere von verschiedenen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsmechanismen handeln, darunter jede gewünschte Kombination aus drahtgebundenen (z. B. Kabel und Glasfaser) und/oder drahtlosen (z. B. zellular, Funk, Satellit, Mikrowelle und Hochfrequenz) Kommunikationsmechanismen und jede beliebige gewünschte Netztopologie (oder Topologien, wenn mehrere Kommunikationsmechanismen benutzt werden). Zu beispielhaften drahtlosen Kommunikationsnetzen gehören ein drahtloser Sendeempfänger (z. B. ein BLUETOOTH-Modul, ein ZIGBEE-Sendeempfänger, ein Wi-Fi-Sendeempfänger, ein IrDA-Sendeempfänger, ein RFID-Sendeempfänger usw.), lokale Netze (local area networks - LAN) und/oder Weitverkehrsnetze (wide area networks - WAN), darunter das Internet, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen.
Die tragbare Vorrichtung 122 kann ebenfalls die Anzeige 118 zum Anzeigen von einem oder mehreren Bildern und anderen Informationen an einen Benutzer U beinhalten. Beispielsweise kann die tragbare Vorrichtung 122 ein oder mehrere Bilder des Anhängers 18 auf der Anzeige 118 anzeigen und kann ferner dazu fähig sein, Eingaben des Benutzers aus der Ferne über eine Touchscreenschaltungsanordnung 120 zu empfangen. Außerdem kann die tragbare Vorrichtung 122 Feedback-Informationen bereitstellen, wie etwa visuelle, akustische und taktile Alarme. Es versteht sich, dass die tragbare Vorrichtung 122 eine beliebige von verschiedenen Rechenvorrichtungen sein kann und einen Prozessor und Speicher beinhalten kann. Beispielsweise kann die tragbare Vorrichtung 122 ein Mobiltelefon, eine mobile Kommunikationsvorrichtung, ein Fernbedienungsschlüssel, eine am Körper tragbare Vorrichtung (z. B. ein Fitnessarmband, eine Uhr, eine Brille, Schmuck, eine Geldbörse), Kleidung (z. B. ein T-Shirt, Handschuhe, Schuhe oder andere Accessoires), ein persönlicher digitaler Assistent, Kopfhörer und/oder andere Vorrichtungen sein, die Fähigkeiten zur drahtlosen Kommunikation und/oder Protokolle für drahtgebundene Kommunikation beinhalten.
Die Steuerung 14 ist mit einem Mikroprozessor 124 und/oder anderen analogen und/oder digitalen Schaltungen zum Verarbeiten von einer oder mehreren Logikroutinen konfiguriert, die in einem Speicher 126 gespeichert sind. Die Logikroutinen können eine oder mehrere Routinen beinhalten, darunter die Bildverarbeitungsroutine 58 und/oder Kupplungserfassungsroutine, eine Wegableitungsroutine 128 und eine Betriebsroutine 130. Informationen von der Bildaufnahmeeinrichtung 40 oder anderen Komponenten des Erfassungssystems 46 können über ein Kommunikationsnetz des Fahrzeugs 12, das eine CAN (controller area network), ein LIN (local interconnect network) oder andere Protokolle beinhalten kann, die in der Automobilbranche verwendet werden, an die Steuerung 14 geleitet werden. Es versteht sich, dass die Steuerung 14 eine unabhängige dedizierte Steuerung oder eine gemeinsam genutzte Steuerung sein kann, die in die Bildaufnahmeeinrichtung 40 oder andere Komponente des Anhängerkupplungshilfssystems 10 integriert sein kann, zusätzlich zu beliebigen anderen denkbaren Steuersystemen an Bord des Fahrzeugs und außerhalb desselben.
Die Steuerung 14 kann eine beliebige Kombination von Software und/oder Verarbeitungsschaltungen beinhalten, die geeignet sind, um die verschiedenen Komponenten des hierin beschriebenen Anhängerkupplungshilfssystems 10 zu steuern, darunter ohne Beschränkung Mikroprozessoren, Mikrosteuerungen, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, programmierbare Gate-Arrays und beliebige andere digitale und/oder analoge Komponenten sowie Kombinationen der vorstehenden zusammen mit Eingängen und Ausgängen zum Senden und Empfangen von Steuersignalen, Antriebssignalen, Leistungssignalen, Sensorsignal und so fort. Alle diese Rechenvorrichtungen und - umgebungen sollen in den Bedeutungsumfang des Begriffs „Steuerung“ oder „Prozessor“ im hier verwendeten Sinne fallen, es sei denn, eine andere Bedeutung wird ausdrücklich angegeben oder geht anderweitig klar aus dem Kontext hervor.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2-6 kann 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 80 bereitgestellt werden, um die Lenkung des Fahrzeugs 12 zu bewirken, um einen angewiesenen Weg 20 der Fahrt zur Ausrichtung an der Kupplungspfanne 16 des Anhängers 18 zu erzielen. Es versteht sich ferner, dass die Bildverarbeitungsroutine 58 beispielsweise von einem dedizierten Prozessor in einem eigenständigen Abbildungssystem 36 für das Fahrzeug 12 ausgeführt werden kann, das die Ergebnisse der Bildverarbeitung an andere Komponenten und Systeme des Fahrzeugs 12 einschließlich des Mikroprozessors 124 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 58), als „Bildprozessor“ bezeichnet werden.
In einigen Beispielen kann die Bildverarbeitungsroutine 58 speziell programmiert oder anderweitig dazu konfiguriert sein, die Kupplungspfanne 16 in den Bilddaten 56 zu ermitteln. In einigen Fällen kann die Bildverarbeitungsroutine 58 die Kupplungspfanne 16 in den Bilddaten 56 auf Grundlage gespeicherter oder anderweitig bekannter Eigenschaften der Kupplungspfanne 16 oder von Kupplungen im Allgemeinen identifizieren. In einigen Fällen 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 mit dem Titel „TRAILER MONITORING SYSTEM AND METHOD“ beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen wird, am Anhänger 18 an einer festgelegten Position im Verhältnis zur Kupplungspfanne 16 angebracht sein. In solchen Beispielen kann die Bildverarbeitungsroutine 58 mit identifizierenden Eigenschaften der Markierung zur Ermittlung in den Bilddaten 56 programmiert sein, sowie mit der Positionierung der Kupplungspfanne 16 im Verhältnis zu einer solchen Markierung, sodass die Position 24 der Kupplungspfanne 16 auf Grundlage der Markierungsposition bestimmt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 14 über eine Aufforderung auf dem Touchscreen 116 und/oder der tragbaren Vorrichtung 122 eine Bestätigung der Kupplungspfanne 16 einholen. Wenn die Bestimmung der Kupplungspfanne 16 nicht bestätigt wird, kann eine weitere Bildverarbeitung bereitgestellt werden, oder eine Benutzereinstellung der Position 134 der Kupplungspfanne 16 kann ermöglicht werden, entweder unter Verwendung des Touchscreens 116 oder einer anderen Eingabe, mit der der Benutzer U die dargestellte Position 134 der Kupplungspfanne 16 auf dem Touchscreen 116 verschieben kann, was die Steuerung 14 verwendet, um die Bestimmung der Position 134 der Kupplungspfanne 16 in Bezug auf das Fahrzeug 12 auf Grundlage der oben beschriebenen Verwendung der Bilddaten 56 einzustellen. Alternativ kann der Benutzer U die Position 134 der Kupplungspfanne 16 visuell in einem auf der HMI 114 präsentierten Bild bestimmen und kann eine Berührungseingabe bereitstellen, ähnlich wie es in der gleichzeitig anhängigen, gemeinschaftlich erteilten US-Patentanmeldung Seriennr. 15/583,014 mit dem Titel „SYSTEM TO AUTOMATE HITCHING A TRAILER“, eingereicht am 1. Mai 2017, beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen ist. Die Bildverarbeitungsroutine 58 kann dann die Position der Berührungseingabe mit dem Koordinatensystem korrelieren, das auf die Bildstelle angewandt wird.
Wie in 3 bis 6 gezeigt, können die Bildverarbeitungsroutine 58 und Betriebsroutine 130 in einigen beispielhaften Formen des Anhängerkupplungshilfssystems 10 in Verbindung miteinander verwendet werden, um den Weg 20 zu bestimmen, auf dem das Anhängerkupplungshilfssystem 10 das Fahrzeug 12 führen kann, um den Kugelkopf 26 und die Kupplungspfanne 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 Kupplungspfanne 16 im Blickfeld 52a der seitlichen Bildaufnahmeeinrichtung 42 befindet, wobei das Fahrzeug 12 längs zum Anhänger 18 positioniert ist, wobei aber die Kupplungspfanne 16 in Längsrichtung nahezu am Kugelkopf 26 ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann die Bildverarbeitungsroutine 58 beim Start des Anhängerkupplungshilfssystems 10, etwa durch eine Benutzereingabe am Touchscreen 116, die Kupplungspfanne 16 in den Bilddaten 56 der Bildaufnahmeeinrichtung 42 identifizieren und die Position 134 der Kupplungspfanne 16 relativ zum Kugelkopf 26 unter Verwendung der Bilddaten 56 gemäß den oben erörterten Beispielen oder durch andere bekannte Mittel schätzen, darunter das Empfangen von Brennweiteninformationen in den Bilddaten 56, um eine Strecke D_c bis zur Kupplungspfanne 16 und einen Winkel α_c des Versatzes zwischen der Kupplungspfanne 16 und der Längsachse des Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Nachdem die Positionierung D_c, α_c der Kupplungspfanne 16 bestimmt und wahlweise durch den Benutzer U bestätigt wurde, kann die Steuerung 14 die Kontrolle über wenigstens das Fahrzeuglenksystem 80 übernehmen, um die Bewegung des Fahrzeugs 12 auf dem gewünschten Weg 20 zu steuern, um den Fahrzeugkugelkopf 26 an der Kupplungspfanne 16 auszurichten.
