DE102020112265A1

DE102020112265A1 - Fahrzeug und system mit anhängerkopplerverbindungserfassung

Info

Publication number: DE102020112265A1
Application number: DE102020112265.9A
Authority: DE
Inventors: Luke Niewiadomski; Jacek Brauner; Mark Allen Lippman; Lihui Chen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2020-05-06
Publication date: 2020-11-12
Also published as: US11040588B2; US20200353782A1

Abstract

Die Offenbarung stellt ein Fahrzeug und System mit Anhängerkopplerverbindungserfassung bereit. Ein Fahrzeug ist mit Folgendem bereitgestellt: einer Anhängerkupplung, einer Kamera, die ausgerichtet ist, um Bilder der Anhängerkupplung aufzunehmen, und einer Steuerung, welche die aufgenommenen Bilder verarbeitet, einen Anhängerkoppler erfasst, der an die Anhängerkupplung gekoppelt ist, einen verriegelten oder entriegelten Zustand des Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern bestimmt und eine Ausgabe generiert, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Fahrzeuganhängerverbindungen und betrifft insbesondere ein System und ein Fahrzeug zum Erfassen des Verbindungszustands eines Anhängers mit einem Fahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Viele Kraftfahrzeuge sind üblicherweise mit Anhängerkupplungen ausgestattet, die es dem Fahrzeug ermöglichen, sich mit einem Anhänger zu verbinden und diesen zu ziehen. Bei vielen Anhängerkupplungsanordnungen weist der Anhänger einen Koppler auf, der üblicherweise über eine Kupplungskugel in die Anhängerkupplung des Fahrzeugs eingreift und mit dieser verbunden ist. Der Anhängerkoppler beinhaltet üblicherweise eine Kopplerverriegelung, die durch Betätigen eines Kopplerverriegelungshebels zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Position betätigt wird. Die Kopplerverriegelung stellt sicher, dass eine vertikale Kraft den Koppler während des Fahrens der Fahrzeuganhängerkombination nicht von der Anhängerkupplung wegdrücken kann. In einigen Situationen vergisst der Fahrzeugführer unter Umständen, den Kopplerverriegelungshebel in die verriegelte Position zu betätigen, wenn er einen Anhänger mit der Kupplung verbindet, was dazu führen kann, dass sich der Anhänger von der Kupplung löst. Es kann wünschenswert sein, ein Fahrzeug und ein System bereitzustellen, die erfassen, dass sich die Fahrzeug- und Anhängerverbindung während des Fahrens des Fahrzeugs in einem verriegelten Zustand befindet.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug beinhaltet eine Anhängerkupplung, eine Kamera, die ausgerichtet ist, um Bilder der Anhängerkupplung aufzunehmen, und eine Steuerung, welche die aufgenommenen Bilder verarbeitet, einen Anhängerkoppler erfasst, der an die Anhängerkupplung gekoppelt ist, einen verriegelten oder entriegelten Zustand des Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern bestimmt und eine Ausgabe generiert, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt.
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• die bekannten Bilder sind gelernte Bilder;
• die gelernten Bilder werden durch die Steuerung während eines Kalibrierungsvorgangs durch Speichern von Bildern des Anhängerkopplers in dem verriegelten und entriegelten Zustand gelernt;
• die gespeicherten Bilder werden auf einem Speicher gespeichert;
• die Anhängerkupplung umfasst eine Anhängerkugel;
• das Fahrzeug beinhaltet eine Anzeige zum Anzeigen der Ausgabe als eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs;
• die Steuerung erfasst ferner, dass sich das Fahrzeug in einem Anhängermodus befindet, bevor sie die Ausgabe generiert;
• die Steuerung erfasst den Anhängermodus, wenn eine Fahraufgabe eingeleitet wird;
• die Einleitung der Fahraufgabe umfasst, dass ein Fahrzeuggetriebe aus Parken geschaltet wird; und
• die Steuerung erfasst den Anhängermodus durch eine Benutzereingabe.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Erfassen eines Zustands eines Anhängerkopplers, der mit einer Fahrzeuganhängerkupplung an einem Fahrzeug verbunden ist, bereitgestellt. Das System beinhaltet eine Kamera, die ausgerichtet ist, um Bilder der Fahrzeuganhängerkupplung aufzunehmen, und eine Steuerung, welche die aufgenommenen Bilder verarbeitet, den Anhängerkoppler erfasst, der an die Fahrzeuganhängerkupplung gekoppelt ist, einen verriegelten oder entriegelten Zustand des Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern bestimmt und eine Ausgabe generiert, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt.
