DE102020123087A1

DE102020123087A1 - System zur vermeidung seitlichen streifens bei anhängern

Info

Publication number: DE102020123087A1
Application number: DE102020123087.7A
Authority: DE
Inventors: Li Xu; Martin Miller; Thomas Edward Pilutti; John Michael Celli
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2021-03-11
Also published as: US20210070362A1; US11332191B2

Abstract

Hierin ist ein System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern für ein Fahrzeug, das einen Anhänger zieht, bereitgestellt. Das System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern beinhaltet ein Sensorsystem, das dazu konfiguriert ist, Objekte in einer Betriebsumgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Eine Steuerung, die Eingaben von dem Sensorsystem empfängt, ist dazu konfiguriert, einen Fahrweg des gezogenen Anhängers zu bestimmen, wenn das Fahrzeug abbiegt, zu bestimmen, ob sich ein Objekt, das in der Betriebsumgebung des Fahrzeugs erfasst wurde, sich im Fahrweg des gezogenen Anhängers befindet, eine Zeit bis zum seitlichen Streifen des Objekts mit dem gezogenen Anhänger zu bestimmen, die Zeit bis zum seitlichen Streifen mit einem Schwellenzeitwert zu vergleichen und eines oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als der Schwellenzeitwert ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Ziehen von Anhängern und betrifft insbesondere ein seitliches Streifenerfassungs- und -vermeidungssystem für Fahrzeuge, die Anhänger ziehen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Anhänger, der von einem Fahrzeug gezogen wird, folgt nicht dem genauen Weg des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug abbiegt. Daher kann das Ziehen eines Anhängers um Kurven eine Herausforderung für Fahrer darstellen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern für ein Fahrzeug, das einen Anhänger zieht, ein Sensorsystem, das dazu konfiguriert ist, Objekte in einer Betriebsumgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Eine Steuerung ist dazu konfiguriert, von dem Sensorsystem empfangene Informationen zu verarbeiten, um zu bestimmen, ob sich ein Objekt, das in der Betriebsumgebung des Fahrzeugs erfasst wurde, in einem Fahrweg des gezogenen Anhängers befindet, wenn das Fahrzeug abbiegt, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, auf Grundlage einer Bestimmung, dass sich das Objekt in dem Fahrweg des gezogenen Anhängers befindet.
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens umfasst Reduzieren der manuellen Lenkdrehmomenthilfe, die durch ein Servolenksystem bereitgestellt wird;
• die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens umfasst Ausführen eines Warnsignals über ein Fahrzeugwarnsystem;
• die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens umfasst Verringern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
• die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens umfasst Reduzieren eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, sodass sich der dynamische Wenderadius des Fahrzeugs erhöht;
• die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, eine Zeit bis zum seitlichen Streifen des Objekts mit dem gezogenen Anhänger zu bestimmen;
• die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als ein vorbestimmter Schwellenzeitwert ist; und
• die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme zu veranlassen, eine erste Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als ein erster vorbestimmter Schwellenzeitwert ist, und ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu veranlassen, eine zweite Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als ein zweiter vorbestimmter Schwellenzeitwert ist, wobei der erste vorbestimmte Schwellenzeitwert größer als der zweite vorbestimmte Schwellenzeitwert ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei einem Anhänger für ein Fahrzeug, das einen Anhänger zieht, ein Sensorsystem, das dazu konfiguriert ist, Objekte in einer Betriebsumgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Eine Steuerung empfängt Eingaben von dem Sensorsystem und ist dazu konfiguriert, einen Fahrweg des gezogenen Anhängers zu bestimmen, wenn das Fahrzeug abbiegt, zu bestimmen, ob sich ein Objekt, das in der Betriebsumgebung des Fahrzeugs erfasst wurde, im Fahrweg des gezogenen Anhängers befindet, eine Zeit bis zum seitlichen Streifen des Objekts mit dem gezogenen Anhänger zu bestimmen, die Zeit bis zum seitlichen Streifen mit einem Schwellenzeitwert zu vergleichen und eines oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als der Schwellenzeitwert ist.
Ausführungsformen des zweiten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination aus den folgenden Merkmalen beinhalten:

• die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens umfasst Reduzieren der manuellen Lenkdrehmomenthilfe, die durch ein Servolenksystem bereitgestellt wird;
• die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens umfasst Ausführen eines Warnsignals über ein Fahrzeugwarnsystem;
• die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens umfasst Verringern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs; und
• die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens umfasst Reduzieren eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, sodass sich der dynamische Wenderadius des Fahrzeugs erhöht.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens bei einem Anhänger die folgenden Schritte: Abbiegen eines Fahrzeugs, das einen Anhänger zieht, Bestimmen eines dynamischen Anhängerwenderadius und eines Anhängerdrehungsmittelpunkts, Erfassen eines Objekts mit einem Sensorsystem des Fahrzeugs, Bestimmen eines Abstands von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt zu dem Objekt, Bestimmen, ob eine innere Anhängergrenzlinie einen virtuellen Kreis schneidet, der einen Mittelpunkt an dem Anhängerdrehungsmittelpunkt und einen Radius aufweist, der gleich dem Abstand von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt zu dem Objekt ist, und Ausführen einer Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens basierend auf der inneren Anhängergrenzlinie, die den virtuellen Kreis schneidet.
Ausführungsformen des dritten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Schritte und/oder Merkmale beinhalten:

• die innere Anhängergrenzlinie erstreckt sich zwischen einem ersten Punkt und einem zweiten Punkt, der erste Punkt befindet sich in der Nähe eines Schnittpunkts zwischen einer Innenseite des Anhängers und einer Linie, die entlang der Achse einer Anhängerachse verläuft, und der zweite Punkt ist vom ersten Punkt um einen Abstand versetzt, der im Allgemeinen gleich der Länge des Anhängerradstands in der Vorwärtsrichtung des Anhängers im Wesentlichen parallel zu einer Längsmittellinie des Anhängers ist, wobei die Innenseite des Anhängers einer Drehrichtung des Fahrzeugs entspricht;
• Bestimmen einer Zeit bis zum seitlichen Streifen basierend auf einer Geschwindigkeit des Anhängers, des dynamischen Anhängerwenderadius und des Winkels zwischen einer Linie, die sich von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt zu dem Objekt erstreckt, und einer Linie, die sich von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt zu einem Schnittpunkt der inneren Anhängergrenzlinie und des virtuelle Kreises erstreckt;
• Vergleichen der Zeit bis zum seitlichen Streifen mit einem vorbestimmten Schwellenzeitwert und Ausführen der Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als der vorbestimmte Schwellenzeitwert ist;
• Ausführen eines Warnsignals über ein Fahrzeugwarnsystem;
• Reduzieren eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, sodass die innere Anhängergrenzlinie den virtuellen Kreis nicht mehr schneidet; und
• Reduzieren der manuellen Lenkdrehmomenthilfe, die durch ein Servolenksystem bereitgestellt wird.

Diese und andere 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
Für die Zeichnungen gilt:

1 ist eine perspektivische Draufsicht eines Fahrzeugs, das an einem Anhänger mit einem Kupplungswinkelsensor eines Sensorsystems des Fahrzeugs zum Betreiben eines Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern angebracht ist, gemäß einer Ausführungsform;
2 ist ein Blockdiagramm, das das System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern mit dem Sensorsystem, einer Steuerung und verschiedenen anderen Fahrzeugsystemen veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform;
3 ist eine Darstellung von oben nach unten der räumlichen Segmentierung einer Betriebsumgebung der Fahrzeugausgabe durch ein virtuelles Sensorsystem gemäß einer Ausführungsform;
4A ist eine Darstellung von oben nach unten eines Abschnitts der räumlichen Segmentierung, die durch das virtuelle Sensorsystem ausgegeben wird, die ein Objekt zwischen einem oberen und unteren Grenzvektor eines punktbasierten Segments veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform;
4B ist eine Darstellung von oben nach unten eines Abschnitts der räumlichen Segmentierung, die durch das virtuelle Sensorsystem ausgegeben wird, die das Objekt zwischen oberen und unteren Grenzvektoren eines linienbasierten Segments veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform;
5 ist eine schematische Darstellung, die die Geometrie eines Fahrzeugs, eines Anhängers und des Objekts veranschaulicht, die durch ein zweidimensionales x-y-Koordinatensystem überlagert ist, in der Variablen und Parameter identifiziert sind, die bei Betrieb des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern benutzt werden, gemäß einer Ausführungsform;
6 ist eine schematische Darstellung der Geometrie des Fahrzeugs, des Anhängers und des Objekts, die einen virtuellen Kreis veranschaulicht, der eine innere Anhängergrenzsinie schneidet, gemäß einer Ausführungsform;
7 ist ein schematisches Blockdiagramm, das den Logikfluss in einer Steuerung zum Erreichen eines gewünschten Lenkradwinkels während des Betreibens des zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform;
8 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform; und
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung dargelegt und sind für den Fachmann aus der Beschreibung ersichtlich oder erschließen sich aus der Umsetzung der Erfindung, wie in der folgenden Beschreibung beschrieben, zusammen mit den Patentansprüchen und beigefügten Zeichnungen.
Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Elementen verwendet wird, dass jedes der aufgezählten Elemente einzeln verwendet werden kann oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Elemente verwendet werden kann. Wenn zum Beispiel eine Zusammensetzung der Beschreibung nach die Komponenten A, B und/oder C enthält, kann die Zusammensetzung A allein; B allein; C allein; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
In dieser Schrift werden Bezugsausdrücke, wie etwa erstes und zweites, oberes und unteres und dergleichen, lediglich dazu verwendet, eine Einheit oder Handlung von einer anderen Einheit oder Handlung zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen solchen Einheiten oder Handlungen zu erfordern oder zu implizieren.
Im Sinne dieser Offenbarung bezeichnet der Ausdruck „gekoppelt“ (in all seinen Formen: koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) im Allgemeinen das direkte oder indirekte Verbinden von zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten miteinander. Eine derartige Verbindung kann dem Wesen nach stationär oder beweglich sein. Ein derartiges Verbinden kann mit den zwei Komponenten (elektrisch oder mechanisch) und/oder beliebigen zusätzlichen Zwischenelementen erreicht werden. Ein derartiges Verbinden kann Elemente beinhalten, die einstückig als ein einziger einheitlicher Körper miteinander ausgebildet (d. h. einstückig gekoppelt) sind, oder kann sich auf das Verbinden von zwei Komponenten beziehen. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach permanent sein oder dem Wesen nach abnehmbar oder lösbar sein, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Die Ausdrücke „wesentlich“, „im Wesentlichen“ und Variationen davon sollen im in dieser Schrift verwendeten Sinne angeben, dass ein beschriebenes Merkmal gleich oder annähernd gleich einem Wert oder einer Beschreibung ist. Zum Beispiel soll eine „im Wesentlichen ebene“ Fläche bedeuten, dass eine Fläche eben oder annähernd eben ist. Darüber hinaus soll „im Wesentlichen“ bedeuten, dass zwei Werte gleich oder ungefähr gleich sind. In einigen Ausführungsformen kann „im Wesentlichen“ Werte innerhalb von etwa 10 % voneinander, wie etwa innerhalb von etwa 5 % voneinander oder innerhalb von etwa 2 % voneinander, bezeichnen.
Im hier verwendeten Sinne bedeuten die Ausdrücke „der“, „die“, „das“ oder „ein“, „eine“, „einer“ „mindestens eines“ und sollten nicht auf „nur eines“ beschränkt werden, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben wird. Daher schließt zum Beispiel der Verweis auf „eine Komponente“ Ausführungsformen ein, die zwei oder mehr derartiger Komponenten aufweisen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas Anderes angibt.
Unter Bezugnahme auf 1-9 wird ein System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern 10 für ein Fahrzeug 14, das einen Anhänger 12 zieht, offenbart. Das System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern 10 kann ein Sensorsystem 16 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, Objekte 15 in einer Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 zu erfassen. Ein System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern 10 kann eine Steuerung 28 beinhalten, die Eingaben von dem Sensorsystem 16 empfängt und dazu konfiguriert ist, einen Fahrweg des gezogenen Anhängers 12 zu bestimmen, wenn das Fahrzeug 14 abbiegt, zu bestimmen, ob sich das Objekt 15, das in der Betriebsumgebung des Fahrzeugs 14 erfasst wurde, im Fahrweg des gezogenen Anhängers 12 befindet, eine Zeit tss bis zum seitlichen Streifen des Objekts 15 mit dem gezogenen Anhänger 12 zu bestimmen, die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss mit einem Schwellenzeitwert zu vergleichen und eines oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss geringer als der Schwellenzeitwert ist.
Unter Bezugnahme auf die in 1 gezeigte Ausführungsform ist das Fahrzeug 14 eine Pickup-Ausführungsform, die mit einer Ausführungsform des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern 10 zum Überwachen und/oder Steuern des Wegs des Anhängers 12, der an dem Fahrzeug 14 angebracht ist, ausgestattet ist. Konkret ist das Fahrzeug 14 drehbar an einer Ausführungsform des Anhängers 12 angebracht, der einen Kastenrahmen 32 mit einem umschlossenen Laderaum 34 und eine Zugdeichsel 36, die sich in Längsrichtung von dem umschlossenen Laderaum 34 nach vom erstreckt, aufweist. Der veranschaulichte Anhänger 12 weist zudem einen Anhängerkupplungsverbinder in der Form einer Kopplerbaugruppe 38 auf, die mit einem Fahrzeugkupplungsverbinder in der Form einer Kupplungskugel 40 verbunden ist. Die Kopplerbaugruppe 38 rastet an der Kupplungskugel 40 ein, um eine drehbare Kugelgelenkverbindung 42 bereitzustellen, die eine Schwenkbewegung des Kupplungswinkels γ ermöglicht. Es versteht sich, dass zusätzliche Ausführungsformen des Anhängers 12 mehr als eine Achse beinhalten können; verschiedene Formen und Größen aufweisen können, die für verschiedene Lasten und Anhänger konfiguriert sind, wie etwa einen Bootanhänger oder einen Tiefladeranhänger; und können alternativ an das Fahrzeug 14 gekoppelt werden können, um eine drehbare Verbindung bereitzustellen, wie etwa durch Verbinden mit einem Sattelkupplungsverbinder.
Unter Bezugnahme auf 2 kann das Fahrzeug 14 ein Sensorsystem 16 beinhalten, das eine Vielzahl von Sensoren aufweist, die dazu konfiguriert sind, Objekte 15 in der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 zu erfassen, die sich in einem potentiellen Fahrweg des Anhängers 12 befinden können. Die Vielzahl von Sensoren kann einen oder eine Kombination aus visuellen Sensoren (z. B. Kameras, Rundumsichtkameras usw.), Radarsensoren, Lidarsensoren, Ultraschallsensoren, Lasern, Wärmesensoren und/oder verschiedenen anderen Sensoren beinhalten. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 14 in einigen Ausführungsformen Ultraschallsensoren, Rundumsichtkameras, Radarsensoren, die an den Ecken und der Vorderseite des Fahrzeugs 14 angeordnet sind, und eine Kamera an der Vorderseite des Fahrzeug 14 beinhalten. Es wird in Betracht gezogen, dass sich die Vielzahl von Sensoren in dem Sensorsystem 16 an verschiedenen Positionen an dem Fahrzeug 14 befinden kann. Es wird ferner in Betracht gezogen, dass in einigen Ausführungsformen zusätzlich zu dem einen oder den mehreren Sensoren, die an das Fahrzeug 14 gekoppelt sind, einer oder mehrere der Vielzahl von Sensoren an den Anhänger 12 gekoppelt sein können. Das Sensorsystem 16 kann dazu konfiguriert sein, der Steuerung 28 erfasste Eingaben bereitzustellen. In verschiedenen Ausführungsformen können die von der Vielzahl von Sensoren in dem Sensorsystem 16 gesammelten Daten von der Steuerung 28 verwendet werden, um die innerhalb der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 erfassten Merkmale abzubilden. Die Merkmale, die innerhalb der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 erfasst werden, können unter anderem das Fahrzeug 14, den Anhänger 12 und Objekte 15 beinhalten, wie etwa sich bewegende und stationäre Objekte 15 innerhalb einer vorgeschriebenen Entfernung des Fahrzeugs 14 und/oder den Anhänger 12.
