DE102021127715A1

DE102021127715A1 - System und verfahren zum erkennen von kurvenfahrtgrenzen eines anhängers für sattelkupplunganhängeranordnungen

Info

Publication number: DE102021127715A1
Application number: DE102021127715.9A
Authority: DE
Inventors: Luke Niewiadomski; Phillip Curtiss Couture; Li Xu; Alexander Lee Hunton
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2021-10-25
Publication date: 2022-05-05
Also published as: US20220138476A1; US11436838B2

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt ein System und Verfahren zum Erkennen von Kurvenfahrtgrenzen eines Anhängers für Sattelkupplunganhängeranordnungen bereit. Ein Anhängererkennungssystem für ein Fahrzeug beinhaltet einen Anhängersensor, ein Bildgebungssystem und eine Steuerung. Die Steuerung setzt einen Anhängerwinkelangabeprozess um, der das Empfangen und Verarbeiten von Bilddaten beinhaltet, um einen Drehpunkt eines Anhängers, der über eine Sattelkupplungsanhängerkupplung mit dem Fahrzeug gekoppelt ist, eine linke und rechte Seitenkante des Anhängers und einen Abstand zwischen einem hinteren Abschnitt eines Fahrerhauses des Fahrzeugs und einer Vorderseite des Anhängers zu ermitteln. Anhängergierwinkeldaten werden empfangen und verarbeitet, um einen Winkel des Anhängers um den Drehpunkt zu bestimmen, und eine erwartete Position der Vorderseite des Anhängers und mindestens einer der linken und rechten Seitenkante des Anhängers in Bezug auf das Fahrerhaus des Fahrzeugs wird berechnet.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug. Insbesondere ermittelt und verfolgt das System die Merkmale und den relativen Winkel eines Sattelkupplungsanhängers, der durch das Fahrzeug gezogen wird, um einen potenziellen Kontakt zwischen dem Anhänger und einem Fahrerhaus des Fahrzeugs zu erkennen und dem Fahrer eine entsprechende Angabe zu liefern.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Wenn ein Fahrzeug, wie etwa ein Pickup, einen Anhänger zieht, der über eine Anhängerkupplung von der Art einer Sattelkupplung verbunden ist, besteht die Möglichkeit, dass ein Abschnitt des Anhängers während der Fahrt mit dem hinteren Abschnitt des Fahrerhauses des Fahrzeugs in Kontakt gebracht wird, insbesondere während Manövern mit engen Kurven, die zu einem hohen relativen Winkel zwischen dem Anhänger und dem Fahrzeug um die Anhängerkupplung führen („dem Anhängerkupplungswinkel“). Im Allgemeinen ist die Aufnahme bei einer Anhängerkupplungsanordnung mit Sattelkupplung direkt über der Hinterachse des Fahrzeugs montiert, zum Beispiel innerhalb der Ladefläche eines Pickups. Wenn diese Anordnung bei einem Fahrzeug verwendet wird, bei dem sich die Rückseite des Fahrerhauses relativ nahe an der Hinterachse und/oder dem Montagepunkt für die Aufnahme befindet (z. B. als LKW mit einem „verlängerten“ Fahrerhaus und einer „kurzen“ Ladefläche), ist der Anhängerkupplungswinkel y, bei dem ein derartiger Kontakt auftreten kann, im Vergleich zu anderen Umsetzungen verringert. Eine Reihe von Lösungen wurde entwickelt, um einen potenziellen Kontakt für höhere Anhängerkupplungswinkel zu vermeiden, einschließlich Anpassungen der Geometrie der Anhängervorderseite und verschiedener Anordnungen, die den Drehpunkt von der Anhängerkupplungskopplung nach hinten verlegen. Derartige Modifikationen beseitigen jedoch nicht das Potential eines Kontakts zwischen dem Anhänger und dem Fahrerhaus des Fahrzeugs, sodass eine Erkennung der Anhängerposition relativ zu dem Fahrzeug und eine entsprechende Angabe über einen derartigen potenziellen Kontakt zu einem geeigneten Zeitpunkt trotzdem erwünscht sein kann.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Anhängererkennungssystem für ein Fahrzeug einen Anhängersensor, der Anhängergierwinkeldaten ausgibt, ein Bildgebungssystem, das Bilddaten ausgibt, die von einem Bereich am Heck des Fahrzeugs erlangt wurden, und eine Steuerung. Die Steuerung setzt einen Anhängerwinkelangabeprozess um, der das Empfangen der Bilddaten und das Verarbeiten der Bilddaten während der Bewegung des Fahrzeugs beinhaltet, um einen Drehpunkt eines Anhängers, der mit dem Fahrzeug über eine Sattelkupplungsanhängerkupplung gekoppelt ist, innerhalb der Bilddaten, eine linke und rechte Seitenkante des Anhängers und einen Abstand zwischen einem hinteren Abschnitt eines Fahrerhauses des Fahrzeugs und einer Vorderseite des Anhängers zu ermitteln. Der Prozess beinhaltet zudem ein Empfangen der Anhängergierwinkeldaten und Verarbeiten der Gierwinkeldaten, um fortlaufend einen Winkel des Anhängers relativ zu dem Fahrzeug um den Drehpunkt zu bestimmen, ein Berechnen einer erwarteten Position der Vorderseite des Anhängers und mindestens einer der linken und rechten Seitenkante des Anhängers in Bezug auf das Fahrerhaus des Fahrzeugs und ein Ausgeben einer Angabe, dass sich die erwartete Position entweder der Vorderseite des Anhängers oder der mindestens einen der linken und rechten Seitenkante des Anhängers innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Fahrerhaus des Fahrzeugs befindet.