Ausführungsformen des zweiten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• die bekannten Bilder sind gelernte Bilder;
• die gelernten Bilder werden durch die Steuerung während eines Kalibrierungsvorgangs durch Vergleichen von Bildern des Anhängerkopplers in dem verriegelten und entriegelten Zustand gelernt;
• die Fahrzeuganhängerkupplung umfasst eine Anhängerkugel;
• das System beinhaltet eine Anzeige zum Anzeigen der Ausgabe als eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs;
• die Steuerung erfasst ferner, dass sich das Fahrzeug in einem Anhängermodus befindet, bevor sie die Ausgabe generiert;
• die Steuerung erfasst den Anhängermodus, wenn eine Fahraufgabe eingeleitet wird;
• die Einleitung einer Fahraufgabe umfasst, dass ein Fahrzeuggetriebe aus Parken geschaltet wird; und
• die Steuerung erfasst den Anhängermodus durch eine Benutzereingabe.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Erfassen eines verriegelten oder entriegelten Zustands eines Anhängerkopplers in Bezug auf eine Anhängerkupplung eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Aufnehmens von Bildern einer Anhängerkupplung des Fahrzeugs, des Verarbeitens der aufgenommenen Bilder mit einer Steuerung, um einen Anhängerkoppler zu erfassen, der an die Anhängerkupplung gekoppelt ist, des Bestimmens mit der Steuerung eines verriegelten oder entriegelten Zustands des an die Anhängerkupplung gekoppelten Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern und des Generierens einer Ausgabe, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt.
Diese und weitere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann bei der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Patentansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt:

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform, das eine Anhängerkupplung, die mit einem Anhänger verbunden ist, und ein Verriegelungserfassungssystem eines Anhängerkopplers aufweist;
2A ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Fahrzeuganhängerkupplung, die zur Verbindung mit einem Anhänger ausgerichtet ist, der mit einem ersten Beispiel für einen Anhängerkoppler konfiguriert ist, das in einem entriegelten Zustand gezeigt ist;
2B ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Fahrzeuganhängerkupplung, die zur Verbindung mit einem Anhänger ausgerichtet ist, der mit einem zweiten Beispiel für einen Anhängerkoppler konfiguriert ist, das in einem entriegelten Zustand gezeigt ist;
2C ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Fahrzeuganhängerkupplung, die zur Verbindung mit einem Anhänger ausgerichtet ist, der mit einem dritten Beispiel für einen Anhängerkoppler konfiguriert ist, das in einem entriegelten Zustand gezeigt ist;
2D ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Fahrzeuganhängerkupplung, die zur Verbindung mit einem Anhänger ausgerichtet ist, der mit einem vierten Beispiel für einen Anhängerkoppler konfiguriert ist, das in einem entriegelten Zustand gezeigt ist;
3 ist eine Querschnittansicht durch ein Beispiel für den Anhängerkoppler, das in
2A gezeigt ist;
4A ist ein aufgenommenes Bild des Anhängerkopplers, der mit der Fahrzeuganhängerkupplung verbunden ist, wobei sich der Anhängerkoppler in dem entriegelten Zustand befindet;
4B ist ein aufgenommenes Bild des Anhängerkopplers, der mit der Fahrzeuganhängerkupplung verbunden ist, wobei sich der Anhängerkoppler in dem verriegelten Zustand befindet;
5 ist eine Vorderansicht der HMI-Anzeige, die eine Ausgabewarnung veranschaulicht, die von dem Verriegelungserfassungssystem des Anhängerkopplers generiert wird und angibt, dass sich der Anhängerkoppler in dem entriegelten Zustand befindet;
6A ist eine Vorderansicht der Anzeige, die einen Schritt in dem Kalibrierungsprozess zum Lernen des verriegelten und entriegelten Zustands des Anhängerkopplers veranschaulicht;
6B ist eine Vorderansicht der Anzeige, die einen weiteren Schritt in dem Kalibrierungsprozess zum Lernen des verriegelten und entriegelten Zustands des Anhängerkopplers veranschaulicht;
6C ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils 6C aus 6B, der den Anhängerkoppler in dem entriegelten Zustand genauer veranschaulicht;
6D ist eine Vorderansicht der Anzeige, die einen weiteren Schritt in dem Kalibrierungsprozess zum Lernen des verriegelten und entriegelten Zustands des Anhängerkopplers veranschaulicht;
6E ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils 6E aus 6D, der den Anhängerkoppler in dem verriegelten Zustand genauer veranschaulicht;
7 ist ein Blockdiagramm, welches das Verriegelungserfassungssystem und die Steuerungen des Anhängerkopplers gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
8 ist ein Ablaufdiagramm, das die Verriegelungserfassungs- und -steuerroutine des Anhängerkopplers veranschaulicht; und
9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine des maschinellen Lernens zum Lernen eines verriegelten und eines entriegelten Zustands des Anhängerkopplers 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. Es versteht sich jedoch, dass die Vorrichtung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Außerdem versteht es sich, dass die in der beigefügten Zeichnung veranschaulichten und in der nachfolgenden 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 im Zusammenhang mit den in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern die Patentansprüche nicht ausdrücklich etwas anderes vorgeben. Sofern nicht anderweitig vorgegeben, 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 -abweichungen erstreckt, sofern nicht anderweitig vorgegeben.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf 1-9 sind im Allgemeinen ein Fahrzeug 10 und ein Verriegelungserfassungssystem 20 eines Anhängerkopplers zum Erfassen eines Verbindungszustands eines Anhängers in Bezug auf das Fahrzeug 10 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Zugeinrichtung oder Anhängerkupplung 22 und weist das Verriegelungserfassungssystem 20 eines Anhängerkopplers auf, das Folgendes beinhaltet: eine Kamera 24, die ausgerichtet ist, um Bilder der Fahrzeuganhängerkupplung 22 aufzunehmen, und eine Steuerung, welche die aufgenommenen Bilder verarbeitet, einen Anhängerkoppler erfasst, der an die Anhängerkupplung gekoppelt ist, einen verriegelten oder entriegelten Zustand des Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern bestimmt und eine Ausgabe generiert, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt.
