DE102020101899A1

DE102020101899A1 - System und verfahren zur fahrzeugausrichtungssteuerung

Info

Publication number: DE102020101899A1
Application number: DE102020101899.1A
Authority: DE
Inventors: Luke Niewiadomski; Li Xu
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2020-07-30
Also published as: US20200238771A1; CN111497817A; US11491833B2

Abstract

Diese Offenbarung stellt ein System und Verfahren zur Fahrzeugausrichtungssteuerung bereit. Ein Fahrzeugsystem, das zum Steuern einer Anhängerausrichtungsroutine konfiguriert ist, umfasst eine an einem Fahrzeug montierte Kupplung und eine Steuerung. Die Steuerung ist zum Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers und Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in Richtung einer ausgerichteten Position konfiguriert. Die Steuerung ist ferner zum Berechnen einer Anhalteschwelle in Bezug auf die Kopplerposition konfiguriert. Die Anhalteschwelle umfasst einen zu der Kopplerposition konzentrischen Halbkreis. Die Steuerung ist ferner zum Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung die Anhalteschwelle überschreitet, konfiguriert.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein System zum Unterstützen bei einem Fahrzeug-Anhänger-Kupplungsvorgang. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein System zum Steuern einer Ausrichtung zwischen einem Fahrzeug und einem Koppler eines Anhängers.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Das Ankuppeln eines Anhängers an ein Fahrzeug kann schwierig und zeitaufwändig sein. Insbesondere kann das Ausrichten einer Fahrzeugkupplungskugel an der gewünschten Anhängerkupplung abhängig von dem Ausgangsstandort des Anhängers in Bezug auf das Fahrzeug ein wiederholtes Vor- und Zurückfahren in Koordination mit mehreren Lenkmanövern erforderlich machen, um das Fahrzeug zweckmäßig zu positionieren. Ferner ist die Anhängerkupplung für einen entscheidenden Teil des zur zweckmäßigen Kupplungskugelausrichtung erforderlichen Fahrens nicht sichtbar und kann die Kupplungskugel unter normalen Umständen zu keinem Zeitpunkt tatsächlich von dem Fahrer gesehen werden. Dieser Mangel an Sichtlinien macht eine Ableitung der Positionierung der Kupplungskugel und der Kupplung auf Grundlage von Erfahrungen mit einem bestimmten Fahrzeug und Anhänger erforderlich und kann dennoch mehrmaliges Anhalten und Aussteigen aus dem Fahrzeug erforderlich machen, um die Ausrichtung zu bestätigen oder eine zweckmäßige Korrektur für eine anschließende Reihe von Manövern zu beachten. Noch ferner bedeutet die Nähe der Kupplungskugel zu dem hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs, dass jedes Übersteuern zu einer Kollision des Fahrzeugs mit dem Anhänger führen kann. Dementsprechend können weitere Weiterentwicklungen gewünscht sein.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeugsystem offenbart. Das System umfasst eine an einem Fahrzeug montierte Kupplung und eine Steuerung, die zum Steuern einer Anhängerausrichtungsroutine konfiguriert ist. Die Steuerung ist zum Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers und Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in Richtung einer ausgerichteten Position konfiguriert. Die Steuerung ist ferner zum Berechnen einer Anhalteschwelle in Bezug auf die Kopplerposition konfiguriert. Die Anhalteschwelle umfasst einen zu der Kopplerposition konzentrischen Halbkreis. Die Steuerung ist ferner zum Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung die Anhalteschwelle überschreitet, konfiguriert.
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• die Anhalteschwelle wird auf Grundlage einer Anhaltestrecke des Fahrzeugs identifiziert;
• die Anhaltestrecke definiert einen Radius des Halbkreises in Bezug auf die Kopplerposition;
• die Bewegung des Fahrzeugs wird entlang einer Kursrichtung gesteuert;
• die Anhalteschwelle umfasst eine Grenze, die sich von dem Halbkreis erstreckt, der sich um einen Umfang des Anhängers erstreckt;
• die Grenze erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu der Kursrichtung durch die Kopplerposition;
• die Steuerung ist ferner zum Vergleichen eines Kupplungsstandorts der Kupplung mit einer Ausrichtungsregion, die sich um den Koppler erstreckt, als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug anhält, und auf Grundlage des Vergleichs Identifizieren, ob der Kupplungsstandort innerhalb der Ausrichtungsregion liegt, konfiguriert;
• die Steuerung ist ferner zum Ausgeben des Fehlausrichtungssignals als Reaktion darauf, dass der Kupplungsstandort außerhalb der Ausrichtungsregion liegt, konfiguriert;
• die Anhaltestrecke des Fahrzeugs wird auf Grundlage einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet;
• eine Niveaudetektionsvorrichtung, wobei die Niveaudetektionsvorrichtung mindestens eines von einer inertialen Messeinheit, einem Kreiselinstrument, einem Neigungsmesser und einem Beschleunigungsmesser umfasst;
• die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, die Anhaltestrecke als Reaktion auf einen Gradienten einer Bodenfläche, auf der das Fahrzeug betrieben wird, das durch die Niveaudetektionsvorrichtung identifiziert wird, zu berechnen; und/oder
• einen Gewichtssensor, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, die Anhaltestrecke des Fahrzeugs auf Grundlage einer Masse des Fahrzeugs zu detektieren.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs offenbart. Das Verfahren umfasst Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers in den Sensordaten und Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position, die eine Kupplungskugel des Fahrzeugs an der Kopplerposition ausrichtet. Die Verfahren umfasst ferner Berechnen einer Anhalteschwelle in Bezug auf die Kopplerposition. Die Anhalteschwelle umfasst eine Kopplergrenze, die sich um die Kopplerposition erstreckt. Das Verfahren umfasst ferner Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung in die Kopplergrenze eintritt.
Ausführungsformen des nächsten Aspekts der Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• Identifizieren der Anhalteschwelle auf Grundlage einer Anhaltestrecke des Fahrzeugs;
• die Kopplergrenze umfasst einen Halbkreis, der sich im Abstand der Anhaltestrecke um die Kopplerposition erstreckt;
• Berechnen einer Anhängergrenze auf Grundlage einer Kursrichtung des Fahrzeugs, wobei sich die Anhängergrenze von der Kopplergrenze erstreckt;
• wobei Steuern der Bremsprozedur ferner Steuern der Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung in die Anhängergrenze eintritt, umfasst; und/oder
• wobei die Anhängergrenze so berechnet wird, dass sie sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Kursrichtung des Fahrzeugs durch die Kopplerposition erstreckt.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeugsystem offenbart, das zum Steuern einer Anhängerausrichtungsroutine konfiguriert ist. Das System umfasst eine an einem Fahrzeug montierte Kupplung und einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, Sensordaten in einer Region nahe dem Fahrzeug zu erfassen. Eine Steuerung ist zum Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers in den Sensordaten konfiguriert. Die Steuerung ist ferner zum Steuern der Bewegung des Fahrzeugs entlang eines Fahrzeugkurses in eine ausgerichtete Position, wobei die Kupplung an dem Koppler ausgerichtet ist, konfiguriert. Die Steuerung ist ferner zum Berechnen einer Anhaltegrenze um mindestens einen Abschnitt des Anhängers konfiguriert. Die Anhaltegrenze umfasst eine Kopplergrenze, die sich im Abstand einer Anhaltestrecke von dem Koppler erstreckt, und eine Anhängergrenze, die sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Fahrzeugkurs durch die Kopplerposition erstreckt. Als Reaktion darauf, dass die Kupplung in die Anhaltegrenze eintritt, kann die Steuerung eine Bremsprozedur des Fahrzeugs steuern.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden für den Fachmann beim Betrachten der folgenden Beschreibung, Patentansprüche und beigefügten Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt:

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs in einer entkuppelten Position in Bezug auf einen Anhänger;