Ausführungsformen des ersten Aspekts der Erfindung können ein beliebiges oder eine Kombination der folgenden Merkmale beinhalten:

• das Bildgebungssystem beinhaltet eine Videokamera, die entlang einer oberen Kante des hinteren Abschnitts des Fahrerhauses des Fahrzeugs montiert ist;
• die Videokamera ist dazu konfiguriert, die Bilddaten als ein digitales Signal auszugeben;
• das System beinhaltet ferner eine elektrische Anhängerverbindung und die Steuerung überwacht die elektrische Anhängerverbindung auf einen verbundenen Zustand und aktiviert oder deaktiviert den Anhängerangabeprozess auf Grundlage des verbundenen Zustands;
• die Steuerung bestimmt auf Grundlage von einem von im Speicher gespeicherten Anhängerinformationen oder einer Benutzereingabe zunächst, dass der Anhänger über die Sattelkupplungsanhängerkupplung mit dem Fahrzeug gekoppelt ist;
• die Steuerung bestimmt ferner auf Grundlage der Ermittlung des Drehpunkts des Anhängers eine Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung, über die der Anhänger gekoppelt ist;
• die Steuerung berechnet die erwartete Position der Vorderseite des Anhängers auf Grundlage der Geometrie, die der Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung zugeordnet ist;
• die Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung, über die der Anhänger gekoppelt ist, wird auf Grundlage der Ermittlung des Drehpunkts als sich bewegend als eine Sattelkupplungsanhängerkupplung des gleitenden Typs ermittelt;
• wobei das Ermitteln des Drehpunkts des Anhängers, der mit dem Fahrzeug über die Sattelkupplungsanhängerkupplung gekoppelt ist, innerhalb der Bilddaten ferner ein Ermitteln des Anhängers als einen Schwanenhalsanhänger und ein Ermitteln der linken und rechten Seitenkante des Anhängers als linke und rechte Seite eines Schwanenhalsabschnitts des Anhängers beinhaltet;
• das System beinhaltet ferner einen Lenkwinkelsensor und eine Fahrzeugschaltvorrichtung, wobei die Steuerung ferner ein potenzielles Kontaktintervall auf Grundlage des Anhängergierwinkels, eines Fahrzeuglenkwinkels auf Grundlage einer von dem Lenkwinkelsensor empfangenen Eingabe und einer von einem Zustand der Fahrzeugschaltvorrichtung abgeleiteten Fahrzeugrichtung bestimmt, und die Angabe wird ferner ausgegeben, wenn das potenzielle Kontaktintervall unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt; und
• die Angabe wird zumindest eines von akustisch, visuell oder haptisch kommuniziert.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zum Überwachen eines Anhängers, der über eine Sattelkupplungsanhängerkupplung mit einem Fahrzeug verbunden ist, das Empfangen von Bilddaten von einem Bildgebungssystem, das Bilddaten ausgibt, die von einem Bereich am Heck des Fahrzeugs erlangt wurden und das Verarbeiten der Bilddaten während der Bewegung des Fahrzeugs, um einen Drehpunkt des Anhängers innerhalb der Bilddaten, eine linke und rechte Seitenkante des Anhängers und einen Abstand zwischen einem hinteren Abschnitt eines Fahrerhauses des Fahrzeugs und einer Vorderseite des Anhängers zu ermitteln. Das Verfahren beinhaltet zudem das Empfangen von Anhängergierwinkeldaten von einem Anhängersensor und das Verarbeiten der Gierwinkeldaten, um fortlaufend einen Winkel des Anhängers relativ zu dem Fahrzeug um den Drehpunkt zu bestimmen, das Berechnen einer erwarteten Position der Vorderseite des Anhängers und mindestens einer der linken und rechten Seitenkante des Anhängers in Bezug auf das Fahrerhaus des Fahrzeugs und das Ausgeben einer Angabe, dass sich die erwartete Position entweder der Vorderseite des Anhängers oder der mindestens einen der linken und rechten Seitenkante des Anhängers innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Fahrerhaus des Fahrzeugs befindet.