Nun unter Bezugnahme auf 1 ist das Fahrzeug 10 im Allgemeinen als ein Kraftfahrzeug veranschaulicht, das Räder zum Fahren auf dem Boden, wie etwa einer Fahrbahn, aufweist. Das Kraftfahrzeug 10 ist mit einer Fahrzeuganhängerkupplung 22 ausgestattet, die an dem hinteren Ende des Fahrzeugs 10 angebracht oder montiert ist. Die Fahrzeuganhängerkupplung 22 beinhaltet im Allgemeinen eine Zugstange, die sich von einer Halterung erstreckt und ein Anhängerkupplungsverbindungsmerkmal aufweist, wie etwa eine Anhängerkugel. Der Anhänger 12 weist eine Anhängerzunge 14 auf, die sich an dem vorderen Ende nach vorne erstreckt, wobei an dem vorderen Ende davon ein Anhängerkoppler 16 bereitgestellt ist. Der Anhängerkoppler 16 ist konfiguriert, um in die Anhängerkugel an der Fahrzeuganhängerkupplung 22 einzugreifen, um den Anhänger 12 mit dem Fahrzeug 10 zu verbinden und es dem Anhänger 12 zu ermöglichen, sich um die Koppler-Anhängerkupplungs-Verbindung zu bewegen, wenn das Fahrzeug 10 während der Fahrt mit einer linken und rechten Lenkrichtung manövriert wird.
Das Fahrzeug 10 ist mit dem Verriegelungserfassungssystem 20 des Anhängerkopplers zum Erfassen eines Zustands des Anhängerkopplers 16 ausgestattet, der mit der Fahrzeuganhängerkupplung 22 verbunden ist. Das System 20 beinhaltet eine Kamera 24, die sich der Darstellung nach an dem hinteren Ende des Fahrzeugs 10 befindet und ausgerichtet ist, um Bilder der Fahrzeuganhängerkupplung 22 aus einer von dem Fahrzeug 10 nach hinten gerichteten Abbildungsperspektive aufzunehmen. Die Kamera 24 ist eine Bilderzeugungsvorrichtung, die sich der Darstellung nach in einem oberen Abschnitt der Heckklappe des Fahrzeugs 10 befindet, das in einem Beispiel als Kleintransporter gezeigt ist.
Es versteht sich jedoch, dass sich die Kamera 24 an anderen Stellen an einem beliebigen Fahrzeug befinden kann, die ermöglichen, dass Bilder des Anhängerkopplers 16 und des Verbindungsabschnitts der Fahrzeuganhängerkupplung 22 aufgenommen werden. Die aufgenommenen Bilder werden auf dem Speicher gespeichert und durch eine Steuerung des Systems 20 wie hierin beschrieben verarbeitet.
Das System 20 beinhaltet außerdem eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI) in Form einer Touchscreen-Anzeige 26, die sich der Darstellung nach in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs 10 befindet. Die Anzeige 26 kann sich in einer Position befinden, die für einen Fahrer des Fahrzeugs 10 leicht einsehbar ist, und kann eine visuelle Warnung als Ausgabe bereitstellen. In dem gezeigten Beispiel ist die Anzeige 26 in einem Unterhaltungssystem bereitgestellt, das sich innerhalb des Armaturenbretts des Fahrzeugs im Allgemeinen vor dem Fahrer befindet. Die HMI-Anzeige oder andere Vorrichtung(en) in dem Fahrzeug 10 kann/können andere Ausgaben bereitstellen, wie etwa akustische und/oder visuelle Ausgaben.
