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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manövrieren eines Anhängers eines Gespanns zu einem Zugfahrzeug des Gespanns, bei welchem der Anhänger auf Basis einer bestimmten Annäherungstrajektorie selbstfahrend zum Zugfahrzeug hinbewegt wird, wobei die Annäherungstrajektorie abhängig von optischen Erfassungssignalen einer optischen Erfassungseinheit des Gespanns bestimmt wird. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Ankuppelsystem für ein Gespann, mit einem selbstfahrenden Anhänger und mit einem damit kuppelbaren Zugfahrzeug. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Gespann mit einem Ankuppelsystem.
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Die
DE 10 2010 035 299 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewegen eines Anhängers in eine Position, in welcher die Kopplung von Anhänger und Zugfahrzeug möglich ist. Für den Anhänger wird dabei auf Basis der Daten eines sensorischen Mittels eine Bahnkurve berechnet, auf welcher sich der Anhänger selbstständig ohne Lenkeingriff des Bedieners mittels des in dem Anhänger integrierten Fahrantriebs bewegt.
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Die
EP 1 886 905 B1 beschreibt eine Rangiervorrichtung zum Rangieren eines ersten Objekts relativ zu einem zweiten Objekt, insbesondere für einen Fahrzeuganhänger, der mit einem fernlenkbaren Hilfsfahrantrieb ausgestattet ist. Dazu weist die Rangiervorrichtung eine Positionserfassungsvorrichtung auf, welche Sender und Empfänger für optische und/oder akustische Signale zum Erfassen des Abstandes aufweist. Mithilfe der Signale lassen sich die Abstände zwischen den Referenzpunkten und damit zwischen den beiden Objekten bestimmen.
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Bei den bekannten Systemen ist der Informationsaustausch zwischen Komponenten des Ankuppelsystems zum Bestimmen des Manövrierens eingeschränkt. Dies kann zu Nachteilen beim Ankuppeln des selbstfahrenden Anhängers führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Manövrieren eines Anhängers eines Gespanns zu schaffen, bei welchem das Manövrieren durch einen spezifischen elektronischen Informationsaustausch von Systemkomponenten verbessert ist. Des Weiteren ist es Aufgabe ein entsprechendes Ankuppelsystem und ein Gespann zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Ankuppelsystem und ein Gespann gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manövrieren eines Anhängers eines Gespanns zu einem Zugfahrzeug des Gespanns, bei welchem der Anhänger auf Basis einer bestimmten Annäherungstrajektorie selbstfahrend zum Zugfahrzeug hin bewegt wird, wobei die Annäherungstrajektorie abhängig von optischen Erfassungssignalen einer optischen Erfassungseinheit des Gespanns bestimmt wird.
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Es werden folgende weitere Schritte durchgeführt:
- - Auswerten des zumindest einen optischen Erfassungssignal dahingehend, ob der Anhänger erkannt wird;
- - Falls der Anhänger erkannt wird: Übermitteln von Informationen betreffend eine Kuppelkomponente desjenigen ersten Gespannteilnehmers, an welchem die optische Erfassungseinheit angeordnet ist, an ein Steuergerät des Gespanns,
- - Bestimmen einer Ankuppelposition des Anhängers, die am Ende einer Annäherungstrajektorie vorgesehen ist, durch das Steuergerät abhängig von den Informationen betreffend die Kuppelkomponente.
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Damit wird ein Verfahren bereitgestellt, welches das Manövrieren des Anhängers zu dem Zugfahrzeug anhand des optischen Erfassungssignals der optischen Erfassungseinheit verbessert ermöglicht. Denn es erfolgt eine Kommunikation zwischen Komponenten des Systems, die nicht alle an einer Gespannkomponente angeordnet sind. Durch den dadurch spezifischen Informationsaustausch kann zumindest eine Ankuppelposition genauer bestimmt werden. Somit kann also der Endpunkt der Annäherungstrajektorie, den insbesondere diese Ankuppelposition darstellt, exakter bestimmt werden. Insbesondere ist es durch das Verfahren auch ermöglicht, dass eine Kommunikation zwischen Komponenten des Anhängers und Komponenten des Zugfahrzeugs erfolgt, um zumindest die Ankuppelposition bestimmen zu können. Indem gerade die optische Erfassungseinheit und das Steuergerät in einem Ausführungsbeispiel nicht an der gleichen Gespannkomponente angeordnet sind, lässt sich ein individueller Informationsaustausch durchführen.