Fortfahrend mit 3 kann die Steuerung 14 (2) nach dem Schätzen der Positionierung D_c, α_c der Kupplungspfanne 16 wie oben erörtert in einigen Beispielen die Wegableitungsroutine 128 ausführen, um den Fahrzeugweg 20 zum Ausrichten des Fahrzeugkugelkopfs 26 an der Kupplungspfanne 16 zu bestimmen. Die Steuerung 14 kann verschiedene Eigenschaften des Fahrzeugs 12 speichern, darunter einen Radstand W, den Abstand D von der Hinterachse zum Kugelkopf 26, der hier als die Anhängerdeichsellänge L bezeichnet wird, sowie einen maximalen Winkel, in dem die gelenkten Räder 82 gedreht werden können, δ_max. Wie gezeigt, können der Radstand W und der aktuelle Lenkwinkel δ verwendet werden, um einen entsprechenden Wenderadius p 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 80 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 128 kann dazu programmiert sein, den Fahrzeugweg 20 zum Ausrichten einer bekannten Position des Fahrzeugkugelkopfs 26 an der geschätzten Position 134 der Kupplungspfanne 16 abzuleiten, was den minimalen Wenderadius pmin berücksichtigt, sodass der Weg 20 möglichst wenig Platz und Manöver braucht. Auf diese Weise kann die Wegableitungsroutine 128 die Position des Fahrzeugs 12 verwenden, die auf der Mitte 62 des Fahrzeugs 12, einer Position entlang der Hinterachse, der Position der Koppelnavigationsvorrichtung 68 oder einer anderen bekannten Position im Koordinatensystem beruhen kann, um sowohl einen lateralen Abstand zur Kupplungspfanne 16 als auch einen vorderen und hinteren Abstand zur Kupplungspfanne 16 zu bestimmen und einen Weg 20 abzuleiten, der die laterale und Vor-/Zurückbewegung des Fahrzeugs 12 innerhalb der Grenzen des Lenksystems 80 erzielt. Die Ableitung des Wegs 20 berücksichtigt ferner die Positionierung des Kugelkopfs 26 im Verhältnis zur verfolgten Position des Fahrzeugs 12 (die der Mitte 62 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 26 an der Kupplungspfanne 16 zu bestimmen.
Sobald der vorausberechnete Weg 20 einschließlich des Endpunkts 132 bestimmt wurde, kann die Steuerung 14 wenigstens das Lenksystem 80 des Fahrzeugs 12 mit dem Antriebsstrangsteuersystem 98 und dem Bremssteuersystem 96 (sei es gesteuert durch den Fahrer oder durch die Steuerung 14) steuern und die Geschwindigkeit (vorwärts oder rückwärts) des Fahrzeugs 12 steuern. Auf diese Weise kann die Steuerung 14 Daten zur Position des Fahrzeugs 12 während dessen Bewegung vom Positionsbestimmungssystem 66 empfangen und dabei das Lenksystem 80 steuern, um das Fahrzeug 12 auf dem Weg 20 zu halten. Der Weg 20, der auf Grundlage des Fahrzeugs 12 und der Geometrie des Lenksystems 80 bestimmt wurde, kann den Lenkwinkel δ, der vom Weg 20 vorgegeben wird, abhängig von der Position des Fahrzeugs 12 darauf einstellen.
Wie in 3 dargestellt, kann die anfängliche Positionierung des Anhängers 18 relativ zum Fahrzeug 12 derart sein, dass eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 für den gewünschten Fahrzeugweg 20 nötig ist, etwa wenn der Anhänger 18 in Breitenrichtung von der Seite des Fahrzeugs 12 versetzt ist. Auf diese Weise kann der Weg 20 verschiedene Segmente 136 des Vorwärtsfahrens und/oder Rückwärtsfahrens des Fahrzeugs 12 beinhalten, die durch Wendepunkte 138 getrennt sind, an denen das Fahrzeug 12 einen Übergang zwischen Vorwärts- und Rückwärtsbewegung vollzieht. Im hier verwendeten Sinne sind „Wendepunkte“ ein beliebiger Punkt auf dem Fahrzeugweg 20, an dem sich ein Fahrzeugzustand ändert. Zu den Fahrzeugzuständen gehören ohne Beschränkung eine Änderung der Geschwindigkeit, eine Änderung des Lenkwinkels δ, eine Änderung der Fahrzeugrichtung und/oder ein beliebiger anderer Fahrzeugzustand, der eingestellt werden kann. Wenn sich beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, kann der Wendepunkt 138 an der Position liegen, an der die Geschwindigkeit geändert wurde. In einigen Beispielen kann die Wegableitungsroutine 128 so konfiguriert sein, dass sie ein gerades Rücksetzsegment 136 über eine definierte Strecke beinhaltet, bis der Punkt erreicht wird, an dem der Kugelkopf 26 an der Position 134 der Kupplungspfanne 16 ausgerichtet ist. Die übrigen Segmente 136 können bestimmt werden, um die seitwärtige und Vorwärts-/Rückwärtsbewegung innerhalb des kleinstmöglichen Bereichs und/oder mit der geringsten Anzahl an Segmenten 136 oder Wendepunkten 138 insgesamt zu erzielen. Im dargestellten Beispiel aus 3 kann der Weg 20 zwei Segmente 136 beinhalten, die gemeinsam die seitwärtige Bewegung des Fahrzeugs 12 überspannen, während ein Segment 136 des geraden Rücksetzens bereitgestellt wird, um den Kugelkopf 26 in eine Versatzposition 134 der Kupplungspfanne 16 zu bringen, wobei eine davon Vorwärtsfahren mit einem maximalen Lenkwinkel δ_max in Rechtsrichtung beinhaltet und die andere Vorwärtsfahren mit einem maximalen Lenkwinkel δ_max in Linksrichtung beinhaltet. Anschließend liegt ein Wendepunkt 138 vor, an dem das Fahrzeug 12 vom Vorwärtsfahren zum Rückwärtsfahren übergeht, gefolgt von dem bereits erwähnten geraden Rücksetzsegment 136. Es sei angemerkt, dass Variationen des dargestellten Wegs 20 verwendet werden können, darunter Variationen mit einem einzelnen Vorwärtsfahrsegment 136 bei einem Rechtslenkungswinkel δ, der kleiner als der maximale Lenkwinkel δ_max ist, gefolgt von einem Wendepunkt 138 und einem Rückwärtsfahrsegment 136 bei einem maximalen Linkslenkungswinkel δ_max mit einem kürzeren geraden Rücksetzsegment 136, und es sind auch andere Wege 20 möglich.
In einigen Fällen kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 dazu konfiguriert sein, nur beim Rückwärtsfahren des Fahrzeugs 12 in Betrieb zu sein, wobei die Anhängerkupplungshilfssystem 10 den Fahrer in diesem Fall auffordern kann, das Fahrzeug 12 nach Bedarf so zu fahren, dass der Anhänger 18 in einen vorgegebenen Bereich relativ zum Fahrzeug 12 einschließlich dessen Rückseite gebracht wird, damit die Wegableitungsroutine 128 einen Fahrzeugweg 20 bestimmen kann, der Rückwärtsfahren beinhaltet. Diese Anweisungen können den Fahrer weiter auffordern, das Fahrzeug 12 relativ zum Anhänger 18 zu positionieren, um andere Einschränkungen des Anhängerkupplungshilfssystems 10 auszugleichen, darunter einen bestimmten Abstand zur Identifikation der Kupplungspfanne 16, einen Mindestversatzwinkel α_c oder dergleichen. Es sei ferner angemerkt, dass Schätzungen zur Positionierung D_c, α_c der Kupplungspfanne 16 genauer werden können, während das Fahrzeug 12 auf dem Weg 20 fährt, darunter zum Positionieren des Fahrzeugs 12 vor dem Anhänger 18 und bei Annäherung des Fahrzeugs 12 an die Kupplungspfanne 16. Entsprechend können diese Schätzungen abgeleitet und verwendet werden, um bei Bedarf die Wegableitungsroutine 128 für die Bestimmung des eingestellten anfänglichen Endpunkts 132 des Wegs 20 zu aktualisieren.
Bezug nehmend auf 5 und 6 schließt eine Strategie zum Bestimmen eines anfänglichen Endpunkts 132 des Fahrzeugwegs 20, der den Kugelkopf 26 in eine vorausberechnete Position zur Ausrichtung an der Kupplungspfanne 16 bringt, das Berechnen der tatsächlichen oder einer annähernden Trajektorie für die Bewegung der Kupplungspfanne 16 während der Absenkung der Kupplungspfanne 16 auf den Kugelkopf 26 ein. Dann wird der anfängliche Endpunkt 132 wie oben erörtert oder anderweitig abgeleitet, um den Kugelkopf 26 in die gewünschte Position 140 auf dieser Trajektorie zu bringen. Letztlich wird ein solches Schema durch Bestimmen der Differenz zwischen der Höhe H_c der Kupplungspfanne 16 und der Höhe H_b des Kugelkopfs 26 implementiert, was die vertikale Strecke darstellt, um die die Kupplungspfanne 16 zum Eingreifen mit dem Kugelkopf 26 abgesenkt wird. Dann wird die bestimmte Trajektorie verwendet, um die vertikale Strecke mit einer entsprechenden horizontalen Strecke Δx der Bewegung der Kupplungspfanne 16 in Fahrtrichtung in Beziehung zu setzen, die sich aus der vertikalen Strecke ergibt. Diese horizontale Strecke Δx kann in die Wegableitungsroutine 128 als der gewünschte anfängliche Endpunkt 132 derselben eingegeben werden oder kann als ein Versatz zum anfänglichen Endpunkt 132 angewandt werden, der aus der anfänglich bestimmten Position 134 der Kupplungspfanne 16 abgeleitet ist, wenn der Weg 20 mit dem geraden Rücksetzsegment 136 endet, wie in 3 dargestellt.