Das Fahrzeug 10 ist mit dem Verriegelungserfassungssystem 20 des Anhängerkopplers ausgestattet, um den Anhängerkoppler 16 in einem verriegelten oder entriegelten Zustand in Bezug auf die Fahrzeuganhängerkupplung 22 zu erfassen. Dies wird durch Einsetzen einer Steuerung erreicht, welche die aufgenommenen Bilder verarbeitet, einen Anhängerkoppler erfasst, der an die Fahrzeuganhängerkupplung gekoppelt ist, einen verriegelten oder entriegelten Zustand des Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern bestimmt und eine Ausgabe generiert, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers 16 angibt. Die Ausgabe kann in Form einer angezeigten Meldung, wie etwa einer Warnung, die visuell auf der Anzeige 26 angezeigt wird, einer anderen visuellen Ausgabe oder einer akustischen Ausgabe oder einer beliebigen anderen Ausgabe, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt, und einer beliebigen Steueraktion erfolgen, die als Reaktion auf die Ausgabe erforderlich ist.
Unter Bezugnahme auf 2A-2D sind verschiedene Beispiele für Anhängerkoppler 16 veranschaulicht, die an Anhängern angebracht und jeweils an einer Stelle positioniert sind, die mit einer Kupplungskugel 28 der Fahrzeuganhängerkupplung 22 verbunden werden soll. Es versteht sich, dass eine Anzahl an Anhängerkopplern 16 zur Verwendung an Anhängern vorhanden sind, die zum Verbinden mit Fahrzeuganhängerkupplungen konfiguriert sind. Bestehende Anhängerkoppler weisen unterschiedliche Formen, Größen und Strukturen auf und können eine beliebige Anzahl an Verbindungsmerkmalen aufweisen. In dem in 2A gezeigten Beispiel beinhaltet der Anhängerkoppler 16, der sich an dem vorderen Ende der Anhängerzunge 14 befindet, im Allgemeinen eine vorderste Kappe 30, die einen Innenvolumenabschnitt mit einer im Allgemeinen zylindrischen Form aufweist, der an seiner Unterseite davon offen ist, um die Kupplungskugel 28 aufzunehmen. Die Kupplungskugel 28 weist einen kugelförmigen Abschnitt mit einer Größe und Form auf, die ausreichend sind, um in die Kappe 30 zu passen, sich bezogen auf die Kappe 30 zu bewegen und von der Anhängerkupplung 16 lösbar aufgenommen zu werden. Der Anhängerkoppler 16 beinhaltet ferner einen Kopplerverriegelungshebel 32, der in durchgezogenen Linien in einem nach oben ausgefahrenen entriegelten Zustand und in gestrichelten Linien in dem horizontal verriegelten Zustand gezeigt ist.
Der Kopplerverriegelungshebel 32 kann von einem Benutzer betätigt werden, um eine Kopplerverriegelung 34 zu positionieren, die in 3 gezeigt ist, sodass die Kopplerverriegelung 34 in einem unteren Abschnitt der Kappe 30 in die Kupplungskugel 28 eingreift, um das Entfernen der Kupplungskugel 28 von der Kappe 30 zu verhindern, wenn der Kopplerverriegelungshebel 32 nach unten in eine horizontale Position in dem verriegelten Zustand geschwenkt wird, die in durchgezogenen Linien gezeigt ist. Somit kann ein Benutzer eine Bewegung ausführen, indem er den Kopplerverriegelungshebel 32 nach oben in den durch gestrichelte Linien gezeigten entriegelten Zustand schwenkt, um die Kappe 30 an der Kupplungskugel 28 einzusetzen oder von dieser zu entfernen, und kann der Benutzer den Kopplerverriegelungshebel 32 nach unten in den verriegelten Zustand schwenken, um die Kappe 30 und damit den Koppler 16 an der Kupplungskugel 28 zu verriegeln.
Unter Bezugnahme auf 2B ist ein Anhängerkoppler 16 gemäß einem zweiten Beispiel gezeigt, der eine andere Konfiguration aufweist. In diesem Beispiel weist der Kopplerverriegelungshebel 32 eine andere Größe und Form auf. Wie in 2B zu sehen ist, erstreckt sich der Hebel 32 vertikal oder aufrecht in den entriegelten Zustand, wie in durchgezogenen Linien gezeigt. Ein Benutzer kann den Hebel 32 nach oben ziehen und nach hinten und unten in eine horizontale Position schwenken, die in gestrichelten Linien gezeigt ist, um den Anhängerkoppler 16 in dem verriegelten Zustand an der Kupplungskugel 28 zu verriegeln.
Unter Bezugnahme auf 2C ist ein Anhängerkoppler 16 gemäß einem dritten Beispiel gezeigt, der ein noch weiteres unterschiedlich geformtes Gehäuse und einen noch weiteren unterschiedlich geformten Kopplerverriegelungshebel 32 aufweist. In diesem Beispiel ist der Kopplerverriegelungshebel 32 in einem entriegelten Zustand durch durchgezogene Linien veranschaulicht, die sich vertikal erstrecken, und kann von einem Benutzer nach vorne und unten in eine horizontale Position in den verriegelten Zustand geschwenkt werden, die durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist. Der Kappenaufnahmeabschnitt ist in der Unterseite des rechteckigen Gehäuses angeordnet und somit in dem Gehäuse verborgen, was zu einer anderen Form als bei anderen Beispielen führt.
