DE102020102183A1

DE102020102183A1 - Anhängerankupplungsunterstützung

Info

Publication number: DE102020102183A1
Application number: DE102020102183.6A
Authority: DE
Inventors: James Dottavio; Ross Dykstra Pursifull
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2020-08-06
Also published as: US20200247470A1; CN111497537A; US10933914B2

Abstract

Die Offenbarung stellt eine Anhängerankupplungsunterstützung bereit. Es ist in dieser Schrift ein Fahrzeugsystem offenbart. Das System beinhaltet eine an ein Fahrzeug montierte Kupplungskugel. Eine Steuerung ist dazu konfiguriert, eine Kupplungsstellung eines Anhängers zu identifizieren und die Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Stellung zu steuern, wobei die Kupplungskugel an der Kupplungsstellung ausgerichtet ist. Die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, ein Fahrzeugbewegungsprogramm zu starten, nachdem das Fahrzeug die ausgerichtete Stellung erreicht hat.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein System zum Unterstützen bei einem Fahrzeuganhängerankupplungsvorgang. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein System, das dazu konfiguriert ist, einem Benutzer zu ermöglichen, eine Anhängerkupplung angemessen auf einer Kupplungskugel abzusetzen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Das Ankuppeln eines Anhängers an ein Fahrzeug kann frustrierend und zeitaufwändig sein. Insbesondere kann das angemessene Absetzen einer Fahrzeugkupplungskugel auf eine Anhängerkupplung schwierig sein, besonders, wenn das Gewicht des Anhängers über die Kupplung auf der Kupplungskugel lastet, bevor die notwendige Ausrichtung zwischen der Kupplungskugel und der Kupplung erreicht ist. Diese Situation führt häufig dazu, dass ein Benutzer versucht, den Anhänger zu schaukeln und/oder das Fahrzeug zu bewegen, um die Kupplung dazu zu bringen, auf der Kupplungskugel abgesetzt zu werden. Diese Anstrengung kann sowohl umständlich als auch gefährlich für den Benutzer sein. Dementsprechend können weitere Fortschritte gewünscht sein, die ermöglichen, dass eine Anhängerkupplung bequem auf einer Fahrzeugkupplungskugel abgesetzt werden kann.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeugsystem offenbart. Das System beinhaltet eine an ein Fahrzeug montierte Kupplungskugel. Eine Steuerung ist dazu konfiguriert, eine Kupplungsstellung eines Anhängers zu identifizieren und die Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Stellung zu steuern, wobei die Kupplungskugel an der Kupplungsstellung ausgerichtet ist. Die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, ein Fahrzeugbewegungsprogramm zu starten, nachdem das Fahrzeug die ausgerichtete Stellung erreicht hat.
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, das Fahrzeugbewegungsprogramm als Reaktion auf mindestens eine Benutzereingabe zu starten, die über die Mensch-Maschine-Schnittstelle empfangen wurde;
• die Mensch-Maschine-Schnittstelle ist eine tragbare Vorrichtung, die dazu konfiguriert ist, mit der Steuerung über drahtlose Kommunikation zu kommunizieren;
• die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, ein Antriebsstrangsteuersystem des Fahrzeugs zu steuern, um das Fahrzeug als Reaktion auf das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms um eine vorbestimmte Entfernung nach vorn und um eine vorbestimmte Entfernung nach hinten zu bewegen;
• die vorbestimmte Entfernung der Vorwärtsbewegung beträgt von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm;
• die vorbestimmte Entfernung der Rückwärtsbewegung beträgt von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm;
• die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, ein Antriebsstrangsteuersystem des Fahrzeugs zu steuern, um das Fahrzeug als Reaktion auf das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms in einer Reihe von Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen nacheinander zu bewegen;
• eine Brennkraftmaschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug in die ausgerichtete Stellung zu bewegen; und eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug beim Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms zu bewegen;
• einen Anlassermotor, der dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug anzulassen, wobei das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms eine Aktivierung des Anlassermotors veranlasst; und
• die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, ein Fahrzeugbremssteuersystem zu steuern, um eine Betriebsbremse zeitweilig anzuwenden, um die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs während der Ausführung des Fahrzeugbewegungsprogramms anzuhalten.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs offenbart. Das Verfahren umfasst das Identifizieren einer Kupplungsstellung eines Anhängers und das Steuern der Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Stellung, was eine Kupplungskugel an der Kupplungsstellung ausrichtet. Nach dem Erreichen der ausgerichteten Stellung fährt das Verfahren durch das Steuern der Bewegung des Fahrzeugs durch das Durchführen eines Fahrzeugbewegungsprogramms als Reaktion darauf fort, dass eine Mensch-Maschine-Schnittstelle mindestens eine Benutzereingabe empfängt.
Ausführungsformen des zweiten Aspekts der Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Schritte beinhalten:

• das Bewegen des Fahrzeugs um eine vorbestimmte Entfernung nach vorn und das Bewegen des Fahrzeugs um eine vorbestimmte Entfernung nach hinten;
• die Mensch-Maschine-Schnittstelle ist eine tragbare Vorrichtung, die dazu konfiguriert ist, mit dem Fahrzeug drahtlos zu kommunizieren;
• das Bewegen des Fahrzeugs in einer Reihe von Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen nacheinander; und
• das Steuern der Bewegung des Fahrzeugs durch das Bewegen des Fahrzeugs um eine vorbestimmte Entfernung nach vorn, nachdem eine Kupplung des Anhängers auf die Kupplungskugel abgesetzt wurde.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeugsystem offenbart. Das Fahrzeugsystem beinhaltet eine an ein Fahrzeug montierte Kupplungskugel. Das Fahrzeugsystem beinhaltet ferner eine Mensch-Maschine-Schnittstelle. Eine Steuerung ist elektrisch an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle gekoppelt und ist dazu konfiguriert, ein Fahrzeugbewegungsprogramm als Reaktion auf mindestens eine Benutzereingabe zu starten, die über die Mensch-Maschine-Schnittstelle empfangen wurde, wobei das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms das Fahrzeug veranlasst, sich in einer Reihe von Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen nacheinander zu bewegen.
Ausführungsformen des dritten Aspekts der Offenbarung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• die Vorwärtsbewegungen umfassen eine vorbestimmte Entfernung von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm;
• die Rückwärtsbewegungen umfassen eine vorbestimmte Entfernung von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm;
• die Vorwärtsbewegungen umfassen eine vorbestimmte Entfernung von ungefähr 10 mm bis ungefähr 40 mm;
• die Rückwärtsbewegungen umfassen eine vorbestimmte Entfernung von ungefähr 10 mm bis ungefähr 40 mm; und

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
Beschreibung der Zeichnungen:

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs in einer abgekuppelten Stellung in Bezug auf einen Anhänger;
2 ist eine Darstellung eines Systems gemäß einem Aspekt der Offenbarung zum Unterstützen beim Ausrichten des Fahrzeugs am Anhänger in einer Stellung zum Ankuppeln des Anhängers an das Fahrzeug;
3 ist eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug während eines Schrittes der Ausrichtung am Anhänger;
4 ist eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug während eines Schrittes der Abfolge der Ausrichtung am Anhänger;
5 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, das am Anhänger ausgerichtet ist, die eine Kupplung des Anhängers in Berührung mit einer Kupplungskugel des Fahrzeugs aber nicht darauf abgesetzt veranschaulicht;
6A ist eine Seitenansicht der Kupplungskugel in einer nichtabgesetzten Berührung mit der Kupplung, die eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs und der Kupplungskugel während der Ausführung des Fahrzeugbewegungsprogramms veranschaulicht;
6B ist eine Seitenansicht der Kupplungskugel in einer nichtabgesetzten Berührung mit der Kupplung, die eine Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs und der Kupplungskugel während der Ausführung des Fahrzeugbewegungsprogramms veranschaulicht;
6C ist eine Seitenansicht der Kupplung des Anhängers, die auf der Kupplungskugel des Fahrzeugs abgesetzt ist; und
7 ist ein Blockdiagramm, das die Schritte eines Verfahrens zum Steuern eines Fahrzeugs veranschaulicht.