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Die optische Erfassungseinheit ist insbesondere dazu ausgebildet, Licht mit einer für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlänge zu erfassen.
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Anhand der Informationen des zumindest einen optischen Erfassungssignals kann auch eine Annäherungstrajektorie für den Anhänger zum Zugfahrzeug des Gespanns bestimmt werden. Diese Annäherungstrajektorie ermöglicht, dass der Anhänger selbstfahrend zum Zugfahrzeug bewegt wird. Die Annäherungstrajektorie weist die Ankuppelposition auf. Insbesondere weist die Annäherungstrajektorie die Ankuppelposition als Endpunkt auf.
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Vorteilhaft bei der optischen Erfassung ist auch eine genaue Erkennung des Anhängers durch Bildauswertung. Der Unterschied zu anderen Objekten im Umgebungsbereich ist durch die Bildauswertung sehr genau möglich.
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Bei einem Verfahrensschritt kann vorgesehen sein, dass ein Auswerten des zumindest einen optischen Erfassungssignal dahingehend erfolgt, ob der Anhänger erkannt wird. Das Auswerten des optischen Erfassungssignals kann dabei vorzugsweise durch die optische Erfassungseinheit selbst erfolgen.
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Beispielsweise kann das Erkennen des Anhängers im Erkennungsbereich der optischen Erfassungseinheit jedoch auch dadurch verhindert sein, dass sich zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug ein Abschattungselement befinden kann. Das Abschattungselement kann beispielsweise ein Mauerwerk, Nebel oder ein Mensch sein. Insbesondere kann als Abschattungselement auch in die optische Erfassungseinheit einfallendes Sonnenlicht sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass ein weiteres Ausführen des Verfahrens nur erfolgt, wenn der Anhänger direkt erfasst wurde. Beispielsweise kann dabei geprüft werden, ob notwendige Kriterien, anhand welcher die Erkennung des Anhängers erfolgt, erfüllt sind. Sind diese Kriterien erfüllt, kann beispielsweise daraus abgeleitet werden, dass auch ein erfolgreiches Ankuppeln des Anhängers an das Fahrzeug möglich sein kann.
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In einem Ausführungsbeispiel wird nicht das grundsätzliche Erkennen des Anhängers als Information an das Steuergerät übermittelt. Sondern es wird eine Information einer ganz zentralen Einheit des Gespannteilnehmers übermittelt. Es soll also auch nicht vorrangig eine pauschale Information des, insbesondere gesamten, Anhängers übermittelt werden. Vielmehr soll nur die Information dieser Kuppelkomponente übermittelt werden.
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Eine Kuppelkomponente ist allgemein eine derartige, die zwingend erforderlich ist, um ein Ankuppeln mit dem anderen Gespannteilnehmer überhaupt grundsätzlich durchführen zu können. Daher bezeichnet eine Kuppelkomponente insbesondere ein derartiges Teil, welches direkt mit einer Gegenkuppelkomponente zusammenwirkt und in direkten mechanischen Kontakt tritt, um den gekuppelten Zustand zu erzeugen. Gerade eine Information dieser Kuppelkomponente ermöglicht in genauer Weise die Ankuppelposition auf Basis des Kommunikationsszenarios zwischen der optischen Erfassungseinheit und dem dazu externen Steuergerät zu bestimmen. Dadurch ist ein besonders exaktes Manövrieren ermöglicht, insbesondere bezüglich des Ankuppelvorgangs an sich. Ein einzügiges Ankuppeln oder Rangieren ist dadurch ermöglicht. Nicht zuletzt ist durch die örtliche Dezentralisierung zwischen Erfassungseinheit und Steuergerät ein Aufteilen von verschiedenen Verfahrensschritte auf verschiedene Gespannteilnehmer vorteilhaft.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die optische Erfassungseinheit die Erkennung des Anhängers durchführt und anschließend Informationen an das Steuergerät betreffend der Kuppelkomponente überträgt. Die übermittelten Informationen können beispielsweise das unbearbeitete optische Erfassungssignal beinhalten.