2D veranschaulicht einen Anhängerkoppler 16 mit einer noch weiteren Konfiguration gemäß einem vierten Beispiel, der eine Kragenverriegelung aufweist. Der Anhängerkoppler 16 weist der Darstellung nach einen anders geformten Verriegelungsaktor auf, der als ein Kragen 35 gezeigt ist, der mit dem Anhängerkoppler in dem entriegelten Zustand gezeigt ist. Die Kragenverriegelung 35 kann von einem Benutzer betätigt werden, um wie durch gestrichelte Linien gezeigt auf der Anhängerzunge 14 nach vorne in eine Position zu gleiten, um die Kopplerverriegelung 34 und damit den Anhängerkoppler in dem verriegelten Zustand zu verriegeln.
In jedem der in 2A-2D bereitgestellten Beispiele weist der Anhängerkoppler 16 unterschiedliche Formen und Größen und somit ein unterschiedliches Gesamterscheinungsbild zum Verbinden mit einer Anhängerkupplung auf und weist jeder Anhängerkoppler 16 einen Kopplerverriegelungsaktor auf, wie etwa einen Hebel 32 oder einen Kragen, der von einem Benutzer in verschiedene Positionen betätigt werden kann, die einen verriegelten und einen entriegelten Zustand definieren. Das System 20 verarbeitet vorteilhafterweise die Bilder, um den Anhängerkoppler 16 zu erfassen, und bestimmt, ob der Anhängerkoppler 16 in einem verriegelten Zustand oder in einem entriegelten Zustand positioniert ist. Zu diesem Zweck kann das System 20 eine Vielzahl von bekannten Kopplerbildern einsetzen, die Bilder des Anhängerkopplers sowohl in dem verriegelten als auch in dem entriegelten Zustand für ein beliebiges einer Vielzahl von Beispielen für Anhängerkoppler beinhalten können. Des Weiteren können die bekannten Anhängerkopplerbilder während eines Lernprozesses erfasst und auf dem Speicher gespeichert werden, durch den das System 20 den verriegelten und entriegelten Zustand eines bestimmten Anhängerkopplers lernen kann, der in der Vergangenheit von dem Fahrzeug eingesetzt wurde oder der von anderen Fahrzeuge eingesetzt wurde und durch einen Speicher-Download oder Remote-Download zur Verfügung gestellt wurde, wie etwa von einem cloudbasierten Server.
Unter Bezugnahme auf FG. 4A und 4B ist ein Beispiel für Bilder veranschaulicht, die von der Kamera 24 eines Anhängerkopplers 16 aufgenommen wurden, der in einem entriegelten und verriegelten Zustand gezeigt ist. In 4A ist der Anhängerkoppler 16 aus 2A in einem Bild gezeigt, das von der Kamera 24 aufgenommen wurde, wobei sich der Kopplerverriegelungshebel 32 in dem aufrechten entriegelten Zustand befindet. In 4B ist ein Bild des Anhängerkopplers 16, der in 4A gezeigt ist, gezeigt, wobei der Kopplerverriegelungshebel 32 in dem horizontalen verriegelten Zustand gezeigt ist. Es versteht sich, dass das System 20 eine Steuerung einsetzt, die einen oder mehrere Bildprozessoren beinhalten kann, die aufgenommene Bilder des Kopplerverriegelungsaktors, wie etwa des mit der Fahrzeuganhängerkupplung verbundenen Hebels, vergleichen und den Zustand des Anhängerkopplers 16 auf Grundlage des Vergleichs bestimmen und eine Ausgabe generieren kann, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers 16 angibt. Die Steuerung kann die Bilder mit bekannten Anhängerkopplern vergleichen, um den Typ der Anhängerkopplers zu erfassen, und kann den Verriegelungsaktor, z. B. die Hebelposition, mit einem bekannten Verriegelungsaktor oder bekannten Hebeln vergleichen, die in gespeicherten Bildern positioniert sind, um den Hebelzustand zu erfassen. Die Bildverarbeitung kann bekannte Bilderkennungstechniken verwenden, um Kopplertypen und den gesperrten und entsperrten Zustand zu erfassen.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Beispiel für eine Ausgabe veranschaulicht, die von dem System 20 generiert wird. In diesem Beispiel zeigt die Anzeige 26 einem Fahrer des Fahrzeugs eine visuelle Warnmeldung an, die angibt, dass der Anhänger nicht vollständig an dem Fahrzeug befestigt ist, wenn bestimmt wird, dass sich der Anhängerkoppler 16 in dem entriegelten Zustand befindet, wobei der Verriegelungsaktorhebel 32 wie gezeigt entriegelt ist. Es versteht sich, dass andere Arten von Ausgaben, wie etwa visuelle und akustische Warnungen, und gesteuerte Aktionen, wie etwa Bremsen oder anderweitiges Steuern des Fahrzeugs, als Reaktion auf die Ausgabe umgesetzt werden können.