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. Somit sind konkrete Abmessungen und andere physische Eigenschaften bezüglich der hier offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern die Patentansprüche nicht ausdrücklich etwas anderes vorgeben. Sofern nicht anderweitig vorgegeben ist, versteht es sich darüber hinaus, dass die Erörterung eines bestimmten Merkmals einer Komponente, 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 dass es/sie sich nur in einer derartigen Richtung oder auf einer derartigen Ebene ohne andere Richtungskomponenten oder -abweichung erstreckt, sofern nicht anderweitig vorgegeben ist.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf die 1-4 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Ankupplungsunterstützungssystem (auch als eine „Ankupplungsunterstützung“ bezeichnet) für ein Fahrzeug 12. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Ankupplungsunterstützungssystem 10 eine Steuerung 14, die dazu konfiguriert ist, Stellungsdaten einer Kupplung 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 der Kupplung 16 auszurichten. Das Ableiten des Fahrzeugwegs 20 kann eine Vielzahl von Schritten beinhalten, die das Erfassen und das Ausgleichen einer Änderung einer Kupplungsstellung 24 beinhalten, um das Fahrzeug 12 zu steuern, um eine Ankupplungsstellung 26 zu finden, die an der Kupplung 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 dazwischenliegende Objekte oder Strukturen, 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 Ankupplungsunterstützungssystem 10 derartig ein(e) verbesserte(s) Navigation des Fahrzeugs 12 und/oder Zusammenwirken mit der Kupplung 16 bereitstellt, dass der Anhänger 18 problemlos wirksam mit dem Fahrzeug 12 verbunden werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann das Ankupplungsunterstützungssystem 10 dazu konfiguriert sein, das Fahrzeug 12 zu steuern, um ein automatisiertes Fahrzeuganhalteprogramm zu starten. Die Steuerung 14 kann das Fahrzeuganhalteprogramm anwenden, um das Fahrzeug 12 anzuhalten und die Kupplungskugel 22 in Ausrichtung an der Kupplung 16 zu positionieren. Während zum Beispiel eines geführten oder automatisierten Betriebs des Fahrzeugs 12 kann die Steuerung 14 derartig die Bewegung des Fahrzeugs 12 entlang dem Fahrzeugweg 20 steuern, dass die Kupplungskugel 22 des Fahrzeugs 12 an der Kupplung 16 ausgerichtet ist. Das Fahrzeug 12 kann in der ausgerichteten Stellung derartig gestoppt werden, dass sich die Kupplungskugel 22 nahe der Kupplung 16 befindet, was dem Benutzer U ermöglichen kann, die Kupplung 16 bequem auf der Kupplungskugel 22 abzusetzen. Unterschiedliche Faktoren können jedoch beitragen, die Ausrichtung zwischen der Kupplungskugel 22 und der Kupplung 16 zu beeinträchtigen, dass, wenn die Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 abgesetzt wird, die Kupplung 16 nicht angemessen auf der Kupplungskugel 22 abgesetzt ist. Dementsprechend kann das System 10 dazu konfiguriert sein, ein Fahrzeugbewegungsprogramm 30 anzuwenden, das den Benutzer U beim Absetzen der Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 unterstützen kann. Eine detaillierte Beschreibung des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 wird ferner unter Bezugnahme auf die 5-6A erörtert werden.
Hinsichtlich des allgemeinen Betriebs des Ankupplungsunterstützungssystems 10, wie im Systemschema aus den 2-4 veranschaulicht, beinhaltet das System 10 unterschiedliche Sensoren und Vorrichtungen, die fahrzeugstatusbezogene Informationen erlangen oder anderweitig bereitstellen. Diese Informationen beinhalten Positionierungsinformationen von einem Positionsbestimmungssystem 32, das eine Koppelortungsvorrichtung 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 Positionsbestimmungssystems 32 zu bestimmen. Insbesondere kann die Koppelortungsvorrichtung 34 den Koordinatenstandort des Fahrzeugs 12 innerhalb eines örtlich begrenzten Koordinatensystems 36 auf Grundlage von mindestens der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel δ ermitteln und nachverfolgen, wie in 3 gezeigt. Andere Fahrzeuginformationen, die durch das Ankupplungsunterstützungssystem 10 empfangen werden, können eine Drehzahl des Fahrzeugs 12 von einem Drehzahlsensor 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 Anordnung davon und andere Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen Sensorsignale oder andere Informationen bereitstellen können, wie etwa aufeinanderfolgende Bilder des Anhängers 18 welche die erfasste Kupplung 16 beinhalten, welche die Steuerung 14 des Ankupplungsunterstützungssystems 10 mit unterschiedlichen Programmen verarbeiten kann, um die Höhe H und Stellung (z. B. auf Grundlage der Entfernung D_c und des Winkels α_c) der Kupplung 16 zu bestimmen.
Wie ferner in 2 gezeigt, steht eine Ausführungsform des Ankupplungsunterstützungssystems 10 mit dem Lenksystem 50 des Fahrzeugs 12 in Verbindung. Das Lenksystem 50 kann ein Servolenksystem 50 sein, das einen Lenkmotor 52 beinhaltet, um die gelenkten Räder 54 (1) des Fahrzeug 12 zum Bewegen des Fahrzeugs 12 auf eine derartige Weise zu betreiben, dass sich der Gierwinkel des Fahrzeugs 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 auf 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 Ankupplungsunterstützungssystem 10 zum autonomen Lenken während eines Manövers zur Anhängerankupplungsausrichtung bereitgestellt werden und kann alternativ manuell über eine Drehstellung (z. B. einen Lenkradwinkel) eines Lenkrads des Fahrzeugs 12 bereitgestellt werden.
In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Lenkrad des Fahrzeugs 12 derartig mechanisch an die gelenkten Räder 54 des Fahrzeugs 12 gekoppelt, dass sich das Lenkrad zusammen mit den gelenkten Rädern 54 bewegt, wodurch ein manuelles Eingreifen mit dem Lenkrad während des autonomen Lenkens verhindert wird. Insbesondere ist am Servolenksystem 50 ein Drehmomentsensor 58 bereitgestellt, der ein Drehmoment am Lenkrad erfasst, das von der autonomen Steuerung des Lenkrads nicht erwartet wird und somit auf einen manuellen Eingriff hinweist. In dieser Konfiguration kann das Ankupplungsunterstützungssystem 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 Ankupplungsunterstützungssystems 10 Informationen bezüglich einer Drehstellung der gelenkten Räder 54 des Fahrzeugs 12 bereit, die einen Lenkwinkel δ beinhalten. Die Steuerung 14 verarbeitet in der veranschaulichten Ausführungsform den aktuellen Lenkwinkel zusätzlich zu anderen Zuständen des Fahrzeugs 12, um das Fahrzeug 12 entlang des gewünschten Wegs 20 zu führen (3). Es ist denkbar, dass das Ankupplungsunterstützungssystem 10 in zusätzlichen Ausführungsformen eine eingebaute Komponente des Servolenksystems 50 sein kann. Zum Beispiel kann das Servolenksystem 50 einen Ankupplungsunterstützungsalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen und -befehlen in Abhängigkeit von allen oder einem Abschnitt der Informationen beinhalten, die von einem Bildgebungssystem 60, dem Servolenksystem 50, einem Fahrzeugbremssteuersystem 62, einem Antriebsstrangsteuersystem 64 und anderen Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen sowie einer Mensch-Maschine-Schnittstelle („HMI“) 66 empfangen werden, wie nachfolgend ausführlicher erörtert.