2 ist eine Darstellung eines Systems gemäß einem Aspekt der Offenbarung zum Unterstützen beim Ausrichten des Fahrzeugs an einem Anhänger in einer Position zum Kuppeln des Anhängers an das Fahrzeug;
3 ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug während eines Schritts der Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger;
4 ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das die Ausrichtungssequenz mit dem Anhänger steuert;
5A ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das sich einem Anhänger während einer Ausrichtungsprozedur nähert;
5B ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das sich einem Anhänger während einer Ausrichtungsprozedur nähert;
6 ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das sich einem Anhänger während einer Ausrichtungsprozedur nähert, die ein Hindernis verdeutlicht; und
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern einer Ausrichtung zwischen einer Fahrzeugkupplung und einem Koppler eines Anhängers gemäß der Offenbarung verdeutlicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Zwecke der Beschreibung in dieser Schrift beziehen sich die Ausdrücke „oberes“, „unteres“, „rechtes“, „linkes“, „hinteres“, „vorderes“, „vertikales“, „horizontales“, „inneres“, „äußeres“ und Ableitungen davon auf die Vorrichtung in ihrer Ausrichtung in 1. Dabei versteht es sich jedoch, dass die Vorrichtung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht sich, dass die in der beigefügten Zeichnung veranschaulichten und in der folgenden Beschreibung beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Prozesse lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Daher sind konkrete Abmessungen und andere physische Eigenschaften bezüglich der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, es sei denn, in den Patentansprüchen ist ausdrücklich etwas anderes angegeben. Sofern nicht anderweitig vorgegeben, versteht es sich zusätzlich, dass die Erörterung eines bestimmten Merkmals oder einer bestimmten Komponente, das bzw. die sich in oder entlang einer gegebenen Richtung oder dergleichen erstreckt, nicht bedeutet, dass das Merkmal oder die Komponente einer geraden Linie oder Achse in einer derartigen Richtung folgt oder sich nur in einer derartigen Richtung oder auf einer derartigen Ebene ohne andere Richtungskomponenten oder -abweichungen erstreckt, sofern nicht anderweitig vorgegeben.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 1-4 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Kupplungsassistenzsystem (auch als „Kupplungsunterstützungssystem“ bezeichnet) für ein Fahrzeug 12. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Kupplungsunterstützungssystem 10 eine Steuerung 14, die dazu konfiguriert ist, Positionsdaten eines Kopplers 16 eines Anhängers 18 zu erlangen. Die Steuerung 14 kann dazu konfiguriert sein, einen Fahrzeugweg 20 abzuleiten, um eine Kupplungskugel 22 des Fahrzeugs 12 an dem Koppler 16 auszurichten. Das Ableiten des Fahrzeugwegs 20 kann vielfältige Schritte beinhalten, einschließlich des Detektierens und Kompensierens einer Änderung einer Kopplerposition 24, um das Fahrzeug 12 zu steuern, um eine Kupplungsposition 26 aufzufinden, die an dem Koppler 16 ausgerichtet ist. Der Fahrzeugweg 20 kann eine Vielzahl von Segmenten 28 umfassen, die Änderungen der Betriebsrichtung oder Lenkrichtung des Fahrzeugs 12 entsprechen können. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Ableiten des Fahrzeugwegs 20 das Navigieren um dazwischenkommende Objekte oder Strukturen herum, das Betreiben über unebenem Gelände, das Einhalten eines durch einen Fahrzeugführer oder Benutzer U angegebenen gewünschten Wegs usw. beinhalten. Dementsprechend kann die Offenbarung vorsehen, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 eine verbesserte Navigation des Fahrzeugs 12 und/oder Interaktion mit dem Koppler 16 bereitstellt, sodass der Anhänger 18 ohne Komplikationen wirksam mit dem Fahrzeug 12 verbunden werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann das System 10 dazu konfiguriert sein, eine Anhalteschwelle auf Grundlage der Positionsdaten zu identifizieren, die von einem oder mehreren Sensoren in Kommunikation mit der Steuerung 14 abgeleitet werden können. Wie unter Bezugnahme auf 5-7 näher erörtert, kann die Anhalteschwelle als eine Grenzregion 30 verdeutlicht werden. Im Betrieb kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, die Positionsdaten oder Abtastdaten zu verarbeiten, um die Grenzregion 30 zu definieren, die sich von verschiedenen Abschnitten des Anhängers 18 erstreckt, die in den Abtastdaten detektiert werden können, wie in dieser Schrift näher erörtert. Die Ausmaße oder der Abstand, in denen bzw. dem die Grenzregion 30 in Bezug auf den Anhänger 18 und den Koppler 16 definiert ist, können durch die Steuerung 14 auf Grundlage einer Anhaltestrecke des Fahrzeugs 12 bestimmt werden. In dieser Konfiguration kann das System 10 dazu konfiguriert sein, das Fahrzeug 12 zu manövrieren und eine Bremsprozedur des Fahrzeugs 12 als Reaktion darauf zu steuern, dass die Kupplungskugel 22 in die Grenzregion 30 eintritt. Auf diese Art und Weise kann das System 10 dazu konfiguriert sein, das Fahrzeug 12 präzise anzuhalten, sodass die Kupplungskugel 22 an dem Koppler 16 ausgerichtet ist.
Hinsichtlich des allgemeinen Betriebs des Kupplungsunterstützungssystems 10, wie in der Systemdarstellung aus 2-4 veranschaulicht, beinhaltet das System 10 verschiedene Sensoren und Vorrichtungen, die fahrzeugstatusbezogene Informationen erlangen oder anderweitig bereitstellen. Diese Informationen beinhalten Positionsbestimmungsinformationen von einem Positionsbestimmungssystem 32, das eine Koppelnavigationsvorrichtung 34 oder zusätzlich oder alternativ ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) beinhalten kann, um einen Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 auf Grundlage des einen oder der mehreren Standorte der Vorrichtungen innerhalb des Positionsbestimmungssystem 32 zu bestimmen. Insbesondere kann die Koppelnavigationsvorrichtung 34 den Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 innerhalb eines lokalisierten Koordinatensystems 36 auf Grundlage von mindestens der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel δ ermitteln und nachverfolgen, wie in 3 gezeigt. Andere Fahrzeuginformationen, die durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 empfangen werden, können eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 von einem Geschwindigkeitssensor 38 und eine Gierrate des Fahrzeugs 12 von einem Gierratensensor 40 beinhalten. Es wird in Erwägung gezogen, dass in zusätzlichen Ausführungsformen ein Näherungssensor 42 oder eine Gruppe davon und andere Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen Sensorsignale oder andere Informationen bereitstellen können, wie etwa aufeinanderfolgende Bilder des Anhängers 18 einschließlich des detektierten Kopplers 16, die die Steuerung 14 des Kupplungsunterstützungssystems 10 mit verschiedenen Routinen verarbeiten kann, um die Höhe H und Position (z. B. auf Grundlage des Abstands D_c und Winkels αc) des Kopplers 16 zu bestimmen.
Wie ferner in 2 gezeigt, steht eine Ausführungsform des Kupplungsunterstützungssystems 10 mit dem Lenksystem 50 des Fahrzeugs 12 in Kommunikation. Bei dem Lenksystem 50 kann es sich um ein Servolenksystem 50 handeln, das einen Lenkmotor 52 beinhaltet, um die gelenkten Räder 54 (1) des Fahrzeugs 12 zu betreiben, um das Fahrzeug 12 auf derartige Weise zu bewegen, dass sich die Fahrzeuggierrate mit der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel δ ändert. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Servolenksystem 50 ein elektrisches Servolenksystem (electric power-assisted steering system - „EPAS“-System), das einen elektrischen Lenkmotor 52 zum Drehen der gelenkten Räder 54 in einen Lenkwinkel δ auf Grundlage eines Lenkbefehls beinhaltet, wodurch der Lenkwinkel δ durch einen Lenkwinkelsensor 56 des Servolenksystems 50 erfasst werden kann. Der Lenkbefehl kann durch das Kupplungsunterstützungssystem 10 zum autonomen Lenken während eines Manövers zur Anhängerkupplungsausrichtung bereitgestellt werden und kann alternativ manuell über eine Drehposition (z. B. einen Lenkradwinkel) eines Lenkrads des Fahrzeugs 12 bereitgestellt werden.