Das System 20 kann einen Kalibrierungsmodus durchlaufen, um Bilder eines bestimmten Anhängerkopplers sowohl in dem entriegelten als auch in dem verriegelten Zustand zur Verwendung durch das System 20 zu lernen und zu speichern. Unter Bezugnahme auf 6A-6E ist ein Beispiel für Schritte des Kalibrierungsmodusprozesses gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 6A zu sehen ist, wird der Kopplerkalibrierungsmodus durch Bereitstellen einer Nachricht auf der Anzeige 26 eingeleitet, die für den Fahrer des Fahrzeugs sichtbar ist. Als Nächstes zeigt die Anzeige 26 dem Fahrer eine Meldung an, den Koppler zu entriegeln und eine OK-Taste auf dem Touchscreen zu drücken, wie in 6B zu sehen ist, sobald der Koppler entriegelt wurde. Der Anhängerkoppler ist in 6C in dem entriegelten Zustand gezeigt. Als Nächstes zeigt die Anzeige 26 dem Fahrer an, den Koppler zu verriegeln und die OK-Eingabetaste auf dem Touchscreen zu drücken, sobald der Koppler verriegelt wurde. Der Anhängerkoppler in der entriegelten Position gezeigt ist in 6E zu sehen. Während dieses Kalibrierungsprozesses speichert das System 20 vorteilhafterweise die Bilder, die von der Kamera des Anhängerkopplers aufgenommen wurden, der wie in 6B und 6C zu sehen ist in dem entriegelten Zustand gezeigt ist und der wie in 6D und 6E gezeigt in dem verriegelten Zustand zu sehen ist, auf dem Speicher. Die gespeicherten Bilder können dann von dem System 20 verwendet werden, um sie mit den aufgenommenen Bildern der Anhängerkupplung 22 und des Anhängerkopplers 16 zu vergleichen, während das Fahrzeug betrieben wird, um die Ausgabe zu generieren.
Unter Bezugnahme auf 7 ist das Verriegelungserfassungssystem 20 des Anhängerkopplers im Allgemeinen mit einer Steuerung 40 veranschaulicht, welche die von der Kamera 24 aufgenommenen Bilder empfängt und welche die Ausgabe an der HMI-Anzeige 26 als visuelle Warnung bereitstellt. Die Steuerung 40 kann eine geteilte Steuerung an einem Fahrzeug beinhalten oder kann eine dedizierte Steuerung sein, die dazu bestimmt ist, den verriegelten und entriegelten Zustand des Anhängerkopplers zu erfassen und ein Ausgabesignal und darauf basierende Steuerfunktionen bereitzustellen. Die Steuerung 40 kann einen Mikroprozessor 42 oder eine andere Prozessschaltung beinhalten. Des Weiteren beinhaltet die Steuerung 40 einen Speicher 44, auf dem eine Zustandserfassungs- und Steuerroutine 100 des Anhängerkopplers und eine Routine 200 des maschinellen Lernens gespeichert sein können, die von einem Mikroprozessor verarbeitet werden. Auf dem Speicher 44 können außerdem bekannte Anhängerkopplerbilder sowohl in dem verriegelten als auch in dem entriegelten Zustand gespeichert sein.
Unter Bezugnahme auf 8 ist die Zustandserfassungs- und -Steuerungsroutine 100 des Anhängerkopplers gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Die Routine 100 beginnt bei Schritt 102 und geht zu Schritt 104 über, um zu bestimmen, ob ein Benutzer in einen Anhängermodus eingetreten ist, und geht, wenn dies der Fall ist, zu Schritt 108 über. Wenn der Benutzer nicht in den Anhängermodus eingetreten ist, geht die Routine 100 zu Schritt 106 über, um zu bestimmen, ob das System einen verbundenen Anhänger erfasst, und kehrt, wenn dies nicht der Fall ist, zu dem Start 102 zurück. Wenn das System einen verbundenen Anhänger erfasst, geht die Routine 100 zu Schritt 108 über. Das System kann einen verbundenen Anhänger erfassen, indem es ein oder mehrere Sensoren einsetzt, um das Vorhandensein eines Anhängers zu erfassen und/oder zu erfassen, dass das Verkabelungssystem des Anhängers mit dem Verkabelungssystem des Fahrzeugs verbunden ist.