Wie außerdem in 2 veranschaulicht, kann das Fahrzeugbremssteuersystem 62 außerdem mit der Steuerung 14 kommunizieren, um dem Ankupplungsunterstützungssystem 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 Verbindung stehen kann. Dementsprechend kann die Steuerung 14 im Betrieb dazu konfiguriert sein, die Bremsen 62a und 62b zu steuern sowie Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen zu erfassen, die von einzelnen Raddrehzahlsensoren bestimmt werden können, die durch das Bremssteuersystem 62 überwacht werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann außerdem neben anderen vorstellbaren Mitteln anhand des Antriebsstrangsteuersystems 64, des Drehzahlsensors 38 und/oder des Positionsbestimmungssystems 32 bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können außerdem einzelne Raddrehzahlen verwendet werden, um eine Fahrzeuggierrate zu bestimmen, die dem Ankupplungsunterstützungssystem 10 alternativ oder zusätzlich zum Fahrzeuggierratensensor 40 bereitgestellt werden kann.
Das Ankupplungsunterstützungssystem 10 kann dem Bremssteuersystem 62 ferner Fahrzeugbremsinformationen bereitstellen, um es dem Ankupplungsunterstützungssystem 10 zu ermöglichen, das Bremsen des Fahrzeugs 12 während des Zurückfahrens des Anhängers 18 zu steuern. Zum Beispiel kann das Ankupplungsunterstützungssystem 10 in einigen Ausführungsformen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 während der Ausrichtung des Fahrzeugs 12 an der Kupplung 16 des Anhängers 18 regeln, was die Möglichkeit eines Zusammenstoßes mit dem Anhänger 18 verringern kann und das Fahrzeug 12 zu einem vollständigen Anhalten an einem bestimmten Endpunkt 70 des Wegs 20 bringen kann. In dieser Schrift wird offenbart, dass das Anhängerkupplungsunterstützungssystem 10 zusätzlich oder alternativ ein Warnsignal ausgeben kann, das einer Benachrichtigung eines tatsächlichen, bevorstehenden und/oder erwarteten Zusammenstoßes mit einem Abschnitt des Anhängers 18 entspricht. Wie vorstehend erwähnt, kann das Regeln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12 vorteilhaft sein, um einen Zusammenstoß mit dem Anhänger 18 zu verhindern.
In einigen Ausführungsformen kann das Antriebsstrangsteuersystem 64, wie in der in 2 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt, außerdem mit dem Ankupplungsunterstützungssystem 10 zum Regeln der Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs 12 zusammenwirken, während dieses teilweise oder autonom am Anhänger 18 ausgerichtet wird. Während des autonomen Betriebs kann das Antriebsstrangsteuersystem 64 ferner dazu genutzt 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 Ankupplungsunterstützungssystem 10 mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle („HMI“) 66 des Fahrzeugs 12 kommunizieren. Die HMI 66 kann eine Fahrzeuganzeige 72 beinhalten, wie etwa eine an die Mittelkonsole montierte Navigations- oder Unterhaltungsanzeige (1). Die HMI 66 beinhaltet ferner eine Eingabevorrichtung, die durch das 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, die einen oder mehrere Joysticks, digitale Eingabefelder oder dergleichen beinhalten, können anstelle vom oder zusätzlich zum Touchscreen 74 verwendet werden. Ferner kann das Ankupplungsunterstützungssystem 10 über drahtlose Kommunikation mit einer anderen Ausführungsform der HMI 66 kommunizieren, wie etwa mit einer oder mehreren mobilen oder tragbaren Vorrichtungen 80 (1), die ein oder mehrere Smartphones beinhalten. Die tragbare Vorrichtung 80 kann ebenfalls die Anzeige 72 beinhalten, um einem Benutzer U ein oder mehrere Bilder und andere Informationen anzuzeigen. 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, Fernzugriffsbenutzereingaben über einen Touchscreen und/oder eine andere Schaltung 76 zu empfangen. Zusätzlich dazu kann die tragbare Vorrichtung 80 Rückkopplungsinformationen bereitstellen, wie etwa optische, akustische und fühlbare Warnmeldungen.
In einigen Ausführungsformen kann das Ankupplungsunterstützungssystem 10 ferner mit einer oder mehreren Anzeigevorrichtungen 78 in Verbindung stehen. Die Anzeigevorrichtungen 78 können herkömmlichen Fahrzeuganzeigevorrichtungen entsprechen, wie zum Beispiel einer Fahrzeughupe 78a, Leuchten 78b, einem Lautsprechersystem 78c, Fahrzeugzubehörteilen 78d usw. In einigen Ausführungsformen können die Anzeigevorrichtungen 78 ferner ein oder mehrere Zubehörteile 78d beinhalten, die Kommunikationsvorrichtungen, Fernzugriffssteuerungen und eine Reihe von Vorrichtungen entsprechen können, die Status- und Betriebsrückkopplung 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 Rückkopplung zum Steuern des Ankupplungsunterstützungssystems 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 Ankupplungsunterstützungssystems 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 empfangen, einschließlich dem Bildgebungssystem 60, dem Servolenksystem 50, dem Fahrzeugbremssteuersystem 62, dem Antriebsstrangsteuersystem 64 und anderer Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen. 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 der Kupplung 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 Programme beinhalten. Außerdem kann die Steuerung 14 den Speicher 84 zum Speichern eines oder mehrerer Programme beinhalten, die ein Bildverarbeitungsprogramm 86 und/oder ein Ankupplungserfassungsprogramm, an Wegableitungsprogramm 88, ein Betriebsprogramm 90 und das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 beinhalten.
Es versteht sich, dass die Steuerung 14 eine eigenständige dedizierte Steuerung oder eine geteilte Steuerung sein kann, die in andere Steuerfunktionen eingebaut ist, wie etwa in ein Fahrzeugsensorsystem, in das Servolenksystem 50 und andere denkbare fahrzeuginterne oder fahrzeugexterne Fahrzeugsteuersysteme eingebaut. Es sollte ferner angemerkt werden, dass das Bildverarbeitungsprogramm 86 durch einen dedizierten Prozessor ausgeführt werden kann, zum Beispiel innerhalb eines eigenständigen Bildgebungssystems für das Fahrzeug 12, das die Ergebnisse seiner Bildverarbeitung an andere Komponenten und Systeme des Fahrzeugs 12 ausgeben kann, die den Mikroprozessor 82 beinhalten. 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 ein „Bildprozessor“ bezeichnet werden, unabhängig von einer anderen Funktion, die es bzw. er ebenfalls umsetzen kann (gleichzeitig das Ausführen des Bildverarbeitungsprogramms 86 beinhaltend).