Unter Bezugnahme auf 3 können in einigen Ausführungsformen die von den verschiedenen Sensortypen (z. B. visuell, Radar, Ultraschall) gesammelten Daten fusioniert werden (Sensorfusion), um virtuelle Sensoren 20 zu simulieren, die an dem Fahrzeug 14 positioniert sind. Das virtuelle Sensorsystem 18, das aus der Fusion verschiedener Sensoreingaben resultiert, kann dazu konfiguriert sein, eine räumliche Segmentierung der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 auszugeben. In einigen Ausführungsformen kann die räumliche Segmentierung der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 als eine zweidimensionale Darstellung der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 aus einer Perspektive von oben nach unten ausgegeben werden, wie in 3 gezeigt. Im Betrieb können Objekte 15, die durch das virtuelle Sensorsystem 18 innerhalb der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 erfasst werden, durch eine Entfernung von dem erfassten Objekt 15 zu einer abgegrenzten Fahrzeuggrenze 22 dargestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann das erfasste Objekt 15 ferner durch die bestimmte Position des Objekts 15 innerhalb eines 2D-Weltkoordinatenrahmens der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 dargestellt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die abgegrenzte Fahrzeuggrenze 22 im Allgemeinen die Kontur der Außenseite des Fahrzeugs 14 aus einer Perspektive von oben nach unten nachzeichnen, wie in 3 gezeigt. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass die abgegrenzte Fahrzeuggrenze 22 konstruktiv von der tatsächlichen Grenze des Fahrzeugs 14 abweichen kann.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die räumliche Segmentierung der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 eine Vielzahl von Segmenttypen beinhalten. Zum Beispiel, wie in 3 und 4A gezeigt, kann die räumliche Segmentierung punktbasierte Segmente 23 beinhalten, die durch untere und obere Grenzvektoren 25 definiert sind, die von einem gemeinsamen Bezugspunkt 26 ausgehen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der gemeinsame Bezugspunkt 26 innerhalb der abgegrenzten Fahrzeuggrenze 22 angeordnet sein, und der obere und untere Grenzvektor 25 können sich davon aus über die abgegrenzte Fahrzeuggrenze 22 in die Betriebsumgebung 24 erstrecken, die das Fahrzeug 14 umgibt. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass der gemeinsame Bezugspunkt 26 in der Nähe der abgegrenzten Fahrzeuggrenze 22 positioniert sein kann. Die bestimmte Entfernung des Objekts 15, das innerhalb des punktbasierten Segments 23 von der abgegrenzten Fahrzeuggrenze 22 erfasst wurde, kann durch den euklidischen Abstand zwischen dem nächsten erfassten Punkt des Objekts 15 und der abgegrenzten Fahrzeuggrenze 22 entlang einer Linie 19A zwischen dem gemeinsamen Bezugspunkt 26 und dem nächsten erfassten Punkt des Objekts 15 definiert werden.
Nun unter Bezugnahme auf 3 und 4B kann die räumliche Segmentierung ferner linienbasierte Segmente 27 beinhalten, die durch untere und obere Grenzvektoren 25 definiert sind, die von einer gemeinsamen Bezugslinie 21 ausgehen. Die bestimmte Entfernung des Objekts 15, das innerhalb des linienbasierten Segments 27 von der abgegrenzten Fahrzeuggrenze 22 erfasst wurde, kann durch den euklidischen Abstand zwischen dem nächsten erfassten Punkt des Objekts 15 und der abgegrenzten Fahrzeuggrenze 22 entlang einer Linie 19B zwischen dem nächsten Punkt auf der gemeinsamen Bezugslinie 21 und dem nächsten erfassten Punkt des Objekts 15 definiert werden. Es wird in Betracht gezogen, dass das Fahrzeug 14 in verschiedenen Ausführungsformen eine Vielzahl von gemeinsamen Bezugspunkten 26 und/oder gemeinsamen Bezugslinien 21 beinhalten kann, von denen sich die Grenzvektoren 25 erstrecken, um jeweilige Segmente zu definieren, die geeignet sein können, die Segmente des virtuellen Sensorsystems 18 an die Konturen einer gegebenen abgegrenzten Fahrzeuggrenze 22 anzupassen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das virtuelle Sensorsystem 18 durch das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern verwendet werden, um Objekte 15 innerhalb der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 zu identifizieren und zu charakterisieren. Insbesondere kann das virtuelle Sensorsystem 18 dem System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern Informationen über die Anhängerbreite Tw und/oder den Kupplungswinkel γ des Anhängers 12, der von dem Fahrzeug 14 gezogen wird, sowie die abgegrenzte Fahrzeuggrenze 22 des Fahrzeugs 14 und sich bewegende oder stationäre Objekte 15 innerhalb der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 bereitstellen. In Bezug auf die Anhängerbreite Tw können in einigen Ausführungsformen die entferntesten seitlichen Punkte des Anhängers 12, die durch das virtuelle Sensorsystem 18 erfasst werden, eine Schätzung der Anhängerbreite bereitstellen. In einigen Ausführungsformen, in denen die Position der Ecken des Anhängers 12 bestimmt wird, kann die Anhängerbreite Tw durch den euklidischen Abstand zwischen den bestimmten Ecken definiert sein. Ferner kann in dieser Ausführungsform der Kupplungswinkel γ durch den Winkel zwischen dem Fahrzeug 14 und einer Linie senkrecht zu einem Vektor definiert sein, der sich zwischen den bestimmten Eckpositionen des Anhängers 12 erstreckt. Es wird in Betracht gezogen, dass das virtuelle Sensorsystem 18 Parameter des Fahrzeugs 14, des Anhängers 12 und des Objekts 15 zusätzlich zu den in dieser Schrift erörterten bestimmen kann, und es wird ferner in Betracht gezogen, dass das Sensorsystem 16 in einigen Ausführungsformen die Anhängerbreite Tw, den Kupplungswinkel γ, die Position des Fahrzeugs 14 und die Position und/oder den Weg von Objekten 15 in der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 durch andere Mittel als das hierin beschriebene virtuelle Sensorsystem 18 bestimmen kann.
Zum Beispiel kann das Sensorsystem 16 in Bezug auf das Bestimmen des Kupplungswinkels γ in einigen Ausführungsformen einen sichtbasierten Kupplungswinkelsensor 44 zum Erfassen des Kupplungswinkels γ zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 beinhalten, wie in 1 gezeigt. In einer derartigen Ausführungsform kann der Kupplungswinkelsensor 44 eine Kamera 46 (z. B. eine Videobildkamera) einsetzen, die sich in der Nähe eines oberen Bereichs der Fahrzeugheckklappe 48 an der Rückseite des Fahrzeugs 14 befinden kann, sodass die Kamera 46 relativ zu der Zunge 36 des Anhängers 12 erhöht sein kann. Die Kamera 46 kann ein Bildsichtfeld 50 beinhalten, das dazu angeordnet und ausgerichtet ist, ein oder mehrere Bilder des Anhängers 12 aufzunehmen, die einen Bereich beinhalten, der eine oder mehrere gewünschte Zielplatzierungszonen für mindestens ein zu sicherndes Ziel 52 enthält. Es wird in Betracht gezogen, dass die Kamera 46 Bilder des Anhängers 12 ohne ein Ziel 52 aufnehmen kann, um den Kupplungswinkel γ zu bestimmen. Jedoch kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern ein oder mehrere Ziele 52 verwenden, die an dem Anhänger 12 platziert sind, um es dem System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern zu ermöglichen, Informationen zu nutzen, die über Bilderfassung und Verarbeitung des Ziels 52 erlangt wurden. Zum Beispiel kann die Kamera 46 eine Videobildkamera beinhalten, die wiederholt aufeinanderfolgende Bilder des Anhängers 12 aufnimmt, die verarbeitet werden können, um das Ziel 52 und dessen Position am Anhänger 12 zum Bestimmen einer Bewegung des Ziels 52 und des Anhängers 12 in Bezug auf das Fahrzeug 14 und den entsprechenden Kupplungswinkel γ zu identifizieren. Es versteht sich zudem, dass die Kamera 46 eine oder mehrere Videobildkameras beinhalten kann und an anderen Stellen an dem Fahrzeug 14 angeordnet sein kann, um Bilder des Anhängers 12 und der gewünschten Zielplatzierungszone zu erlangen, wie etwa an einer Fahrgastkabine 54 des Fahrzeugs 14, um Bilder eines Schwanenhalsanhängers aufzunehmen. Des Weiteren wird in Betracht gezogen, dass zusätzliche Ausführungsformen des Kupplungswinkelsensors 44 und des Sensorsystems 16 zum Bereitstellen des Kupplungswinkels γ eines von oder eine Kombination aus einem Potentiometer, einem magnetisch basierten Sensor, einem optischen Sensor, einem Näherungssensor, einem Drehsensor, einem kapazitiven Sensor, einem induktiven Sensor oder einem mechanisch basierten Sensor wie etwa einer mechanischen Sensorbaugruppe, die an der drehbaren Kugelgelenkverbindung 42 montiert ist, einen Gierratensensor 60 an dem Anhänger 12 und dem Fahrzeug 14, Energiewandlern eines Rücksetzhilfssystems, eines Totwinkelsystems und/oder eines Querverkehrwarnsystems und anderen denkbaren Sensoren oder Indikatoren für den Kupplungswinkel γ zum Ergänzen oder Verwenden anstelle des sichtbasierten Kupplungswinkelsensors 44 beinhalten können.
Ferner kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern 10 in einigen Ausführungsformen in Bezug auf das Bestimmen der Position des Fahrzeugs 14 fahrzeugstatusbezogene Informationen von zusätzlichen Sensoren und Vorrichtungen empfangen. Diese Informationen können Positionsbestimmungsinformationen von einer Positioniervorrichtung 56 beinhalten, die ein globales Positionsbestimmungssystem (global positioning system - GPS) an dem Fahrzeug 14 oder eine in der Hand gehaltene Vorrichtung beinhalten kann, um einen Koordinatenstandort des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 auf Grundlage des Standorts der Positioniervorrichtung 56 hinsichtlich des Anhängers 12 und/oder des Fahrzeugs 14 und auf Grundlage des erfassten Kupplungswinkels γ zu bestimmen. Die Positioniervorrichtung 56 kann zusätzlich oder alternativ ein Koppelnavigationssystem zum Bestimmen des Koordinatenstandorts des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 innerhalb eines lokalisierten Koordinatensystems auf Grundlage von mindestens der Fahrzeuggeschwindigkeit v₁, dem Lenkwinkel δ und dem Kupplungswinkel γ beinhalten. Andere Fahrzeuginformationen, die durch das System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern 10 empfangen werden, können eine Geschwindigkeit v₁ des Fahrzeugs 14 von einem Geschwindigkeitssensor 58 und eine Gierrate ω₁ des Fahrzeugs 14 von dem Gierratensensor 60 beinhalten.
Ferner kann in einigen Ausführungsformen das Sensorsystem 16 des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern einen Objektnäherungssensor 17 beinhalten, der der Steuerung 28 des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern die Nähe eines Objekts 15 bereitstellt. Insbesondere kann der Objektnäherungssensor 17 dem System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern Näherungsinformationen des Objekts 15 bereitstellen, die Informationen beinhalten können, die einen Standort des Objekts 15 oder der Objekte 15 relativ zu dem Fahrzeug 14 und/oder dem Anhänger 12 schätzen. Der Objektnäherungssensor 17 kann einen einzelnen Sensor, mehrere Sensoren und verschiedene Kombinationen von Sensoren und Sensorsystemen beinhalten, um Informationen zu erfassen, zu erzeugen und auszugeben, die die Nähe des Objekts 15 benachbart zu dem Fahrzeug 14 und/oder dem Anhänger 12 charakterisieren, wie hierin ausführlicher beschrieben. Dementsprechend kann der Objektnäherungssensor 17 Teile des Kupplungswinkelsensors 44, der Positionierungsvorrichtung 56 oder anderer zusätzlicher Sensoren und Vorrichtungen beinhalten oder in diese integriert sein. Das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern kann die Näherungsinformationen des Objekts 15 oder der Objekte 15 als eine Eingabe in die Steuerung 28 verwenden, um vor einer Kollision mit dem Objekt 15 oder den Objekten 15 zu warnen oder diese zu vermeiden, wie nachstehend ausführlicher offenbart.