Bei Entscheidungsschritt 108 bestimmt die Routine 100, ob ein Fahrer aus Parken schaltet, was ein Einleiten einer Fahraufgabe angibt, und wartet, wenn dies nicht der Fall ist, auf das Eintreten eines solchen Ereignisses. Es versteht sich, dass andere Fahraufgabeneinleitungen verwendet werden können. Wenn der Fahrer aus Parken schaltet, geht die Routine 100 zu Schritt 110, bei dem das System aufgenommene Bilder verarbeitet und den Anhängerkopplertyp klassifiziert, und dann zu Schritt 112 über, bei dem die Routine 100 den Kopplertyp bewertet, um durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Bildern, die in einer Bibliothek auf dem Speicher gespeichert sind, zu bestimmen, ob sich der Koppler in einem verriegelten oder entriegelten Zustand befindet. Als Nächstes bestimmt die Routine 100 bei Entscheidungsschritt 114, ob der Anhängerkoppler verriegelt ist, und endet, wenn dies der Fall ist, bei Schritt 118. Wenn der Anhängerkoppler nicht verriegelt ist, geht die Routine 100 zu Schritt 116 über, bei dem das System die HMI-Warnung für einen entriegelten Anhängerkoppler bereitstellt, bevor sie bei Schritt 118 endet.
Unter Bezugnahme auf 9 ist eine Routine 200 des maschinellen Lernens gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Die Routine 200 beginnt bei Schritt 202 und geht zu Schritt 204 mit Anweisungen zum Anbringen des Anhängerkopplers an der Fahrzeugkupplungskugel über. Als Nächstes wird bei Schritt 206 einem Benutzer eine Anweisung zum Entriegeln des Anhängerkopplers bereitgestellt. Als Nächstes werden bei Schritt 208 bei entriegelter Anhängerkoppler aufgenommene Bilder erfasst und in dem Speicher gespeichert. Bei Schritt 210 stellt die Routine 200 dem Benutzer Anweisungen zum Sperren des Kopplers bereit und geht dann mit verriegeltem Anhängerkoppler zu Schritt 212 über, um Bilder des Anhängerkopplers aufzunehmen und die Bilder in dem Speicher zu speichern. Die Routine 200 geht dann zu Schritt 214 über, um alle der aufgenommenen Bilder in einer Bibliothek des maschinellen Lernens auf dem Speicher zu speichern. Als Nächstes bestimmt die Routine 200 bei Entscheidungsschritt 216, ob ein neuer Kopplerkalibrierungsprozess angefordert wird, und wiederholt, wenn dies der Fall ist, die Prozessschritte der Routine 200; andernfalls endet die Routine 200 bei Schritt 218.
Dementsprechend stellen das Fahrzeug 10 und das Anhängerkopplersystem 20 zur Verriegelungserfassung, das einen verriegelten oder entriegelten Zustand eines Anhängerkopplers erfasst, vorteilhafterweise eine Angabe des Zustands eines Anhängerkopplers bereit und generieren eine Ausgabe, die es ermöglichen kann, dem Fahrer des Fahrzeugs eine Warnung oder eine andere Aktion bereitzustellen, die angibt, dass die Kopplerverriegelung nicht verriegelt ist, sodass ein Lösen des Anhängerfahrzeugs verhindert werden kann. Es versteht sich, dass das Fahrzeug und das System allgemein zum Ziehen von Anhängern eingesetzt werden können. Des Weiteren kann das System insbesondere für ein Anhängerkupplungsunterstützungssystem (auch als „Anhängerkupplungsunterstützung“ bezeichnet) verwendet werden, welches das Anhängen des Anhängers an das Fahrzeug unterstützt. In einer solchen Situation wird ein Fahrer des Fahrzeugs bei dem Vorgang unterstützt, sodass der Fahrer unter Umständen unbeabsichtigt vergisst, den Anhängerkoppler nach Abschluss der Fahrzeuganhängerverbindung zu verriegeln.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen an der vorangehenden Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass solche Konzepte von den nachfolgenden Ansprüchen abgedeckt sein sollen, sofern diese Ansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes angeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist:

eine Anhängerkupplung; eine Kamera, die ausgerichtet ist, um Bilder der Anhängerkupplung aufzunehmen; und eine Steuerung, welche die aufgenommenen Bilder verarbeitet, einen Anhängerkoppler erfasst, der an die Anhängerkupplung gekoppelt ist, einen verriegelten oder entriegelten Zustand des Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern bestimmt und eine Ausgabe generiert, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt.

Gemäß einer Ausführungsform sind die bekannten Bilder gelernte Bilder.
Gemäß einer Ausführungsform werden die gelernten Bilder durch die Steuerung während eines Kalibrierungsvorgangs durch Speichern von Bildern des Anhängerkopplers in dem verriegelten und entriegelten Zustand gelernt.