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Beispielsweise kann es auch möglich sein, dass bei der Durchführung der Erkennung des Anhängers bereits Markierungen betreffend der Erkennung des Anhängers in den übertragen Informationen beinhaltet sein können. Ferner können die übermittelten Informationen auch konkrete Positionen der Kuppelkomponente beinhalten.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die optische Erfassungseinheit durch eine Rückfahrkamera realisiert. Die Rückfahrkamera ist am Fahrzeug angeordnet. Somit kann beispielsweise das Signal einer bereits im Fahrzeug vorhanden Rückfahrkamera genutzt werden und das Erfassungssignal durch das Steuergerät ausgewertet werden.
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Wurden die Informationen betreffend die Kuppelkomponente an das Steuergerät übermittelt, so kann das Steuergerät anhand dieser Informationen eine Ankuppelposition des Anhängers berechnen. Das Steuergerät kann diesbezüglich an dem Anhänger angeordnet sein. Das Steuergerät kann in diesem Beispiel auch dazu vorgesehen sein, den Hilfsantrieb des selbstfahrenden Anhängers zu steuern. Gerade bei dieser Konstellation ist die Dezentralisierung zwischen optischer Erfassungseinheit und Steuergerät vorteilhaft. Denn das Steuergerät kann dann in der spezifischen Gespannkomponente, nämlich dem Anhänger, multifunktionell genutzt werden. Das Steuergerät kann dann drahtgebunden mit dem Hilfsantrieb verbunden sein.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in den übermittelten Informationen schon Markierungen bezüglich der Kuppelkomponente durch die optische Erfassungseinheit vorgenommen wurden. So dass das Steuergerät anhand dieser Informationen aus den übermittelten Informationen eine entsprechende Kuppelkomponente extrahieren kann. In diesem Fall kann das Steuergerät eine Erkennung der Kuppelkomponente und abhängig davon die Bestimmung der Ankuppelposition durchführen. Vorgesehen sein kann aber auch, dass zwar der Anhänger erkannt wurde, jedoch das optische Erfassungssignal unverarbeitet an das Steuergerät als Information betreffend die Kuppelkomponente übertragen werden kann. Somit kann das Steuergerät das optische Erfassungssignal entsprechend analysieren, die Kuppelkomponente erkennen und die Ankuppelposition bestimmen.
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Durch das Verfahren ergibt sich auch der Vorteil, dass durch die Bestimmung der Ankuppelposition zum Beginn des Manövrierens bereits die Ankuppelposition und somit eine Endposition des Anhängers vorgegeben ist. Dies ermöglicht beispielsweise auch eine flexiblere Bereitstellung der Annäherungstrajektorie. Sie kann dann auch während dem Manövrieren verändert werden und/oder muss zum Beginn des Manövers bezüglich ihres Verlaufs vor der Ankuppelposition noch nicht exakt vorliegen. Dadurch lässt auch ein flexibleres Manövrieren durchführen. Der Zielpunkt beziehungsweise die Ankuppelposition ist stets der gleiche und somit Orientierungszentrum für die gegebenenfalls zu adaptierende Trajektorie.
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Für die Detektion des Anhängers kann der erste Gespannteilnehmer, also beispielsweise das Zugfahrzeug selbst, die optische Erfassungseinheit aufweisen. Die optische Erfassungseinheit kann dabei ein Teil eines bereits vorhandenen Telemetriersystems des Zugfahrzeugs sein.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass zusätzlich zur Ankuppelposition des Anhängers auch die Annäherungstrajektorie abhängig von Informationen des erfassten Anhängers, insbesondere betreffend die Kuppelkomponente, durch das Steuergerät bestimmt wird.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die übermittelten Informationen an das Steuergerät zur Bestimmung der Ankuppelposition und zur Bestimmung der Annäherungstrajektorie genutzt werden können. Die Annäherungstrajektorie kann vorzugsweise den kürzesten Weg zwischen dem Anhänger und der Ankuppelposition beschreiben.
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Eine sehr vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass mit der optischen Erfassungseinheit, die am Zugfahrzeug angeordnet ist, der Anhänger erfasst wird und abhängig davon die Koordinaten der Position einer eine Kuppelkomponente darstellende Anhängerkupplung am Zugfahrzeug, welches ein Gespannteilnehmer ist, an das Steuergerät, das am Anhänger angeordnet ist, der einen weiteren Gespannteilnehmer darstellt, übermittelt wird.