Erneut Bezug nehmend auf 5 und 6 kann die Betriebsroutine 130 fortfahren, das Fahrzeug 12 zu führen, bis der Kugelkopf 26 sich am gewünschten endgültigen Endpunkt 140 relativ zur Kupplungspfanne 16 befindet, damit die Kupplungspfanne 16 mit dem Kugelkopf 26 in Eingriff treten kann, wenn die Kupplungspfanne 16 in Ausrichtung daran und/oder Eingriff damit abgesenkt wird. In den oben erörterten Beispielen überwacht die Bildverarbeitungsroutine 58 die Positionierung D_c, α_c der Kupplungspfanne 16 während der Ausführung der Betriebsroutine 130, darunter wenn die Kupplungspfanne 16 für die Bildaufnahmeeinrichtung 40 mit fortgesetzter Bewegung des Fahrzeugs 12 auf dem Weg 20 besser sichtbar wird. Wie oben erörtert, kann die Position des Fahrzeugs 12 auch von der Koppelnavigationsvorrichtung 68 überwacht werden, wobei die Position 134 der Kupplungspfanne 16 aktualisiert und in die Wegableitungsroutine 128 eingespeist wird, falls der Weg 20 uoder der anfängliche Endpunkt 132 verfeinert werden kann oder aktualisiert werden sollte (beispielsweise aufgrund von verbesserten Informationen zu H_c, Strecke D_c oder Versatzwinkel α_c wegen genauerer Auflösung oder zusätzlicher Bilddaten 56), darunter, dass sich das Fahrzeug 12 näher an den Anhänger 18 bewegt. In einigen Fällen kann die Kupplungspfanne 16 als statisch angenommen werden, derart, dass die Position des Fahrzeugs 12 verfolgt werden kann, indem die Kupplungspfanne 16 fortlaufend verfolgt wird, damit die Notwenigkeit der Koppelnavigationsvorrichtung 68 entfällt. In ähnlicher Weise kann eine modifizierte Variation der Betriebsroutine 130 durch eine vorgegebene Abfolge von Manövern ablaufen, die das Lenken des Fahrzeugs 12 bei oder unter einem maximalen Lenkwinkel δ_max einschließt, während die Position D_c, α_c der Kupplungspfanne 16 verfolgt wird, um die bekannte relative Position des Kugelkopfs 26 mit dem gewünschten endgültigen Endpunkt 140 davon relativ zur verfolgten Position 134 der Kupplungspfanne 16 konvergieren zu lassen.
Bezug nehmend auf 7 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Servolenksystems 80 gezeigt. Das Servolenksystem 80 kann ein Lenkrad 88, ein Lenkgetriebe 142, einen Lenkhebel, der an einer Ausgangswelle des Lenkgetriebes 142 angeordnet ist, um eine Verbindung zu einem Fahrzeuglenkgestänge herzustellen, und eine Lenksäulenbaugruppe 144 beinhalten, die zwischen dem Lenkrad 88 und dem Lenkgetriebe 142 angeordnet ist. Vom Lenkrad 88 zum Lenkgetriebe 142 hin beinhaltet die beispielhafte Lenksäulenbaugruppe 144 eine obere Welle 146, eine obere Zwischenwelle 148, eine untere Zwischenwelle 150 und eine untere Welle 152. Die obere Welle 146 verläuft durch eine Spritzwand 154, die einen Motorraum 156 von einer Fahrgastzelle 158 trennt, wobei das Lenkrad 88 in der Fahrgastzelle 158 angeordnet ist. Jeweilige Kreuzgelenke 160 (z. B. in Kardanausführung) verbinden die obere Welle 146 mit der oberen Zwischenwelle 148, die obere Zwischenwelle 148 mit der unteren Zwischenwelle 150 und die untere Welle 152 mit einer Eingangswelle des Lenkgetriebes 142. Ein mit Keilprofil versehenes Gleitkupplungsgelenk 162 verbindet die untere Zwischenwelle 150 und die untere Welle 152 verschiebbar miteinander. Die Gleitverbindung lässt eine axiale Verlagerung der unteren Welle 152 aufgrund der vom Kreuzgelenk 160 bewirkten axialen Verlagerung zu. Ein mit Keilprofil versehenes Gleitmerkmal der oberen Zwischenwelle 148 lässt in ähnlicher Weise axiale Verlagerungen durch die Kreuzgelenke 160 an den Enden der oberen Zwischenwelle 148 zu.
Ein beispielhafter elektrischer Lenkmotor 84 ist in 7 als in die untere Zwischenwelle 150 eingebaut dargestellt. Der elektrische Lenkmotor 84 ist mit einer elektronischen Steuereinheit (electronic control unit -ECU) 164, dem Drehmomentsensor 94, dem Lenkwinkelsensor 86 und/oder einem Herabsetzungsantriebsmechanismus wirkgekoppelt, um ein Drehmoment an einer Lenksäulenwellenachse zu erzielen. Der Lenkmotor 84 definiert eine Motordrehachse, an der eine Motorwelle zentriert ist und um die sich die Motorwelle dreht. Das Lenksystem 80 ist elektrisch mit der ECU 164, die alternativ als unabhängige Steuerung, die Anhängerkupplungshilfssteuerung 14 und/oder ein Computer charakterisiert werden kann, verbunden und/oder kann als sie beinhaltend verstanden werden.
In einigen Fällen arbeitet der Lenkmotor 84 in wenigstens zwei Modi, die ein Servolenkmodus und ein autonomer/halbautonomer Modus sein können. In Beispielen des Servolenkmodus übt der Lenkmotor 84 ein ergänzendes Lenkdrehmoment auf die Lenksäulenbaugruppe 144 aus, um einen Lenkkraftaufwand des Fahrers zu reduzieren, was während der Anhängerkupplungshilfsvorgänge stattfinden kann, um den Benutzer U dabei zu unterstützen, das Fahrzeug 12 auf dem Ausrichtungsweg 20 zu halten. Das ergänzende Drehmoment ist zusätzlich zu einer Unterstützung, die von dem hydraulischen Lenkgetriebe 142 bereitgestellt wird. Eine Stärke des ergänzenden Lenkdrehmoments variiert in Abhängigkeit von eines vom Fahrer angewandten Lenkraddrehmoments, das vom Drehmomentsensor 94 gemessen wird. Das ergänzende Drehmoment reduziert eine Kraft, die der Benutzer U auf das Lenkrad 88 ausüben muss, um eine gewünschte Neupositionierung des Lenkgestänges zu erzielen und eine bestimmte Lenkgestängeposition beizubehalten. In Beispielen des autonomen/halbautonomen Modus führt das Lenksystem 80 Anhängerkupplungshilfsfunktionen ohne Eingabe des Benutzers U durch. In einigen Beispielen kann auf das Lenkrad 88 ausgeübtes externes Moment als ein Signal an die Steuerung 14 dienen, dass der Fahrer die manuelle Steuerung übernommen hat und das Anhängerkupplungshilfssystem 10 die autonome Lenkfunktion beenden soll.
In einigen Beispielen kann eine breite Spanne von Einschränkungen die Fähigkeit des Lenkmotors 84 beeinflussen, den Servolenkungs- und/oder autonomen/halbautonomen Modus zu betreiben, darunter ohne Beschränkung die maximal verfügbare Leistung vom Lenkmotor 84, Oberflächenreibung vom Boden, Oberflächenreibung der Fahrzeugstraßenräder 82, seitlicher Widerstand an den Fahrzeugstraßenrädern 82 (d. h. tiefer Schnee oder Schlamm), ein seitliches Hindernis an den Fahrzeugstraßenrädern 82 (d. h. ein Felsen), ein Maß der angeforderten Lenkwinkeländerung, ein aktueller Lenkwinkel (eine scharfe Lenkung, die aufgrund der Kraftrichtung in der physischen Auslegung schwieriger zu überwinden ist), Fahrzeuggewicht (einschließlich Variation der Nutzlast) und/oder Fahrzeuggewichtsverteilung. In einigen Beispielen kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 bei Anhängerkupplungshilfsvorgängen im Falle eines Lenkfehlers während der Anhängerkupplungshilfsvorgänge in einen vorübergehend angehaltenen Zustand eintreten. Im vorübergehend angehaltenen Zustand kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 eine manuelle Steuerung des Lenksystems 80 zulassen, in deren Verlauf der Lenkmotor 84 das Steuern des Lenkrads 88 freigeben und/oder aus einem autonomen/halbautonomen Modus in einen Servomodus umschalten kann. Während sich das Anhängerkupplungshilfssystem 10 im vorübergehend angehaltenen Zustand befindet, kann der Benutzer U das Fahrzeug 12 manuell neu positionieren, während das Anhängerkupplungshilfssystem 10 weiterhin aktiv ist und die Zielverfolgung durch das Erfassungssystem 46 beibehält, derart, dass die Anhängerkupplungshilfsvorgänge wieder gestartet werden, ohne dass ein oder mehrere anfängliche Vorgänge durchgeführt werden müssen, wie etwa das Identifizieren der Kupplungspfanne 16, Schätzen einer Höhe der Kupplungspfanne 16, Erzeugen eines Fahrzeugwegs 20, Identifizieren einer Kupplungspfannenbaugruppe 22, die an das Fahrzeug gekoppelt ist, usw.