Diese und weitere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Offenbarung sind für den Fachmann nach der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Patentansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und nachvollziehbar.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt Folgendes:

1 ist eine schematische Darstellung eines Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Anhänger, der mit diesem über eine Anhängerkupplungsverbindung von der Art einer Sattelkupplung gekoppelt ist und einschließlich des Systems aus 1;
3 ist eine Darstellung eines Anhängers von der Art eines Sattelkupplungsanhängers, der eine angepasste Anhängerseitengeometrie aufweist, um höhere relative Anhängerkupplungswinkel zu berücksichtigen;
4 ist eine Draufsicht auf einen Anhänger, der einen Abschnitt des Fahrerhauses des Zugfahrzeugs während eines Abbiegemanövers berührt, in einer ersten Anordnung;
5 ist eine Draufsicht auf einen Anhänger, der einen Abschnitt des Fahrerhauses des Zugfahrzeugs während eines Abbiegemanövers berührt, in einer zweiten Anordnung;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte in einem Anhängerwinkelangabeprozess darstellt, der durch das System aus 1 umgesetzt wird;
7 ist eine Veranschaulichung von Bilddaten, die durch das System aus 1 verarbeitet werden, um die Position verschiedener Anhänger- und Sattelkupplungsanhängerkupplungsmerkmale relativ zu dem Zugfahrzeug zu bestimmen;
8 ist eine Veranschaulichung von weiteren Bilddaten, die durch das System aus 1 verarbeitet werden, um die Position verschiedener Anhänger- und Sattelkupplungsanhängerkupplungsmerkmale relativ zu dem Zugfahrzeug weiterhin zu bestimmen;
9 ist eine schematische Darstellung eines kinematischen Fahrzeug-Anhänger-Modells, das durch das System verwendet wird, um den relativen Winkel des Anhängers relativ zu dem Fahrzeug unter Verwendung von Anhängergierwinkeldaten zu bestimmen;
10 ist eine perspektivische Darstellung einer Umsetzung einer gleitenden Aufnahme, die in einer Anhängerkupplungsanordnung mit Sattelkupplung verwendet werden kann;
11 ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer gleitenden Aufnahme, das einen Anhänger in einer Anhängerkupplungsanordnung mit Sattelkupplung mit diesem zieht und stellt eine Kontaktposition des Anhängers in Bezug auf das Fahrzeug dar;
12 ist eine perspektivische Darstellung eines Königszapfenkörpers mit einer Drehturmkonfiguration;
13 ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das einen Anhänger mit einem Drehturmkönigszapfenkörper in einer Ziehanordnung mit Sattelkupplung mit diesem zieht und stellt eine Kontaktposition des Anhängers in Bezug auf das Fahrzeug dar; und
14 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, das mit einem Schwanenhalsanhänger in einer Anhängerkupplungsanordnung mit Sattelkupplung gekoppelt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Zwecke der Beschreibung in dieser Schrift beziehen sich die Ausdrücke „oberes“, „unteres“, „rechtes“, „linkes“, „hinteres“, „vorderes“, „vertikales“, „horizontales“, „inneres“, „äußeres“ und Ableitungen davon auf die Vorrichtung in ihrer Ausrichtung in 1. Es versteht sich jedoch, dass die Vorrichtung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht sich, dass die in der beigefügten Zeichnung veranschaulichten und in der nachfolgenden Beschreibung beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Prozesse lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Somit sind konkrete Abmessungen und andere physische Eigenschaften im Zusammenhang mit den in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern die Patentansprüche nicht ausdrücklich etwas anderes vorgeben. Sofern nicht anderweitig vorgegeben, versteht es sich darüber hinaus, dass die Erörterung eines bestimmten Merkmals oder einer bestimmten Komponente, das bzw. die sich in oder entlang einer gegebenen Richtung oder dergleichen erstreckt, nicht bedeutet, dass das Merkmal oder die Komponente einer geraden Linie oder Achse in einer derartigen Richtung folgt oder dass es bzw. sie sich nur in einer derartigen Richtung oder in einer derartigen Ebene ohne andere Richtungskomponenten oder -abweichungen erstreckt, sofern nicht anderweitig vorgegeben.
Unter Bezugnahme auf 1-5 bezeichnet das Bezugszeichen 10 im Allgemeinen ein Anhängererkennungssystem für ein Fahrzeug 12. Das System 10 beinhaltet einen Anhängersensor (z. B. in Form eines Gierwinkelsensors 16), der Anhängergierwinkeldaten 18 ausgibt, ein Bildgebungssystem 20, das Bilddaten 22 ausgibt, die von einem Bereich am Heck des Fahrzeugs 12 (wie etwa innerhalb des Sichtfeldes 24, das in 2 dargestellt ist) erhalten werden, und eine Steuerung 26. Die Steuerung 26 setzt einen Anhängerwinkelangabeprozess 27 um, der das Empfangen der Bilddaten 22 und das Verarbeiten der Bilddaten 22 während der Bewegung des Fahrzeugs 12 beinhaltet, um einen Drehpunkt 28 eines Anhängers 14, der über eine Sattelkupplungsanhängerkupplung 30 mit dem Fahrzeug 12 gekoppelt ist, innerhalb der Bilddaten 22, eine linke und rechte Seitenkante 36a, 36b des Anhängers 14 und einen Abstand A-D (4) zwischen einem hinteren Abschnitt 40 eines Fahrerhauses 42 des Fahrzeugs 12 und einer Vorderseite 44 des Anhängers 14 zu ermitteln. Der Prozess 27 beinhaltet zudem das Empfangen der Anhängergierwinkeldaten 18 und Verarbeiten der Gierwinkeldaten 18, um fortlaufend einen Winkel γ des Anhängers 14 relativ zu dem Fahrzeug 12 um den Drehpunkt 28 zu bestimmen, das Berechnen einer erwarteten Position der Vorderseite 44 des Anhängers und mindestens einer der linken und rechten Seitenkante 36a, 36b des Anhängers 14 in Bezug auf das Fahrerhaus 42 des Fahrzeugs 12 (auf Grundlage des Winkels γ des Anhängers 14 relativ zu dem Fahrzeug 12) und das Ausgeben einer Angabe 46, dass sich die erwartete Position entweder der Vorderseite 44 des Anhängers 14 oder der mindestens einen der linken und rechten Seitenkante 36a, 36b des Anhängers 14 innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Fahrerhaus 42 des Fahrzeugs 12 befindet.