Das System 10 kann außerdem das Bildgebungssystem 60 enthalten, das eine oder mehrere Außenkameras beinhaltet. Beispiele für Außenkameras sind in 4 veranschaulicht und beinhalten die Rückfahrkamera 60a, die Kamera 60b an der dritten Bremsleuchte (center highmount stop light camera - CHMSL-Kamera) und die Seitenansichtkameras 60c und 60d, obwohl andere Anordnungen möglich sind, die zusätzliche oder alternative Kameras beinhalten. In einem Beispiel kann das Bildgebungssystem 60 eine hintere Kamera 60a allein beinhalten oder es kann so konfiguriert sein, dass das System 10 nur die hintere Kamera 60a in einem Fahrzeug mit mehreren Außenkameras verwendet. In einem anderen Beispiel können die verschiedenen im Bildgebungssystem 60 enthaltenen Kameras 60a-60d derart positioniert sein, dass sie sich im Allgemeinen in ihren jeweiligen Sichtfeldern überlappen, die in der dargestellten Anordnung die Sichtfelder 92a, 92b, 92c und 92d beinhalten, um jeweils der hinteren Kamera 60a, der Kamera 60b der dritten Bremsleuchte (CMHSL-Kamera) und den Seitenansichtkameras 60c bzw. 60d zu entsprechen. Auf diese Art und Weise können Bilddaten von zwei oder mehr der Kameras im Bildverarbeitungsprogramm 86 oder in einem anderen dedizierten Bildprozessor innerhalb des Bildgebungssystems 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 wiederherzustellen, die jegliche Objekte (zum Beispiel Hindernisse oder die Kupplung 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 das Bildverarbeitungsprogramm 86 eine bekannte Programmierung und/oder Funktion verwenden, um ein Objekt innerhalb von Bilddaten von den verschiedenen Kameras 60a, 60b, 60c und 60d innerhalb des Bildgebungssystems 60 zu identifizieren. In beiden Beispielen kann das Bildverarbeitungsprogramm 86 derartig Informationen im Zusammenhang mit der Positionierung von jeglichen Kameras 60a, 60b, 60c und 60d beinhalten, die am Fahrzeug 12 vorhanden sind oder durch das System 10 genutzt werden, was zum Beispiel in Bezug auf einen Mittelpunkt 96 (1) des Fahrzeugs 12 beinhaltet, dass 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 Bildverarbeitungsprogramm 86 kann konkret dazu programmiert oder anderweitig konfiguriert sein, den Kupplung 16 innerhalb der Bilddaten zu finden. In einem Beispiel kann das Bildverarbeitungsprogramm 86 die Kupplung 16 in den Bilddaten auf Grundlage von gespeicherten oder anderweitig bekannten optischen Eigenschaften der Kupplung 16 oder von Anhängerkupplungen im Allgemeinen identifizieren. In einer anderen Ausführungsform kann eine Markierung in der Form eines Stickers oder dergleichen in einer festgelegten Position bezogen auf die Kupplung 16 auf eine ähnliche Weise an dem Anhänger 18 angebracht werden, wie sie im gemeinsam angemeldeten US-Patent Nr. 9,102,271 beschrieben ist, dessen Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme in dieser Schrift aufgenommen ist. In einer derartigen Ausführungsform kann das Bildverarbeitungsprogramm 86 mit identifizierenden Merkmalen der Markierung zum Finden in Bilddaten sowie der Positionierung der Kupplung 16 in Bezug auf eine derartige Markierung programmiert sein, sodass die Stellung 24 der Kupplung 16 auf Grundlage des Standorts der Markierung bestimmt werden kann.
Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 14 die Bestätigung der bestimmten Kupplung 16 über eine Aufforderung auf dem Touchscreen 74 einholen. Wenn die Bestimmung der Kupplung 16 nicht bestätigt ist, kann eine weitere Bildverarbeitung bereitgestellt oder eine Anpassung der Stellung 24 der Kupplung 16 durch den Benutzer entweder unter Verwendung des Touchscreens 74 oder einer weiteren Eingabe unterstützt werden, um es dem Benutzer zu ermöglichen, die dargestellte Stellung 24 der Kupplung 16 auf dem Touchscreen 74 zu bewegen, den die Steuerung 14 verwendet, um die Bestimmung der Stellung 24 der Kupplung 16 in Bezug auf das Fahrzeug 12 auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Verwendung von Bilddaten anzupassen. Alternativ kann der Benutzer U die Stellung 24 der Kupplung 16 innerhalb eines auf der HMI 66 dargestellten Bilds optisch bestimmen und eine Berührungseingabe auf eine Art und Weise eingeben, die derjenigen ähnlich ist, die in der gleichzeitig anhängigen, gemeinsam angemeldeten US-Patentanmeldung mit der Anmeldenr. 15/583,014 beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung durch diesen Verweis in dieser Schrift aufgenommen wird. Das Bildverarbeitungsprogramm 86 kann dann die Position der Berührungseingabe mit dem Koordinatensystem 36 abgleichen, das auf die auf der Anzeige 72 angezeigten Bilddaten angewendet wird, das wie in 3 gezeigt dargestellt sein kann.
Wie in 3 gezeigt, können das Bildverarbeitungsprogramm 86 und das Betriebsprogramm 90 in Verbindung miteinander verwendet werden, um den Weg 20 zu bestimmen, entlang dessen das Ankupplungsunterstützungssystem 10 das Fahrzeug 12 führen kann, um die Kupplungskugel 22 und die Kupplung 16 des Anhängers 18 auszurichten. Im gezeigten Beispiel kann eine Ausgangsstellung des Fahrzeugs 12 in Bezug auf den Anhänger 18 derartig sein, dass sich die Kupplung 16 lediglich im Sichtfeld 92c der Seitenkamera 60c befindet, wobei das Fahrzeug 12 seitlich vom Anhänger 18 positioniert ist, aber wobei der Kupplung 16 nahezu längs an der Kupplungskugel 22 ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann das Bildverarbeitungsprogramm 86 beim Starten des Ankupplungsunterstützungssystems 10, zum Beispiel durch Benutzereingaben auf dem Touchscreen 74, die Kupplung 16 innerhalb der Bilddaten der Kamera 60c identifizieren und die Stellung 24 der Kupplung 16 in Bezug auf die Kupplungskugel 22 schätzen. Die Stellung 24 der Kupplung 16 kann durch das System 10 unter Verwendung der Bilddaten in Übereinstimmung mit dem Empfangen von Brennweiteninformationen innerhalb der Bilddaten identifiziert werden, um eine Entfernung D_c zur Kupplung 16 und einen Winkel α_c des Versatzes zwischen der Kupplung 16 und der Längsachse des Fahrzeugs 12 zu bestimmen. Diese Informationen kann dann in Anbetracht der Stellung 24 der Kupplung 16 innerhalb des Sichtfelds der Bilddaten verwendet werden, um die Höhe H_c der Kupplung 16 zu bestimmen oder zu schätzen. Sobald die Positionierung D_c, α_c der Kupplung 16 bestimmt und optional durch den Benutzer U bestätigt worden ist, kann die Steuerung 14 die Steuerung von mindestens dem Fahrzeuglenksystem 50 übernehmen, um die Bewegung des Fahrzeugs 12 entlang des gewünschten Wegs 20 zu steuern, um die Ankupplungsstellung 26 der Fahrzeugkupplungskugel 22 an der Kupplung 16 auszurichten.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 und 4 mit zusätzlicher Bezugnahme auf 2 kann die Steuerung 14, nachdem sie die Positionierung D_c, α_c der Kupplung 16 geschätzt hat, wie vorstehend erörtert, in einem Beispiel das Wegableitungsprogramm 88 ausführen, um den Fahrzeugweg 20 zu bestimmen, um die Fahrzeugkupplungskugel 22 an der Kupplung 16 auszurichten. Insbesondere kann die Steuerung 14 unterschiedliche Eigenschaften des Fahrzeugs 12 im Speicher 84 gespeichert aufweisen, die den Radstand W, den Abstand von der Hinterachse zur Kupplungskugel 22, der in dieser Schrift als die Deichsellänge L bezeichnet wird, sowie den maximalen Winkel δ_max, in den die gelenkten Räder 54 gedreht werden können, beinhaltet. Wie gezeigt, können der Radstand W und der aktuelle Lenkwinkel δ verwendet werden, um einen entsprechenden Kreisradius p für das Fahrzeug 12 gemäß der folgenden Formel zu bestimmen: $ρ = \frac{1}{W tan δ,}$
wobei der Radstand W feststehend ist und der Lenkwinkel δ durch die Steuerung 14 durch Kommunikation mit dem Lenksystem 50 gesteuert werden kann, wie vorstehend erörtert. Auf diese Weise wird der kleinstmögliche Wert für den Einlenkradius pmin wie folgt bestimmt, wenn der maximale Lenkwinkel δ_max bekannt ist: $ρ_{m i n} = \frac{1}{W tan δ_{m a x} .}$
Das Wegableitungsprogramm 88 kann dazu programmiert sein, den Fahrzeugweg 20 abzuleiten, um einen bekannten Standort der Fahrzeugkupplungskugel 22 an der geschätzten Stellung 24 der Kupplung 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 Weise kann das Wegableitungsprogramm 88 die Position des Fahrzeugs 12 verwenden, die auf dem Mittelpunkt 96 des Fahrzeugs 12, einer Position entlang der Hinterachse, der Position der Koppelortungsvorrichtung 34 oder einer anderen bekannten Position im Koordinatensystem 36 beruhen kann, um sowohl einen seitlichen Abstand zur Kupplung 16 als auch einen Vorwärts- oder Rückwärtsabstand zur Kupplung 16 zu bestimmen und einen Weg 20 abzuleiten, durch den die notwendige Seitwärts- und Vorwärts-Rückwärts-Bewegung des Fahrzeugs 12 innerhalb der Grenzen des Lenksystems 50 erreicht wird. Bei der Ableitung des Weges 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, dem Standort eines GPS-Empfängers oder einem weiteren festgelegten bekannten Bereich entsprechen kann) berücksichtigt, um die erforderliche Positionierung des Fahrzeugs 12 zum Erreichen einer ausgerichteten Stellung zu bestimmen, wobei die Kupplungskugel 22 an der Kupplung 16 und/oder der Kupplungsstellung 24 ausgerichtet ist.