In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Lenkrad des Fahrzeugs 12 mechanisch mit den gelenkten Rädern 54 des Fahrzeugs 12 gekoppelt, sodass sich das Lenkrad zusammen mit den gelenkten Rädern 54 bewegt, wodurch ein manuelles Eingreifen mit dem Lenkrad während des autonomen Lenkens verhindert wird. Konkreter ist an dem Servolenksystem 50 ein Drehmomentsensor 58 bereitgestellt, der ein Drehmoment an dem Lenkrad erfasst, das von der autonomen Steuerung des Lenkrads nicht erwartet wird und somit auf einen manuellen Eingriff hinweist. In dieser Konfiguration kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 den Fahrer warnen, den manuellen Eingriff mit dem Lenkrad zu unterbrechen und/oder das autonome Lenken zu unterbrechen. In alternativen Ausführungsformen weisen einige Fahrzeuge ein Servolenksystem 50 auf, das es ermöglicht, dass ein Lenkrad teilweise von der Bewegung der gelenkten Räder 54 eines derartigen Fahrzeugs entkoppelt wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2 stellt das Servolenksystem 50 der Steuerung 14 des Kupplungsunterstützungssystems 10 Informationen bezüglich einer Drehposition der gelenkten Räder 54 des Fahrzeugs 12 bereit, einschließlich eines Lenkwinkels δ. Die Steuerung 14 verarbeitet in der veranschaulichten Ausführungsform den aktuellen Lenkwinkel zusätzlich zu verschiedenen Bedingungen des Fahrzeugs 12, um das Fahrzeug 12 entlang des gewünschten Wegs 20 zu führen (3). Es ist denkbar, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 in zusätzlichen Ausführungsformen eine integrierte Komponente des Servolenksystems 50 sein kann. Zum Beispiel kann das Servolenksystem 50 einen Kupplungsunterstützungsalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen und -befehlen in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der Informationen beinhalten, die von einem Abbildungssystem 60, dem Servolenksystem 50, einem Fahrzeugbremssteuersystem 62, einem Antriebsstrangsteuersystem 64 und anderen Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen sowie einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (humanmachine interface - „HMI“) 66 empfangen werden, wie weiter unten erörtert.
Wie zudem in 2 veranschaulicht, kann das Fahrzeugbremssteuersystem 62 zudem mit der Steuerung 14 kommunizieren, um dem Kupplungsunterstützungssystem 10 Bremsinformationen bereitzustellen, wie etwa eine Fahrzeugraddrehzahl, und um Bremsbefehle von der Steuerung 14 zu empfangen. Das Bremssteuersystem 62 kann dazu konfiguriert sein, Betriebsbremsen 62a und eine Feststellbremse 62b zu steuern. Die Feststellbremse 62b kann einem elektronischen Feststellbremssystem entsprechen, das mit der Steuerung 14 in Kommunikation stehen kann. Dementsprechend kann die Steuerung 14 im Betrieb dazu konfiguriert sein, die Bremsen 62a und 62b zu steuern sowie Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen zu detektieren, die anhand von einzelnen Raddrehzahlsensoren bestimmt werden können, die durch das Bremssteuersystem 62 überwacht werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann zudem neben anderen denkbaren Mitteln anhand des Antriebsstrangsteuersystems 64, des Geschwindigkeitssensors 38 und/oder des Positionsbestimmungssystems 32 bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können zudem einzelne Raddrehzahlen verwendet werden, um eine Fahrzeuggierrate zu bestimmen, die dem Kupplungsunterstützungssystem 10 alternativ oder zusätzlich zu dem Fahrzeuggierratensensor 40 bereitgestellt werden kann.
Das Kupplungsunterstützungssystem 10 kann dem Bremssteuersystem 62 ferner Fahrzeugbremsinformationen bereitstellen, um es dem Kupplungsunterstützungssystem 10 zu ermöglichen, das Bremsen des Fahrzeugs 12 während des Zurückfahrens des Anhängers 18 zu steuern. Zum Beispiel kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 in einigen Ausführungsformen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 während der Ausrichtung des Fahrzeugs 12 an dem Koppler 16 des Anhängers 18 regulieren, was die Möglichkeit einer Kollision mit dem Anhänger 18 reduzieren kann und das Fahrzeug 12 an einem bestimmten Endpunkt 70 des Wegs 20 zum vollständigen Stillstand bringen kann. In dieser Schrift ist offenbart, dass das Kupplungsunterstützungssystem 10 zusätzlich oder alternativ ein Alarmsignal ausgeben kann, das einer Benachrichtigung über eine tatsächliche, bevorstehende und/oder vorweggenommene Kollision mit einem Abschnitt des Anhängers 18 entspricht. Wie vorstehend erwähnt, kann die Regulierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 vorteilhaft sein, um eine Kollision mit dem Anhänger 18 zu verhindern.
In einigen Ausführungsformen kann das Antriebsstrangsteuersystem 64, wie in der in 2 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt, zudem mit dem Kupplungsunterstützungssystem 10 interagieren, um die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs 12, während dieses teilweise oder autonom an dem Anhänger 18 ausgerichtet wird, zu regulieren. Während des autonomen Betriebs kann das Antriebsstrangsteuersystem 64 ferner dazu verwendet werden und konfiguriert sein, eine Drossel sowie eine Antriebszahnradauswahl eines Getriebes des Fahrzeugs 12 zu steuern. Dementsprechend kann die Steuerung 14 in einigen Ausführungsformen dazu konfiguriert sein, einen Gang des Getriebesystems zu steuern und/oder den Benutzer U dazu aufzufordern, in einen gewünschten Gang zu schalten, um teilautomatisierte Vorgänge des Fahrzeugs 12 abzuschließen.
Wie bereits erörtert, kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle („HMI“) 66 des Fahrzeugs 12 kommunizieren. Die HMI 66 kann eine Fahrzeuganzeige 72 beinhalten, wie etwa eine an der Mittelkonsole montierte Navigations- oder Unterhaltungsanzeige (1). Die HMI 66 beinhaltet ferner eine Eingabevorrichtung, die durch Konfigurieren der Anzeige 72 als Abschnitt eines Touchscreens 74 mit Schaltungen 76 umgesetzt sein kann, um eine Eingabe, die einem Standort entspricht, über die Anzeige 72 zu empfangen. Andere Formen der Eingabe, darunter ein oder mehrere Joysticks, digitale Eingabefelder oder dergleichen, können anstelle von oder zusätzlich zu dem Touchscreen 74 verwendet werden. Ferner kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 über drahtlose Kommunikation mit einer anderen Ausführungsform der HMI 66 kommunizieren, wie etwa mit einer oder mehreren Handheld- oder tragbaren Vorrichtungen 80 (1), einschließlich eines oder mehrerer Smartphones. Die tragbare Vorrichtung 80 kann zudem die Anzeige 72 zum Anzeigen von einem oder mehreren Bildern und anderen Informationen für einen Benutzer U beinhalten. Zum Beispiel kann die tragbare Vorrichtung 80 ein oder mehrere Bilder des Anhängers 18 auf der Anzeige 72 anzeigen und kann ferner dazu konfiguriert sein, Remote-Benutzereingaben über die Touchscreen-Schaltungen 76 zu empfangen. Zusätzlich dazu kann die tragbare Vorrichtung 80 Rückführungsinformationen bereitstellen, wie etwa visuelle, akustische und taktile Warnungen.
In einigen Ausführungsformen kann das Kupplungsunterstützungssystem 10 ferner mit einer oder mehreren Hinweisvorrichtungen 78 in Kommunikation stehen. Die Hinweisvorrichtungen 78 können herkömmlichen Fahrzeughinweisvorrichtungen entsprechen, wie zum Beispiel einer Fahrzeughupe 78a, Leuchten 78b, einem Lautsprechersystem 78c, Fahrzeugnebenaggregaten 78d usw. In einigen Ausführungsformen können die Hinweisvorrichtungen 78 ferner ein oder mehrere Nebenaggregate 78d beinhalten, die Kommunikationsvorrichtungen, Fernsteuerungen und vielfältigen Vorrichtungen entsprechen können, die Status- und Betriebsrückführung zwischen dem Benutzer U und dem Fahrzeug 12 bereitstellen können. Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen die HMI 66, die Anzeige 72 und der Touchscreen 74 durch die Steuerung 14 gesteuert werden, um Statusaktualisierungen bereitzustellen, die den Betrieb identifizieren oder Anweisungen oder Rückführung zum Steuern des Kupplungsunterstützungssystems 10 empfangen. Zusätzlich kann die tragbare Vorrichtung 80 in einigen Ausführungsformen mit der Steuerung 14 in Kommunikation stehen und dazu konfiguriert sein, eine oder mehrere Warnungen oder Nachrichten im Zusammenhang mit dem Betrieb des Kupplungsunterstützungssystems 10 anzuzeigen oder anderweitig anzugeben.