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 2 ist ersichtlich, dass, wenn ein Fahrzeug 12, wie etwa der dargestellte Pickup, einen Anhänger 14 zieht, der über eine Anhängerkupplung von der Art einer Sattelkupplung 30 (die eine Aufnahme 32, die mit dem Fahrzeug 12 verbunden ist, und einen Königszapfen 34, der fest mit dem Anhänger 14 verbunden ist, beinhaltet) verbunden ist, die Möglichkeit besteht, dass ein Abschnitt des Anhängers 14 während der Fahrt zum Beispiel mit dem hinteren Abschnitt 40 der des Fahrerhauses 42 des Fahrzeugs in Kontakt gebracht wird, insbesondere während Manövern mit engen Kurven, die zu einem hohen Anhängerkupplungswinkel γ führen. Im Allgemeinen ist die Aufnahme 32 bei einer Anhängerkupplungsanordnung mit Sattelkupplung 30 direkt über der Hinterachse 48 des Fahrzeugs 12 montiert, zum Beispiel innerhalb der Ladefläche 50 eines Pickups. Wenn diese Anordnung bei einem Fahrzeug 12 verwendet wird, bei dem sich der hintere Abschnitt 40 des Fahrerhauses 42 relativ nahe an der Hinterachse 48 und/oder dem Montagepunkt für die Aufnahme 32 befindet (z. B. als LKW mit einem „verlängerten“ Fahrerhaus 42 und einer „kurzen“ Ladefläche 50, wie in dem Beispiel aus 1), ist der Anhängerkupplungswinkel γ, bei dem ein derartiger Kontakt auftreten kann, im Vergleich zu anderen Konfigurationen von Fahrzeugen und Sattelkupplungen verringert. Es versteht sich, dass zusätzlich zu dem Abstand zwischen dem hinteren Abschnitt 40 des Fahrerhauses 42 und der Aufnahme 32 eine Reihe von anderen Faktoren den Anhängerkupplungswinkel γ beeinflussen kann, der vor einem potenziellen Kontakt zwischen dem Anhänger 14 und dem Führerhaus 42 erreicht werden kann. Insbesondere kann die Breite des Anhängers 14, gemessen als der Abstand zwischen der Mitte D (4 und 5) der Vorderseite 44 des Anhängers 14 und den jeweiligen Kanten 36a und 36b, beeinflussen, ob die Kanten 36a, 36b das Fahrerhaus 42 an einem Punkt entlang des hinteren Abschnitts 40 berühren würden (5) oder ob die Seite 44 des Anhängers 14 das Fahrerhaus 42 an einer der Ecken C berühren könnte (4), sodass die Positionen der Kanten 36a und 36b für geeignete potenzielle Kontaktangaben zu bestimmen sind, wie nachstehend erörtert.
Ferner wurde eine Reihe von Lösungen entwickelt, um höhere Anhängerkupplungswinkel y, bei denen potenzieller Kontakt vermieden wird, für Fahrzeuge 12 zu ermöglichen, die Anhänger 14 unter Verwendung von Anhängerkupplungen von Art einer Sattelkupplung 30 ziehen. Insbesondere kann, wie in 3 gezeigt, die Seite 44 des Anhängers 14 spitz zulaufen oder anderweitig Seitenausschnitte 52 beinhalten. Bei anderen Lösungen kann die Anhängerkupplung 30 modifiziert werden, um den Drehpunkt 28 effektiv nach hinten zu bewegen, um mehr Raum zwischen dem Drehpunkt 28 und dem Fahrerhaus 42 zu schaffen, um die Drehung des Anhängers 14 zu ermöglichen. Wie in 7-11 gezeigt, kann die Aufnahme 32s in einem Beispiel in einer Gleitanordnung an dem Fahrzeug 12 montiert sein, die eine Rückwärtsbewegung des Drehpunkts 28 ermöglicht. In einigen Aspekten kann die Gleitanordnung manuell sein, was es dem Fahrer ermöglicht, den Mechanismus selektiv zu verriegeln, wobei der Drehpunkt 28 zum Beispiel während des normalen Ziehens an der Hinterachse 48 ausgerichtet ist, oder den Mechanismus zu entriegeln, um zu ermöglichen, dass sich der Drehpunkt 28 nach hinten bewegt, wenn enge Manöver mit einem hohen Kupplungswinkel y erwartet werden. In anderen Anwendungen kann der Gleitmechanismus automatisch sein, wobei eine Rückwärtsbewegung des Drehpunkts 28" (und eine Bewegung zurück nach vorne) mit der Drehung des Anhängers koordiniert wird (einschließlich derart, dass die Rückwärtsbewegung nur nach einem festgelegten vorbestimmten Kupplungswinkel γ erfolgt). Darüber hinaus kann, wie in 12 und 13 gezeigt, ein Königszapfen 34_R verwendet werden, der in einer geraden Position in Bezug auf die Aufnahme 32 verriegelt ist, aber drehbar mit dem Anhänger 14 verbunden ist, sodass der Drehpunkt 28 an dem (weiter hinten gelegenen) Verbindungspunkt zwischen dem Königszapfen 34 und dem Anhänger 14 anstelle an der Schnittstelle zwischen der Aufnahme 32 und dem Königszapfen 34 liegt. Wie nachstehend erörtert, ist das vorliegende System 10 dazu konfiguriert, derartige Variationen der Geometrie des Anhängers 14 und der Platzierung und/oder Bewegung des Drehpunkts 28 zu berücksichtigen, um eine zuverlässige Angabe über einen potenziellen Kontakt zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Anhänger 14 bereitzustellen, während es dem Fahrer ermöglicht wird, relativ engere Bewegungen vorzunehmen, wie durch die entsprechende Geometrie ermöglicht.