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Zusätzlich oder stattdessen kann mit der optischen Erfassungseinheit, die am Zugfahrzeug angeordnet ist, der Anhänger erfasst werden und abhängig davon die Koordinaten der Position einer eine Kuppelkomponente darstellenden Deichsel des Anhängers, welches ein Gespannteilnehmer ist, an das Steuergerät, das am Anhänger angeordnet ist, übermittelt werden.
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Damit ist insbesondere auch ein wahlweises Bestimmen von Koordinaten der Position von den genannten Kuppelkomponenten ermöglicht.
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Es kann vorgesehen sein, dass die optische Erfassungseinheit das optische Erfassungssignal sowohl bezüglich der Erkennung des Anhängers, als auch bezüglich der Kuppelkomponente des Zugfahrzeugs auswertet. Insbesondere kann die optische Erfassungseinheit Koordinaten der Position der Kuppelkomponente als Information an das Steuergerät übertragen. Derartige Positionskoordinaten sind besonders vorteilhafte Informationen, um die Ankuppelposition genau bestimmen zu können. Insbesondere um ein einzügiges Ankuppeln zu ermöglichen.
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Zusätzlich zu Positionsinformationen beziehungsweise Koordinaten kann beispielsweise auch die Form der Kuppelkomponenten bestimmt und übermittelt werden. Auch auf Basis dieser Informationen kann die Ankuppelposition bestimmt werden.
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Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass eine Übertragung des gesamten optischen Erfassungssignals vermieden werden kann. Die Übertragung von Koordinaten der Position bezüglich der Kuppelkomponente kann eine erhebliche Einsparung an zu übertragenden Datenvolumen darstellen. Insbesondere im Vergleich zu vollständigen Bildern und/oder Videos, die von der optischen Erfassungseinheit erzeugt werden und auch übermittelt werden können.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Koordinaten der Position der Anhängerkupplung bezogen auf eine vordere Kante einer Deichsel des Anhängers bestimmt werden und diese Bezugskoordinaten an das Steuergerät übertragen werden.
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Zusätzlich oder stattdessen werden die Koordinaten der Position der Deichsel bezogen auf eine hintere Kante der Anhängerkupplung bestimmt und es werden diese Bezugskoordinaten an das Steuergerät übertragen.
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Beispielsweise kann die optische Erfassungseinheit, insbesondere die Rückfahrkamera, das Erfassungssignal bezüglich der Erkennung des Anhängers auswerten. Ferner kann die optische Erfassungseinheit Koordinaten der Position der Kuppelkomponente des Zugfahrzeugs an das Steuergerät bereitstellen. Ferner kann die optische Erfassungseinheit ebenfalls Bezugskoordinaten der Vorderkante der Deichsel an das Steuergerät bereitstellen. Dabei kann beispielsweise die Vorderkante der Deichsel als ein Gegenstück zur Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs verstanden werden. Durch das Bereitstellen der Koordinaten und der Bezugskoordinaten an das Steuergerät, kann das Steuergerät auf Basis dieser Koordinaten, beziehungsweise auf Basis des Bezugs dieser Koordinaten aufeinander, die Ankuppelposition, insbesondere die gesamte Annäherungstrajektorie, berechnen.
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Ein Vorteil ergibt sich aus der Bestimmung der Bezugskoordinaten in Verbindung mit den Koordinaten der Position der Anhängerkupplung, sodass durch die Übertragung beider Koordinaten ein Koordinatenpaar geschaffen werden kann, anhand welchem sowohl die Ankuppelposition, als auch die Annäherungstrajektorie bestimmt werden kann. Dies kann insbesondere bedeuten, dass diese Informationen immer paarweise übertragen werden.
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Eine vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass mit der optischen Erfassungseinheit, die am Zugfahrzeug angeordnet ist, der Anhänger erfasst wird und abhängig davon die Koordinaten der Position einer eine Kupplungskomponente darstellende Deichsel des Anhängers, welches ein Gespannteilnehmer ist, an das Steuergerät, das am Zugfahrzeug angeordnet ist, übermittelt wird.
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Zusätzlich oder stattdessen wird mit der optischen Erfassungseinheit, die am Zugfahrzeug angeordnet ist, der Anhänger erfasst und abhängig davon werden die Koordinaten der Position einer eine Kuppelkomponente darstellenden Deichsel des Anhängers, welches ein Gespannteilnehmer ist, an das Steuergerät, das am Zugfahrzeug angeordnet ist, übermittelt.