Nach der manuellen Bewegung des Fahrzeugs 12 im vorübergehend angehaltenen Zustand kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 die Anhängerkupplungshilfsvorgänge wieder starten und mit dem Betrieb im Servolenkmodus und/oder autonomen/halbautonomen Modus beginnen. In einigen Fällen kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 nach Abschluss der manuellen Vorgänge im vorübergehend angehaltenen Zustand eine Option für den Benutzer U bereitstellen, den Anhängerkupplungshilfsvorgang wieder aufzunehmen, woraufhin der Benutzer U die Steuerung abgeben kann. Im vorübergehend angehaltenen Zustand kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 dem Benutzer U ermöglichen, den Modus für Parken, Rücksetzen, ausgerückt, Fahren, niedriger Gang (Park, Reverse, Neutral, Drive, Low - PRNDL ) des Getriebesystems 102, des Antriebsstrangsystems 98 und/oder des Bremssteuersystems 96 manuell zu steuern, und dabei mit dem Verfolgen des Ziels (z. B. der Kupplungspfanne 16) fortfahren. Außerdem kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 die Überwachung der Ausrichtung des Fahrzeugs 12 im Verhältnis zum Ziel (z. B. der Kupplungspfanne 16) fortsetzen, um zu bestimmen, ob das System den Servolenkmodus und den autonomen/halbautonomen Modus effektiv wieder aufnehmen kann. In einigen Fällen können auf der Anzeige 118 (2) Anweisungen bereitgestellt werden, einen oder mehrere Zustände manuell zu korrigieren, damit das Anhängerkupplungshilfssystem 10 die Vorgänge wieder aufnehmen kann.
Bezug nehmend auf 8 ist eine Betriebsroutine 166 zum Ausrichten der Kupplungsbaugruppe 22 an der Kupplungspfanne 16 gemäß einigen Beispielen gezeigt. Insbesondere wird in Schritt 168 das Anhängerkupplungshilfssystem 10 gestartet. Nach dem Start des Anhängerkupplungshilfssystems 10 werden technische Daten der Kupplungsbaugruppe bestimmt, und ein Versatz der Kupplungspfanne 16 relativ zur Kupplungsbaugruppe 22 wird unter Verwendung von Daten vom Erfassungssystem 46 bestimmt, was die verfügbaren Bilddaten 56 und die Verwendung der Bildverarbeitungsroutine 58 beinhalten kann. In einigen Fällen kann der Benutzer U (etwa mittels der HMI 114) die Kupplungspfanne 16 bestätigen. Sobald in Schritt 170 der Versatz bestimmt wurde, kann in Schritt 172 die Wegableitungsroutine 128 verwendet werden, um den Fahrzeugweg 20 zum Ausrichten des Kugelkopfs 26 an der Kupplungspfanne 16 zu bestimmen. Auf diese Weise verwendet die Steuerung 14 die Wegableitungsroutine 128 zum Bestimmen des Wegs 20 zum Auszurichten des Kugelkopfs 26 an der Kupplungspfanne 16 in einer überlagernden Position über dem Kugelkopf 26. Sobald der Weg 20 abgeleitet wurde, kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 den Benutzer U auffordern, die Steuerung von wenigstens dem Lenkrad 88 des Fahrzeugs 12 (und wahlweise des Drosselorgans 100 und der Bremse in verschiedenen Implementierungen des Anhängerkupplungshilfssystems 10, in denen die Steuerung 14 das Steuern des Antriebsstrangsteuersystems 98 und des Bremssteuersystems 96 während der Ausführung der Betriebsroutine 130 übernimmt) abzugeben, während das Fahrzeug 12 in Schritt 174 einen automatischen Kupplungsvorgang durchführt. Wenn bestätigt wurde, dass der Benutzer U nicht versucht, das Lenksystem 80 zu steuern (beispielsweise unter Verwendung des Drehmomentsensors 94), beginnt die Steuerung 14, das Fahrzeug 12 auf dem bestimmten Weg 20 zu bewegen. Außerdem kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 bestimmen, ob sich das Getriebesystem 102 im richtigen Gang befindet, und in den gewünschten Gang umschalten oder den Benutzer U auffordern, in den gewünschten Gang umzuschalten. Das Anhängerkupplungshilfssystem 10 kann dann das Lenksystem 80 steuern, um das Fahrzeug 12 auf dem Weg 20 zu halten, während entweder der Benutzer U oder die Steuerung 14 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 unter Verwendung des Antriebsstrangsteuersystems 98 und des Bremssteuerungssystems 96 steuert.
Bei Schritt 174 bewegt sich das Fahrzeug 12 weiter auf dem Fahrzeugweg 20, während die Überwachung der Lenkung des Fahrzeugs 12 fortgesetzt wird. Wenn bei Schritt 176 ein Lenkfehler erfasst wird, kann das Fahrzeug 12 zum Stillstand kommen oder den Benutzer U bei Schritt 178 anweisen, das Fahrzeug 12 anzuhalten. Der Lenkfehler kann durch eine breite Spanne von Einschränkungen verursacht werden, wie hierin beschriebenen. In einigen Fällen kann der Lenkfehler erzeugt werden, wenn der Lenkmotor 84 wenigstens unfähig ist, einen Widerstand am Lenksystem 80 zu überwinden, der von den verschiedenen Einschränkungen verursacht wird. Um einen Lenkfehler zu bestimmen, kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 den Lenkwinkelsensor 86 überwachen und den gemessenen Wert mit einem angeforderten Änderungswinkel (oder einem vorausberechneten Lenkwinkel) vergleichen. Wenn eine Änderung des Lenkwinkels angefordert wurde, aber nicht erreicht wird oder teilweise erreicht wird (innerhalb eines Schwellenwerts), wird auf einen Lenkfehler geschlossen. In einigen Beispielen kann die Steuerung 14 eine Lenkwinkelanforderung (steering angle request - SAR) an einem Zeitpunkt to erzeugen. Die Lenkwinkelanforderung SAR kann eine Veränderung von einem tatsächlichen Lenkradwinkel (steering wheel angle - SWA) sein. Eine zulässige Fehlertoleranz ist als der Lenkfehlerschwellenwert (steering error threshold - SET) definiert, und eine zulässige Verzögerung des Erfüllens der Lenkanforderung kann als T_d definiert sein. Wie gezeigt, kann der Lenkfehler nach einem definierten Intervall erzeugt werden, wenn der tatsächliche Lenkwinkel SWA kleiner als der angeforderte Winkel ist und kleiner oder gleich einem vorherigen Wert (einem Wert, unterhalb dessen auf eine Störung geschlossen wird) ist, gemäß den folgenden Gleichungen: $S W A (t_{0} + t_{d}) \leq (S A R \pm S E T)$
$(S A R \pm S E T) \geq S W A (t_{0}) .$
Wenn eine der Gleichungen nicht zutrifft, kann das Fahrzeug 12 bei Schritt 180 auf dem Fahrzeugweg 20 fortfahren, bis der Kugelkopf 26 an der Kupplungspfanne 16 ausgerichtet ist. Es versteht sich jedoch, dass der Lenkfehler durch ein beliebiges Verfahren oder durch einen beliebigen Sensor erzeugt werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Sobald der Kugelkopf 26 an der Kupplungspfanne 16 ausgerichtet ist, endet die Betriebsroutine 130 bei Schritt 182.
Wie hier vorgesehen, kann der Benutzer U oder die Steuerung 14 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 unter Verwendung des Antriebsstrangsteuersystems 98 und des Bremssteuerungssystems 96 steuern. In jedem Beispiel können beim Unterstützen, um das Fahrzeug 12 bei Schritt 178 zum Stillstand zu bringen, die Anhängerkupplungshilfsvorgänge, die das Steuern des Lenksystems 80, des Antriebsstrangsteuersystems 98 und/oder des Bremssteuerungssystems 96 einschließen, vorübergehend angehalten werden, was wiederum die Nutzung dieser Systeme Schritt 184 an den Benutzer U übergeben kann. Beim vorübergehenden Anhalten der Anhängerkupplungshilfsvorgänge kann außerdem durch Fahrzeugbenachrichtigungssystem 106 eine Benachrichtigung an den Benutzer U bereitgestellt werden, was bei Schritt 186 visuelle, akustische und fühlbare Warnungen auslösen kann. Zum Beispiel können Fahrzeugbremslichter 108 und Fahrzeugnotblinklichter eine visuelle Warnung bereitstellen, und die Fahrzeughupe 110 und/oder der Lautsprecher 112 können eine akustische Warnung bereitstellen. Außerdem können die Steuerung 14 und/oder das Fahrzeugbenachrichtigungssystem 106 mit der HMI 114 des Fahrzeugs 12 und/oder durch die tragbare Vorrichtung 122 kommunizieren. Die Benachrichtigung kann den Benutzer U anweisen, das Fahrzeug 12 in einer anderen Position neu zu positionieren und/oder das Lenkrad 88 manuell zu drehen.