Um eine ausreichende Angabe über einen potenziellen Kontakt zwischen dem Anhänger 14 und dem Fahrzeug 12 bereitzustellen, verwendet das System 10 innerhalb der vorstehend erörterten Vielfalt von Szenarien mehrere Erfassungstechnologien, um die Position des Anhängers 14, einschließlich der verschiedenen Gegenstandsmerkmale davon, relativ zu dem Fahrzeug 12 zu erkennen und führt eine prädiktive Bewertung der Kontaktwahrscheinlichkeit, einschließlich während Szenarien mit engen Kurvenfahrten, durch. Wie vorstehend erörtert, wird, wenn ein potenzieller Kontakt erkannt wird, eine Angabe, die zum Beispiel eine multimodale Angabe beinhaltet, an den Fahrer ausgegeben, um es dem Fahrer zu ermöglichen, das Fahrzeug 12 anzuhalten, Steuereinstellungen an diesem vorzunehmen oder beides, um einen derartigen Kontakt zu verhindern. In verschiedenen Aspekten kann das System 10 eine derartige Angabe 46 über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 56 des Fahrzeugs ausgeben, einschließlich visuell auf einer Anzeige 58 davon. Zusätzlich kann eine akustische Angabe über Lautsprecher, die in einer Audiokomponente 60 der HMI beinhaltet sind oder in Kommunikation mit dieser stehen, oder über das allgemeine Fahrzeugangabesystem 62 (wie etwa über die Hupe 61 oder den Lautsprecher 63) erfolgen. Noch ferner kann eine haptische Angabe durch das Fahrzeuglenksystem 64 oder dergleichen geliefert werden, zum Beispiel indem bewirkt wird, dass der elektrische Lenkmotor 65 das Fahrzeuglenkrad vibrieren lässt.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf das in 6 dargestellte Ablaufdiagramm, zusammen mit den nachstehend erörterten zusätzlichen Figuren, wird der Betrieb des Systems 10 erörtert, wobei das Ablaufdiagramm eine Ausführungsform des Prozesses 27, der durch die Steuerung 26 ausgeführt wird, und/oder ein allgemeines Verfahren zur Verwendung durch das System 10 beim Erkennen und Reagieren auf einen potenziellen Kontakt zwischen dem Anhänger 14 und dem Fahrzeug 12 darstellt. Auf diese Weise beziehen sich alle erörterten nummerierten Schritte auf 6, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Wie gezeigt, setzt das System 10 diese Funktionalität nur um, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug 12 mit einem Anhänger 14 gekoppelt ist und/oder diesen aktiv zieht. In einer Umsetzung kann das Fahrzeug 12 nach dem Anschalten (Schritt 112, der eine Fahrzeugzündung beinhalten kann) eine Bestimmung vornehmen, dass das Fahrzeug 12 einen Anhänger 14 zieht, indem ein Status einer elektrischen Anhängerverbindung 68 überwacht wird (Schritt 114), sodass, wann die Verbindung 68 sich in einem verbundenen Zustand befindet, abgeleitet wird, dass ein Anhänger 14 mit der Verbindung 68 und somit mit dem Fahrzeug 12 verbunden ist. Wenn im Gegensatz dazu nicht beobachtet wird, dass sich die Verbindung 68 in einem verbundenen Zustand befindet, wird angenommen, dass sich das Fahrzeug 12 nicht in einem Zugzustand befindet oder dass anderweitig ein Anhänger 14 daran gekoppelt ist. Zusätzlich bestimmt das System 10 beim Anschalten, ob ein Standardanhänger (d. h. mit einer Anhängerkupplung an der Rückseite des Fahrzeugs 12 gekoppelt) oder ein Anhänger 14 von der Art eines Sattelkupplungsanhängers mit dem Fahrzeug 12 verbunden ist. In einem Aspekt kann das System 10 diese Bestimmung durch eine Benutzerauswahl eines Anhängers aus einer Liste von Anhängern vornehmen, für die verschiedene Eigenschaften (z. B. Länge, Art der Anhängerkupplung usw.) derartiger Anhänger, die im Speicher 70 gespeichert sind, durch das System 10 (Schritt 116) zugänglich sind. Wie in 1 veranschaulicht, kann das System 10 die vorstehend beschriebene Steuerung 26 mit einem derartigen Speicher 70 beinhalten, der derartige Anhängerinformationen 72 sowie den vorstehend erwähnten Anhängerwinkelangabeprozess 27 beinhalten kann. In verschiedenen Beispielen kann die Steuerung 26 über ein derartiges System, das seine eigene Steuerung beinhaltet (die zum Beispiel einen dedizierten Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein System-on-Chip oder dergleichen beinhalten kann), oder das mit einem allgemeinen fahrzeuginternen Rechensystem verbunden ist (mit einer Steuerung mit einer ähnlichen Konfiguration wie die zuvor aufgeführten), einem fortschrittlichen Fahrerassistenzsystem (advanced driver assistance system - ADAS) eines Fahrzeugs zugeordnet sein. Wenn dem Anhänger keine Informationen 72 im Speicher 70 zugeordnet sind, kann der Benutzer neue Anhängerinformationen hinzufügen, einschließlich der Art des Anhängers (Sattelkupplung, einschließlich einer Königszapfen- oder Schwanenhalsverbindung oder herkömmlich). In weiteren Beispielen kann die Steuerung 26 eine anfängliche Bildverarbeitung der Daten 22 von dem Bildgebungssystem 20 durchführen, um einen Anhänger 14 und die Art der Verbindung mit dem Fahrzeug 12 zu ermitteln (Schritte 120-128), was durch den Benutzer über die HMI 56 bestätigt werden kann.