Unter weiterer Bezugnahme auf die in 2 gezeigte Ausführungsform ist die Steuerung 14 mit einem Mikroprozessor 82 konfiguriert, um Logik und Routinen zu verarbeiten, die in einem Speicher 84 gespeichert sind und Informationen von den vorstehend beschriebenen Sensoren und Fahrzeugsystemen einschließlich des Abbildungssystems 60, des Servolenksystems 50, des Fahrzeugbremssteuersystems 62, des Antriebsstrangsteuersystems 64 und anderer Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen empfangen. Die Steuerung 14 kann Fahrzeuglenkinformationen und -befehle in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der empfangenen Informationen erzeugen. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und -befehle dem Servolenksystem 50 bereitgestellt werden, um das Lenken des Fahrzeugs 12 zu beeinflussen, um einen befohlenen Fahrweg 20 (3) zur Ausrichtung an dem Koppler 16 des Anhängers 18 zu erreichen. Die Steuerung 14 kann den Mikroprozessor 82 und/oder andere analoge und/oder digitale Schaltungen zum Verarbeiten einer oder mehrerer Routinen beinhalten. Zudem kann die Steuerung 14 den Speicher 84 zum Speichern einer oder mehrerer Routinen beinhalten, einschließlich einer Bildverarbeitungsroutine 86 und/oder Kupplungsdetektionsroutine, einer Wegableitungsroutine 88 und einer Betriebsroutine 90.
Es versteht sich, dass die Steuerung 14 eine eigenständige dedizierte Steuerung oder eine geteilte Steuerung sein kann, die in andere Steuerfunktionen integriert ist, wie etwa in ein Fahrzeugsensorsystem, in das Servolenksystem 50 und andere denkbare bordeigene oder bordexterne Fahrzeugsteuersysteme integriert. Es sollte ferner angemerkt werden, dass die Bildverarbeitungsroutine 86 durch einen dedizierten Prozessor ausgeführt werden kann, zum Beispiel innerhalb eines eigenständigen Abbildungssystems für das Fahrzeug 12, das die Ergebnisse seiner Bildverarbeitung an andere Komponenten und Systeme des Fahrzeugs 12 einschließlich des Mikroprozessors 82 ausgeben kann. Ferner kann ein beliebiges bzw. beliebiger System, Computer, Prozessor oder dergleichen, das bzw. der Bildverarbeitungsfunktionalität abschließt, wie etwa die in dieser Schrift beschriebene, in dieser Schrift als „Bildprozessor“ bezeichnet werden, unabhängig von anderer Funktionalität, die es bzw. er ebenfalls umsetzen kann (darunter gleichzeitig mit dem Ausführen der Bildverarbeitungsroutine 86).
Das System 10 kann zudem das Abbildungssystem 60 einschließen, das eine oder mehrere Außenkameras beinhaltet. Beispiele für Außenkameras sind in 4 veranschaulicht und beinhalten die Rückfahrkamera 60a, die Kamera 60b an einer dritten hochgesetzten Bremsleuchte (center high-mount stop light camera - CHMSL-Kamera) und die Seitenansichtkameras 60c und 60d, obwohl andere Anordnungen einschließlich zusätzlicher oder alternativer Kameras möglich sind. In einem Beispiel kann das Abbildungssystem 60 die Rückfahrkamera 60a allein beinhalten oder kann derart konfiguriert sein, dass das System 10 in einem Fahrzeug mit mehreren Außenkameras nur die Rückfahrkamera 60a verwendet. In einem anderen Beispiel können die verschiedenen in dem Abbildungssystem 60 enthaltenen Kameras 60a-60d so positioniert sein, dass sich ihre jeweiligen Sichtfelder im Allgemeinen überlappen, die in der dargestellten Anordnung die Sichtfelder 92a, 92b, 92c und 92d beinhalten, um jeweils der Rückfahrkamera 60a, der Kamera 60b an der dritten hochgesetzten Bremsleuchte (CHMSL-Kamera) und den Seitenansichtkameras 60c bzw. 60d zu entsprechen. Auf diese Art und Weise können Bilddaten von zwei oder mehr der Kameras in der Bildverarbeitungsroutine 86 oder in einem anderen dedizierten Bildprozessor innerhalb des Abbildungssystems 60 zu einem einzelnen Bild kombiniert werden.
Als ein Beispiel für das Kombinieren von Bilddaten von mehreren Kameras können die Bilddaten dazu verwendet werden, stereoskopische Bilddaten abzuleiten, die verwendet werden können, um eine dreidimensionale Szene des Bereichs oder der Bereiche innerhalb von überlappenden Bereichen der verschiedenen Sichtfelder 92a, 92b, 92c und 92d zu rekonstruieren, die jegliche Objekte (zum Beispiel Hindernisse oder den Koppler 16) darin beinhalten. In einer Ausführungsform kann die Verwendung von zwei Bildern, die dasselbe Objekt beinhalten, dazu verwendet werden, einen Standort des Objekts in Bezug auf die zwei Bildquellen zu bestimmen, wenn eine räumliche Beziehung zwischen den Bildquellen als bekannt gegeben ist. In dieser Hinsicht kann die Bildverarbeitungsroutine 86 eine bekannte Programmierung und/oder Funktionalität verwenden, um ein Objekt innerhalb von Bilddaten von den verschiedenen Kameras 60a, 60b, 60c und 60d innerhalb des Abbildungssystems 60 zu identifizieren. In jedem Beispiel kann die Bildverarbeitungsroutine 86 Informationen im Zusammenhang mit der Positionierung von jeglichen Kameras 60a, 60b, 60c und 60d, die an dem Fahrzeug 12 vorhanden sind oder durch das System 10 verwendet werden, beinhalten, einschließlich zum Beispiel in Bezug auf einen Mittelpunkt 96 (1) des Fahrzeugs 12, sodass die Positionen der Kameras 60a, 60b, 60c und 60d in Bezug auf den Mittelpunkt 96 und/oder aufeinander für Berechnungen zur Objektpositionsbestimmung verwendet werden können und zu Objektpositionsdaten zum Beispiel in Bezug auf den Mittelpunkt 96 des Fahrzeugs 12 oder andere Merkmale des Fahrzeugs 12, wie etwa die Kupplungskugel 22 (1), bei bekannten Positionen in Bezug auf den Mittelpunkt 96 des Fahrzeugs 12 führen.
Die Bildverarbeitungsroutine 86 kann spezifisch dazu programmiert oder anderweitig konfiguriert sein, den Koppler 16 in Bilddaten aufzufinden. In einem Beispiel kann die Bildverarbeitungsroutine 86 den Koppler 16 innerhalb der Bilddaten auf Grundlage von gespeicherten oder anderweitig bekannten visuellen Eigenschaften des Kopplers 16 oder von Kupplungen im Allgemeinen identifizieren. In einer anderen Ausführungsform kann eine Markierung in der Form eines Aufklebers oder dergleichen an einer vorgegebenen Position in Bezug auf den Koppler 16 auf eine ähnliche Art und Weise an dem Anhänger 18 angebracht sein, wie sie in der gemeinsam übertragenen US-Patentschrift Nr. 9,102,271 beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung durch diesen Verweis in diese Schrift aufgenommen wird. In einer derartigen Ausführungsform kann die Bildverarbeitungsroutine 86 mit identifizierenden Eigenschaften der Markierung zum Auffinden in Bilddaten sowie der Positionierung des Kopplers 16 in Bezug auf eine derartige Markierung programmiert sein, sodass die Position 24 des Kopplers 16 auf Grundlage der Stelle der Markierung bestimmt werden kann.
Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 14 die Bestätigung des bestimmten Kopplers 16 über eine Aufforderung auf dem Touchscreen 74 einholen. Falls die Bestimmung des Kopplers 16 nicht bestätigt wird, kann eine weitere Bildverarbeitung bereitgestellt oder eine Benutzereinstellung der Position 24 des Kopplers 16 entweder unter Verwendung des Touchscreens 74 oder einer anderen Eingabe ermöglicht werden, um es dem Benutzer U zu ermöglichen, die dargestellte Position 24 des Kopplers 16 auf dem Touchscreen 74 zu bewegen, was die Steuerung 14 dazu verwendet, die Bestimmung der Position 24 des Kopplers 16 hinsichtlich des Fahrzeugs 12 auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Verwendung von Bilddaten einzustellen. Alternativ kann der Benutzer U die Position 24 des Kopplers 16 innerhalb eines auf der HMI 66 dargestellten Bilds visuell bestimmen und eine Berührungseingabe auf eine Art und Weise eingeben, die derjenigen ähnlich ist, die in der gleichzeitig anhängigen, gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung mit der Anmeldenr. 15/583,014 beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung durch diesen Verweis in diese Schrift aufgenommen wird. Die Bildverarbeitungsroutine 86 kann dann den Standort der Berührungseingabe mit dem Koordinatensystem 36 korrelieren, das auf die auf der Anzeige 72 angezeigten Bilddaten angewendet wird, das wie in 3 gezeigt dargestellt sein kann.