Im vorübergehend angehaltenen Zustand kann der Benutzer U bei Schritt 188 das Lenksystem 80, das Antriebsstrangsteuersystem 98 und/oder das Bremssteuerungssystem 96 steuern und das Fahrzeug 12 neu positionieren. Im vorübergehend angehaltenen Zustand fährt die Anhängerkupplungshilfssystem 10 jedoch fort, das Ziel (z. B. den Anhänger 18) zu verfolgen. In einigen Beispielen ermöglicht das Verfolgen des Anhängers 18 im vorübergehend angehaltenen Zustand das erneute Starten des Anhängerkupplungshilfssystems 10, ohne dass der Benutzer U den Anhänger 18 erneut auswählen und/oder das Erfassungssystem 46 den Anhänger 18 ein zweites Mal suchen und erfassen muss. Wenn sich der Anhänger 18 im vorübergehend angehaltenen Zustand aus der Reichweite des Erfassungssystems (aus den Blickfeldern 48, 50, 52a, 52b der Bildaufnahmeeinrichtungen 38, 40, 42, 44 (5)) heraus bewegt, kann die Koppelnavigationsvorrichtung 68 oder eine beliebige andere Vorrichtung verwendet werden, um die Anhängerposition zu schätzen. Sobald der Anhänger 18 sich wieder innerhalb der Reichweite des Erfassungssystems befindet, kann das Verfolgen durch das Erfassungssystem 46 wieder aufgenommen werden.
Bei Schritt 190 fährt das Anhängerkupplungshilfssystem 10 fort, das Fahrzeug 12 und/oder die Anhängerzustände zu überwachen, und bestimmt, wann die autonome und/oder halbautonome Steuerung des Fahrzeugs 12 wieder gestartet werden kann. In einigen Situationen können verschiedene Zustände überwacht und/oder erforderlich sein, bevor das Anhängerkupplungshilfssystem 10 die Steuerung der Bewegung des Fahrzeugs 12 wieder übernehmen kann. In einigen Implementierungen beispielsweise sollte das Fahrzeug 12 angehalten sein, das Getriebesystem 102 sollte in einen Rückwärtsgang geschaltet sein, die Türen des Fahrzeugs 12 sollten geschlossen sein und/oder der Anhängerkupplungshilfsschalter sollte in die Einschaltposition geschaltet sein. In Schritt 192 kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 durch die Anzeige 118 verschiedene Benachrichtigungen, Anweisungen und/oder Alarme zu den erfüllten und/oder nicht erfüllten Zuständen und möglicherweise dazu, wie der jeweilige nicht erfüllte Zustand zu erreichen ist, an den Benutzer U bereitstellen.
Bei Schritt 194 bietet das Anhängerkupplungshilfssystem 10 die Möglichkeit, die autonome und/oder halbautonome Steuerung des Fahrzeugs 12 wieder aufzunehmen, sobald jeder Zustand erfüllt ist. Die Anhängerkupplungshilfsvorgänge können bei Bestätigung einer Absicht eines Benutzers U beginnen, diese Vorgänge neu zu starten. Die Bestätigung kann durch ein beliebiges Merkmal, eine beliebige Vorrichtung oder ein beliebiges Verfahren bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein Schalter 198 (1) umgeschaltet werden, um den Wunsch des Benutzers U anzugeben, die automatischen Anhängerkupplungsvorgänge wieder zu starten. Der Schalter 198 kann sich im Fahrzeug 12, möglicherweise in der HMI 114, befinden und/oder durch die Nutzung der tragbaren Vorrichtung 122 betätigt werden. In einigen Fällen kann der Schalter 198 aufleuchten, wenn das System wieder aufgenommen werden kann, und/oder in anderer Weise hervorgehoben werden, um den Benutzer U auf seine Fähigkeit hinzuweisen, die automatischen Anhängerkupplungsvorgänge wieder zu starten. Nach dem Bestätigung des Benutzers U zum erneuten Starten der automatischen Anhängerkupplungsvorgänge kehrt die Betriebsroutine zu Schritt 174 zurück.
Bezug nehmend auf 9 ist eine Betriebsroutine 200 zum Ausrichten der Kupplungsbaugruppe 22 an der Kupplungspfanne 16 gemäß einigen Beispielen gezeigt, wobei ein oder mehrere Vorgänge des Anhängerkupplungshilfssystems 10 vorübergehend angehalten werden können. Insbesondere wird in Schritt 202 das Anhängerkupplungshilfssystem 10 gestartet. Nach dem Start des Anhängerkupplungshilfssystems 10 werden technische Daten der Kupplungsbaugruppe bestimmt, und ein Versatz der Kupplungspfanne 16 relativ zur Kupplungsbaugruppe 22 wird unter Verwendung von Daten vom Erfassungssystem 46 bestimmt, was die verfügbaren Bilddaten 56 und die Verwendung der Bildverarbeitungsroutine 58 beinhalten kann. In einigen Fällen kann der Benutzer U (etwa mittels der HMI 114) die Kupplungspfanne 16 bestätigen. Sobald in Schritt 204 der Versatz bestimmt wurde, kann in Schritt 206 die Wegableitungsroutine 128 verwendet werden, um den Fahrzeugweg 20 zum Ausrichten des Kugelkopfs 26 an der Kupplungspfanne 16 zu bestimmen. Auf diese Weise verwendet die Steuerung 14 die Wegableitungsroutine 128 zum Bestimmen des Wegs 20 zum Auszurichten des Kugelkopfs 26 an der Kupplungspfanne 16 in einer überlagernden Position über dem Kugelkopf 26. Sobald der Weg 20 abgeleitet wurde, kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 den Benutzer U auffordern, die Steuerung von wenigstens dem Lenkrad 88 des Fahrzeugs 12 (und wahlweise des Drosselorgans 100 und der Bremse in verschiedenen Implementierungen des Anhängerkupplungshilfssystems 10, in denen die Steuerung 14 das Steuern des Antriebsstrangsteuersystems 98 und des Bremssteuersystems 96 während der Ausführung der Betriebsroutine 130 übernimmt) abzugeben, während das Fahrzeug 12 in Schritt 208 einen automatischen Kupplungsvorgang durchführt. Wenn bestätigt wurde, dass der Benutzer U nicht versucht, das Lenksystem 80 zu steuern (beispielsweise unter Verwendung des Drehmomentsensors 94), beginnt die Steuerung 14, das Fahrzeug 12 auf dem bestimmten Weg 20 zu bewegen. Außerdem kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 bestimmen, ob sich das Getriebesystem 102 im richtigen Gang befindet, und in den gewünschten Gang umschalten oder den Benutzer U auffordern, in den gewünschten Gang umzuschalten. Das Anhängerkupplungshilfssystem 10 kann dann das Lenksystem 80 steuern, um das Fahrzeug 12 auf dem Weg 20 zu halten, während entweder der Benutzer U oder die Steuerung 14 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 unter Verwendung des Antriebsstrangsteuersystems 98 und des Bremssteuerungssystems 96 steuert. Wie hierin erörtert, kann die Steuerung 14 oder der Benutzer U wenigstens das Lenksystem 80 steuern, während die Position der Kupplungspfanne 16 verfolgt wird, bis das Fahrzeug 12 den Endpunkt erreicht.
Bei Schritt 210 bewegt sich das Fahrzeug 12 auf dem Fahrzeugweg 20, während ein ausgewählter Betriebsmodus des Getriebesystems 102 weiter überwacht wird. In einigen Fällen kann der Benutzer U den Gang (z. B. PRNDL) des Getriebesystems 102 manuell aus dem Rückwärtsgang in einen beliebigen anderen Zustand ändern, darunter ohne Beschränkung Parken, ausgerückt, Fahren oder niedriger Gang. In einigen Fällen kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 die Hilfe des Benutzers U in Anspruch nehmen, beispielsweise wenn das Fahrzeug 12 steckenbleibt. Beispielsweise kann der Benutzer U aus Gründen, zu denen ohne Beschränkung ein vorübergehendes Hindernis, das vorliegt, oder das Potenzial eines Fahrzeugkontakts mit dem Hindernis, ein Hindernis, das im Fahrweg des Fahrzeugs 12 erfasst wird, ein Fehler in der Längssteuerung (d. h. blockierte oder durchdrehende Räder 82) des Fahrzeugs 12, ein Lenkfehler (d. h. eine blockierte Lenkung, da der Lenkmotor 84 Widerstand nicht überwinden kann) des Fahrzeugs 12, ein ungültiger Plan für den Weg 20, da erfasst wurde, dass das Ziel außer Reichweite oder in einem ungültigen relativen Fahrtrichtungswinkel befindet, ein unerwünschter Plan für den Weg 20 (d. h. ein unerwünschter Annäherungswinkel), ein Verfolgungsfehler und/oder eine niedrige Gewissheit der Zielverfolgung gehören, wünschen, das Fahrzeug 12 während des automatischen Fahrzustands neu zu positionieren.