Wenn bestimmt wird, dass ein Anhänger 14 mit dem Fahrzeug 12 verbunden ist, und die Art der Verbindung entweder in das System 10 eingegeben oder durch dieses ermittelt wird, werden zusätzliche Parameter durch das System 10 bestimmt. Diese Parameter beinhalten den Drehpunkt 28 des Anhängers 14 relativ zum Fahrzeug 12 (Schritt 122) und die spezielle Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung 30 (Schritt 124), wie vorstehend erörtert, die Breite des Anhängers 14 (gemessen vom Mittelpunkt D zu den jeweiligen Kanten 36a, 36b (Punkt E in 4 und 5)) entlang der Seite 44 davon (Schritt 126). Das System 10 bestimmt zudem den Abstand 38 zwischen dem hinteren Abschnitt 40 des Fahrerhauses 42 und der Seite 44 des Anhängers 14 (Schritt 128). Das System 10 bestimmt automatisch die vorstehenden Parameter unter Verwendung einer Bildverarbeitung der Bilddaten 22, wie nachstehend erörtert. Sobald die Parameter bestimmt sind, können sie als Teil des Anhängerprofils gespeichert werden, sodass sie für zukünftige Verwendungen des Systems unmittelbar beim Anschalten verfügbar sind (wobei zu beachten ist, dass einige der Parameter, wie etwa der Drehpunkt 28 bei festgelegten Anhängerkonfigurationen während des fortgesetzten Ziehens des Anhängers 14 mit dem Fahrzeug 12 aktualisiert werden können). Um die vorstehend beschriebene Bildverarbeitung zu erleichtern, beinhaltet das Bildgebungssystem 20 eine Kamera 66, die an dem Fahrzeug 12 in einer Position montiert ist, um die Sattelkupplungsanhängerkupplung 30 und genug von der Seite 44 des Anhängers 14 aufzunehmen, um die Kanten 36a und 36b des Anhängers 14 zu lokalisieren, zumindest durch ein Ausmaß von normalem Fahren, um die Breite E-D des Anhängers 14 zu bestimmen. In dieser Hinsicht kann die Kamera 66 in ein Array 76 einer hochgesetzten Zusatzbremsleuchte („CHMSL“) integriert sein, das entlang der Hinterkante 40 des Fahrerhauses 42 positioniert ist (insbesondere, wenn das Fahrzeug 12 in der Form des abgebildeten Pickups vorliegt), und im Allgemeinen an der Mitte A des Fahrzeugs 12 ausgerichtet ist und in der Regel eine oder mehrere Bremsleuchten sowie Ladeflächenleuchten oder Rückfahrleuchten beinhaltet. Darüber hinaus kann die Kamera 66 eine Digitalkamera sein, die zum Übertragen der Bilddaten 22 als digitales Signal entweder durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung an die Steuerung 26 konfiguriert ist. Wie in Schritt 122 in 6 angegeben, kann die Steuerung 26 zuerst den Drehpunkt 28 des Anhängers 14 um die Sattelkupplungsanhängerkupplung 30 bestimmen. Wie in dem Beispiel aus 7 und 8 gezeigt, kann der Drehpunkt 28 unter Verwendung einer Punktverfolgung von Merkmalen, einschließlich des Königszapfenkörpers 34, der Basis 72 der Aufnahme 32 und einer beliebigen Halterung 78 davon, während eines Abbiegens des Fahrzeugs abgeleitet werden. In dem veranschaulichten Beispiel einer Aufnahme 32s der gleitenden Art kann der Drehpunkt 28 in Bezug auf den Körper 74 der Aufnahme 32s durch Bestimmen des Drehzentrums für den Königszapfenkörper 34 lokalisiert werden. Die Steuerung 26 kann eine Rückwärtsbewegung (wie zwischen den Positionen des Anhängers 14 in 7 und 8 vorhanden) bestätigen, indem bestimmt wird, dass sich der Aufnahmekörper 74 in Bezug auf die Halterung 78 bewegt, wie durch die Zunahme des Abstands zwischen den jeweils erkannten Vorderkanten davon angegeben. Sobald der Drehpunkt 28 festgelegt wurde, einschließlich einer Bestimmung, dass ein derartiger Drehpunkt 28 fest ist oder sich bewegt (Punkt 28 „in 8 und 10), kann das System 10 die Art der Anhängerkupplung unter Verwendung des Drehpunkts 28 bestimmen. Insbesondere kann, wenn der Drehpunkt 28 über der Hinterachse fest ist (was bekannt und im Speicher 70 gespeichert ist), die Sattelkupplungsanhängerkupplung 30 als eine Standardanhängerkupplung bestimmt werden, die eine Standardaufnahme 32 und einen Standardkönigszapfen 34 beinhaltet, wie in 2-5 beschrieben. Wenn bestimmt wird, dass sich der Drehpunkt 28 auf dem Anhänger 14 (einschließlich hinter der Seite 44) und hinter der Achse 48 des Fahrzeugs 12 befindet, kann bestimmt werden, dass die Anhängerkupplung 30 einen Königszapfen 34_R der Art „Drehturm“ beinhaltet, wie in 12 und 13 gezeigt, wobei der Königszapfenkörper 34 in Bezug auf den Anhänger 14 drehbar ist. Wie vorstehend erörtert, wird, wenn bestimmt wird, dass sich der Drehpunkt 28 während des Abbiegens verschiebt (z. B. zu Punkt 28"), bestimmt, dass die Anhängerkupplung 30 einen gleitenden Aufnahmekörper 32s beinhaltet, wie vorstehend erörtert und in 7, 8, 10 und 11 veranschaulicht.