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Damit ist insbesondere auch ein wahlweises Bestimmen von Koordinaten der Position von den genannten Kuppelkomponenten ermöglicht.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die optische Erfassungseinheit das optische Erfassungssignal sowohl bezüglich der Erkennung des Anhängers, als auch bezüglich der Vorderkante der Deichsel auswertet. Insbesondere kann die optische Erfassungseinheit Koordinaten der Position der Vorderkante der Deichsel als Information an das Steuergerät übertragen.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass das Steuergerät im Zugfahrzeug angeordnet ist. Das Steuergerät empfängt die Koordinaten der Position der Vorderkante der Deichsel und kann anhand dieser Informationen die Ankuppelposition und insbesondere auch die Annäherungstrajektorie im Fahrzeug selbst berechnen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Steuergerät Steuersignale erzeugt, die an den Anhänger übertragen werden, wobei ein Hilfsantrieb, insbesondere ein Motor, des Anhängers mit den Steuersignalen aktiviert wird, sodass der Anhänger selbst fährt.
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Dabei stellt das Steuergerät, welches im Zugfahrzeug angeordnet sein kann, anhand der an das Steuergerät übertragenen Informationen, das Steuersignal für den Motor des Anhängers bereit. Die an das Steuergerät übertragenen Informationen können dabei insbesondere auch die erfassten Koordinaten sein. Die Steuersignale werden drahtlos an einen Empfänger im Anhänger übertragen.
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Durch das Berechnen des Steuersignals in Abhängigkeit der Ankuppelposition oder der Annäherungstrajektorie durch das Steuergerät, kann das Steuersignal direkt an den Motor des Anhängers übertragen werden. Der Anhänger benötigt dann dazu keine eigene Recheneinheit.
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Beispielsweise kann eine derartige Erkennung des Anhängers durch die Rückfahrkamera des Zugfahrzeugs erfolgen. Das optische Erfassungssignal oder die Informationen bezüglich der Kuppelkomponente, insbesondere die Koordinaten wenigstens einer Kuppelkomponente, können an das Steuergerät im Zugfahrzeug übertragen werden, wobei das Steuergerät auch Teil eines bereits im Fahrzeug für andere Aufgaben vorgesehene Recheneinheit sein kann.
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Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass in einem Fahrzeug, welches über entsprechende sensorische Mittel, insbesondere zumindest eine Kamera, für Telemetrie-Systeme verfügt, auch über entsprechendes Steuergerät, also Recheneinheiten verfügt, um Signale des Telemetrie-Systems auszuwerten. Diese Recheneinheiten könnten also auch die Ankuppelposition oder die Annäherungstrajektorie berechnen, sodass im Fahrzeug keine zusätzliche Hardware erforderlich ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Steuersignale als Funksignale übertragen werden. Eine derartige drahtlose Übertragung ist robust und relativ störungsfrei.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Steuersignale über eine Funkverbindung an den Motor des Anhängers übertragen werden. Die Übertragung kann dabei über ein kabelloses Netzwerk erfolgen. Hierzu kann beispielsweise die erste Gespannkomponente ein solches kabelloses Netzwerk bereitstellen, sodass die zweite Gespannkomponente mit diesem verbunden werden kann. Insbesondere kann das Steuergerät im Fahrzeug, das die Steuersignale an den Motor im Anhänger übermittelt, auch in diesem Beispiel über eine entsprechende Sende-/Empfangseinheit verfügen. Erfolgt jedoch lediglich das Übermitteln von Koordinaten oder sonstigen Informationen betreffend eine Kuppelkomponente, so kann das Fahrzeug eine gesonderte Sendeeinheit beziehungsweise einen Sender und der Anhänger kann eine gesonderte Empfangseinheit beziehungsweise einen Empfänger oder ein Steuergerät im Anhänger mit entsprechender Empfangseinheit ausweisen.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine kabellose Übertragung der notwendigen Informationen zum Manövrieren des Anhängers über Funk und somit auch über größere Strecken ohne ein drahtgebundenes Verbinden, beispielsweise durch ein Kabel, der Gespannkomponenten erfolgen kann. Insbesondere werden auch die Signale der optischen Erfassungseinheit drahtlos an das Steuergerät übertragen, insbesondere wenn diese Komponenten an unterschiedlichen Gespannteilnehmern angeordnet sind.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Manövrieren des Anhängers mit der zumindest einen optischen Erfassungseinheit erfasst wird und bei dem Erkennen eines Hindernisses in der Annäherungstrajektorie das Selbstfahren des Anhängers zumindest zeitweise unterbrochen wird.