Nun unter Bezugnahme auf 2 steht in manchen Ausführungsformen das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern in Kommunikation mit einem Servolenksystem 62 des Fahrzeugs 14, um die gelenkten Räder 64 (1) des Fahrzeugs 14 zu betreiben, um das Fahrzeug 14 auf eine derartige Weise zu bewegen, dass der Anhänger 12 gemäß dem gewünschten Weg des Anhängers 12 reagiert. In einigen Ausführungsformen kann das Servolenksystem 62 ein elektrisches Servolenksystem (electric power-assisted steering system - EPAS-System) sein, das einen elektrischen Lenkmotor 66 zum Drehen der gelenkten Räder 64 in einen Lenkwinkel δ auf Grundlage eines Lenkbefehls beinhaltet, wodurch der Lenkwinkel durch einen Lenkwinkelsensor 67 des Servolenksystems 62 erfasst werden kann. Der Lenkbefehl kann durch das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern zum autonomen Lenken oder Verhindern manuellen Lenkens bei einem potenziellen Ereignis seitlichen Streifens des Anhängers bereitgestellt werden und kann alternativ manuell über eine Drehposition (z. B. Lenkradwinkel) eines Lenkrads 68 (1) bereitgestellt werden.
Unter weiterer Bezugnahme auf die in 2 stellt das Servolenksystem 62 der Steuerung 28 des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern Informationen über eine Drehposition der gelenkten Räder 64 des Fahrzeugs 14 einschließlich des Lenkwinkels δ bereit. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 28 den aktuellen Lenkwinkel δ zusätzlich zu anderen Bedingungen des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 verarbeiten, um den Anhänger 12 entlang des gewünschten Wegs zu ziehen. Es ist denkbar, dass das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern in zusätzlichen Ausführungsformen eine integrierte Komponente des Servolenksystems 62 sein kann. Zum Beispiel kann das Servolenksystem 62 einen Warnalgorithmus für seitliches Streifen bei Anhängern zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen und -befehlen in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der Informationen, die von dem Sensorsystem 16, dem Servolenksystem 62, einem Fahrzeugbremssteuersystem 72, einem Antriebsstrangsteuersystem 74 und anderen Fahrzeugsensoren und -vorrichtungen empfangen werden, beinhalten.
Wie ebenfalls in 2 veranschaulicht, kann das Fahrzeugbremssteuersystem 72 auch mit der Steuerung 28 kommunizieren, um dem System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern Bremsinformationen bereitzustellen, wie etwa Fahrzeugraddrehzahl, und um Bremsbefehle von der Steuerung 28 zu empfangen. Zum Beispiel können Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen anhand von einzelnen Raddrehzahlen bestimmt werden, wie durch das Bremssteuersystem 72 überwacht. Die Fahrzeuggeschwindigkeit v₁ kann neben anderen denkbaren Mitteln auch anhand des Antriebsstrangsteuersystems 74, des Geschwindigkeitssensors 58 und der Positioniervorrichtung 56 bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können zudem einzelne Raddrehzahlen verwendet werden, um eine Fahrzeuggierrate ω₁ zu bestimmen, die dem System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern alternativ oder zusätzlich zu dem Fahrzeuggierratensensor 60 bereitgestellt werden kann. In gewissen Ausführungsformen kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern dem Bremssteuersystem 72 Fahrzeugbremsinformationen bereitstellen, um zu ermöglichen, dass das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern das Bremsen des Fahrzeugs 14 beim Ziehen des Anhängers 12 steuert. Zum Beispiel kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern in einigen Ausführungsformen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 regulieren, während der Anhänger 12 um Abbiegungen manövriert wird oder wenn Objekte 15 erfasst werden, was das Potential für Ereignisse seitlichen Streifens reduzieren kann, wie nachstehend näher erörtert wird.
Das Antriebsstrangsteuersystem 74, wie in der in 2 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt, kann zudem mit dem System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern interagieren, um Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs 14 beim Ziehen des Anhängers 12 zu regulieren. Wie vorstehend erwähnt, kann eine Regulierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 notwendig sein, um das Potential für Ereignisse seitlichen Streifens zu begrenzen. Ähnlich wie Überlegungen bei hoher Geschwindigkeit, da sie das Risiko eines Ereignisses seitlichen Streifens betreffen, können hohe Beschleunigung und scharfe Kurven durch den Fahrer ebenfalls zu möglichen Ereignissen seitlichen Streifens führen.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2 kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern in der veranschaulichten Ausführungsform mit einer oder mehreren Vorrichtungen kommunizieren, einschließlich eines Fahrzeugwarnsystems 76, das visuelle, hörbare und fühlbare Warnmeldungen veranlassen kann. Zum Beispiel können die Fahrzeugbremsleuchten 78 und die Warnblinkleuchten des Fahrzeugs eine visuelle Warnung bereitstellen und eine Hupe 79 und/oder ein Lautsprecher 81 des Fahrzeugs kann eine akustische Warnung bereitstellen. Zusätzlich kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern und/oder das Fahrzeugwarnsystem 76 mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI) 80 für das Fahrzeug 14 kommunizieren. Die HMI 80 kann eine Fahrzeuganzeige 82 beinhalten, wie etwa eine an der Mittelkonsole montierte Navigations- oder Unterhaltungsanzeige (1). Ferner kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifen 10 bei Anhängern über drahtlose Kommunikation mit einer anderen Ausführungsform der HMI 80 kommunizieren, wie etwa mit einer oder mehreren in der Hand gehaltenen oder tragbaren Vorrichtungen, einschließlich eines oder mehrerer Smartphones. Die tragbare Vorrichtung kann zudem die Anzeige 82 zum Anzeigen von einem oder mehreren Bildern und anderen Informationen für einen Benutzer beinhalten. Des Weiteren kann die tragbare Vorrichtung Feedbackinformationen bereitstellen, wie etwa Warnsignale, die optisch, akustisch, taktil und/oder eine Kombination davon sind.
Wie weiter in 2 veranschaulicht, ist die Steuerung 28 mit einem Mikroprozessor 84 konfiguriert, um Logik und Routinen, die in dem Speicher 86 gespeichert sind, zu verarbeiten, die Informationen von dem Sensorsystem 16, dem Servolenksystem 62, dem Fahrzeugbremssteuersystem 72, dem Anhängerbremssystem, dem Fahrzeugwarnsystem 76, dem Antriebsstrangsteuersystem 74 und anderen Fahrzeugsensoren und - Vorrichtungen empfangen. Die Steuerung 28 kann Warnungen sowie Fahrzeuglenkinformationen und - befehle in Abhängigkeit von allen oder einem Teil der empfangenen Informationen erzeugen. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und -befehle dem Servolenksystem 62 bereitgestellt werden, um das Lenken des Fahrzeugs 14 zu beeinflussen, um einen Fahrweg zu vermeiden, der zu einem Ereignis seitlichen Streifens führt, manuelles Lenken auf einen Fahrweg zu verhindern, der zu einem Ereignis seitlichen Streifens führt, und/oder einen Fahrweg zu modifizieren, um ein bevorstehendes Ereignis seitlichen Streifens des Anhängers 12 zu verhindern. Zusätzlich kann die Steuerung 28 dazu konfiguriert sein, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme (z. B. das Fahrzeugwarnsystem 76, das Fahrzeugbremssteuersystem 72 usw.) zu veranlassen, eine oder mehrere Maßnahmen zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wie in den nachstehenden Absätzen ausführlicher erörtert.
Die Steuerung 28 kann den Mikroprozessor 84 und/oder andere analoge und/oder digitale Schaltungen zum Verarbeiten einer oder mehrerer Routinen beinhalten. Zudem kann die Steuerung 28 den Speicher 86 zum Speichern einer oder mehrerer Routinen beinhalten, einschließlich einer Kupplungswinkelschätzroutine 120, einer Betriebsroutine zur Vermeidung seitlichen Streifens 98 des Anhängers und eine gewünschte Lenkradwinkelroutine 130. Es versteht sich, dass die Steuerung 28 eine eigenständige dedizierte Steuerung sein kann oder eine geteilte Steuerung sein kann, die in andere Steuerfunktionen integriert ist, wie etwa in das Sensorsystem 16, das Servolenksystem 62 und andere denkbare fahrzeuginterne oder fahrzeugexterne Fahrzeugsteuersysteme integriert.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 werden nun Informationen und Parameter des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 erörtert, die verwendet werden, um eine kinematische Beziehung zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 zur Verwendung in der Routine 98 zur Vermeidung seitlichen Streifens des Anhängers zu bestimmen. Diese kinematische Beziehung kann nützlich sein, um zu bestimmen, wie der Fahrweg des Anhängers 12 aussehen kann und ob der Fahrweg mit Objekten 15 innerhalb der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 zusammenfällt, sodass sich ein Ereignis seitlichen Streifens ergeben würde. Um eine derartige kinematische Beziehung zu erreichen, können gewisse Annahmen hinsichtlich Parametern getroffen werden, die dem Fahrzeug 14 und/oder dem Anhänger 12 zugeordnet sind. Beispiele für derartige Annahmen beinhalten unter anderem, dass Räder 64 des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 vernachlässigbaren (z. B. keinen) Schlupf aufweisen, Reifen des Fahrzeugs 14 vernachlässigbare (z. B. keine) seitliche Nachgiebigkeit aufweisen, Reifen des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 vernachlässigbare (z. B. keine) Verformung aufweisen, die Aktordynamik des Fahrzeugs 14 vernachlässigbar ist und das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 vernachlässigbare (z. B. keine) Roll- oder Nickbewegungen aufweisen, unter anderen vorstellbaren Faktoren, die das Potential haben, sich auf das Steuern des Anhängers 12 mit dem Fahrzeug 14 auszuwirken.
Wie in 5 gezeigt, beruht die kinematische Beziehung für ein System, das durch die Kombination des Fahrzeugs 14 und des gezogenen Anhängers 12 definiert ist, auf verschiedenen Parametern, die dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 zugeordnet sind. Diese Parameter können folgende beinhalten:

δ: Lenkwinkel an gelenkten Vorderrädern 64 des Fahrzeugs 14;
α: Gierwinkel des Fahrzeugs 14;
β: Gierwinkel des Anhängers 12;
γ: Kupplungswinkel (γ = β -a);
W: Radstand des Fahrzeugs 14;
L: Deichsellänge zwischen Kupplungspunkt und Hinterachse des Fahrzeugs 14;
D: Radstand des Anhängers, d. h. Abstand zwischen Kupplungspunkt und Achse des Anhängers 12 oder effektive Achse für einen mehrachsigen Anhänger 12 (die Achslänge kann äquivalent sein);
rt: dynamischer Wenderadius des Anhängers 12;
V_w: Breite des Fahrzeugs 14;
T_w: Breite des Anhängers 12;
v₁: Fahrzeuggeschwindigkeit;
v₂: Anhängergeschwindigkeit;
ω₁: Fahrzeuggierrate; und
ω₂: Gierrate des Anhängers.

Es wird in Betracht gezogen, dass verschiedene Parameter zum Bestimmen der kinematischen Beziehung zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 verwendet werden können, die im Allgemeinen fest sind und den Abmessungen der Kombination aus Fahrzeug 14 und Anhänger 12 entsprechen. Insbesondere können der Anhängerradstand D, der Radstand W des Fahrzeugs 14 und die Länge L zwischen dem Anhängerkupplungspunkt und der Hinterachse des Fahrzeugs 14 im Allgemeinen fest sein und können im Speicher 86 gespeichert werden, wohingegen andere Parameter dynamisch sein und vom Sensorsystem 16 kontinuierlich erlangt werden können. Es ist anzumerken, dass sich der Radstand W des Fahrzeugs 14 und die Länge L zwischen dem Anhängerkupplungspunkt und der Hinterachse des Fahrzeugs 14 nur auf das Fahrzeug 14 selbst beziehen, in dem die Steuerung 28 und dementsprechend der Speicher 86 installiert sind. Daraus folgt, dass diese Parameter während der Herstellung des Fahrzeugs 14 oder während des Einbaus der relevanten Teile des Fahrzeugs 14 im Speicher 86 gespeichert werden können, da sie in Bezug auf die spezifische Marke und das Modell des konkreten Fahrzeugs 14 bekannt sind.
In einer zusätzlichen Ausführungsform kann eine Annahme durch das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern getroffen werden, dass ein Längsabstand L (in dieser Schrift auch als die Anhängerlänge bezeichnet) zwischen dem Anhängerkupplungspunkt und der Hinterachse des Fahrzeugs 14 zum Zweck des Betreibens des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern gleich null ist, wenn ein Schwanenhalsanhänger oder ein anderer ähnlicher Anhänger 12 mit der Kupplungskugel oder einem Sattelkupplungsverbinder, der über einer Hinterachse des Fahrzeugs 14 angeordnet ist, verbunden ist. Eine derartige Ausführungsform geht im Wesentlichen davon aus, dass die drehbare Verbindung mit dem Anhänger 12 im Wesentlichen vertikal an der Hinterachse des Fahrzeugs 14 ausgerichtet ist. Ferner kann die Steuerung 28 mit modifizierten Algorithmen konfiguriert sein, um diese Annahme im Betrieb des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern zu berücksichtigen. Es versteht sich, dass der erwähnte Schwanenhalsanhänger im Allgemeinen die Konfiguration der Zugdeichsel betrifft, die erhöht ist, um sie an einer erhöhten Stelle über der Hinterachse an dem Fahrzeug 14 anzubringen, wie etwa innerhalb einer Ladefläche eines Lastkraftwagens, wodurch Ausführungsformen des Schwanenhalsanhängers Flachbettladeräume, umschlossene Laderäume, Wohnwagen, Viehanhänger, Pferdeanhänger, Tiefladeanhänger und andere denkbare Anhänger mit einer derartigen Konfiguration der Zugdeichsel beinhalten können.
Im Gegensatz zu festen Fahrzeugparametern (z. B. L, W) kann der Anhängerradstand D, während er in Bezug auf einen gegebenen Anhänger 12 fixiert ist, der an das Fahrzeug 14 gekoppelt ist, variieren, wenn unterschiedliche Anhänger 12 an das Fahrzeug 14 angehängt werden, um dadurch gezogen zu werden. Ferner kann es sein, dass der konkrete Anhänger 12, mit dem ein gegebenes Fahrzeug 14 verwendet wird, während der Herstellung des Fahrzeugs 14 nicht bekannt ist und ein Benutzer eines derartigen Fahrzeugs 14 das Fahrzeug 14 möglicherweise mit verschiedenen Anhängern 12 mit unterschiedlichen Größen und Konfigurationen verwenden möchte. Dementsprechend kann eine Routine oder ein anderes Verfahren für das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern erforderlich sein, um den konkreten Anhängerradstand D zu erhalten, und kann in einigen Ausführungsformen erforderlich sein, damit das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern funktioniert.
In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 14 verschiedene Merkmale beinhalten, um das genaue Messen des Anhängerradstands D durch einen Benutzer zu erleichtern. Insbesondere können derartige Merkmale einen Mechanismus bereitstellen, um dem Benutzer Flexibilität beim Messen des Anhängerradstands D mit einem reduzierten Fehlerrisiko und einen optimierten Prozess zum Eingeben des Messwerts für den Anhängerradstand D ohne manuelle numerische Eingabe unter Verwendung der HMI 80 oder dergleichenzu ermöglichen. In einem bestimmten Aspekt kann ein Codierer ähnlich einer elektronischen Maßbandvorrichtung an der Rückseite des Fahrzeugs 14 montiert sein. Der Codierer kann eine Schnur, einen Draht, ein Band oder eine ähnliche Struktur beinhalten, die durch einen Benutzer vom Fahrzeug 14 nach außen gestreckt werden kann, bis diese(r) sich zu der ersten Achse des Anhängers 12 erstreckt, der mit dem Fahrzeug 14 installiert ist. Das Modul würde automatisch den Abstand, um den sich die Messstruktur von dem Modul erstereckt, entweder durch Lesen einer Reihe von sichtbaren, physischen oder magnetischen Markierungen entlang der Messstruktur oder unter Verwendung eines Potentiometers, das mit einer Spule wirkgekoppelt ist, an die Messstruktur gespeichert ist, lesen Das Modul kann elektrisch mit der Steuerung 28 oder dergleichen gekoppelt sein, sodass die Steuerung 28 den gemessenen Anhängerradstand D im Speicher 86 speichern kann (der in einem Beispiel einer maximalen Länge der zurückgezogenen Messstruktur vor Freigabe durch den Benutzer und deren Zurückziehen durch das Modul entsprechen kann). In einem Beispiel kann die Steuerung 28 beim Speichern einer derartigen Messung darauf beschränkt sein, dass in einen „Kalibrierungsmodus“ eingetreten wurde, wie etwa durch einen Benutzer, wenn ein neuer Anhänger 12 in das Fahrzeug 14 eingebaut wurde.
In einigen Ausführungsformen kann ein Nahbereichsradarmodul in dem Sensorsystem 16 des Fahrzeugs 14 beinhaltet sein. Ein derartiges Nahbereichsradar kann elektrisch mit der Steuerung 28 gekoppelt sein und von dieser verwendet werden, um einen oder mehrere „Eckwürfel“ zu lokalisieren, die strategisch an dem Anhänger 12 in Bezug auf (z. B. direkt über) dessen Vorderachse platziert werden können. Eckwürfel sind allgemein bekannt und werden als zuverlässige Reflektoren von Radar akzeptiert und können zuverlässig für Abstandsmessungen verwendet werden. In einem Beispiel können Eckwürfel mit Magnetbasen mit einem Fahrzeug 14 zum Montieren an dem bestimmten Anhänger 12, der zu einem gegebenen Zeitpunkt mit dem Fahrzeug 14 installiert ist, bereitgestellt werden. Ferner können unter Verwendung eines Triangulationsverfahrens auch zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Anhängers 12 platzierte Eckwürfel verwendet werden, um den Kupplungswinkel γ zu bestimmen.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 28 eine Anhängerradbasisschätzroutine 120 nach Bedarf umsetzen, um den Anhängerradstand D innerhalb eines gewünschten Grads an Genauigkeit zu bestimmen. Insbesondere kann die Anhängerradbasisschätzroutine 120 eine Schätzung des Kupplungswinkels γ verwenden, die durch das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern bestimmt wird, um eine Schätzung für den Anhängerradstand D abzuleiten. Eine Anzahl von Anhängerradbasisschätzungen, die in regelmäßigen Zeitintervallen über einen oder mehrere identifizierte Zeiträume vorgenommen werden, in denen Bedingungen derartige Schätzungen ermöglichen, können gemittelt oder gefiltert werden, um eine endgültige gewichtete Schätzung des Anhängerradstands D zu erzeugen. Solche Routinen können im Allgemeinen auf dem Fachgebiet bekannt sein.
Durch Verwenden dieser Parameter sowie der anderen vorstehend aufgeführten Parameter für eine Vielfalt von Berechnungen kann die kinematische Beziehung zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 abgeleitet werden, und es kann bestimmt werden, ob der gezogene Anhänger 12 das in der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 erfasste Objekt 15 seitlich streifen könnte, wie nachstehend beschrieben.
Anfangs kann eine Position der Kupplungskugel 40 (x_b, y_b) auf Grundlage der Position des Fahrzeugs 14 (x, y), des Fahrzeuggierwinkels α und der Länge L zwischen dem Kupplungspunkt und der Hinterachse des Fahrzeugs 14 bestimmt werden. Diese Position (x_b, y_b) der Kupplungskugel 40 ist durch die folgenden Gleichungen gegeben: $x_{b} = x - L cos α$
$y_{b} = y - L sin α$
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Position des Fahrzeugs 14 (x, y) durch einen Punkt dargestellt werden, an dem eine Linie, die entlang einer Hinterachse des Fahrzeugs 14 verläuft, eine Längsmittellinie des Fahrzeugs 14 schneidet, wie in 5 und 6 gezeigt.
Der Anhängergierwinkel β kann durch Verwenden des vorstehend erwähnten Fahrzeuggierwinkels α und des bestimmten Kupplungswinkels γ über die folgende Gleichung bestimmt werden: $β = γ + α$
Die Anhängergierrate ω₂ kann mit dem Kupplungswinkel γ, dem Anhängerradstand D, der Fahrzeuggeschwindigkeit v₁ und der Fahrzeuggierrate ω₁ über die folgende Gleichung bestimmt werden: $ω_{2} = - \frac{v_{1}}{D} sin γ - \frac{L}{D} cos γ ω_{1}$
Die Anhängergeschwindigkeit v₂ kann mit der Länge L zwischen dem Kupplungspunkt und der Hinterachse des Fahrzeugs 14, der Fahrzeuggierrate ω₁, der Fahrzeuggeschwindigkeit v₁ und dem Kupplungswinkel γ über die folgende Gleichung bestimmt werden: $v_{2} = v_{1} cos γ - L sin γ ω_{1}$
Als Nächstes kann der dynamische Anhängerwenderadius rt durch Dividieren der bestimmten Anhängergeschwindigkeit v₂ durch die Anhängergierrate ω₂ bestimmt werden: $r_{t} = \frac{v_{2}}{ω_{2}}$
Zum Zwecke des Betreibens des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern kann der dynamische Anhängerwenderadius rt auf den Maximalwert R_max begrenzt werden, sodass: $- R_{m a x} \leq r_{t} \leq R_{m a x}$
Die Position des Anhängers (x_t, y_t) unter Verwendung der vorstehend berechneten Position der Kupplungskugel 40 (x_b, y_b), des Anhängerradstands D und des Anhängergierwinkels β über die folgenden Gleichungen bestimmt werden kann: $x_{t} = x_{b} - D cos β$
$y_{t} = y_{b} - D sin β$
Als Nächstes können die Koordinaten des Anhängerdrehungsmittelpunkts O (x_c, y_c) mit der bestimmten Position des Anhängers (xt, y_t), dem dynamischen Anhängerwenderadius r_tund dem Anhängegierwinkel β über die folgenden Gleichungen bestimmt werden: $x_{c} = x_{t} - r_{t} sin β$
$y_{c} = y_{t} + r_{t} cos β$
Nach Berechnen des Anhängerdrehungsmittelpunkts O kann der Abstand r_obj eines Objekts 15 vom Anhängerdrehungsmittelpunkt O mit dem Lenkwinkel δ an den gelenkten Vorderrädern 64 des Fahrzeugs 14, den Koordinaten des Anhängerdrehungsmittelpunkts O (x_c, y_c) und der Position des Objekts 15 (x_obj, y_obj) über die folgende Gleichung bestimmt werden: $r_{o b j} = sign (δ) \sqrt{{(x_{c} - x_{o b j})}^{2} + {(y_{c} - y_{o b j})}^{2}}$
Wie vorstehend erörtert, kann die Position des Objekts 15 (x_obj, y_obj) durch das virtuelle Sensorsystem 18 oder durch die Verwendung einer Vielfalt anderer Sensoren und Vorrichtungen, die innerhalb des Sensorsystems 16 der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen werden, bestimmt werden. Ferner kann wie vorstehend erörtert der Lenkwinkel δ auf Daten basieren, die von dem Lenkwinkelsensor 67 gesammelt wurden.
Als Nächstes kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern bestimmen, ob sich das erfasste Objekt 15 in dem Fahrweg des Anhängers 12 relativ zu dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O befindet. Nun unter Bezugnahme auf 6 kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern eine innere Anhängergrenzlinie 90 nutzen, die sich zwischen Punkt A und Punkt B erstreckt, wobei Punkt A ein Schnittpunkt zwischen einer Innenseite 13 des Anhängers 12 und einer Linie ist, die sich entlang der Achse einer Anhängerachse nach außen erstreckt, und Punkt B ein Punkt ist, der von Punkt A um einen Abstand gleich der Länge des Anhängerradstands D in Vorwärtsrichtung des Anhängers im Wesentlichen parallel zu einer Längsmittellinie des Anhängers 12 versetzt ist. Die Innenseite 13 des Anhängers 12 kann die Seite des Anhängers 12 sein, die im Allgemeinen dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O zugewandt ist. Dementsprechend kann die Innenseite 13 des Anhängers 12 der Drehrichtung des Fahrzeugs 14 entsprechen. Zum Beispiel kann die Innenseite 13 des Anhängers 12 die linke Seite des Anhängers 12 sein, wenn das Fahrzeug 14 nach links abbiegt, während die Innenseite 13 des Anhängers 12 die rechte Seite des Anhängers 12 sein kann, wenn das Fahrzeug 14 rechts abbiegt, wie in 6 gezeigt. Die Position von Punkt A (x_A, y_A) kann mit der Position des Anhängers (xt, y_t), der Anhänger-Gierrate ω₂, der Anhängerbreite Tw und dem Anhängergierwinkel β über die folgenden Gleichungen bestimmt werden: $x_{A} = x_{t} - sign (ω_{2}) \frac{T w}{2} sin β$
$y_{A} = y_{t} + sign (ω_{2}) \frac{T w}{2} cos β$
Die Position von Punkt B (x_B, y_B) kann mit der Position des Anhängers (xt, y_t), der Anhängergierrate ω₂, der Anhängerbreite Tw, dem Anhängergierwinkel β und dem Anhängerradstand D über die folgenden Gleichungen bestimmt werden: $x_{B} = x_{t} + D cos β - sign (ω_{2}) \frac{T w}{2} sin β$
$y_{B} = y_{t} + D cos β + sign (ω_{2}) \frac{T w}{2} cos β$
Unter weiterer Bezugnahme auf 6, nachdem die Koordinaten von Punkt A und Punkt B bestimmt wurden, bestimmt das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern als Nächstes, ob die innere Anhängergrenzlinie 90, die sich zwischen Punkt A und Punkt B erstreckt, einen virtuellen Kreis 92 mit einem Radius von r_obj (der Abstand des erfassten Objekts 15 vom Anhängerdrehungsmittelpunkt O) und einem Mittelpunkt (x_c, y_c) (den Koordinaten des Anhängerdrehungsmittelpunkts O) schneidet. Wenn festgestellt wird, dass die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 schneidet, bestimmt das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern, dass sich das Objekt 15 in dem Fahrweg des Anhängers 12 befindet, sodass ein Ereignis seitlichen Streifens auftreten könnte.
Wenn das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern bestimmt, dass die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 schneidet, sodass sich das Objekt 15 in dem Fahrweg des Anhängers 12 befindet, kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern ferner den Schnittpunkt M (x_M, y_M) der inneren Anhängergrenzlini 90 und des virtuellen Kreises 92 bestimmen. Der Schnittpunkt M (x_M, y_M) kann mit Folgendem bestimmt werden:

Definieren

d_{x} = x_{B} - x_{A}

d_{y} = y_{B} - y_{A}

d_{r} = \sqrt{d_{x}^{2} + d_{y}^{2}}

Q = | \begin{matrix} x A & x B \\ y A & y B \end{matrix} | = x_{A} y_{B} - x_{B} y_{A}

_M

x_{M} = \frac{Q d_{y} \pm s g n * (d_{y}) d_{x} \sqrt{r_{o b j}^{2} d_{r}^{2} - Q^{2}}}{d_{r}^{2}}

y_{M} = \frac{- Q d_{x} \pm | d_{y} | \sqrt{r_{o b j}^{2} d_{r}^{2} - Q^{2}}}{d_{r}^{2}}

Wobei die Funktion sgn*(x) definiert ist als $sgn* (x) \equiv {\begin{matrix} - 1 & for x < 0 \\ 1 & otherwise . \end{matrix} [für] [sonst]$
Mit dem berechneten Schnittpunkt M (x_M, y_M) kann der Winkel θ zwischen Linien, die von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O (x_c, y_c) zu dem Schnittpunkt M (x_M, y_M) und dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O (x_c, y_c) zur Position des Objekts 15 (x_obj, y_obj) verlaufen, unter Verwendung des Kosinusgesetzes bestimmt werden. Der Winkel θ kann dann in Verbindung mit dem dynamischen Anhängerwenderadius r_t und der Anhängergeschwindigkeit v₂ verwendet werden, um die Zeit bis zum seitlichen Streifen t_ss des Objekts 15 mit dem Anhänger 12 über die folgende Gleichung zu bestimmen: $t_{s s} = \frac{θ r_{t}}{v_{2}}$
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 kann die Steuerung 28 des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern in verschiedenen Ausführungsformen ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu veranlassen, eine Maßnahme zum Vermeiden seitlichen Streifens auszuführen, wenn bestimmt wird, dass sich das Objekt 15 im Fahrweg des Anhängers 12 befindet. Zum Beispiel kann die Steuerung 28 in einigen Ausführungsformen das Fahrzeugwarnsystem 76 dazu veranlassen, ein Warnsignal auszuführen, um den Fahrer des Fahrzeugs 14 oder andere darüber zu informieren, dass sich das Objekt 15 in dem Fahrweg des Anhängers 12 befindet. Es wird in Betracht gezogen, dass das Warnsignal mindestens eines von einer Vielfalt von Arten von Warnsignalen sein kann, die unter anderem visuelle Warnungen, akustische Warnungen, fühlbare Warnungen und/oder eine Kombination davon beinhalten können.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 28 das Servolenksystem 62 dazu veranlassen, die manuelle Lenkdrehmomentunterstützung zu reduzieren, wenn bestimmt wird, dass sich das Objekt 15 im Fahrweg des Anhängers 12 befindet. Zum Beispiel kann das Servolenksystem 62 in einigen Ausführungsformen, wenn bestimmt wird, dass sich das Objekt 15 im Fahrweg des Fahrzeugs 14 befindet, wenn das Fahrzeug 14 nach rechts abbiegt, die manuelle Lenkdrehmomenthilfe reduzieren, die für Lenkhandlungen durch den Fahrer bereitgestellt wird, die das Fahrzeug 14 weiter nach rechts wenden würden. Somit kann das Servolenksystem 62 dazu konfiguriert sein, ein manuelles Lenken durch einen Fahrer zu verhindern, das dazu führen würde, dass ein Ereignis seitlichen Streifens schneller oder schwerer erfolgt. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 28 das Servolenksystem 62 dazu veranlassen, die manuelle Lenkdrehmomenthilfe zu reduzieren, wenn bestimmt wird, dass sich das Objekt 15 im Fahrweg des Anhängers 12 befindet. Zum Beispiel kann die Steuerung 28 das Servolenksystem 62 dazu veranlassen, die zugeführte manuelle Lenkdrehmomenthilfe zu reduzieren, wenn ein Überlenken des Fahrzeugs 14 dazu führen würde, dass der Fahrweg des Fahrzeugs das Objekt 15 schneidet. Auf diese Weise kann eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens präventiv eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass der Anhänger 12 nicht mit dem Objekt 15 kollidiert. Es wird in Betracht gezogen, dass in einigen Ausführungsformen die manuelle Lenkdrehmomenthilfe des Servolenksystems 62 positiv genutzt werden kann, um zu verhindern, dass der Fahrer in eine gegebene Richtung abbiegt.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 28 das Fahrzeugbremssteuersystem 72 und/oder das Antriebsstrangsteuersystem 74 dazu veranlassen, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 einzustellen, wenn bestimmt wird, dass das in der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 erfasste Objekt 15 sich im Fahrweg des Anhängers 12 befindet. Zum Beispiel kann die Steuerung 28 in einigen Ausführungsformen das Antriebsstrangsteuersystem 74 und das Fahrzeugbremssteuersystem 72 dazu veranlassen, gemeinsam zu arbeiten, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu reduzieren. Es wird in Betracht gezogen, dass die Steuerung 28 in einigen Ausführungsformen die Ausführung einer Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens veranlassen kann, die das Fahrzeug 14 anhält.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 28 verschiedene Fahrzeugsysteme (z B. das Servolenksystem 62, das Fahrzeugbremssteuersystem 72, das Antriebsstrangsteuersystem 74 usw.) dazu veranlassen, die Bewegung des Fahrzeugs 14 derart zu steuern, dass das vorhergesagte Ereignis seitlichen Streifens vermieden oder abgemildert wird. Zum Beispiel kann die Steuerung 28 in einigen Ausführungsformen die Fahrzeugsysteme dazu veranlassen, den Lenkwinkel δ des Fahrzeugs 14 zu reduzieren, sodass der dynamische Wenderadius des Fahrzeugs 14 und/oder der dynamische Wenderadius rt des Anhängers zunimmt. Die Steuerung 28 kann die Fahrzeugsysteme anweisen, den Lenkwinkel δ zu reduzieren, sodass sich der Fahrweg des Anhängers 12 nicht mehr mit der Position des Objekts 15 überschneidet. Zum Beispiel kann die Steuerung 28 in einigen Ausführungsformen die Fahrzeugsysteme anweisen, den Lenkwinkel δ des Fahrzeugs 14 zu reduzieren, sodass die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 nicht mehr schneidet.
Unter Bezugnahme auf 7 kann in einigen Ausführungsformen das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern die folgende Logik verwenden, um den Lenkwinkel δ des Fahrzeugs 14 einzustellen, um ein Ereignis seitlichen Streifens wie gewünscht zu vermeiden. Erstens kann ein gewünschter Kupplungswinkel γ_d mit der Länge L zwischen dem Kupplungspunkt und der Hinterachse des Fahrzeugs 14, dem Anhängerradstand D und dem Abstand r_obj des Objekts 15 von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O bestimmt werden. Es ist zu beachten, dass: $r_{o b j} = \frac{L + D cos γ_{d}}{sin γ_{d}}$
Dementsprechend, durch Umordnen der vorstehenden Gleichung und Anwenden von sin² γ_d + cos² γ_d = 1 $r_{o b j} sin γ_{d} = L + D cos γ_{d}$
Insofern gilt: $γ_{d} = {sin}^{- 1} \frac{L r_{o b j} + D \sqrt{D^{2} - L^{2} + r_{o b j}^{2}}}{D^{2} + r_{o b j}^{2}}$
Als Nächstes kann ein vorwärtsgekoppelter Lenkwinkel δ_ff mit der Länge L zwischen dem Kupplungspunkt und der Hinterachse des Fahrzeugs 14, dem Radstand W des Fahrzeugs 14, dem Anhängerradstand D und dem gewünschten Kupplungswinkel γ_d über die folgende Gleichung bestimmt werden: $t a n δ_{f f} = - \frac{W s i n γ_{d}}{D + L c o s γ_{d}}$
Der vorwärtsgekoppelte Lenkwinkel δ_ff kann von der Steuerung 28 zusammen mit Werten aus verschiedenen Berechnungen verwendet werden, die vorstehend in der Routine für den gewünschten Lenkradwinkel 130 erörtert wurden, um einen gewünschten Lenkradwinkel SW_d zu bestimmen, der notwendig ist, um ein seitliches Streiefn des Objekts 15 mit dem Anhänger 12 zu vermeiden, wie in 7 veranschaulicht. Das Fahrzeug 14 erfasst (über das Sensorsystem 16) das Objekt 15, und der Abstand r_obj vom Objekt 15 zu dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O wird durch die Steuerung 28 in Kommunikation mit dem Sensorsystem 16 bestimmt. Der Abstand r_obj vom Objekt 15 zu dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O wird dann verwendet, um den gewünschten Kupplungswinkel γ_d zu bestimmen, der wiederum verwendet wird, um den vorwärtsgekoppelten Lenkwinkel δ_ff zu bestimmen, wie vorstehend erörtert. Der vorwärtsgekoppelte Lenkwinkel δ_ff kann dann verwendet werden, um den gewünschten Lenkradwinkel SW_dzu bestimmen, der die verschiedenen Fahrzeugsysteme, wie etwa das Servolenksystem 62, dazu veranlassen kann, die Bewegung des Fahrzeugs zu steuern, um ein Ereignis seitlichen Streifens mit dem Objekt 15 zu vermeiden. Jedoch kann eine Vielfalt von Faktoren zu einem Fehler bei der Berechnung des vorwärtsgekoppelten Lenkwinkels δ_ff beitragen, der ohne Korrektur die konsistente Vermeidung von Ereignissen seitlichen Streifens verhindern kann. Dementsprechend wird, wenn der vorwärtsgekoppelte Lenkwinkel δ_ff bestimmt wird, auch ein rückgekoppelter Lenkwinkel δ_fb bestimmt und zu dem Wert des vorwärtsgekoppelten Lenkwinkels δ_ff addiert, und der resultierende Wert (δ_ff + 8_fb) wird von der Steuerung 28 zum Berechnen des gewünschten Lenkradwinkels SW_d verwendet.
Unter weiterer Bezugnahme auf 7 schätzt das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern des Fahrzeugs 14 beim Bestimmen des rückgekoppelten Lenkwinkels δ_fb einen Kupplungswinkel γ und einen Anhängerradstand D über die Verwendung verschiedener Fahrzeugsysteme und -komponenten, wie etwa dem Sensorsystem 16 und Daten, die in dem Speicher 86 in der Steuerung 28 gespeichert sind. Die Kupplungswinkelschätzung und die Anhängerradbasisschätzung werden dann durch die Steuerung 28 verarbeitet, um den dynamischen Anhängerwenderadius rt zu bestimmen. Die Steuerung 28 nimmt dann den Absolutwert des dynamischen Anhängerwenderadius rt und subtrahiert eine Hälfte der Breite Tw des Anhängers 12 von dem Absolutwert des dynamischen Anhängerwenderadius rt, um einen Wert eines Innenradius r_in, im Allgemeinen gleich dem Abstand von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O zu der Innenseite 13 des Anhängers 12 in der Nähe von Punkt A der inneren Anhängergrenzlinie 90, zu erhalten. Der Innenradius r_in wird dann von dem berechneten Abstand r_obj vom Objekt 15 zu dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O subtrahiert. Der resultierende Wert (r_obj - r_in) wird dann in eine Proportional-Integral-Differential- (PID-) Steuerung eingegeben, die dazu konfiguriert ist, den Rückführungslenkwinkel δ_fb zu berechnen, der, wenn er zu dem Vorwärtskopplungslenkwinkel δ_ff addiert wird, im Allgemeinen und/oder im Wesentlichen einen Fehler beseitigen kann, der in dem System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern auftreten kann. Der summierte vorwärtsgekoppelte Lenkwinkel δ_ff und der rückgekoppelte Lenkwinkel δ_fb werden dann von der Steuerung 28 verwendet, um das Servolenksystem 62 und/oder andere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, den Lenkradwinkel auf den gewünschten Lenkradwinkel SW_d einzustellen und/oder die Bewegung des Fahrzeugs 14 anderweitig zu beeinflussen, sodass die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 nicht mehr schneidet und ein Ereignis seitlichen Streifens vermieden werden kann. Es wird in Betracht gezogen, dass in einigen Ausführungsformen, in denen das Fahrzeug 14 mit einem Lenkrad 68 ausgestattet ist, das mechanisch von dem Lenksystem entkoppelt ist (Steer-by-Wire), das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern den Lenkwinkel δ des Fahrzeugs 14 einstellen kann, ohne den Lenkradwinkel einzustellen.
Unter Bezugnahme auf 2 kann die Steuerung 28 des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu veranlassen, eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auf Grundlage der Zeit bis zum seitlichen Streifen tss auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens ausgeführt werden, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss geringer als ein Schwellenzeitwert ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Schwellenzeitwert ein vorbestimmter Wert sein. In einigen Beispielen kann der Schwellenzeitwert ein fester vorbestimmter Wert sein, der im Speicher 86 gespeichert ist. Ferner kann der Schwellenzeitwert in einigen Beispielen basierend auf bestimmten Bedingungen gemäß einer vorbestimmten Logik der Steuerung 28 variieren. Zum Beispiel kann der Schwellenzeitwert in einigen Ausführungsformen von mindestens einer von einer Vielfalt von Bedingungen abhängen, die unter anderem die Fahrzeuggeschwindigkeit v₁, die Abmessungen des Anhängers 12, den Lenkwinkel δ, die Größe des erfassten Objekts 15, Klassifizierungen des Objekts 15 und/oder eine Kombination davon beinhalten können.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2 kann in einigen Ausführungsformen die Steuerung 28 ein oder mehrere Fahrzeugsysteme 10 dazu veranlassen, eine erste Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit tss bis zum seitlichen Streifen geringer als ein erster vorbestimmter Schwellenzeitwert ist, und ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu veranlassen, eine zweite Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit tss bis zum seitlichen Streifen geringer als ein zweiter vorbestimmter Schwellenzeitwert ist, wobei der erste vorbestimmte Schwellenzeitwert größer als der zweite vorbestimmte Schwellenzeitwert ist. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Steuerung 28 des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern das Fahrzeugwarnsystem 76 dazu veranlassen, ein Warnsignal auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss weniger als 3 Sekunden beträgt, und das Servolenksystem 62 dazu veranlassen, den Lenkradwinkel einzustellen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss weniger als 1,5 Sekunden beträgt. Es wird in Betracht gezogen, dass in einigen Ausführungsformen die Steuerung 28 des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu veranlassen kann, eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens basierend auf der Zeit bis zum seitlichen Streifen tss auszuführen.
Unter Bezugnahme auf 8 ist eine Ausführungsform der Routine 98 zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern zur Verwendung in dem System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 veranschaulicht. In der veranschaulichten Ausführungsform beginnt die Routine 98 zur Vermeidung eines seitlichen Streifens bei Anhängern in Schritt 100 durch Empfangen von Signalen von dem Sensorsystem 16 des Fahrzeugs 14. Diese Signale können Parameter und Bedingungen betreffen, die sich auf das Fahrzeug 14, den Anhänger 12 und/oder das Objekt 15 beziehen.
Bei Schritt 102 können die empfangenen Signale verwendet werden, um verschiedene Parameter des Fahrzeugs 14 und/oder Anhängers 12 zu schätzen. Zum Beispiel können in verschiedenen Beispielen die empfangenen Signale verwendet werden, um den Kupplungswinkel γ, den Anhängerradstand D und die Anhängerbreite Tw zu schätzen. Es wird in Betracht gezogen, dass in einigen Beispielen andere Parameter des Fahrzeugs 14 und/oder des Anhängers 12 zusätzlich geschätzt werden können.
Bei Schritt 104 kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern den dynamischen Anhängerwenderadius rt und den Anhängerdrehungsmittelpunkt O bestimmen. Als Nächstes kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Schritt 106 den Abstand r_obj vom Anhängerdrehungsmittelpunkt O zum Objekt 15 bestimmen. Bei Schritt 108 kann das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern die Position der inneren Anhängergrenzlinie 90 bestimmen, die sich zwischen Punkt A und Punkt B erstreckt. In verschiedenen Beispielen wird die Position der inneren Anhängergrenzlinie 90 erlangt, indem zuerst Punkt A und Punkt B bestimmt werden.