Während des Gangwechsels kann der Benutzer U das Bremssteuersystem 96 benutzen. In einigen Fällen kann die Benutzung des Getriebesystems 102 und/oder des Bremssteuersystems 96 ohne vorübergehendes Anhalten oder Abbrechen des Anhängerkupplungsvorgangs erfolgen, wobei der Benutzer U das Fahrzeug 12 zum Stillstand bringen kann, bevor er den Gang des Getriebesystems 102 wechselt. Das Anhängerkupplungshilfssystem 10 kann dazu programmiert sein, das Fahrzeug 12 anzuhalten, in die Parkstellung zu schalten und/oder die Standbremse des Fahrzeugs 12 zu betätigen, wenn das System ein Signal zum vorübergehenden Anhalten und/oder Abbrechen erfährt. In einigen Beispielen aber kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 bei Schritt 212 bei einer vom Benutzer U eingeleiteten Änderung des Betriebsmodus des Getriebesystems die Funktion zum automatischen Stillstand aufheben. Die Aufhebung kann sicherstellen, dass der vom Benutzer U ausgewählte Betriebsmodus des Getriebesystems und nicht ein vom System vorgegebener Haltezustand gewählt wird. Wenn das Anhängerkupplungshilfssystem 10 beispielsweise eine vom Benutzer U eingeleitete Umschaltung in den Fahrgang erfasst, lässt das Anhängerkupplungshilfssystem 10 zu, dass das Getriebesystem 102 des Fahrzeugs in die Fahrstellung gebracht wird, da dieser Befehl vom Benutzer U erteilt wurde.
Als Schritt 214 können die Anhängerkupplungshilfsvorgänge, die das Steuern des Lenksystems 80, des Antriebsstrangsteuersystems 98 und/oder des Bremssteuerungssystem 96 einschließen, vorübergehend angehalten werden, was wiederum die Nutzung dieser Systeme an den Benutzer U übergeben kann. Beim vorübergehenden Anhalten der Anhängerkupplungshilfsvorgänge kann durch Fahrzeugbenachrichtigungssystem 106 eine Benachrichtigung an den Benutzer U bereitgestellt werden, was visuelle, akustische und fühlbare Warnungen auslösen kann. Zum Beispiel können Fahrzeugbremslichter 108 und Fahrzeugnotblinklichter eine visuelle Warnung bereitstellen, und die Fahrzeughupe 110 und/oder der Lautsprecher 112 können eine akustische Warnung bereitstellen. Im vorübergehend angehaltenen Zustand kann der Benutzer U bei Schritt 216 das Lenksystem 80, das Antriebsstrangsteuersystem 98 und/oder das Bremssteuerungssystem 96 steuern und das Fahrzeug 12 neu positionieren. Im vorübergehend angehaltenen Zustand fährt die Anhängerkupplungshilfssystem 10 jedoch bei Schritt 218 fort, das Ziel (d. h. den Anhänger 18) zu verfolgen. In einigen Beispielen ermöglicht das Verfolgen des Anhängers 18 im vorübergehend angehaltenen Zustand das erneute Starten des Anhängerkupplungshilfssystems 10, ohne dass der Benutzer U den Anhänger 18 erneut auswählen und/oder das Erfassungssystem 46 den Anhänger 18 ein zweites Mal suchen und erfassen muss. Wenn sich der Anhänger 18 im vorübergehend angehaltenen Zustand aus der Reichweite des Erfassungssystems (aus den Blickfeldern 48, 50, 52a, 52b der Bildaufnahmeeinrichtungen 38, 40, 42, 44 (5)) heraus bewegt, kann die Koppelnavigationsvorrichtung 68 oder eine beliebige andere Vorrichtung verwendet werden, um die Anhängerposition zu schätzen. Sobald der Anhänger 18 sich wieder innerhalb der Reichweite des Erfassungssystems 46 befindet, kann das Verfolgen wieder aufgenommen werden.
Bei Schritt 218 fährt das Anhängerkupplungshilfssystem 10 fort, das Fahrzeug 12 und/oder die Anhängerzustände zu überwachen, und bestimmt, wann die autonome und/oder halbautonome Steuerung des Fahrzeugs 12 wieder gestartet werden kann. In einigen Situationen können verschiedene Zustände überwacht und/oder erforderlich sein, bevor das Anhängerkupplungshilfssystem 10 die Steuerung der Bewegung des Fahrzeugs 12 wieder übernehmen kann. In einigen Implementierungen beispielsweise sollte das Fahrzeug 12 angehalten sein, das Getriebesystem 102 sollte in einen Rückwärtsgang geschaltet sein, die Türen des Fahrzeugs 12 sollten geschlossen sein und/oder der Anhängerkupplungshilfsschalter sollte in die Einschaltposition geschaltet sein.
Wenn das Anhängerkupplungshilfssystem 10 bei Schritt 220 bestimmt, dass die Fähigkeit zum Wiederaufnehmen des autonomen und/oder halbautonomen Steuerns des Fahrzeugs 12 möglich ist, kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 bestimmen, ob das Fahrzeug 12 noch in Bewegung ist. Wenn das Fahrzeug 12 noch in Bewegung ist, kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 bei Schritt 222 eine Benachrichtigung an den Benutzer U bereitstellen, dass die Anhängerkupplungshilfsvorgänge wieder gestartet werden können, wenn das Fahrzeug 12 angehalten wird, und/oder fordert an, dass das Fahrzeug 12 angehalten wird. Wenn das Fahrzeug 12 angehalten wird, kann das Anhängerkupplungshilfssystem 10 bei Schritt 224 den Benutzer U auffordern, das Getriebesystem 102 des Fahrzeugs wieder in den Rückwärtsgang zu schalten, was der Benutzer U bei Schritt 226 ausführen kann. Die Anhängerkupplungshilfsvorgänge dem Benutzer U die Möglichkeit geben, die automatischen Anhängerkupplungsvoränge bei Schritt 228 wieder aufzunehmen und nach der Bestätigung durch einen Benutzer U bei Schritt 230 können die automatischen Anhängerkupplungsvoränge beginnen. Die Bestätigung kann durch ein beliebiges Merkmal, eine beliebige Vorrichtung oder ein beliebiges Verfahren bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Schalter 198 (1) umgeschaltet werden, um den Wunsch des Benutzers U anzugeben, die automatischen Anhängerkupplungsvorgänge wieder zu starten. In einigen Fällen kann der Schalter 198 aufleuchten, wenn das System wieder aufgenommen werden kann, und/oder in anderer Weise hervorgehoben werden, um den Benutzer U auf seine Fähigkeit hinzuweisen, die automatischen Anhängerkupplungsvorgänge wieder zu starten. Nach dem Bestätigung des Benutzers U zum Wiederaufnehmen der automatischen Anhängerkupplungsvorgänge kehrt die Betriebsroutine zu Schritt 208 zurück.
Wenn das Getriebesystem 102 unverändert bleibt, kann das Fahrzeug 12 in Schritt 232 auf dem Fahrzeugweg 20 fortfahren, bis der Kugelkopf 26 an der Kupplungspfanne 16 ausgerichtet ist. Es versteht sich jedoch, dass das Getriebesystem 102 durch ein beliebiges Verfahren oder durch einen beliebigen Sensor überwacht werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Sobald der Kugelkopf 26 an der Kupplungspfanne 16 ausgerichtet ist, endet die Betriebsroutine 130 bei Schritt 234.
Die Verwendung der vorliegenden Offenbarung kann eine Anzahl von Vorteilen mit sich bringen. Beispielsweise stellt die Verwendung des offenbarten Anhängerkupplungshilfssystems ein System zum vorübergehendes Anhalten einiger Vorgänge des Anhängerkupplungshilfssystems bereit, während das Ziel (z. B. der Anhänger) weiter verfolgt wird. In einigen Fällen kann ein Benutzer das Lenksystem und/oder ein Antriebsstrangsystem des Fahrzeugs ändern, während sich das Fahrzeug auf autonome und/oder a halbautonome Weise auf dem Weg bewegt. In Reaktion darauf kann die Steuerung einen oder mehrere Anhängerkupplungshilfsvorgänge vorübergehend anhalten und dabei weiterhin das Ziel überwachen, derart, dass die Anhängerkupplungshilfsvorgänge wieder gestartet werden können, ohne dass einer oder mehrere anfängliche Vorgänge durchgeführt werden müssen, wie etwa das Identifizieren der Kupplungspfanne, Schätzen einer Höhe der Kupplungspfanne, Erzeugen eines Fahrzeugwegs, Identifizieren einer Kupplungspfannenbaugruppe zum Fahrzeug usw., was die zum Ausrichten der Kupplungsbaugruppe an der Kupplungspfanne benötigte Zeit reduzieren kann.
Gemäß verschiedenen Beispielen wird ein Anhängerkupplungshilfssystem bereitgestellt. Das Anhängerkupplungshilfssystem beinhaltet ein Erfassungssystem, das zum Erfassen eines Anhängers in der Nähe eines Fahrzeugs konfiguriert ist. Das Anhängerkupplungshilfssystem beinhaltet auch ein Lenksystem, das zum Ändern eines Wegs des Fahrzeugs konfiguriert ist. Ein Getriebesystem weist einen oder mehrere Gänge darin auf. Das Anhängerkupplungshilfssystem beinhaltet ferner eine Steuerung zum Steuern des Lenksystems des Fahrzeugs auf einem Weg, um einen Kugelkopf an einer Kupplungsbaugruppe des Anhängers auszurichten; Erfassen eines Fehlers des Lenksystems oder eines Gangwechsels im Getriebesystem und vorübergehendes Anhalten eines Anhängerkupplungshilfsvorgangs des Fahrzeugs; und Überwachen der Kupplungspfanne während einer Neupositionierung des Fahrzeugs. Beispiele des Anhängerkupplungshilfssystems können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale aufweisen:

• ein Bremssteuersystem, das dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug bei Erfassung des Fehlers des Lenksystems anzuhalten;
• das Erfassungssystem beinhaltet eine oder mehrere Bildaufnahmeeinrichtungen;
• die Bildaufnahmeeinrichtung befindet sich an einer Rückseite des Fahrzeugs und ist dazu angeordnet, ein oder mehrere Bilder einer Szene hinter dem Fahrzeug aufzunehmen.