Wie in 3 gezeigt, können die Bildverarbeitungsroutine 86 und Betriebsroutine 90 in Verbindung miteinander verwendet werden, um den Weg 20 zu bestimmen, entlang dessen das Kupplungsunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 12 führen kann, um die Kupplungskugel 22 und den Koppler 16 des Anhängers 18 auszurichten. In dem gezeigten Beispiel kann eine Ausgangsposition des Fahrzeugs 12 in Bezug auf den Anhänger 18 derart sein, dass sich der Koppler 16 lediglich im Sichtfeld 92c der Seitenkamera 60c befindet, wobei das Fahrzeug 12 seitlich von dem Anhänger 18 positioniert ist, aber wobei der Koppler 16 beinahe längs an der Kupplungskugel 22 ausgerichtet ist. Auf diese Art und Weise kann die Bildverarbeitungsroutine 86 bei der Einleitung des Kupplungsunterstützungssystems 10, wie etwa durch Benutzereingaben auf dem Touchscreen 74, zum Beispiel den Koppler 16 innerhalb der Bilddaten der Kamera 60c identifizieren und die Position 24 des Kopplers 16 in Bezug auf die Kupplungskugel 22 schätzen. Die Position 24 des Kopplers 16 kann durch das System 10 unter Verwendung der Bilddaten in Übereinstimmung mit dem Empfangen von Brennweiteninformationen innerhalb der Bilddaten identifiziert werden, um einen Abstand D_c zu dem Koppler 16 und einen Winkel α_c des Versatzes zwischen dem Koppler 16 und der Längsachse des Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Diese Informationen können zudem in Anbetracht der Position 24 des Kopplers 16 innerhalb des Sichtfelds der Bilddaten verwendet werden, um die Höhe H_c des Kopplers 16 zu bestimmen oder zu schätzen. Sobald die Positionierung D_e, α_c des Kopplers 16 bestimmt und optional durch den Benutzer U bestätigt worden ist, kann die Steuerung 14 die Steuerung mindestens des Fahrzeuglenksystems 50 übernehmen, um die Bewegung des Fahrzeugs 12 entlang des gewünschten Wegs 20 zu steuern, um die Kupplungskugelposition 26 der Fahrzeugkupplungskugel 22 an dem Koppler 16 auszurichten.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 und 4 mit zusätzlicher Bezugnahme auf 2 kann die Steuerung 14, nachdem sie die Positionierung D_e, α_c des Kopplers 16 geschätzt hat, wie vorstehend erörtert, in einem Beispiel die Wegableitungsroutine 88 ausführen, um den Fahrzeugweg 20 zu bestimmen, um die Fahrzeugkupplungskugel 22 an dem Koppler 16 auszurichten. Insbesondere kann die Steuerung 14 verschiedene Eigenschaften des Fahrzeugs 12 in dem Speicher 84 gespeichert aufweisen, einschließlich des Radstands W, des Abstands von der Hinterachse zu der Kupplungskugel 22, der in dieser Schrift als die Deichsellänge L bezeichnet wird, sowie des maximalen Winkels δ_max, in den die gelenkten Räder 54 gedreht werden können. 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 durch die Steuerung 14 durch Kommunikation mit dem Lenksystem 50 gesteuert werden kann, wie vorstehend erörtert. Auf diese Art und Weise wird der kleinstmögliche Wert für den Wenderadius pmin wie folgt bestimmt, wenn der maximale Lenkwinkel δ_max bekannt ist: $ρ_{m i n} = \frac{1}{W tan δ_{m a x}}$
Die Wegableitungsroutine 88 kann dazu programmiert sein, den Fahrzeugweg 20 abzuleiten, um einen bekannten Standort der Fahrzeugkupplungskugel 22 an der geschätzten Position 24 des Kopplers 16 auszurichten, wobei der bestimmte Mindestwenderadius pmin berücksichtigt wird, um zu ermöglichen, dass durch den Weg 20 der bzw. die geringstmögliche(n) Raum und Manöver verwendet werden. Auf diese Art und Weise kann die Wegableitungsroutine 88 die Position des Fahrzeugs 12 verwenden, die auf dem Mittelpunkt 96 des Fahrzeugs 12, einem Standort entlang der Hinterachse, dem Standort der Koppelnavigationsvorrichtung 34 oder einem anderen bekannten Standort in dem Koordinatensystem 36 beruhen kann, um sowohl einen seitlichen Abstand zu dem Koppler 16 als auch einen Vorwärts- oder Rückwärtsabstand zu dem Koppler 16 zu bestimmen und einen Weg 20 abzuleiten, durch den die notwendige Seitwärts- und Vorwärts-Rückwärts-Bewegung des Fahrzeugs 12 innerhalb der Beschränkungen des Lenksystems 50 erreicht wird. Bei der Ableitung des Wegs 20 wird ferner die Positionierung der Kupplungskugel 22 auf Grundlage der Länge L in Bezug auf den nachverfolgten Standort des Fahrzeugs 12 (der dem Schwerpunkt 96 des Fahrzeugs 12, der Stelle eines GPS-Empfängers oder einem anderen vorgegebenem bekannten Bereich entsprechen kann) berücksichtigt, um die notwendige Positionierung des Fahrzeugs 12 zum Ausrichten der Kupplungskugel 22 an dem Koppler 16 zu bestimmen.
Unter Bezugnahme auf 5A und 5B sind nun Draufsichten von oben auf das Fahrzeug 12 gezeigt, die eine Führungsroutine verdeutlichen, die dazu konfiguriert ist, die Kupplungskugel 22 an dem Koppler 16 auszurichten. Wie veranschaulicht, kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, das Fahrzeug 12 rückwärts entlang einer Kursrichtung 102 zu manövrieren, die auf Grundlage des Wegs 20 identifiziert werden kann, der über die Wegableitungsroutine 88 bestimmt wird. Wie bereits erörtert, kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, das Bremssteuersystem 62 zu steuern, um die Annäherung des Fahrzeugs 12 an dem Endpunkt 70 des Wegs 20 zu steuern. Um sicherzustellen, dass das Fahrzeug 12 präzise an dem Endpunkt 70 angehalten wird, kann die Steuerung 14 ferner die Grenzregion 30 auf Grundlage der Anhaltestrecke des Fahrzeugs 12 bestimmen. Auf diese Art und Weise kann das System 10 das Fahrzeug 12 in vielfältigen Annäherungswinkeln steuern, um die Kupplungskugel 22 präzise an dem Koppler 16 auszurichten, während eine Kollision zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Anhänger 18 verhindert wird.
In 5A ist das Fahrzeug 12 in einem ersten Abstand d₁ gezeigt und in 5B ist das Fahrzeug 12 in einem zweiten Abstand d₂ in Bezug auf die Kopplerposition 24 gezeigt. Wenn sich das Fahrzeug 12 dem Anhänger 18 nähert, kann die Steuerung 14 die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine Annäherungsgeschwindigkeit verringern. Die Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 12 kann bereitstellen, dass eine Anhaltestrecke d_s des Fahrzeugs stetig durch das System gesteuert wird. Zum Beispiel kann die Anhaltestrecke d_s des Fahrzeugs 12 auf Grundlage von verschiedenen Steuerparametern des Bremssteuersystems 62 berechnet und/oder durch Probedaten kalibriert werden, die durch das System 10 während einer oder mehrerer Versuchsmessungen erfasst werden. Die Berechnung der Anhaltestrecke d_s kann in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12, dem Leistungsvermögen des Bremssystems 62, einem Flächengradienten oder Winkel der Fläche, auf der das Fahrzeug 12 betrieben wird, und der Masse des Fahrzeugs 12 berechnet werden. Um den Flächengradienten bereitzustellen, kann die Steuerung 14 mit einer inertialen Messeinheit (inertial measurement unit - IMU), einem Kreiselinstrument, einem Neigungsmesser und/oder einem Beschleunigungsmesser in Kommunikation stehen. Zusätzlich kann die Masse des Fahrzeugs 12 durch einen oder mehrere Gewichtssensoren oder Drucksensoren in Kommunikation mit der Steuerung 14 gemessen werden. Auf diese Art und Weise kann das System 10 dazu konfiguriert sein, die Anhaltestrecke d_s zu berechnen und/oder zu bestimmen.