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Somit kann während des gesamten Manövriervorgangs des Anhängers die optische Erfassungseinheit am Zugfahrzeug aktiv sein und dazu ausgestaltet sein, eine Erkennung von, insbesondere auch temporären, Hindernissen durchzuführen. Betrifft ein solches erkanntes Hindernis die Annäherungstrajektorie des Anhängers, also so, dass der Anhänger entlang der vorgesehenen Annäherungstrajektorie nicht zum Zugfahrzeug gelangen kann, wird der Manövriervorgang zumindest unterbrochen.
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Daraus ergibt sich der Vorteil, dass Veränderungen in der Umgebung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger, welche den Manövriervorgang verhindern, berücksichtigt werden können und eine potentielle Kollision vermieden wird.
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Beispielsweise kann durch die Überwachung mittels der optischen Erfassungseinheit während des Manövrierens ein Fußgänger oder ein Fahrzeug erkannt werden, welcher die Annäherungstrajektorie kreuzt. Das Erkennen eines solchen Hindernisses kann das Abbrechen des Manövriervorgangs auslösen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in kritischen Situationen der Anhänger eine Notbremsung ausführt, sodass dieser schnellstmöglich zum Stillstand kommt. Auch kann vorgesehen sein, dass vor dem Manövriervorgang Hindernisse entlang der Annäherungstrajektorie erkannt werden und deren Umfahrung zum Erreichen der Ankuppelposition bei Berechnung der Annäherungstrajektorie einmalig beim Start berücksichtigt werden und somit die Annäherungstrajektorie einen von der kürzesten Strecke zwischen den Gespannkomponenten verschiedenen Pfad beschreibt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Ankuppelsystem für ein Gespann, mit einem selbstfahrenden Anhänger und einem ankuppelbaren Zugfahrzeug, wobei das Ankuppelsystem zumindest eine optische Erfassungseinheit am Zugfahrzeug aufweist und ein Steuergerät aufweist, wobei das Ankuppelsystem zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Gespann mit einem Ankuppelsystem gemäß dem oben genannten Aspekt.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gespanns vor dem Beginn eines Manövrierens eines selbstfahrenden Anhängers zu einem Zugfahrzeug; und
- 2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gespanns vor dem Beginn eines Manövrierens eines selbstfahrenden Anhängers zu einem Zugfahrzeug.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In der Figur bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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In 1 ist in einer schematischen Draufsichtdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines Gespanns 1 gezeigt. Das Gespann 1 weist einen Anhänger 2 auf. Das Gespann 1 weist darüber hinaus ein Zugfahrzeug 3 auf. Somit ist der Anhänger 2 ein Gespannteilnehmer des Gespanns 1 und das Zugfahrzeug 3 ein weiterer Gespannteilnehmer des Gespanns 1. Die Gespannteilnehmer können mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet werden. Das Zugfahrzeug 3 kann ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen sein. Das Zugfahrzeug 3 weist in einem Ausführungsbeispiel zumindest eine optische Erfassungseinheit 4 auf. Die optische Erfassungseinheit 4 ist insbesondere eine Rückfahrkamera. Dies bedeutet, dass die optische Erfassungseinheit 4 in ihrem Erfassungsbereich 4a so angeordnet ist, dass ein Umgebungsbereich hinter dem Zugfahrzeug 3 erfasst werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass diese optische Erfassungseinheit 4 einem Fahrerassistenzsystem des Zugfahrzeugs 3 zugehörig ist. Beispielsweise kann dies ein Parkassistenzsystem sein. Die optische Erfassungseinheit 4 ist insbesondere im für den Menschen sichtbaren Spektralbereich oder im Infrarotbereich sensitiv.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die Auswertung des optischen Erfassungssignals in der optischen Erfassungseinheit 4 selbst erfolgt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die optische Erfassungseinheit 4 das Erfassungssignal dahingehend auswertet, ob der vom Zugfahrzeug 3 entkoppelte Anhänger 2 erkannt wurde. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass eine Kuppelkomponente 5 am Anhänger 2 erkannt wird, wenn der Anhänger 2 in dem Erfassungsbereich 4a hinter dem Zugfahrzeug 3 positioniert ist. Die Kuppelkomponente 5 ist hier insbesondere eine Deichsel 9 des Anhängers 2.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Anhänger 2 ein Steuergerät 6 auf. Dieses ist zur drahtlosen Kommunikation mit der optischen Erfassungseinheit 4 ausgebildet. Es ist insbesondere auch eine bidirektionale Kommunikation ermöglicht. Das Steuergerät 6 ist eine zur optischen Erfassungseinheit 4 separate Einheit.