• eine Anzeige, die dazu konfiguriert ist, eine Benachrichtigung zu dem Lenkfehler bereitzustellen;
• das Anhängerkupplungshilfssystem stellt eine Wiederaufnahmefunktion bereit, wenn einer oder mehrere Zustände erfüllt sind;
• die eine oder die mehreren Zustände beinhalten das Anhalten des Fahrzeugs, das Getriebesystem in einem Rückwärtsgang oder Türen des Fahrzeugs in einer geschlossenen Position;
• eine Benutzereingabevorrichtung ist dazu konfiguriert, Anweisungen für die Steuerung zu akzeptieren, das Steuern Lenksystems des Fahrzeugs auf einem Weg fortzusetzen, um einen Kugelkopf an einer Kupplungspfanne auszurichten, wenn der eine oder die mehreren Zustände erfüllt wurden;
• die Anzeige ist ein Touchscreen mit einer Schaltungsanordnung, um eine Eingabe zu empfangen, die einer Position über der Anzeige entspricht; und/oder
• die Steuerung gibt das Steuern von wenigstens einem von einem Bremssteuersystem, einem Antriebsstrangsystem oder einem Lenksystem ab, wenn das Getriebesystem aus einem Rückwärtsgang in einen anderen Gang geschaltet wird.

Außerdem wird ein Anhängerkupplungshilfsverfahren bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet autonomes Steuern eines Lenksystems, um ein Fahrzeug auf einem Weg zu bewegen, um das Fahrzeug an einer Kupplungspfanne auszurichten. Das Verfahren beinhaltet auch Erfassen eines Lenkfehlers des Lenksystems. Das Verfahren beinhaltet ferner vorübergehendes Anhalten des Steuerns des Lenksystems, wenn das Fahrzeug neu positioniert wird. Zuletzt beinhaltet das Verfahren Überwachen der Kupplungspfanne, während das Fahrzeug neu positioniert wird. Beispiele des Anhängerkupplungshilfsverfahrens können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale aufweisen:

• Bereitstellen einer Benachrichtigung zum Abmildern des Lenkfehlers;
• Aktivieren eines Schalters zum Fortsetzen der autonomen Steuerung des Fahrzeugs, wenn der Lenkfehler überwunden wurde;
• ein Erfassungssystem stellt das Überwachen der Kupplungspfanne bereit, während das Fahrzeug neu positioniert wird;
• das Steuern des Lenksystems beinhaltet Verwenden eines elektrischen Lenkmotors zum Ändern eines Wegs des Fahrzeugs; und/oder
• der Lenkmotor ist auf einer einem Lenkrad gegenüberliegenden Seite einer Spritzwand angeordnet.

Gemäß einigen Beispielen wird ein Anhängerkupplungshilfssystem bereitgestellt. Das Anhängerkupplungshilfssystem beinhaltet ein Erfassungssystem, das zum Überwachen eines Anhängers mit einer Kupplungspfanne konfiguriert ist. Ein Getriebesystem beinhaltet einen oder mehrere Gänge darin. Das Anhängerkupplungshilfssystem beinhaltet ferner eine Steuerung zum Erzeugen eines Wegs, um eine Kupplungsbaugruppe an der Kupplungspfanne auszurichten; Erfassen eines Gangwechsels; vorübergehendes Anhalten eines Anhängerkupplungshilfsvorgangs des Fahrzeugs; und Überwachen der Kupplungspfanne, während der Anhängerkupplungshilfsvorgang vorübergehend angehalten ist. Beispiele des Anhängerkupplungshilfssystems können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale aufweisen:

• Das Erfassungssystem beinhaltet eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen von einem oder mehreren Bildern der Kupplungspfanne oder des Kugelkopfs;
• Die Steuerung gibt das Steuern von wenigstens einem von einem Bremssteuersystem, einem Antriebsstrangsystem oder einem Lenksystem ab, wenn das Getriebesystem aus einem Rückwärtsgang in einen anderen Gang geschaltet wird; und/oderDie Steuerung nimmt das Steuern von wenigstens einem von einem Bremssteuersystem, einem Antriebsstrangsystem oder einem Lenksystem wieder auf, wenn einer oder mehrere Zustände erfüllt sind.

Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass die Konstruktion der beschriebenen Erfindung und anderer Komponenten nicht auf ein spezifisches Material beschränkt ist. Andere beispielhafte Beispiele der hier offenbarten Erfindung können aus einer großen Vielfalt an Materialien ausgebildet sein, soweit hier nicht anders beschrieben.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bezeichnet der Ausdruck „gekoppelt“ (in all seinen Formen wie koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) im Allgemeinen das direkte oder indirekte Verbinden von zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten miteinander. 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.
Außerdem ist eine beliebige Anordnung von Komponenten zum Erzielen derselben Funktion effektiv derart „zugeordnet“, dass die gewünschte Funktion erzielt wird. Somit können zwei beliebige Komponenten, die hier kombiniert sind, um eine bestimmte Funktion zu erzielen, als einander „zugeordnet“ angesehen werden, derart, dass die gewünschte Funktion unabhängig von Architekturen oder Zwischenkomponenten erzielt wird. Ebenso können zwei beliebige derart zugeordnete Komponenten auch als miteinander „wirkverbunden“ oder „wirkgekoppelt“ angesehen werden, um die erwünschte Funktion zu erzielen, und zwei beliebige Komponenten, die dazu in der Lage sind, derart zugeordnet zu werden, können zudem als miteinander „wirkkoppelbar“ angesehen werden, um die gewünschte Funktion zu erzielen. Zu einigen Beispielen für Elemente, die wirkkoppelbar sind, gehören unter anderem physisch zusammenfügbare und/oder physisch zusammenwirkende Komponenten und/oder drahtlos zusammenwirkungsfähige und/oder zusammenwirkende Komponenten und/oder logisch zusammenwirkende Komponenten und/oder zusammenwirkungsfähig Komponenten. Darüber hinaus versteht es sich, dass eine Komponente, welche dem Ausdruck „von dem“ oder „von der“, „des“ oder „der“ vorangeht, an jeder beliebigen praktisch umsetzbaren Stelle angeordnet sein kann (z. B. an, in und/oder außen an dem Fahrzeug angeordnet), sodass die Komponente auf jede beliebige hier beschriebene Art und Weise funktionieren kann.
Umsetzungen der hier offenbarten Systeme, Anordnungen, Vorrichtungen und Verfahren können einen Spezial- oder Universalcomputer beinhalten oder verwenden, der Computerhardware beinhaltet, wie zum Beispiel einen oder mehrere Prozessoren und Systemspeicher, wie hier erörtert. Umsetzungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung können zudem physische und andere computerlesbare Medien zum Transportieren oder Speichern von computerausführbaren Anweisungen und/oder Datenstrukturen beinhalten. Bei derartigen computerlesbaren Medien kann es sich um beliebige verfügbare Medien handeln, auf die durch ein Universal- oder Spezialcomputersystem zugegriffen werden kann. Bei computerlesbaren Medien, die computerausführbare Anweisungen speichern, handelt es sich um Computerspeichermedien (-vorrichtungen). Bei computerlesbaren Medien, die computerausführbare Anweisungen transportieren, handelt es sich um Übertragungsmedien. Daher können Umsetzungen der vorliegenden Offenbarung beispielsweise und nicht einschränkend mindestens zwei deutlich unterschiedliche Arten von computerlesbaren Medien beinhalten: Computerspeichermedien (-vorrichtungen) und Übertragungsmedien.
Computerspeichermedien (-vorrichtungen) beinhalten RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, Festkörperlaufwerke (Solid State Drives - SSDs) (z. B. basierend auf RAM), Flash-Speicher, Phasenänderungsspeicher (Phase-Change Memory - PCM), andere Speicherarten, andere optische Plattenspeicher, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das verwendet werden kann, um die gewünschten Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu speichern, und auf das durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann.
Eine Umsetzung der hierin offenbarten Vorrichtungen, Systeme und Verfahren kann über ein Computernetz kommunizieren. Ein „Netz“ ist als eine oder mehrere Datenverbindungen definiert, die den Transport elektronischer Daten zwischen Computersystemen und/oder Modulen und/oder anderen elektronischen Vorrichtungen ermöglichen. Wenn Informationen über ein Netz oder eine andere Kommunikationsverbindung (entweder festverdrahtet, drahtlos oder eine beliebige Kombination aus festverdrahtet oder drahtlos) auf einen Computer übertragen oder einem Computer bereitgestellt werden, sieht der Computer die Verbindung zweckgemäß als Übertragungsmedium an. Übertragungsmedien können ein Netz und/oder Datenverbindungen beinhalten, die dazu verwendet werden können, gewünschte Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu transportieren, und auf die durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann. Kombinationen der Vorstehenden sollen ebenfalls im Umfang computerlesbarer Medien eingeschlossen sein.
Computerausführbare Anweisungen beinhalten beispielsweise Anweisungen und Daten, die bei Ausführung an einem Prozessor einen Universalcomputer, Spezialcomputer oder eine Spezialverarbeitungsvorrichtung dazu veranlassen, eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen durchzuführen. Die computerausführbaren Anweisungen können beispielsweise Binärdateien, Zwischenformatanweisungen, wie etwa Assemblersprache, oder sogar Quellcode sein. Obwohl der Gegenstand in für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen spezifischer Sprache beschrieben wurde, versteht es sich, dass der in den beigefügten Patentansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die vorstehend beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Die beschriebenen Merkmale und Handlungen sind vielmehr als beispielhafte Formen der Umsetzung der Patentansprüche offenbart.