In einigen Ausführungsformen kann die Anhaltestrecke d_s auf Grundlage einer gewünschten Verzögerungsrate des Fahrzeugs 12 kalibriert sein. Die Kalibrierung kann auf dem Flächengradienten, der Masse des Fahrzeugs 12 usw. beruhen, wie bereits erörtert. Zusätzlich kann die Anhaltestrecke d_s so eingestellt und kalibriert sein, dass sie zu einer Komfortbedingung oder gewünschten Zeit, die zum Abschließen einer Ausrichtungsroutine erforderlich ist, passt. Zum Beispiel kann eine erhöhte Verzögerungsrate den Komfort reduzieren, aber eine Zeit verbessern, die notwendig ist, um die Ausrichtungsroutine abzuschließen, indem erhöhte Betriebsgeschwindigkeiten und/oder eine reduzierte Anhaltestrecke d_s zugelassen werden. Im Gegensatz dazu kann eine niedrige Verzögerungsrate zu einem sanfteren Anhalten des Fahrzeugs 12 führen, jedoch entweder eine Ausrichtungszeit erhöhen oder die Anhaltestrecke d_s erhöhen. Dementsprechend kann der Betrieb des Systems 10 so kalibriert sein, dass er zu einer gewünschten Verzögerungsrate und einer zusätzlichen Variable passt, die mit der Verzögerungsrate in Verbindung stehen kann, wie in dieser Schrift erörtert.
Auf Grundlage der Anhaltestrecke d_s kann die Steuerung 14 die Grenzregion 30 berechnen, die sich von einem Umfang 106 des Anhängers 18 erstreckt. Der Umfang 106 des Anhängers 18 kann in den Abtastdaten detektiert werden, wenn eine Umfangskante des Anhängers 18 in Bilddaten und/oder Näherungsdaten, die durch das Abbildungssystem 60 oder verschiedene zusätzliche Abtastvorrichtungen (z. B. Ultraschallsensoren, Radarsensoren usw.) erfasst werden, identifiziert wird. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 eine Kopplergrenze 30a auf Grundlage des Umfangs 106 des Kopplers 16 berechnen. Die Kopplergrenze 30a, die einem Halbkreis entsprechen kann, der konzentrisch um die Kopplerposition 24 positioniert ist. Zusätzlich kann die Grenzregion 30 eine Anhängergrenze 30b umfassen, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der Kursrichtung 102 durch die Kopplerposition 24 erstrecken kann. Auf diese Art und Weise kann die Grenzregion 30 auf Grundlage eines Annäherungswinkels zwischen der Kursrichtung 102 des Fahrzeugs 12 und einer Kopplertrajektorie 104, die im Wesentlichen an einer Mittellinie C des Anhängers 18 ausgerichtet sein kann, variieren. Die Ausrichtung der Grenzregion 30 wird unter Bezugnahme auf 6 näher erörtert.
Unter weiterer Bezugnahme auf 5A und 5B kann die Steuerung 14 als Reaktion darauf, dass ein Abschnitt des Fahrzeugs 12 in die Grenzregion 30 eintritt oder eine Schwelle davon überquert, das Bremssystem 62 steuern, um das Fahrzeug 12 anzuhalten. Wie in 5B gezeigt, kann die Steuerung 14 die Bremsroutine als Reaktion darauf aktivieren, dass die Kupplungskugel 22 in die Grenzregion 30 eintritt, sodass das Fahrzeug 12 präzise angehalten wird, wobei die Kupplungskugel 22 an dem Koppler 16 ausgerichtet ist. Um die Ausrichtung bereitzustellen, wie sie in 5A und 5B gezeigt ist, kann die Steuerung 14 die Wegableitungsroutine 88 derart berechnen, dass die Kursrichtung 102 des Fahrzeugs 12 und eine Kopplertrajektorie 104 im Wesentlichen an einer Mittellinie C ausgerichtet sind, wenn das Fahrzeug 12 in die Grenzregion 30 eintritt.
Nun wird auf 6 Bezug genommen, in der gezeigt ist, dass sich das Fahrzeug 12 dem Anhänger 18 entlang eines Annäherungswinkels 110 nähert. Obwohl in vielen Fällen das Ausrichten der Kursrichtung 102 an der Kopplertrajektorie 104, wie es in 5A und 5B gezeigt ist, günstig sein kann, kann in vielen Situationen die Ausrichtung des Annäherungswinkels 110 problematisch oder unmöglich sein. Falls das System 10 zum Beispiel nur dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug 12 in der Rückwärtsrichtung zu betreiben oder zu manövrieren, kann eine Anforderung des Ausrichtens der Kursrichtung 102 an der Kopplertrajektorie 104 aufgrund der Navigationseinschränkungen im Zusammenhang mit der Dynamik (z. B. Mindestwenderadius ρ_min) des Fahrzeugs 12 zu eingeschränkten Betriebsbedingungen des Systems 10 führen. Zusätzlich ist in einigen Szenarien die Ausrichtung der Kursrichtung 102 an der Kopplertrajektorie 104 aufgrund des Vorhandenseins eines oder mehrerer Objekte 112, die den Weg 20 des Fahrzeugs 12 behindern können, eingeschränkt. In derartigen Situationen kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, das Fahrzeug 12 derart zu manövrieren, dass der Annäherungswinkel kleiner als ein kritischer Winkel 114 ist, der von den Abmessungen oder der Proportion des Anhängers 18, des Kopplers 16, der Kupplungskugel 22 und entsprechenden Kupplungshalterung usw. abhängig sein kann. Der kritische Winkel 114 kann durch den Benutzer U programmiert werden und/oder anhand der Bilddaten detektiert werden, wie in dieser Schrift erörtert.
Im Betrieb kann der kritische Winkel 114 mit der Grenzregion 30 verglichen werden, um eine Ausrichtungsdurchführbarkeit des Ausrichtens der Kupplungskugel 22 an dem Koppler 16 zu bestimmen. Falls zum Beispiel ein Abschnitt der Anhängergrenze 30b oder der Kupplungsgrenze 30a den kritischen Winkel 114 schneidet oder überquert, kann die Steuerung 14 eine Ausrichtungsroutine aufheben. Falls zusätzlich ein beliebiger Abschnitt des Fahrzeugs 12 in die Grenzregion 30 eintritt oder eine Schwelle davon überquert, kann die Steuerung 14 das Bremssystem 62 steuern, um das Fahrzeug 12 anzuhalten. Auf diese Art und Weise kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, die Durchführbarkeit der Ausrichtung der Kupplungskugel 22 an dem Koppler 16 zu bestimmen und eine Anhaltemaßnahme des Bremssystems auszulösen, um die Kupplungskugel 22 auf Grundlage der Grenzregion 30 an dem Koppler 16 auszurichten. Auf diese Art und Weise kann die Offenbarung einen robusten Betrieb des Fahrzeugs 12 bereitstellen, um die Kupplungskugel 22 zur Verbindung an dem Koppler 16 auszurichten.
Nun wird auf 7 Bezug genommen, in der ein Ablaufdiagramm gezeigt ist, das eine Ausrichtungsroutine 120 gemäß der Offenbarung verdeutlicht. Im Betrieb kann die Steuerung 14 mit der Routine 120 beginnen, indem sie die Kopplerposition 24 des Kopplers 16 in Verbindung mit dem Anhänger 18 detektiert (122). Sobald die Kopplerposition 24 bestimmt ist, kann die Steuerung 14 weiterhin den Weg 20 des Fahrzeugs 12 auf Grundlage der Wegableitungsroutine 88 identifizieren (124). Sobald der Weg identifiziert ist, kann die Steuerung 14 das System 10 steuern, um das Fahrzeug 12 entlang des Wegs 20 zu manövrieren (126). Während des Manövrierens des Fahrzeugs 12 kann die Steuerung 14 den Abstand der Kopplerposition 24 entlang des Wegs 20 überwachen (128). Falls der Abstand größer als die Annäherungsstrecke (z. B. ein vorbestimmter Abstand) ist, kann die Steuerung 14 zu Schritt 124 zurückkehren. Falls der Abstand kleiner als die Annäherungsstrecke ist, kann die Steuerung 14 die Anhaltestrecke d_s des Fahrzeugs 12 auf Grundlage der Annäherungsgeschwindigkeit, Last und zusätzlicher Betriebsparameter identifizieren, wie in dieser Schrift erörtert (130).