Sobald die Art des Anhängers bestimmt wurde (in Schritt 124), erkennt das System 10 die Seitenkanten 36a, 36b der Seite 44 des Anhängers 14 und überwacht deren Position innerhalb der Bilddaten 22 während des normalen Fahrens (wenn der Anhänger 14 vorhanden ist). Die geometrische Analyse der Bilddaten 22 durch die Steuerung 26 ermöglicht eine akzeptabel genaue Schätzung der Anhängerbreite E-D (Schritt 126) durch Verfolgen der Bewegung der Anhängerkanten 36a, 36b relativ zu dem Fahrzeug 12 während des Abbiegens der Kombination des Fahrzeugs 12 und des Anhängers 14 (um den Punkt E auf jeder Seite zu lokalisieren). Anschließend wird der Abstand A-D zwischen der Anhängerseite 44 und dem Fahrerhaus 42 bestimmt (Schritt 128). In einem Aspekt kann der Abstand A-D unter Verwendung ähnlicher Techniken wie für die Anhängerbreite geschätzt werden, einschließlich durch Verfolgen verschiedener identifizierter Merkmale des Anhängers 14 während des Abbiegens. In einer bestimmten Ausführungsform kann das System 10 ferner optional dazu konfiguriert sein, die Position eines Schwanenhalsanhängers 14g zu überwachen, wie in 14 gezeigt ist, und während des Kurvenfahrens auf einen potenziellen Kontakt mit einem Abschnitt des Fahrzeugs 12 zu überwachen. In einem Aspekt kann die Steuerung 26 dazu konfiguriert sein, nach den Kanten 36a, 36b der schmaleren Seite 44 des Schwanenhalsanhängers 14_G (definiert auf dem „Schwanenhals“ 80) zu suchen und abzuleiten, dass die Kanten 36a und 36b den Seiten 82a und 82b des Schwanenhalses 80 entsprechen und kann zusätzlich zu der Ermittlung der Art der Anhängerkupplung in Schritt 124 zum Beispiel auf Grundlage der schmalen Seite 44 bestimmen, dass ein Schwanenhalsanhänger 14_G vorhanden ist. Bei einer derartigen Bestimmung kann das System 10 unter Verwendung der Kamera 66 auf einen potenziellen Kontakt zwischen dem Schwanenhals 80 und dem hinteren Abschnitt 40 des Fahrerhauses 42 überwachen, wie vorstehend erörtert. Zusätzlich kann das System 10 eine zusätzliche Kamera 84 verwenden, die sich in einer Position befindet, um den Körper 86 des Schwanenhalsanhängers 14_G zu beobachten (wie etwa indem sie am Heck des Fahrzeugs 12 positioniert ist), um das Potential eines Kontakts zwischen dem Körper 86 und einem anderen Abschnitt des Fahrzeugs 12 unter Verwendung ähnlicher Techniken wie den vorstehend erörterten zu überwachen.
Sobald die vorstehenden geometrischen Daten gesammelt sind, kann die Steuerung 26 die Geometrie verwenden, um einen Anhängerkupplungswinkel γ_max zu bestimmen, bei dem der Anhänger 14 wahrscheinlich das Fahrerhaus 42 des Fahrzeugs 12 berühren würde. Eine Situation, die eine feste Standardsattelkupplungsanhängerkupplung 30 beinhaltet, ist in 4 und 5 gezeigt, wobei A-O, A-C, D-O und E-D bekannte feste Abstände sind. Wie vorstehend erörtert, beeinflusst die Anhängerbreite E-D den Punkt des potenziellen Kontakts und somit den maximalen Kupplungswinkel γ_max, der wie folgt abgeleitet wird: $CO = \sqrt{{AO}^{2} + {AE}^{2}};$
$CD = \sqrt{{CO}^{2} - {DO}^{2}};$
Wenn ED ≥ CD: $∠ AOC = {tan}^{- 1} \frac{AC}{AO};$
$∠ EOD = {cos}^{- 1} \frac{DO}{CO}; und$
$γ_{max} = 180 - ∠ AOC - ∠ EOD;$
$If ED < CD :$
$EO = \sqrt{{ED}^{2} + {DO}^{2}};$
$AE = \sqrt{{EO}^{2} - {AO}^{2}};$
$∠ AOE = {sin}^{- 1} \frac{AE}{EO};$
$∠ EOD = {tan}^{- 1} \frac{ED}{DO}; und$
$γ_{max} = 180 - ∠ AOE - ∠ EOD$
Die Steuerung 26 führt dann eine Anhängerkupplungswinkelroutine 86 aus, um den aktuellen Anhängerkupplungswinkel γ fortlaufend zu bestimmen (Schritt 130 in 6). Wie vorstehend erwähnt, verwendet die Anhängerkupplungswinkelroutine 86 die Anhängergierwinkeldaten 18, die von dem Gierwinkelsensor 16 erhalten werden (die in einem Anhängersensormodul 17 beinhaltet sein können, das an dem Anhänger 14 montiert ist und andere Sensoren, wie etwa einen Anhängerdrehzahlsensor 15 und einen Beschleunigungsmesser 19 beinhaltet oder mit diesen in Kommunikation steht), um den Anhängerkupplungswinkel γ angesichts der kinematischen Beziehung zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Anhänger 14, die in 9 gezeigt sind, zu bestimmen, wobei der Deichselabstand L null ist, da sich der bestimmte Drehpunkt 28 über der Fahrzeughinterachse 48 befindet. Insbesondere wird die kinematische Beziehung zwischen dem Anhänger 14 und dem Fahrzeug 12 mit dem veranschaulichten schematischen Diagramm entwickelt, das die Geometrie eines Fahrzeugs 12 und eines Anhängers 14 zeigt, die mit einem zweidimensionalen xy-Koordinatensystem überlagert ist, das Variablen, wie etwa den Anhängergierwinkel ω₂ und den Fahrzeuggierwinkel ω₁ ermittelt, die verwendet werden, um den entsprechenden Anhängerkupplungswinkel