Der Fachmann wird zu schätzen wissen, dass die vorliegende Offenbarung in Network-Computing-Umgebungen mit vielen Arten von Computersystemkonfigurationen angewendet werden kann, einschließlich eines Armaturenbrett-Fahrzeugcomputers, PCs, Desktop-Computern, Laptops, Nachrichtenprozessoren, Handgeräten, Multiprozessorsystemen, Unterhaltungselektronik auf Mikroprozessorbasis oder programmierbarer Unterhaltungselektronik, Netzwerk-PCs, Minicomputern, Mainframe-Computern, Mobiltelefonen, PDAs, Tablets, Pagern, Routern, Switches, verschiedener Speichergeräte und dergleichen. Die Offenbarung kann auch in Umgebungen mit verteilten Systemen angewendet werden, in denen sowohl lokale Computersysteme als auch entfernte Computersysteme, die durch das Netz (entweder durch festverdrahtete Datenverbindungen, drahtlose Datenverbindungen oder durch eine beliebige Kombination aus festverdrahteten und drahtlosen Datenverbindungen) verbunden sind, Aufgaben ausführen. In einer Umgebung mit verteilten Systemen können sich Programmmodule sowohl in lokalen Speichervorrichtungen als auch in entfernten Speichervorrichtungen befinden.
Ferner können die hier beschriebenen Funktionen gegebenenfalls in einem oder mehreren der Folgenden ausgeführt werden: Hardware, Software, Firmware, digitalen Komponenten oder analogen Komponenten. Beispielsweise können eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (application-specific integrated circuits - ASICs) dazu programmiert sein, ein oder mehrere der hierin beschriebenen Systeme und Vorgänge auszuführen. Einige Begriffe werden in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, um auf bestimmte Systemkomponenten Bezug zu nehmen. Der Fachmann wird erkennen, dass auf Komponenten durch unterschiedliche Bezeichnungen Bezug genommen werden kann. In dieser Schrift soll nicht zwischen Komponenten unterschieden werden, die sich dem Namen nach unterscheiden, nicht jedoch von der Funktion her.
Es sei angemerkt, dass die vorstehend erörterten Sensorbeispiele Computerhardware, - Software, -firmware oder eine beliebige Kombination davon beinhalten können, um mindestens einen Teil ihrer Funktionen auszuführen. Ein Sensor kann zum Beispiel Computercode beinhalten, der dazu konfiguriert ist, in einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und kann eine Hardware-Logikschaltung/elektrische Schaltung beinhalten, die durch den Computercode gesteuert wird. Diese beispielhaften Vorrichtungen sind hier zu Veranschaulichungszwecken bereitgestellt und nicht als einschränkend zu verstehen. Beispiele der vorliegenden Offenbarung können in weiteren Arten von Vorrichtungen umgesetzt sein, wie es dem Fachmann bekannt ist.
Mindestens einige Beispiele der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf Computerprogrammprodukte, die eine derartige Logik (z. B. in Form von Software) beinhalten, die auf einem beliebigen computernutzbaren Medium gespeichert ist. Derartige Software veranlasst bei Ausführung in einer oder mehreren Datenverarbeitungsvorrichtungen eine Vorrichtung dazu, wie hierin beschrieben zu arbeiten.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Erfindung, wie in den beispielhaften Beispielen gezeigt, nur veranschaulichend ist. Obwohl nur einige wenige Beispiele 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 Verbinder 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 Beispiele 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 Erfindung zu bilden. Die hier offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Es versteht sich auch, dass Abwandlungen und Modifikationen an den genannten Strukturen und Verfahrens vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung 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.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Lenkmotor auf einer einem Lenkrad gegenüberliegenden Seite einer Spritzwand angeordnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Anhängerkupplungshilfssystem bereitgestellt, aufweisend ein Erfassungssystem, das zum Überwachen eines Anhängers mit einer Kupplungspfanne konfiguriert ist, ein Getriebesystem, das einen oder mehrere Gänge bereitstellt, und eine Steuerung zum Erzeugen eines Wegs, um eine Kupplungsbaugruppe an der Kupplungspfanne auszurichten, Erfassen eines Gangwechsels, vorübergehendes Anhalten eines Anhängerkupplungshilfsvorgangs des Fahrzeugs und Überwachen der Kupplungspfanne, während der Anhängerkupplungshilfsvorgang vorübergehend angehalten ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Erfassungssystem eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen von einem oder mehreren Bildern der Kupplungspfanne oder des Kugelkopfs.
Gemäß einer Ausführungsform gibt die Steuerung das Steuern von wenigstens einem von einem Bremssteuersystem, einem Antriebsstrangsystem oder einem Lenksystem ab, wenn das Getriebesystem aus einem Rückwärtsgang in einen anderen Gang geschaltet wird.
Gemäß einer Ausführungsform nimmt die Steuerung das Steuern von wenigstens einem von einem Bremssteuersystem, einem Antriebsstrangsystem oder einem Lenksystem wieder auf, wenn einer oder mehrere Zustände erfüllt sind.
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 15708427 [0017]
US 9102271 [0031]

Claims

Anhängerkupplungshilfssystem, umfassend: ein Erfassungssystem, das zum Erfassen eines Anhängers in der Nähe eines Fahrzeugs konfiguriert ist, ein Lenksystem, das zum Ändern eines Wegs Fahrzeugs konfiguriert ist; ein Getriebesystem, das einen oder mehrere Gänge darin aufweist; und eine Steuerung zum: Steuern des Lenksystem des Fahrzeugs auf einem Weg, um einen Kugelkopf an einer Kupplungsbaugruppe des Anhängers auszurichten; Erfassen eines Fehlers des Lenksystems oder eines Gangwechsels im Getriebesystem und vorübergehendes Anhalten eines Anhängerkupplungshilfsvorgangs des Fahrzeugs; und Überwachen der Kupplungspfanne während einer Neupositionierung des Fahrzeugs.
Anhängerkupplungshilfssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Bremssteuersystem, das dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug bei Erfassung des Fehlers des Lenksystems anzuhalten.
Anhängerkupplungshilfssystem nach Anspruch 1, wobei das Erfassungssystem eine oder mehrere Bildaufnahmeeinrichtungen beinhaltet
Anhängerkupplungshilfssystem nach Anspruch 3, wobei sich die Bildaufnahmeeinrichtung an einer Rückseite des Fahrzeugs befindet und dazu angeordnet ist, ein oder mehrere Bilder einer Szene hinter dem Fahrzeug aufzunehmen.
Anhängerkupplungshilfssystem nach einem der Ansprüche 1-3, ferner umfassend: eine Anzeige, die dazu konfiguriert ist, eine Benachrichtigung zu dem Lenkfehler bereitzustellen.
Anhängerkupplungshilfssystem nach einem der Ansprüche 1-3, wobei das Anhängerkupplungshilfssystem eine Wiederaufnahmefunktion bereitstellt, wenn einer oder mehrere Zustände erfüllt wurden.
Anhängerkupplungshilfssystem nach Anspruch 6, wobei der eine oder die mehreren Zustände das Anhalten des Fahrzeugs, das Getriebesystem in einem Rückwärtsgang oder Türen des Fahrzeugs in einer geschlossenen Position beinhalten.
Anhängerkupplungshilfssystem nach Anspruch 6, ferner umfassend: eine Benutzereingabevorrichtung ist dazu konfiguriert, Anweisungen für die Steuerung zu akzeptieren, das Steuern Lenksystems des Fahrzeugs auf einem Weg fortzusetzen, um einen Kugelkopf an einer Kupplungspfanne auszurichten, wenn der eine oder die mehreren Zustände erfüllt wurden.
Anhängerkupplungshilfssystem nach Anspruch 5, wobei die Anzeige ein Touchscreen mit einer Schaltungsanordnung ist, um eine Eingabe zu empfangen, die einer Position über der Anzeige entspricht.
Anhängerkupplungshilfssystem nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Steuerung das Steuern von wenigstens einem von einem Bremssteuersystem, einem Antriebsstrangsystem oder einem Lenksystem freigibt, wenn das Getriebesystem aus einem Rückwärtsgang in einen anderen Gang geschaltet wird.
Anhängerkupplungshilfsverfahren, folgende Schritte umfassend: autonomes Steuern eines Lenksystems, um ein Fahrzeug auf einem Weg zu bewegen, um das Fahrzeug an einer Kupplungspfanne auszurichten; Erfassen eines Lenkfehlers des Lenksystems; vorübergehendes Anhalten des Steuerns des Lenksystems, wenn das Fahrzeug neu positioniert wird; und Überwachen der Kupplungspfanne, während das Fahrzeug neu positioniert wird.
Anhängerkupplungshilfsverfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Bereitstellen einer Benachrichtigung zum Abmildern des Lenkfehlers.
Anhängerkupplungshilfsverfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, ferner umfassend: Aktivieren eines Schalters zum Fortsetzen der autonomen Steuerung des Fahrzeugs, wenn der Lenkfehler überwunden wurde.
Anhängerkupplungshilfsverfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei ein Erfassungssystem das Überwachen der Kupplungspfanne bereitstellt, während das Fahrzeug neu positioniert wird.
Anhängerkupplungshilfsverfahren nach Anspruch 13, wobei das Steuern des Lenksystems Verwenden eines elektrischen Lenkmotors zum Ändern eines Wegs des Fahrzeugs beinhaltet.