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Das Zugfahrzeug 3 weist im Ausführungsbeispiel eine eigene Kuppelkomponente auf. Diese ist durch eine Anhängerkupplung 8 gebildet.
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Der Anhänger 2 weist des Weiteren einen eigenen Hilfsantrieb, insbesondere in Form eines Motors 10, auf. Der Motor 10 kann beispielsweise ein Elektromotor sein. Mit Hilfe des Hilfsantriebs kann der Anhänger 2 selbst fahren.
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Durch die optische Erfassungseinheit 4 und das Steuergerät 6 ist ein Ankuppelsystem 11 gebildet. Das Ankuppelsystem 11 ist zum Ankuppeln des selbstfahrenden Anhängers 2 an das Zugfahrzeug 3 ausgebildet. Dazu führt es ein Verfahren durch, wie es nachfolgend gemäß einem Ausführungsbeispiel erläutert wird.
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Ausgehend von einer entkuppelten Situation zwischen dem Zugfahrzeug 3 und dem Anhänger 2 wird hier der Anhänger 2 mit der optischen Erfassungseinheit 4 erfasst.
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Es kann vorgesehen sein, dass die optische Erfassungseinheit 4 lediglich das Erfassungssignal erzeugt und an das Steuergerät 6 übermittelt. In diesem Fall kann die Auswertung des optischen Erfassungssignals durch das Steuergerät 6 erfolgen. Das Steuergerät 6 ist hier zum Empfangen von Informationen betreffend die Kuppelkomponente des Zugfahrzeugs 3 ausgebildet. Die optische Erfassungseinheit 4 erkennt hier, insbesondere auf Basis von Bildverarbeitungsverfahren, den Anhänger 2, insbesondere auch die Kuppelkomponente 5, insbesondere die Deichsel 9.
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Im Zugfahrzeug 3 werden dann die Koordinaten der Position der fahrzeugseitigen Kuppelkomponente, insbesondere der Anhängerkupplung 8, insbesondere bezogen auf die vordere Kante beziehungsweise das vordere Ende der Deichsel 9, bestimmt. Dies ist möglich, da die Koordinaten der Anhängerkupplung 8 bekannt sind und die Deichsel 9 durch die Bildauswertung erkannt wurde. Sie kann dann auch in positionellen Bezug zur Anhängerkupplung 8 bestimmt werden. Insbesondere diese Bezugskoordinaten werden dann vom Zugfahrzeug 3 an den Anhänger 2 übermittelt. Insbesondere durch eine Funkübertragung.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht somit vor, dass die Koordinaten der Position der Anhängerkupplung 8 bezogen auf eine vordere Kante einer Deichsel 9 des Anhängers 2 bestimmt werden und diese Bezugskoordinaten an das Steuergerät 6 übertragen werden.
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Zusätzlich oder stattdessen werden in einem Ausführungsbeispiel die Koordinaten der Position der Deichsel 9 bezogen auf eine hintere Kante der Anhängerkupplung 8 bestimmt und es werden diese Bezugskoordinaten an das Steuergerät 6 übertragen.
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Diese empfangenen Informationen werden dann im Steuergerät 6 des Anhängers 2 weiter verarbeitet. Insbesondere wird durch das Steuergerät 6 eine Ankuppelposition des Anhängers 2, die insbesondere am Ende einer Annäherungstrajektorie vorgesehen ist, abhängig von diesen Informationen betreffend die Kuppelkomponente des Zugfahrzeugs 3, insbesondere den Bezugskoordinaten, bestimmt. Insbesondere wird die gesamte Annäherungstrajektorie durch das Steuergerät 6 bestimmt.