Unter Bezugnahme auf 5 ist eine Seitenprofilansicht des Fahrzeugs 12 in Verbindung mit dem Anhänger 18 gezeigt, welche die Kupplung 16 des Anhängers 18 in Anlage an aber nicht richtig auf der Kupplungskugel 22 des Fahrzeugs 12 abgesetzt veranschaulicht. In einigen Fällen kann ein Abschnitt des Gewichts des Anhängers 18 über die Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 des Fahrzeugs 12 liegen, obwohl die Kupplung 16 nicht auf der Kupplungskugel 22 sitzt. Dieses Gewicht kann erhebliche Reibung zwischen der Kupplungskugel 22 und der Kupplung 16 verursachen, was die korrigierende Einstellung der Kupplung 16 in Bezug auf die Kupplungskugel 22 durch den Benutzer U beeinträchtigen kann. Um den Benutzer U beim Unternehmen korrigierender Einstellungen der Kupplungskugel 22 in Bezug auf die Kupplung 16 unter derartigen Umständen zu unterstützen, kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, das Antriebsstrangsteuersystem 64, das Bremssteuersystem 62 und/oder unterschiedliche andere Systeme zu steuern, um das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 durchzuführen.
Unter Bezugnahme auf die 5-6C kann in unterschiedlichen Ausführungsformen die Ausführung des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 beinhalten, dass die Steuerung 14 das Antriebsstrangsteuersystem 64 steuert, um eine Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 zu verursachen. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 eine Reihe von Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegungen beinhalten, die nacheinander ausgeführt werden. Zum Beispiel kann die Ausführung des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 beinhalten, die von einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 gefolgt ist, die von einer weiteren Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 und dann einer weiteren Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 gefolgt ist. Die Vorwärtsbewegung und die Rückwärtsbewegung werden in den 6A und 6B mit Pfeilen bezeichnet.
In unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, das Bremssteuersystem 62 zu steuern, um das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 durchzuführen. Zum Beispiel kann die Steuerung 14 in einigen Ausführungsformen dazu konfiguriert sein, das Bremssteuersystem 62 derartig zu steuern, dass Betriebsbremsen 62a zeitweilig angewendet werden, um die Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 während des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 anzuhalten.
In unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, das Antriebsstrangsteuersystem 64, das Bremssteuersystem 62 und/oder andere Systeme derartig zu steuern, dass das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 das Fahrzeug 12 veranlassen kann, sich um eine vorbestimmte Entfernung nach vom und/oder sich um eine vorbestimmte Entfernung nach hinten zu bewegen. In einigen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Entfernung der Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm betragen. In einigen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Entfernung der Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 von ungefähr 10 mm bis ungefähr 40 mm betragen. In einigen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Entfernung der Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 von ungefähr 15 mm bis ungefähr 30 mm betragen. In einigen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Entfernung der Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 ungefähr 20 mm betragen. Es wird in Betracht gezogen, dass die vorbestimmte Entfernung der Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 während des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 mindestens eine von einer Reihe von Entfernungen sein kann. Ferner wird in Betracht gezogen, dass sich in einigen Ausführungsformen die vorbestimmte Entfernung der Vorwärtsbewegung von der vorbestimmten Entfernung der Rückwärtsbewegung unterscheiden kann.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 derartig für einen begrenzten Zeitraum auszuführen, dass sich das Fahrzeug 12 für einen bestimmten Zeitraum vorwärts und rückwärts bewegen kann. Zum Beispiel kann die Steuerung 14 in einigen Ausführungsformen dazu konfiguriert sein, das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 für einen Zeitraum von ungefähr 1 Sekunde bis ungefähr 30 Sekunden auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 für einen Zeitraum von ungefähr 1 Sekunde bis ungefähr 15 Sekunden ausgeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 für einen Zeitraum von ungefähr 1 Sekunde bis ungefähr 5 Sekunden ausgeführt werden. Es wird in Betracht gezogen, wie nachfolgend erörtert werden wird, dass der Zeitraum, in dem die Steuerung 14 das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 ausführt, von einer Eingabe durch die Steuerung 14 (z. B. Benutzereingaben, Eingabe von den Fahrzeugsensoren und/oder -vorrichtungen usw.) abhängig sein kann.
In unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 als Reaktion auf mindestens eine Eingabe starten. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 als Reaktion auf mindestens eine über die HMI 66 empfangene Benutzereingabe starten. Zum Beispiel kann das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 durch den Benutzer U gestartet werden, der mindestens eine Benutzereingabe in die HMI 66 des Touchscreens 74 eingibt, der an das Fahrzeug 12 gekoppelt ist. Wie vorstehend erörtert, kann die HMI 66 in einigen Ausführungsformen die tragbare Vorrichtung 80 beinhalten. Dementsprechend kann das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 in einigen Ausführungsformen durch den Benutzer U gestartet werden, der mindestens eine Benutzereingabe in die HMI 66 der tragbaren Vorrichtung 80, wie etwa ein Mobiltelefon, eingibt. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 gestartet werden, nachdem das Fahrzeug 12 die ausgerichtete Stellung erreicht hat. Zum Beispiel kann die Steuerung 14 in einigen Ausführungsformen dazu konfiguriert sein, ein Fahrzeugbewegungsprogramm 30 zu starten, nachdem das Fahrzeug 12 die ausgerichtete Stellung erreicht hat.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 als Reaktion auf die Erfassung unterschiedlicher Umweltfaktoren starten. Zum Beispiel kann die Steuerung 14 in einigen Ausführungsformen das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 als Reaktion auf Sensoren und/oder Vorrichtungen des Fahrzeugs 12 starten, die bestimmen, dass die Kupplung 16 des Anhängers 18 in Anlage an die Kupplungskugel 22 des Fahrzeugs 12 und/oder auf dieser ruhend ist, aber die Kupplung 16 nicht auf der Kupplungskugel 22 aufsitzt. Die Sensoren und/oder Vorrichtungen des Fahrzeugs 12 können bestimmen, dass die Kupplungskugel 22 auf eine derartige Art in Bezug auf die Kupplung 16 in mindestens einer von einer Reihe von Arten positioniert ist, die das Nutzen von Bilddaten der Kupplungskugel 22 und/oder Kupplung 16, das Erkennen der Nähe der Kupplungskugel 22 in Bezug auf die Kupplung 16, das Erkennen des Gewichts des Anhängers 18 auf der Kupplungskugel 22 und/oder eine Kombination daraus beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein. In unterschiedlichen Ausführungsformen können die Bilddaten von unterschiedlichen Vorrichtungen abgeleitet werden, wie etwa einer Kamera, die Nähe der Kupplungskugel 22 in Bezug auf die Kupplung 16 kann durch den Näherungssensor 42 erkannt werden und das Gewicht des Anhängers 18 kann über einen Gewichtssensor erkannt werden. Das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 als Reaktion auf derartige Umweltfaktoren kann insbesondere in Fahrzeugen 12 hilfreich sein, welche die Höhe der Kupplungskugel 22 über Änderungen der Aufhängung des Fahrzeugs 12 autonom einstellen, da die Kupplungskugel 22 des Fahrzeugs 12, theoretisch, die Kupplung 16 beim Abschluss des autonomen Ankupplungsmanövers berühren würde.
In unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 als Reaktion auf mindestens eine Eingabe beenden. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 als Reaktion auf mindestens eine von der HMI 66 empfangene Benutzereingabe beenden. Es wird in Betracht gezogen, dass die HMI 66 an das Fahrzeug 12 gekoppelt sein kann oder die tragbare Vorrichtung 80 sein kann. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 als Reaktion auf bestimmte Umweltfaktoren beenden. Zum Beispiel kann die Steuerung 14 das Bewegungsprogramm 91 als Reaktion auf Sensoren und/oder Vorrichtungen des Fahrzeugs 12 beenden, die den Benutzer U in der Umgebung der Kupplungskugel 22 erfassen. Zum Beispiel kann die Steuerung 14 in einigen Ausführungsformen das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 als Reaktion auf einen Sensor beenden, der ein Objekt innerhalb einer Entfernung von zwei Fuß von der Kupplungskugel 22 erfasst.
In unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 als Reaktion auf bestimmte Umweltfaktoren verhindern. Zum Beispiel kann die Steuerung 14 in einigen Ausführungsformen das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 verhindern, wenn das Fahrzeug 12 nicht in einem bestimmten Gang ist. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 verhindern, wenn der Benutzer U oder ein anderes Objekt innerhalb der Umgebung der Kupplungskugel 22 erfasst wird. In einigen Ausführungsformen kann der Benutzer U oder ein anderes Objekt durch das Nutzen von Bilddaten über das Bildgebungssystem 68 erfasst werden.
Unter Bezugnahme auf 2 kann das Fahrzeug 12 in unterschiedlichen Ausführungsformen eine Brennkraftmaschine 106 beinhalten. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 die Brennkraftmaschine 106 über das Antriebsstrangsteuersystem 64 derartig steuern, dass die Brennkraftmaschine 106 das Fahrzeug 12 in eine ausgerichtete Stellung bewegt. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 die Brennkraftmaschine 106 über das Antriebsstrangsteuersystem 64 derartig steuern, dass die Brennkraftmaschine 106 das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 ausführt. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 über den Betrieb einer elektrischen Maschine 108 des Fahrzeugs 12 (z. B. Elektromotor) durchgeführt werden, wie durch die Steuerung 14 angewiesen. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 auf Anweisung der Steuerung 14 über den Betrieb einer elektrischen Maschine 108 „P0“ (z. B. die elektrische Maschine 108 ist innerhalb der Brennkraftmaschine 106 über einen Riemen am Frontend-Nebenaggregatantrieb verbunden) durchgeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 auf Anweisung der Steuerung 14 über den Betrieb einer elektrischen Maschine 108 „P1“ (z. B. die elektrische Maschine 108 ist direkt mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 106 verbunden) durchgeführt werden. Es wird in Betracht gezogen, dass das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 in unterschiedlichen Ausführungsformen auf Anweisung der Steuerung 14 über den Betrieb von mindestens einer von einer Reihe von elektrischen Zugmaschinen 108 durchgeführt werden kann, die innerhalb des Fahrzeugs 12 beinhaltet sind. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen ein Anlassermotor 110, der dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug 12 anzulassen, genutzt werden, um das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 durchzuführen. Somit kann in einigen Ausführungsformen das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 durch die Steuerung 14 die Aktivierung des Anlassermotors 110 veranlassen.
Unter weiterer Bezugnahme auf die 5-6C kann der Benutzer U im Betrieb das Fahrzeugbewegungsprogramm 30 starten, wenn sich die Kupplung 16 des Anhängers 18 in Anlage an die Kupplungskugel 22 des Fahrzeugs 12 befindet, aber noch nicht richtig darauf abgesetzt ist, wie in 5 gezeigt. Beim Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 kann sich das Fahrzeug 12 nach vorn, wie in 6A gezeigt, und nach hinten, wie in 6B gezeigt, nacheinander bewegen, wie vorstehend erörtert. Die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 während der Ausführung des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 kann veranlassen, dass sich die Kupplungskugel 22 in Bezug auf die Kupplung 16 bewegt, wie in den 6A und 6B gezeigt, was dazu führen kann, dass die Kupplung 16 derartig auf die Kupplungskugel 22 abgesetzt wird, dass die Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 aufsitzt, wie in 6C dargestellt.
Es wird in Betracht gezogen, dass in einigen Ausführungsformen, wenn die Kupplung 16 auf die Kupplungskugel 22 abgesetzt wird, die Kupplung 16 aufgrund der Stellung der Kupplungskugel 22 innerhalb der Kupplung 16 möglicherweise nicht richtig verriegelt. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Kupplung 16 ein Verriegelungsmerkmal beinhalten, das lediglich einrastet, wenn die Kupplungskugel 22 gegen die vordere Innenseite der Kupplung 16 gepresst ist. Dementsprechend kann in einigen Ausführungsformen die Steuerung 14 dazu konfiguriert sein, eine Bewegung des Fahrzeugs 12 derartig zu steuern, dass sich das Fahrzeug 12 um eine vorbestimmte Entfernung nach vom bewegt, nachdem die Kupplung 16 auf die Kupplungskugel 22 abgesetzt ist. Auf diese Art kann die Kupplungskugel 22 derartig angemessen gegen die vordere Innenseite der Kupplung 16 gepresst sein, dass die Kupplung 16 störungsfrei richtig verriegeln kann.
In unterschiedlichen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Entfernung der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12, nachdem die Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 abgesetzt wurde, von ungefähr 10 mm bis ungefähr 200 mm betragen. In einigen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Entfernung der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12, nachdem die Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 abgesetzt wurde, von ungefähr 35 mm bis ungefähr 140 mm betragen. In einigen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Entfernung der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12, nachdem die Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 abgesetzt wurde, von ungefähr 50 mm bis ungefähr 90 mm betragen. In einigen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Entfernung der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12, nachdem die Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 abgesetzt wurde, ungefähr 70 mm betragen. Es wird in Betracht gezogen, dass die vorbestimmte Entfernung der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 12, nachdem die Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 abgesetzt wurde, einer Reihe von Entfernungen sein kann.