Als Nächstes, bei Schritt 110, bestimmt das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern, ob die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 mit einem Radius von r_obj (der Abstand des erfassten Objekts 15 vom Anhängerdrehungsmittelpunkt O) und einem Mittelpunkt (x_c, y_c) (den Koordinaten des Anhängerdrehungsmittelpunkts O) schneidet. Wenn die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 nicht schneidet, dann kann die Routine 98 zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern enden oder in einigen Ausführungsformen zum Anfang zurückkehren und erneut beginnen. Wenn die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 schneidet, dann kann die Routine 98 zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern mit Schritt 112 fortfahren. Wie jedoch durch den gestrichelten Pfeil in 8 gezeigt, kann die Routine 98 zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern bei einer Bestimmung, dass die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 schneidet, direkt zu Schritt 116 übergehen, wobei die Steuerung 28 des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Routine 98 zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern, die direkt zu Schritt 116 übergeht, zusätzlich zu der Routine 98 zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern stattfinden, die zu Schritt 112 übergeht, oder als Alternative dazu.
Bei Schritt 112 ist die Steuerung 28 des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern dazu konfiguriert, die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss des Objekts 15 mit dem Anhänger 12 zu bestimmen. Anschließend, bei Schritt 114, bestimmt das System zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern, ob die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss geringer als der Schwellenzeitwert ist. Wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss nicht geringer als ein Schwellenzeitwert ist, kann die Routine 98 zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern zum Anfang der Routine zurückkehren und erneut beginnen. Wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss geringer als ein Schwellenzeitwert ist, kann die Routine 98 zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern zu Schritt 116 übergehen, wobei die Steuerung 28 des Systems zum Vermeiden seitlichen Streifens 10 bei Anhängern dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen.
Nun unter Bezugnahme auf 9 ist ein Verfahren 150 zum Betreiben des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern veranschaulicht. Das Verfahren 150 beinhaltet den Schritt 152 des Betreibens des Fahrzeugs 14. Der Schritt 152 des Betreibens des Fahrzeugs kann Fahren des Fahrzeugs 14 beinhalten. Ferner kann es Fahren des Fahrzeugs 14 in der allgemeinen Vorwärtsrichtung beinhalten, während der Anhänger 12 gezogen wird. Der Schritt 152 des Betreibens des Fahrzeugs 14 kann ferner Abbiegen des Fahrzeugs 14, während der Anhänger 12 in die Vorwärtsrichtung gezogen wird, beinhalten.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 150 zum Betreiben des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern ferner den Schritt 154 des Bestimmens von Bedingungen des Fahrzeugs 14 und/oder des Anhängers 12 beinhalten. Der Schritt 154 kann Bestimmen einer Vielfalt von Bedingungen und/oder Parametern des Fahrzeugs 14 und/oder Anhängers 12 umfassen. Zum Beispiel kann der Schritt 154 in einigen Ausführungsformen Schätzen und/oder Bestimmen von mindestens einem von einer Vielzahl von Fahrzeug- und/oder Anhängerparametern und/oder -bedingungen beinhalten, die unter anderem den Kupplungswinkel γ, die Geschwindigkeit des Anhängers v₂, den Anhängerradstand D und die Anhängerbreite Tw, den dynamischen Anhängerwenderadius rt, den Anhängerdrehungsmittelpunkt O und/oder die Position der inneren Anhängergrenzlinie 90 beinhalten können.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 150 zum Betreiben des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern ferner den Schritt 156 des Erfassens von Objekten 15 in der Betriebsumgebung 24 des Fahrzeugs 14 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann das Sensorsystem 16 dazu konfiguriert sein, das Objekt 15 zu erfassen. In einigen Ausführungsformen kann das virtuelle Sensorsystem 18 das Objekt 15 erfassen. Die Position des erfassten Objekts 15 kann durch die Steuerung 28 in Kommunikation mit dem Sensorsystem 16 bestimmt werden.
Das Verfahren 150 zum Betreiben des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern kann ferner den Schritt 158 des Bestimmens einer Bezuiehung zwischen dem Objekt 15, dem Fahrzeug 14 und/oder dem Anhänger 12 beinhalten. Zum Beispiel kann der Schritt 158 in einigen Ausführungsformen Bestimmen des Abstands r_obj vom Objekt 15 zu dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O beinhalten. Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Schritt 158 Bestimmen, ob die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 schneidet, beinhalten. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Schritt 158 Bestimmen der Zeit bis zum seitlichen Streifen tss des Objekts 15 mit dem Anhänger 12 beinhalten. Wie oben erörtert kann in verschiedenen Ausführungsformen die Zeit tss bis zum seitlichen Streifen auf der Geschwindigkeit des Anhängers v₂, des dynamischen Anhängerwenderadius rt und des Winkels θ zwischen der Linie, die sich von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O zum Objekt 15 erstreckt, und der Linie, die sich von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O zu einem Schnittpunkt M der inneren Anhängergrenzlinie 90 und des virtuelle Kreises 92 erstreckt, basieren. Dieser Winkel θ ist oben als zwischen Linien, die von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O (x_c, y_c) zu dem Schnittpunkt M (x_M, y_M) und dem Anhängerdrehungsmittelpunkt O (x_c, y_c) zur Position des Objekts 15 (x_obj, y_obj) verlaufen, definiert beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann der Schritt 158 beinhalten, dass die Steuerung 28 des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss mit dem Schwellenzeitwert und/oder einer Vielzahl von Schwellenzeitwerten vergleicht. Wie vorstehend erörtert, können der eine oder die mehreren Schwellenzeitwerte vorbestimmt sein.
Das Verfahren 150 zum Betreiben des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern kann ferner den Schritt 160 des Ausführens der Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens beinhalten. Wie vorstehend erörtert, kann die Steuerung 28 ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu veranlassen, die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen. Der Schritt 160 des Ausführens der Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens kann Ausführen von mindestens einer von einer Vielzahl von Arten von Maßnahmen zur Vermeidung seitlichen Streifens beinhalten, die unter anderem Ausführen eines Warnsignals über das Fahrzeugwarnsystem 76, Reduzieren des Lenkwinkels δ des Fahrzeugs 14, sodass die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 nicht mehr schneidet, Reduzieren der durch ein Servolenksystem zugeführten manuellen Lenkdrehmomenthilfe, Reduzieren der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 und/oder eine Kombination davon beinhalten können. Es versteht sich, dass verschiedene andere hierin offenbarte Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens über Schritt 160 des Verfahrens 150 zum Betreiben des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern durchgeführt werden können. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Schritt 160 des Ausführens der Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auf Grundlage einer Bestimmung, dass sich das Objekt 15 in dem Fahrweg des Anhängers 12 befindet, eingeleitet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Schritt 160 auf Grundlage einer Bestimmung, dass die innere Anhängergrenzlinie 90 den virtuellen Kreis 92 schneidet, eingeleitet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Schritt 160 auf Grundlage einer Bestimmung, dass die Zeit bis zum seitliche Streifen tss geringer als der vorbestimmte Schwellenzeitwert ist, eingeleitet werden.
Die vorliegende Offenbarung kann eine Vielfalt von Vorteilen bereitstellen. Zum Beispiel kann der Betrieb des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern der Steuerung 28 ermöglichen, das Fahrzeugwarnsystem 76 dazu zu veranlassen, ein Warnsignal auszuführen, das den Fahrer des Fahrzeugs 14 oder eine andere Person warnen kann, dass das durch das Sensorsystem 16 erfasste Objekt 15e in dem Fahrweg des Anhängers 12 liegt, der von dem Fahrzeug 14 gezogen wird, was dem Fahrer dabei helfen kann, auf die Situation zu reagieren. Ferner kann der Betrieb des Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens 10 bei Anhängern in bestimmten Situationen der Steuerung 28 ermöglichen, verschiedene andere Fahrzeugsysteme, wie etwa das Servolenksystem 62, dazu zu veranlassen, den Lenkwinkel δ des Fahrzeugs 14 als Reaktion auf eine Bestimmung, dass sich das Objekt 15 in dem Fahrweg des Anhängers 12 befindet und/oder dass die Zeit bis zum seitlichen Streifen tss geringer als ein vorbestimmter Schwellenzeitwert ist, aktiv einzustellen, was ermöglichen kann, ein Ereignis seitlichen Streifens zu vermeiden.
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 Patentansprüchen abgedeckt sein sollen, sofern diese Ansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas Anderes angeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern für ein Fahrzeug, das einen Anhänger zieht, bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Sensorsystem, das dazu konfiguriert ist, Objekte in einer Betriebsumgebung des Fahrzeugs zu erfassen; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, von dem Sensorsystem empfangene Informationen zu verarbeiten, um zu bestimmen, ob sich ein Objekt, das in der Betriebsumgebung des Fahrzeugs erfasst wurde, in einem Fahrweg des gezogenen Anhängers befindet, wenn das Fahrzeug abbiegt, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, auf Grundlage einer Bestimmung, dass sich das Objekt in dem Fahrweg des gezogenen Anhängers befindet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Reduzieren der manuellen Lenkdrehmomenthilfe, die durch ein Servolenksystem bereitgestellt wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Ausführen eines Warnsignals über ein Fahrzeugwarnsystem.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Verringern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Reduzieren eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, sodass sich der dynamische Wenderadius des Fahrzeugs erhöht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, eine Zeit bis zum seitlichen Streifen des Objekts mit dem gezogenen Anhänger zu bestimmen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als ein vorbestimmter Schwellenzeitwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme zu veranlassen, eine erste Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als ein erster vorbestimmter Schwellenzeitwert ist, und ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu veranlassen, eine zweite Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als ein zweiter Gemäß einer Ausführungsform vorbestimmter Schwellenzeitwert ist, wobei der erste vorbestimmte Schwellenzeitwert größer als der zweite vorbestimmte Schwellenzeitwert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern für ein Fahrzeug, das einen Anhänger zieht, bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Sensorsystem, das zum Erfassen von Objekten in einer Betriebsumgebung des Fahrzeugs konfiguriert ist; und eine Steuerung, die Eingaben von dem Sensorsystem empfängt und zu Folgendem konfiguriert ist: Bestimmen eines Fahrweg des gezogenen Anhängers, wenn das Fahrzeug abbiegt; Bestimmen, ob sich ein Objekt, das in der Betriebsumgebung des Fahrzeugs erfasst wurde, im Fahrweg des gezogenen Anhängers befindet; Bestimmen einer Zeit bis zum seitlichen Streifen des Objekts mit dem gezogenen Anhänger; Vergleichen der Zeit bis zum seitlichen Streifen mit einem Schwellenzeitwert; und Veranlassen eines oder mehrerer Fahrzeugsysteme, eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als der Schwellenzeitwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Reduzieren der manuellen Lenkdrehmomenthilfe, die durch ein Servolenksystem bereitgestellt wird;
Gemäß einer Ausführungsform umfasst Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Ausführen eines Warnsignals über ein Fahrzeugwarnsystem.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Verringern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Reduzieren eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, sodass sich der dynamische Wenderadius des Fahrzeugs erhöht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Vermeidung seitlichen Streifens bei einem Anhänger die folgenden Schritte: Abbiegen eines Fahrzeugs, das einen Anhänger zieht; Bestimmen eines dynamischen Anhängerwenderadius und eines Anhängerdrehungsmittelpunkts; Erfassen eines Objekts mit einem Sensorsystem des Fahrzeugs; Bestimmen eines Abstands von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt zu dem Objekt; Bestimmen, ob eine innere Anhängergrenzlinie einen virtuellen Kreis schneidet, der einen Mittelpunkt an dem Anhängerdrehungsmittelpunkt und einen Radius aufweist, der gleich dem Abstand von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt zu dem Objekt ist; und Ausführen einer Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens basierend auf der inneren Anhängergrenzlinie, die den virtuellen Kreis schneidet.
In einem Aspekt der Erfindung erstreckt sich die innere Anhängergrenzlinie zwischen einem ersten Punkt und einem zweiten Punkt, der erste Punkt befindet sich in der Nähe eines Schnittpunkts zwischen einer Innenseite des Anhängers und einer Linie, die entlang der Achse einer Anhängerachse verläuft, und der zweite Punkt ist vom ersten Punkt um einen Abstand versetzt, der im Allgemeinen gleich der Länge des Anhängerradstands in der Vorwärtsrichtung des Anhängers im Wesentlichen parallel zu einer Längsmittellinie des Anhängers ist, wobei die Innenseite des Anhängers einer Drehrichtung des Fahrzeugs entspricht.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Bestimmen einer Zeit bis zum seitlichen Streifen basierend auf einer Geschwindigkeit des Anhängers, des dynamischen Anhängerwenderadius und des Winkels zwischen einer Linie, die sich von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt zu dem Objekt erstreckt, und einer Linie, die sich von dem Anhängerdrehungsmittelpunkt zu einem Schnittpunkt der inneren Anhängergrenzlinie und des virtuelle Kreises erstreckt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren die folgenden Schritte: Vergleichen der Zeit bis zum seitlichen Streifen mit einem vorbestimmten Schwellenzeitwert; und Ausführen der Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als der vorbestimmte Schwellenzeitwert ist.
In einem Aspekt der Erfindung umfasst der Schritt des Ausführens einer Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens: Ausführen eines Warnsignals über ein Fahrzeugwarnsystem.
In einem Aspekt der Erfindung umfasst der Schritt des Ausführens einer Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens: Reduzieren eines Lenkwinkels des Fahrzeugs, sodass die innere Anhängergrenzlinie den virtuellen Kreis nicht mehr schneidet.
In einem Aspekt der Erfindung umfasst der Schritt des Ausführens einer Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens: Reduzieren der manuellen Lenkdrehmomenthilfe, die durch ein Servolenksystem bereitgestellt wird.