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Das Manövrieren des Anhängers 2 erfolgt dann auf Basis der bestimmten Annäherungstrajektorie. Insbesondere erzeugt das Steuergerät 6 auch Steuersignale für den Hilfsantrieb des Anhängers 2.
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Während dem Manövrieren führt die optische Erfassungseinheit 4 weiterhin, insbesondere kontinuierlich, die Erfassung durch. Es werden dann aktualisierte Positionsinformationen, insbesondere aktualisierte Bezugskoordinaten, an das Steuergerät 6 übermittelt. Dadurch kann die Annäherungstrajektorie auch in Echtzeit überwacht und verändert werden.
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Ebenso ist es dadurch ermöglicht, ein temporär auftretendes Hindernis im Bereich der Annäherungstrajektorie zu erkennen und das Manövrieren zumindest zu unterbrechen. Gegebenenfalls kann auch eine Notbremsung erfolgen.
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In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Es ist schematisch das Gespann 1 in Draufsicht dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die optische Erfassungseinheit 4 am Zugfahrzeug 3 angeordnet. Das Steuergerät 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel auch am Zugfahrzeug 3 angeordnet. Der Anhänger 2 weist einen Empfänger 12 auf. Damit können Steuersignale des Steuergeräts 6 empfangen werden. Mit diesen Steuersignalen wird der Hilfsantrieb in Form des Motors 10 gesteuert, insbesondere ferngesteuert.
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Die optische Erfassungseinheit 4, insbesondere die Rückfahrkamera, des Zugfahrzeugs 3 kann den Anhänger 2 erfassen. Insbesondere kann die die optische Erfassungseinheit 4 die vordere Kante beziehungsweise das vordere Ende der Deichsel 9, erfassen. Dies erfolgt auf Basis von Bildverarbeitungsverfahren. Diese Deichsel 9 stellt auch hier das Gegenstück zur Anhängerkupplung 8 dar. Insbesondere kann auch hier vorgesehen sein, dass die jeweiligen Kuppelkomponenten 5 des Zugfahrzeugs 3 und des Anhängers 2 erfasst werden.
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Die optische Erfassungseinheit 4 übermittelt Informationen an das Steuergerät 6 im Zugfahrzeug 3. Dabei können die übermittelten Informationen auch hier zumindest Informationen betreffend die Kuppelkomponente 5 und/oder die Anhängerkupplung 8 enthalten.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Koordinaten der Position der Anhängerkupplung 8 bezogen auf eine vordere Kante einer Deichsel 9 des Anhängers 22 bestimmt werden und diese Bezugskoordinaten an das Steuergerät 6 übertragen werden.
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Zusätzlich oder stattdessen werden die Koordinaten der Position der Deichsel 9 bezogen auf eine hintere Kante der Anhängerkupplung 8 bestimmt und es werden diese Bezugskoordinaten an das Steuergerät 6 übertragen.
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Das Steuergerät 6 im Zugfahrzeug 3 kann anhand dieser Informationen Steuersignale für den Motor 10 des Anhängers 2 berechnen. Dabei ist vorgesehen, dass der Anhänger 2 anhand der Steuersignale entlang einer Annäherungstrajektorie zu der vorbestimmten Ankuppelposition selbstständig beziehungsweise durch das Steuergerät 6 gesteuert fahren kann. Die Steuersignal sind insbesondere Funksignale.
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Die Steuersignale können durch das Steuergerät 6 an den Empfänger 12 des Anhängers 2 übertragen werden. Dieser Empfänger 12 kann die empfangenen Steuersignale an den Motor 10 übertragen. Anhand der an den Motor 10 übermittelten Steuersignale kann der Anhänger 12 entlang der berechneten Annäherungstrajektorie die Ankuppelposition erreichen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die gesamte Auswertung der Erfassungssignale und die Bestimmung der Ankuppelposition, insbesondere der gesamten Annäherungstrajektorie, im Zugfahrzeug 3 durchgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gespann
- 2
- Anhänger
- 3
- Zugfahrzeug
- 4
- optische Erfassungseinheit
- 4a
- Erfassungsbereich
- 5
- Kuppelkomponente
- 6
- Steuergerät
- 7
- Gespannteilnehmer
- 8
- Anhängerkupplung
- 9
- Deichsel
- 10
- Motor
- 11
- Ankuppelsystem
- 12
- Empfänger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010035299 A1 [0002]
- EP 1886905 B1 [0003]