Unter Bezugnahme auf 7 ist ein Blockdiagramm dargestellt, das ein Verfahren 120 zum Steuern des Fahrzeugs 12 veranschaulicht. Das Verfahren 120 beinhaltet den Schritt 130 des Identifizierens der Kupplungsstellung 24 des Anhängers 18. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann das Identifizieren der Kupplungsstellung 24 durch die Steuerung 14 über das Bildverarbeitungsprogramm 86 erreicht werden. In einigen Ausführungsformen kann das Bildverarbeitungsprogramm 86 die Kupplung 16 in den Bilddaten auf Grundlage von gespeicherten oder anderweitig bekannten optischen Eigenschaften der Kupplung 16 oder von Anhängerkupplungen im Allgemeinen identifizieren. In einigen Ausführungsformen kann die Bildverarbeitungsroutine 86 mit identifizierenden Eigenschaften einer oder mehrerer Markierungen zum Auffinden in Bilddaten sowie der Positionierung der Kupplung 16 in Bezug auf die eine oder die mehreren Markierungen programmiert sein, sodass die Kupplungsstellung 24 auf Grundlage der Position der einen oder der mehreren Markierungen bestimmt werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 14 über eine Aufforderung auf der HMI 66 eine Bestätigung der bestimmten Kupplung 16 einholen und/oder eine Benutzereinstellung der Kupplungsstellung 24 ermöglichen. Zum Beispiel kann die Steuerung 14 die Bestätigung der bestimmten Kupplung 16 über eine Aufforderung auf dem Touchscreen 74 einholen. In einigen Ausführungsformen kann der Benutzer U die Kupplungsstellung 24 optisch innerhalb eines Bildes bestimmen, das auf der HMI 66 angezeigt wird, und kann eine entsprechende Berührungseingabe bereitstellen. Das Bildverarbeitungsprogramm 86 kann dann die Position der Berührungseingabe mit dem Koordinatensystem 36 abgleichen, das auf die auf der Anzeige 72 der HMI 66 angezeigten Bilddaten angewendet wird, das wie in 3 gezeigt dargestellt sein kann. In einigen Ausführungsformen kann der Verfahrensschritt 130 des Identifizierens der Kupplungsstellung 24 durch den Benutzer U per Hand erreicht werden. Zum Beispiel kann der Benutzer U die Stellung 24 der Kupplung 16 innerhalb eines Bildes identifizieren, das auf der HMI 66 angezeigt wird. Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Benutzer U die Kupplungsstellung 24 direkt optisch identifizieren.
Das in 7 dargestellte Verfahren 120 kann ferner den Schritt 140 des Steuerns von Bewegung des Fahrzeugs 12 in die ausgerichtete Stellung beinhalten. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Schritt 140 des Steuerns von Bewegung des Fahrzeugs 12 in die ausgerichtete Stellung durch das Starten eines Ankupplungsverbindungsprogramms beginnen. Das Ankupplungsverbindungsprogramm kann durch das Empfangen von Abtastdaten (z. B. Bilddaten vom Bildgebungssystem 60) beginnen. Aus den Bilddaten kann die Steuerung 14 die Kupplungsstellung 24 in den Bilddaten identifizieren. Wenn die Kupplungsstellung 24 identifiziert ist, kann die Steuerung 14 durch das Schätzen des Fahrzeugwegs 20 auf Grundlage der Kupplungsstellung 24 und der Dynamik des Fahrzeugs 12 fortfahren. Wenn die Kupplungsstellung 24 nicht identifiziert ist, kann die Steuerung 14 die Bilddaten nochmals abtasten, um die Kupplungsstellung 24 zu identifizieren.
Sobald die Steuerung 14 den Fahrzeugweg 20 identifiziert hat, kann die Steuerung 14 das Fahrzeug 12, insbesondere die Kupplungskugel 22, in Richtung der Kupplung 16 navigieren, während der Kupplungsabstand D_c überwacht wird. Als Reaktion darauf, dass der Kupplungsabstand D_c geringer als ein Annäherungsschwellenwert D_a ist, kann die Steuerung 14 das Fahrzeug 12 steuern, um die Drehzahl während der abschließenden Annäherungsphase des Ankupplungsverbindungsprogramms zu senken. Der Annäherungsschwellenwert D_a kann einer vorbestimmten Entfernung entsprechen, wobei die Ankupplungsstellung 26 nahe der Kupplungsstellung 24 ist, wie durch die Steuerung 14 identifiziert. Zusätzlich kann die Steuerung 14 bestimmen, ob der Fahrzeugweg 20 abgeschlossen ist, wodurch die Ankupplungsstellung 26 an der Kupplungsstellung 24 ausgerichtet wird. Wenn die Kupplungskugel 22 an der Kupplung 16 ausgerichtet ist, kann die Steuerung 14 das Fahrzeug 12 stoppen. Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen die Betriebsbremsen 62a als Reaktion darauf eingeschaltet werden, dass das Fahrzeug 12 die ausgerichtete Stellung erreicht. Wenn die Kupplungskugel 22 nicht an der Kupplung 16 ausgerichtet ist, kann die Steuerung 14 mit dem Navigieren des Fahrzeugs 12, wie vorstehend beschrieben, fortfahren. Es wird in Betracht gezogen, dass in einigen Ausführungsformen der Schritt 140 des Steuerns von Bewegung des Fahrzeugs 12 in die ausgerichtete Stellung auf eine Reihe von Arten erreicht werden kann, wie etwa zusätzliche und/oder alternative Verfahren der autonomen Ausrichtung des Fahrzeugs 12, der manuellen Ausrichtung des Fahrzeugs 12 durch den Benutzer U und/oder eine Kombination daraus.
Das in 7 dargestellte Verfahren 120 kann ferner den Schritt 150 des Empfangens von mindestens einer Eingabe beinhalten. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Schritt 150 des Empfangens von mindestens einer Eingabe das Empfangen von mindestens einer Benutzereingabe über die HMI 66 beinhalten. In einigen Beispielen kann die mindestens eine Benutzereingabe über die HMI 66 des Fahrzeugs 12 empfangen werden, wie etwa den Touchscreen 74. In einigen Beispielen kann die mindestens eine Benutzereingabe über die HMI 66 der tragbaren Vorrichtung 80 empfangen werden, wie etwa ein Mobiltelefon. In einigen Ausführungsformen kann der Schritt 150 des Empfangens von mindestens einer Eingabe das Empfangen von mindestens einer Eingabe von Sensoren und/oder Vorrichtungen des Fahrzeugs 12 über die Steuerung 14 beinhalten. Es wird in Betracht gezogen, dass in unterschiedlichen Ausführungsformen der Schritt 150 des Empfangens von mindestens einer Eingabe das Empfangen von mindestens einer Eingabe von Sensoren und/oder Vorrichtungen des Fahrzeugs 12 über die Steuerung 14, das Empfangen von mindestens einer Benutzereingabe über die HMI 66 und/oder eine Kombination daraus beinhalten kann.
Das Verfahren 120 aus 7 kann ferner den Schritt 160 des Steuerns von Bewegung des Fahrzeugs 12 durch das Durchführen des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 beinhalten. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Schritt 160 des Steuerns von Bewegung des Fahrzeugs 12 durch das Durchführen des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 die Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 12 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann der Schritt 160 das Bewegen des Fahrzeugs 12 um eine vorbestimmte Entfernung nach vorn und/oder das Bewegen des Fahrzeugs 12 um eine vorbestimmte Entfernung nach hinten beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann der Schritt 160 das Bewegen des Fahrzeugs 12 in einer Reihe von Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewegungen nacheinander beinhalten.
In unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Schritt 160 des Steuerns von Bewegung des Fahrzeugs 12 durch das Durchführen des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 als Reaktion auf das Empfangen von mindestens einer Eingabe gestartet werden. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der Schritt 160 durch die Steuerung 14 als Reaktion darauf gestartet werden, dass die HMI 66 mindestens eine Benutzereingabe empfängt. In einigen Beispielen kann der Schritt 160 durch die Steuerung 14 als Reaktion darauf gestartet werden, dass die tragbare Vorrichtung 80, die dazu konfiguriert ist, drahtlos mit dem Fahrzeug 12 zu kommunizieren, mindestens eine Benutzereingabe empfängt.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 120 aus 7 ferner den Schritt 170 des Steuerns von Bewegen des Fahrzeugs 12 durch das Bewegen des Fahrzeugs 12 um eine vorbestimmte Entfernung nach vorn beinhalten, nachdem die Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 abgesetzt ist. In einigen Ausführungsformen kann der Schritt 170 als Reaktion darauf gestartet werden, dass die Kupplung 16 auf der Kupplungskugel 22 abgesetzt wird. In einigen Ausführungsformen kann der Schritt 170 als Reaktion auf das Beenden des Fahrzeugbewegungsprogramms 30 gestartet werden.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen an der vorstehenden 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 feststehend 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 entfernbar oder lösbar sein, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Es ist außerdem wichtig, festzuhalten, dass der Aufbau und die Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigt, 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 aufgebaut 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 Einstellstellungen 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 aufgebaut sein können. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen im Umfang der vorliegenden Innovationen beinhaltet sind. Andere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können an der Ausgestaltung, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der gewünschten und anderen beispielhaften 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 eine Kupplungskugel, die an ein Fahrzeug montiert ist, und eine Steuerung aufweist, die zu Folgendem konfiguriert ist: das Identifizieren einer Kupplungsstellung eines Anhängers; das Steuern der Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Stellung, wobei die Kupplungskugel an der Kupplungsstellung ausgerichtet ist; und das Starten eines Fahrzeugbewegungsprogramms, nachdem das Fahrzeug die ausgerichtete Stellung erreicht hat.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle gekennzeichnet, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, das Fahrzeugbewegungsprogramm als Reaktion auf mindestens eine Benutzereingabe zu starten, die über die Mensch-Maschine-Schnittstelle empfangen wurde.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine tragbare Vorrichtung, die dazu konfiguriert ist, mit der Steuerung über drahtlose Kommunikation zu kommunizieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, ein Antriebsstrangsteuersystem des Fahrzeugs zu steuern, um das Fahrzeug als Reaktion auf das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms um eine vorbestimmte Entfernung nach vorn und um eine vorbestimmte Entfernung nach hinten zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt die vorbestimmte Entfernung der Vorwärtsbewegung von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt die vorbestimmte Entfernung der Rückwärtsbewegung von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, ein Antriebsstrangsteuersystem des Fahrzeugs zu steuern, um das Fahrzeug als Reaktion auf das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms in einer Reihe von Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen nacheinander zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Brennkraftmaschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug in die ausgerichtete Stellung zu bewegen, und eine elektrische Maschine gekennzeichnet, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug beim Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch einen Anlassermotor gekennzeichnet, der dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug anzulassen, wobei das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms eine Aktivierung des Anlassermotors veranlasst.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, ein Fahrzeugbremssteuersystem zu steuern, um eine Betriebsbremse zeitweilig anzuwenden, um die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs während der Ausführung des Fahrzeugbewegungsprogramms anzuhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs ferner durch Folgendes gekennzeichnet: das Identifizieren einer Kupplungsstellung eines Anhängers; das Steuern von Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Stellung, die eine Kupplungskugel an der Kupplungsstellung ausrichtet; und nach dem Erreichen der ausgerichteten Stellung, das Steuern der Bewegung des Fahrzeugs durch das Durchführen eines Fahrzeugbewegungsprogramms als Reaktion darauf, dass eine Mensch-Maschine-Schnittstelle mindestens eine Benutzereingabe empfängt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Steuerns von Bewegung des Fahrzeugs durch das Durchführen eines Fahrzeugbewegungsprogramms das Bewegen des Fahrzeugs um eine vorbestimmte Entfernung nach vorn und das Bewegen des Fahrzeugs um eine vorbestimmte Entfernung nach hinten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine tragbare Vorrichtung, die dazu konfiguriert ist, mit dem Fahrzeug drahtlos zu kommunizieren.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Steuerns von Bewegung des Fahrzeugs durch das Durchführen eines Fahrzeugbewegungsprogramms das Bewegen des Fahrzeugs um eine Reihe von Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen nacheinander.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch den Schritt des Steuerns der Bewegung des Fahrzeugs durch das Bewegen des Fahrzeugs um eine vorbestimmte Entfernung nach vorn gekennzeichnet, nachdem eine Kupplung des Anhängers auf die Kupplungskugel abgesetzt wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Kupplungskugel, die an ein Fahrzeug montiert ist; eine Mensch-Maschine-Schnittstelle; und eine Steuerung, die elektrisch an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, ein Fahrzeugbewegungsprogramm als Reaktion auf mindestens eine Benutzereingabe zu starten, die über die Mensch-Maschine-Schnittstelle empfangen wurde, wobei das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms das Fahrzeug veranlasst, sich in einer Reihe von Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen nacheinander zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Vorwärtsbewegungen eine vorbestimmte Entfernung von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Rückwärtsbewegungen eine vorbestimmte Entfernung von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Vorwärtsbewegungen eine vorbestimmte Entfernung von ungefähr 10 mm bis ungefähr 40 mm.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Rückwärtsbewegungen eine vorbestimmte Entfernung von ungefähr 10 mm bis ungefähr 40 mm.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9102271 [0027]

Claims

Fahrzeugsystem, umfassend: eine Kupplungskugel, die an ein Fahrzeug montiert ist; und eine Steuerung, die zu Folgendem konfiguriert ist: das Identifizieren einer Kupplungsstellung eines Anhängers; das Steuern der Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Stellung, wobei die Kupplungskugel an der Kupplungsstellung ausgerichtet ist; und das Starten eines Fahrzeugbewegungsprogramms, nachdem das Fahrzeug die ausgerichtete Stellung erreicht hat.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, das Fahrzeugbewegungsprogramm als Reaktion auf mindestens eine Benutzereingabe zu starten, die über die Mensch-Maschine-Schnittstelle empfangen wurde.
System nach Anspruch 2, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine tragbare Vorrichtung ist, die dazu konfiguriert ist, mit der Steuerung über drahtlose Kommunikation zu kommunizieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein Antriebsstrangsteuersystem des Fahrzeugs zu steuern, um das Fahrzeug als Reaktion auf das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms um eine vorbestimmte Entfernung nach vom und um eine vorbestimmte Entfernung nach hinten zu bewegen.
System nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Entfernung der Vorwärtsbewegung von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm beträgt.
System nach Anspruch 5, wobei die vorbestimmte Entfernung der Rückwärtsbewegung von ungefähr 5 mm bis ungefähr 100 mm beträgt.
System nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein Antriebsstrangsteuersystem des Fahrzeugs zu steuern, um das Fahrzeug als Reaktion auf das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms in einer Reihe von Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen nacheinander zu bewegen.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Brennkraftmaschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug in die ausgerichtete Stellung zu bewegen; und eine elektrische Maschine, die dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug beim Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms zu bewegen.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Anlassermotor, der dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug anzulassen, wobei das Starten des Fahrzeugbewegungsprogramms eine Aktivierung des Anlassermotors veranlasst.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein Fahrzeugbremssteuersystem zu steuern, um eine Betriebsbremse zeitweilig anzuwenden, um die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs während der Ausführung des Fahrzeugbewegungsprogramms anzuhalten.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: das Identifizieren einer Kupplungsstellung eines Anhängers; das Steuern von Bewegung des Fahrzeugs in eine ausgerichtete Stellung, die eine Kupplungskugel an der Kupplungsstellung ausrichtet; und nach dem Erreichen der ausgerichteten Stellung, das Steuern der Bewegung des Fahrzeugs durch das Durchführen eines Fahrzeugbewegungsprogramms als Reaktion darauf, dass eine Mensch-Maschine-Schnittstelle mindestens eine Benutzereingabe empfängt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Steuerns von Bewegung des Fahrzeugs durch das Durchführen eines Fahrzeugbewegungsprogramms das Bewegen des Fahrzeugs um eine vorbestimmte Entfernung nach vom und das Bewegen des Fahrzeugs um eine vorbestimmte Entfernung nach hinten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine tragbare Vorrichtung ist, die dazu konfiguriert ist, mit dem Fahrzeug drahtlos zu kommunizieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, wobei der Schritt des Steuerns von Bewegung des Fahrzeugs durch das Durchführen eines Fahrzeugbewegungsprogramms das Bewegen des Fahrzeugs um eine Reihe von Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen nacheinander umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Steuern der Bewegung des Fahrzeugs durch das Bewegen des Fahrzeugs um eine vorbestimmte Entfernung nach vorn, nachdem eine Kupplung des Anhängers auf die Kupplungskugel abgesetzt wurde.