Auf Grundlage der Anhaltestrecke d_s kann die Steuerung 14 ferner die Grenzregion 30 definieren (132). Sobald die Grenzregion 30 bestimmt ist, kann die Steuerung 14 das Fahrzeug 12 weiterhin mit der Annäherungsgeschwindigkeit entlang des Wegs 20 manövrieren (134). Zusätzlich kann die Steuerung 14 weiterhin den Abstand zu der Kopplerposition 24 entlang des Wegs 20 überwachen, um zu bestimmen, ob ein Abschnitt (z. B. die Kupplungskugel 22) des Fahrzeugs 12 in die Grenzregion 30 eingetreten ist oder eine Schwelle davon überquert hat (136). Falls das Fahrzeug 12 in die Kupplungsgrenze 30 eingetreten ist, kann die Steuerung 14 das Bremssteuersystem 62 steuern, um das Fahrzeug 12 anzuhalten (138). Falls das Fahrzeug 12 nicht in die Kupplungsgrenze 30 eingetreten ist, kann die Steuerung 14 das Fahrzeug 12 weiterhin mit der Annäherungsgeschwindigkeit entlang des Wegs 20 steuern (134).
Nachdem das Fahrzeug 12 angehalten hat, kann die Steuerung 14 bestimmen, ob die Kupplungsposition 26 an der Kopplerposition 24 ausgerichtet ist (140). Die Bestimmung der Ausrichtung der Kupplungsposition 26 an der Kopplerposition 24 kann auf Grundlage der Bilddaten bestimmt werden, die über das Abbildungssystem 60 erfasst werden. Falls die Kupplungsposition 26 nicht an der Kopplerposition 24 ausgerichtet ist, kann die Steuerung 14 eine Angabe oder Benachrichtigung über eine fehlgeschlagene Ausrichtung ausgeben (142). Falls die Kupplungsposition 26 in Schritt 140 an der Kopplerposition 24 ausgerichtet ist, kann die Steuerung 14 eine Angabe über eine erfolgreiche Ausrichtung ausgeben (144). Im Anschluss an einen der Schritte 142 und 144 kann die Steuerung 14 die Ausrichtungsroutine 120 abschließen. Auf diese Art und Weise kann die Steuerung 14 auf Grundlage der Bestimmung der Grenzregion 30 das Fahrzeug 12 präzise anhalten, wobei die Kupplungskugel 22 an dem Koppler 16 ausgerichtet ist.
Die konkreten detaillierten Schritte, die unter Bezugnahme auf die verschiedenen in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsformen und Verfahren erörtert sind, sind Beispiele, die bereitgestellt werden, um einige nützliche Anwendungen der durch die Anmeldung offenbarten Systeme und Vorrichtungen zu verdeutlichen. Es versteht sich, dass zwar konkrete Vorrichtungen unter Bezugnahme auf das System 10 erörtert sind, aber verschiedene Vorrichtungen, die ähnliche Betriebseigenschaften bereitstellen können, umgesetzt sein können, um die in dieser Schrift erörterten Verfahren bereitzustellen. Dementsprechend sollen die in dieser Schrift bereitgestellten detaillierten Ausführungsformen nicht als den Umfang der Offenbarung einschränkend erachtet werden.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen an der vorstehend genannten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte durch die folgenden Patentansprüche abgedeckt sein sollen, sofern diese Patentansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes festlegen.
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. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach stationär oder dem Wesen nach beweglich sein. Ein derartiges Verbinden kann erreicht werden, indem die zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den zwei Komponenten ausgebildet werden. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach dauerhaft sein oder dem Wesen nach abnehmbar oder lösbar sein, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Es ist zudem wichtig, festzuhalten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie sie in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigt sind, lediglich veranschaulichend sind. Obwohl nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Innovationen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben worden sind, wird der Fachmann, der diese Offenbarung betrachtet, ohne Weiteres erkennen, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des genannten Gegenstands abzuweichen. Zum Beispiel können Elemente, die als einstückig ausgebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder können Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, einstückig ausgebildet sein, kann die Bedienung der Schnittstellen umgekehrt oder anderweitig variiert werden, kann die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungsglieder oder sonstigen Elemente des Systems variiert werden und kann die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Einstellpositionen variiert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus beliebigen aus einer breiten Vielfalt an Materialien, die ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit bereitstellen, in beliebigen aus einer breiten Vielfalt an Farben, Texturen und Kombinationen konstruiert werden können. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen im Umfang der vorliegenden Innovationen eingeschlossen sind. Andere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können an der Gestaltung, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der gewünschten und anderer beispielhafter Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass beliebige beschriebene Prozesse oder Schritte innerhalb der beschriebenen Prozesse mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten zum Ausbilden von Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung kombiniert werden können.
Die in dieser Schrift offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das zum Steuern einer Anhängerausrichtungsroutine konfiguriert ist und Folgendes aufweist: eine an einem Fahrzeug montierte Kupplung; und eine Steuerung, die zu Folgendem konfiguriert ist: Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers; Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in Richtung einer ausgerichteten Position; Berechnen einer Anhalteschwelle in Bezug auf die Kopplerposition, wobei die Anhalteschwelle einen zu der Kopplerposition konzentrischen Halbkreis umfasst; und Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung die Anhalteschwelle überschreitet.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Anhalteschwelle auf Grundlage einer Anhaltestrecke des Fahrzeugs identifiziert.
Gemäß einer Ausführungsform definiert die Anhaltestrecke einen Radius des Halbkreises in Bezug auf die Kopplerposition.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Bewegung des Fahrzeugs entlang einer Kursrichtung gesteuert.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Anhalteschwelle eine Grenze, die sich von dem Halbkreis erstreckt, der sich um einen Umfang des Anhängers erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich die Grenze im Wesentlichen senkrecht zu der Kursrichtung durch die Kopplerposition.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert: Vergleichen eines Kupplungsstandorts der Kupplung mit einer Ausrichtungsregion, die sich um den Koppler erstreckt, als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug anhält; und auf Grundlage des Vergleichs Identifizieren, ob der Kupplungsstandort innerhalb der Ausrichtungsregion liegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert: Ausgeben eines Fehlausrichtungssignals als Reaktion darauf, dass der Kupplungsstandort außerhalb der Ausrichtungsregion liegt.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Anhaltestrecke des Fahrzeugs auf Grundlage einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Niveaudetektionsvorrichtung gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Niveaudetektionsvorrichtung mindestens eines von einer inertialen Messeinheit, einem Kreiselinstrument, einem Neigungsmesser und einem Beschleunigungsmesser.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, die Anhaltestrecke als Reaktion auf einen Gradienten einer Bodenfläche, auf der das Fahrzeug betrieben wird, das durch die Niveaudetektionsvorrichtung identifiziert wird, zu berechnen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch einen Gewichtssensor gekennzeichnet, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, die Anhaltestrecke des Fahrzeugs auf Grundlage einer Masse des Fahrzeugs zu detektieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs Folgendes: Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers in den Sensordaten; Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position, die eine Kupplungskugel des Fahrzeugs an der Kopplerposition ausrichtet; Berechnen einer Anhalteschwelle in Bezug auf die Kopplerposition, wobei die Anhalteschwelle eine Kopplergrenze, die sich um die Kopplerposition erstreckt, umfasst; und Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung in die Kopplergrenze eintritt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Identifizieren der Anhalteschwelle auf Grundlage einer Anhaltestrecke des Fahrzeugs gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Kopplergrenze einen Halbkreis, der sich im Abstand der Anhaltestrecke um die Kopplerposition erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Berechnen einer Anhängergrenze auf Grundlage einer Kursrichtung des Fahrzeugs gekennzeichnet, wobei sich die Anhängergrenze von der Kopplergrenze erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst Steuern der Bremsprozedur ferner Steuern der Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung in die Anhängergrenze eintritt.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Anhängergrenze so berechnet, dass sie sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Kursrichtung des Fahrzeugs durch die Kopplerposition erstreckt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das zum Steuern einer Anhängerausrichtungsroutine konfiguriert ist und Folgendes aufweist: eine an einem Fahrzeug montierte Kupplung; einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, Sensordaten in einer Region nahe dem Fahrzeug zu erfassen; und eine Steuerung, die zu Folgendem konfiguriert ist: Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers in den Sensordaten; Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs entlang eines Fahrzeugkurses in eine ausgerichtete Position, wobei die Kupplung an dem Koppler ausgerichtet ist; Berechnen einer Anhaltegrenze um mindestens einen Abschnitt des Anhängers, wobei die Anhaltegrenze eine Kopplergrenze, die sich im Abstand einer Anhaltestrecke von dem Koppler erstreckt, und eine Anhängergrenze, die sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Fahrzeugkurs durch die Kopplerposition erstreckt, umfasst; und Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung in die Anhaltegrenze eintritt.