Gemäß einer Ausführungsform werden die gespeicherten Bilder auf einem Speicher gespeichert.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Anhängerkupplung eine Anhängerkugel.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Anzeige zum Anzeigen der Ausgabe als eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform erfasst die Steuerung ferner, dass sich das Fahrzeug in einem Anhängermodus befindet, bevor sie die Ausgabe generiert.
Gemäß einer Ausführungsform erfasst die Steuerung den Anhängermodus, wenn eine Fahraufgabe eingeleitet wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Einleitung der Fahraufgabe, dass ein Fahrzeuggetriebe aus Parken geschaltet wird.
Gemäß einer Ausführungsform erfasst die Steuerung den Anhängermodus durch eine Benutzereingabe.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Erfassen eines Zustands eines Anhängerkopplers, der mit einer Fahrzeuganhängerkupplung an einem Fahrzeug verbunden ist, bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Kamera, die ausgerichtet ist, um Bilder der Fahrzeuganhängerkupplung aufzunehmen; und eine Steuerung, welche die aufgenommenen Bilder verarbeitet, den Anhängerkoppler erfasst, der an die Fahrzeuganhängerkupplung gekoppelt ist, einen verriegelten oder entriegelten Zustand des Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern bestimmt und eine Ausgabe generiert, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt.
Gemäß einer Ausführungsform sind die bekannten Bilder gelernte Bilder.
Gemäß einer Ausführungsform werden die gelernten Bilder durch die Steuerung während eines Kalibrierungsvorgangs durch Vergleichen von Bildern des Anhängerkopplers in dem verriegelten und entriegelten Zustand gelernt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Fahrzeuganhängerkupplung eine Anhängerkugel.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Anzeige zum Anzeigen der Ausgabe als eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform erfasst die Steuerung ferner, dass sich das Fahrzeug in einem Anhängermodus befindet, bevor sie die Ausgabe generiert.
Gemäß einer Ausführungsform erfasst die Steuerung den Anhängermodus, wenn eine Fahraufgabe eingeleitet wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Einleitung einer Fahraufgabe, dass ein Fahrzeuggetriebe aus Parken geschaltet wird.
Gemäß einer Ausführungsform erfasst die Steuerung den Anhängermodus durch eine Benutzereingabe.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erfassen eines verriegelten oder entriegelten Zustands eines Anhängerkopplers in Bezug auf eine Anhängerkupplung eines Fahrzeugs bereitgestellt, das die folgenden Schritte aufweist: Aufnehmen von Bildern einer Anhängerkupplung des Fahrzeugs; Verarbeiten der aufgenommenen Bilder mit einer Steuerung, um einen Anhängerkoppler zu erfassen, der an die Anhängerkupplung gekoppelt ist; Bestimmen mit der Steuerung eines verriegelten oder entriegelten Zustands des an die Anhängerkupplung gekoppelten Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern; und Generieren einer Ausgabe, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Anhängerkupplung; eine Kamera, die ausgerichtet ist, um Bilder der Anhängerkupplung aufzunehmen; und eine Steuerung, welche die aufgenommenen Bilder verarbeitet, einen Anhängerkoppler erfasst, der an die Anhängerkupplung gekoppelt ist, einen verriegelten oder entriegelten Zustand des Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern bestimmt und eine Ausgabe generiert, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die bekannten Bilder gelernte Bilder sind.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die gelernten Bilder durch die Steuerung während eines Kalibrierungsvorgangs durch Speichern von Bildern des Anhängerkopplers in dem verriegelten und entriegelten Zustand gelernt werden.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die gespeicherten Bilder auf einem Speicher gespeichert werden.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Anhängerkupplung eine Anhängerkugel umfasst.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-5, ferner umfassend eine Anzeige zum Anzeigen der Ausgabe als eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Steuerung ferner erfasst, dass sich das Fahrzeug in einem Anhängermodus befindet, bevor sie die Ausgabe generiert.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei die Steuerung den Anhängermodus erfasst, wenn eine Fahraufgabe eingeleitet wird.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die Einleitung der Fahraufgabe umfasst, dass ein Fahrzeuggetriebe aus Parken geschaltet wird.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei die Steuerung den Anhängermodus durch eine Benutzereingabe erfasst.
Verfahren zum Erfassen eines verriegelten oder entriegelten Zustands eines Anhängerkopplers in Bezug auf eine Anhängerkupplung eines Fahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte: Aufnehmen von Bildern einer Anhängerkupplung des Fahrzeugs; Verarbeiten der aufgenommenen Bilder mit einer Steuerung, um einen Anhängerkoppler zu erfassen, der an die Anhängerkupplung gekoppelt ist; Bestimmen mit der Steuerung eines verriegelten oder entriegelten Zustands des an die Anhängerkupplung gekoppelten Anhängerkopplers durch Vergleichen der aufgenommenen Bilder mit bekannten Anhängerkopplerbildern; und Generieren einer Ausgabe, die den bestimmten Zustand des Anhängerkopplers angibt.