Claims

System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern für ein Fahrzeug, das einen Anhänger zieht, umfassend: ein Sensorsystem, das dazu konfiguriert ist, Objekte in einer Betriebsumgebung des Fahrzeugs zu erfassen; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, von dem Sensorsystem empfangene Informationen zu verarbeiten, um zu bestimmen, ob sich ein Objekt, das in der Betriebsumgebung des Fahrzeugs erfasst wurde, in einem Fahrweg des gezogenen Anhängers befindet, wenn das Fahrzeug abbiegt, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, eine Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, auf Grundlage einer Bestimmung, dass sich das Objekt in dem Fahrweg des gezogenen Anhängers befindet.
System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern nach Anspruch 1, wobei die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Reduzieren der manuellen Lenkdrehmomenthilfe, die durch ein Servolenksystem bereitgestellt wird, umfasst.
System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern nach Anspruch 1 und 2, wobei die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Ausführen eines Warnsignals über ein Fahrzeugwarnsystem umfasst.
System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern nach Anspruch 1-3, wobei die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Reduzieren der Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfasst.
System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern nach Anspruch 1-4, wobei die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens Reduzieren eines Lenkwinkels des Fahrzeugs umfasst, sodass sich der dynamische Wenderadius des Fahrzeugs erhöht.
System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern nach Anspruch 1-5, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, eine Zeit bis zum seitlichen Streifen des Objekts mit dem gezogenen Anhänger zu bestimmen.
System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern nach Anspruch 6, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, die Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als ein vorbestimmter Schwellenzeitwert ist.
System zur Vermeidung seitlichen Streifens bei Anhängern nach Anspruch 6, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, eine erste Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als ein erster vorbestimmter Schwellenzeitwert ist, und ein oder mehrere Fahrzeugsysteme dazu zu veranlassen, eine zweite Maßnahme zur Vermeidung seitlichen Streifens auszuführen, wenn die Zeit bis zum seitlichen Streifen geringer als ein zweiter vorbestimmter Schwellenzeitwert ist, wobei der erste vorbestimmte Schwellenzeitwert größer als der zweite vorbestimmte Schwellenzeitwert ist.