PATENTANSPRÜCHE:

1. Fahrzeugsystem, das zum Steuern einer Anhängerausrichtungsroutine konfiguriert ist, umfassend:
- eine an einem Fahrzeug montierte Kupplung; und
- eine Steuerung, die zu Folgendem konfiguriert ist:
  - Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers;
  - Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in Richtung einer ausgerichteten Position;
  - Berechnen einer Anhalteschwelle in Bezug auf die Kopplerposition, wobei die Anhalteschwelle einen zu der Kopplerposition konzentrischen Halbkreis umfasst; und
  - Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung die Anhalteschwelle überschreitet.
2. System nach Anspruch 1, wobei die Anhalteschwelle auf Grundlage einer Anhaltestrecke des Fahrzeugs identifiziert wird.
3. System nach Anspruch 1, wobei die Anhaltestrecke einen Radius des Halbkreises in Bezug auf die Kopplerposition definiert.
4. System nach Anspruch 1, wobei die Bewegung des Fahrzeugs entlang einer Kursrichtung gesteuert wird.
5. System nach Anspruch 4, wobei die Anhalteschwelle eine Grenze umfasst, die sich von dem Halbkreis erstreckt, der sich um einen Umfang des Anhängers erstreckt.
6. System nach Anspruch 4, wobei sich die Grenze im Wesentlichen senkrecht zu der Kursrichtung durch die Kopplerposition erstreckt.
7. System nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert ist:
- Vergleichen eines Kupplungsstandorts der Kupplung mit einer Ausrichtungsregion, die sich um den Koppler erstreckt, als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug anhält; und
- auf Grundlage des Vergleichs Identifizieren, ob der Kupplungsstandort innerhalb der Ausrichtungsregion liegt.
8. System nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert ist:
- Ausgeben eines Fehlausrichtungssignals als Reaktion darauf, dass der Kupplungsstandort außerhalb der Ausrichtungsregion liegt.
9. System nach Anspruch 1, wobei die Anhaltestrecke des Fahrzeugs auf Grundlage einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet wird.
10. System nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Niveaudetektionsvorrichtung.
11. System nach Anspruch 10, wobei die Niveaudetektionsvorrichtung mindestens eines von einer inertialen Messeinheit, einem Kreiselinstrument, einem Neigungsmesser und einem Beschleunigungsmesser umfasst.
12. System nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, die Anhaltestrecke als Reaktion auf einen Gradienten einer Bodenfläche, auf der das Fahrzeug betrieben wird, das durch die Niveaudetektionsvorrichtung identifiziert wird, zu berechnen.
13. System nach Anspruch 9, ferner umfassend einen Gewichtssensor, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, die Anhaltestrecke des Fahrzeugs auf Grundlage einer Masse des Fahrzeugs zu detektieren.
14. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend:
- Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers in den Sensordaten; Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position, die eine Kupplungskugel des Fahrzeugs an der Kopplerposition ausrichtet;
- Berechnen einer Anhalteschwelle in Bezug auf die Kopplerposition, wobei die Anhalteschwelle eine Kopplergrenze, die sich um die Kopplerposition erstreckt, umfasst; und
- Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung in die Kopplergrenze eintritt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend:
- Identifizieren der Anhalteschwelle auf Grundlage einer Anhaltestrecke des Fahrzeugs, wobei die Kopplergrenze einen Halbkreis umfasst, der sich im Abstand der Anhaltestrecke um die Kopplerposition erstreckt.

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Diese Offenbarung stellt ein System und Verfahren zur Fahrzeugausrichtungssteuerung bereit. Ein Fahrzeugsystem, das zum Steuern einer Anhängerausrichtungsroutine konfiguriert ist, umfasst eine an einem Fahrzeug montierte Kupplung und eine Steuerung. Die Steuerung ist zum Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers und Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in Richtung einer ausgerichteten Position konfiguriert. Die Steuerung ist ferner zum Berechnen einer Anhalteschwelle in Bezug auf die Kopplerposition konfiguriert. Die Anhalteschwelle umfasst einen zu der Kopplerposition konzentrischen Halbkreis. Die Steuerung ist ferner zum Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung die Anhalteschwelle überschreitet, konfiguriert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9102271 [0026]

Claims

Fahrzeugsystem, das zum Steuern einer Anhängerausrichtungsroutine konfiguriert ist, umfassend: eine an einem Fahrzeug montierte Kupplung; und eine Steuerung, die zu Folgendem konfiguriert ist: Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers; Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in Richtung einer ausgerichteten Position; Berechnen einer Anhalteschwelle in Bezug auf die Kopplerposition, wobei die Anhalteschwelle einen zu der Kopplerposition konzentrischen Halbkreis umfasst; und Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung die Anhalteschwelle überschreitet.
System nach Anspruch 1, wobei die Anhalteschwelle auf Grundlage einer Anhaltestrecke des Fahrzeugs identifiziert wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Anhaltestrecke einen Radius des Halbkreises in Bezug auf die Kopplerposition definiert.
System nach Anspruch 1, wobei die Bewegung des Fahrzeugs entlang einer Kursrichtung gesteuert wird.
System nach Anspruch 4, wobei die Anhalteschwelle eine Grenze umfasst, die sich von dem Halbkreis erstreckt, der sich um einen Umfang des Anhängers erstreckt.
System nach Anspruch 4, wobei sich die Grenze im Wesentlichen senkrecht zu der Kursrichtung durch die Kopplerposition erstreckt.
System nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert ist: Vergleichen eines Kupplungsstandorts der Kupplung mit einer Ausrichtungsregion, die sich um den Koppler erstreckt, als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug anhält; und auf Grundlage des Vergleichs Identifizieren, ob der Kupplungsstandort innerhalb der Ausrichtungsregion liegt.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert ist: Ausgeben eines Fehlausrichtungssignals als Reaktion darauf, dass der Kupplungsstandort außerhalb der Ausrichtungsregion liegt.
System nach Anspruch 1, wobei die Anhaltestrecke des Fahrzeugs auf Grundlage einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet wird.
System nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Niveaudetektionsvorrichtung.
System nach Anspruch 10, wobei die Niveaudetektionsvorrichtung mindestens eines von einer inertialen Messeinheit, einem Kreiselinstrument, einem Neigungsmesser und einem Beschleunigungsmesser umfasst.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, die Anhaltestrecke als Reaktion auf einen Gradienten einer Bodenfläche, auf der das Fahrzeug betrieben wird, das durch die Niveaudetektionsvorrichtung identifiziert wird, zu berechnen.
System nach Anspruch 9, ferner umfassend einen Gewichtssensor, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, die Anhaltestrecke des Fahrzeugs auf Grundlage einer Masse des Fahrzeugs zu detektieren.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: Identifizieren einer Kopplerposition eines Anhängers in den Sensordaten; Steuern einer Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Position, die eine Kupplungskugel des Fahrzeugs an der Kopplerposition ausrichtet; Berechnen einer Anhalteschwelle in Bezug auf die Kopplerposition, wobei die Anhalteschwelle eine Kopplergrenze, die sich um die Kopplerposition erstreckt, umfasst; und Steuern einer Bremsprozedur als Reaktion darauf, dass die Kupplung in die Kopplergrenze eintritt.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: Identifizieren der Anhalteschwelle auf Grundlage einer Anhaltestrecke des Fahrzeugs, wobei die Kopplergrenze einen Halbkreis umfasst, der sich im Abstand der Anhaltestrecke um die Kopplerposition erstreckt.