γ zu bestimmen. Demnach kann die Anhängerkupplungswinkelschätzung unter Verwendung des Anhängergierwinkelsignals ω₂ zusammen mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal v₁ und einem Fahrzeuggierwinkelsignal ω₁ (die beide von einem Fahrzeugsensorsystem 90 erhalten werden können, das einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 92 und einen Fahrzeuggierwinkelsensor 16 beinhaltet) bestimmt werden. Der Prozess zum Bestimmen des Anhängerkupplungswinkels γ unter Verwendung des Anhängergierwinkels ω₂ wird in dem US-Pat. Nr. 9,493,187 desselben Inhabers beschrieben, dessen gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Insbesondere wird der Gierwinkel des Anhängers durch die folgende kinematische Gleichung angegeben: $ω_{2} = \frac{ν_{1}}{D} sin γ - \frac{L}{D} cos γ ω_{1}$
Diese kinematische Gleichung kann umgestellt werden, um den Anhängerkupplungswinkel γ wie folgt zu schätzen: $γ = {sin}^{- 1} \frac{ν_{1} ω_{2} D + ω_{1} L \sqrt{ν_{1}^{2} + ω_{1}^{2} L^{2} - ω_{2}^{2} D^{2}}}{ν_{1}^{2} + ω_{1}^{2} L^{2}} oder γ = {sin}^{- 1} \frac{ω_{2} D}{\sqrt{ν_{1}^{2} + ω_{1}^{2} L^{2}}} + {tan}^{- 1} \frac{ω_{1} L}{ν_{1}}$
Dementsprechend kann die Steuerung 26, wenn L gleich null ist, das Fahrzeuggierwinkelsignal 18 verwenden, um den Anhängerkupplungswinkel γ zu bestimmen (Schritt 130), der dann mit der geeigneten Bestimmung des maximalen Anhängerkupplungswinkels γ_max verglichen wird, um zu bestimmen, ob es wahrscheinlich ist, dass ein Kontakt erfolgen wird (Schritt 132). In einer Ausführungsform kann es möglich sein, einfach einen Schwellenanhängerkupplungswinkel γ_t in einem vorbestimmten Intervall unter dem maximalen Anhängerkupplungswinkel γ_max festzusetzen, bei dem die Angabe über einen potenziellen Kontakt an den Fahrer ausgegeben wird (Schritt 136). In verschiedenen Beispielen kann der Schwellenanhängerkupplungswinkel γ_t zwischen 1° und 5° liegen. In einer weiteren Ausführungsform kann das System 10 zusätzliche Faktoren verwenden, um zu bestimmen, ob der gemessene Anhängerkupplungswinkel γ tatsächlich einem potenziellen Kontakt entspricht. Insbesondere kann der gemessene Anhängerkupplungswinkel γ zusammen mit einer Messung des Fahrzeuglenkwinkels δ verwendet werden, der von dem Lenkwinkelsensor 88 innerhalb des Fahrzeuglenksystems 64 empfangen wird, eine abgeleitete Fahrtrichtung (d. h. vorwärts oder rückwärts) auf Grundlage des Zustands der Schaltvorrichtung 90 des Fahrzeugs (d. h. im Fahr- bzw. Rückwärtsgang) kann angesichts des bestimmten maximalen Lenkwinkels γ_max ausgewertet werden (Schritt 138), um eine momentane Schätzung für eine Zeit bis zum Kontakt zu bestimmen, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Lenkwinkel δ konstant bleiben. In einer derartigen Ausführungsform kann eine Schwellenwertzeit bis zum Kontakt derart festgesetzt werden, dass die Angabe über einen Kontakt erfolgt, wenn bestimmt wird, dass ein potenzielles Kontaktintervall auf Grundlage der Kontaktzeit bei oder unter der Schwellenwertzeit liegt, die zum Beispiel zwischen etwa 1 und 4 Sekunden liegen kann. Es versteht sich, dass ein derartiges Zeitintervall einem bestimmten Anhängerkupplungswinkel γ entspricht, jedoch derart umgesetzt wird, dass der Anhängerkupplungswinkel, gemäß dem die Angabe über einen Kontakt variiert, von den anderen beschriebenen Parametern abhängt. In einigen Ausführungsformen können mehrere Angabe- und/oder Eingriffsebenen vorhanden sein, sodass die Steuerung 26 zum Beispiel eine anfängliche Anzeige bei einem ersten Schwellenwert darstellen kann, wie etwa ungefähr 3 Sekunden vor dem Kontakt, und eingreifen kann, wie etwa durch Aktivieren der Fahrzeugbremsen 94 bei einem zweiten Schwellenwert, wie etwa ungefähr 1 Sekunde, zum Beispiel mit einer zweiten Angabe, wobei der Eingriff, der dargestellt wird, den Fahrer darüber informiert, dass der Eingriff zu diesem Zeitpunkt erfolgt.
Unter Bezugnahme auf 10 ist der vorstehend beschriebene Prozess im Allgemeinen derselbe mit einer Kupplungsaufnahme 32s der gleitenden Art, wie veranschaulicht. Da sich der Schwenkpunkt jedoch bewegt, werden die vorstehenden Berechnungen sowohl für den maximalen Anhängerkupplungswinkel γ_max (Gleichungen 1-10) als auch für die Bestimmung des momentanen Kupplungswinkels (Gleichungen 11 und 12, wie durch die Steuerung 26 umgesetzt, die die Anhängerkupplungswinkelroutine 86 durchführt) angepasst, um die Bewegung des Drehpunkts 28 zu berücksichtigen. Insbesondere kann die Bestimmung für den maximalen Anhängerkupplungswinkel γ_max kontinuierlich durchgeführt werden, während das Fahrzeug abbiegt, um entweder den Maximalwert für A-O zu bestimmen, der die Bewegung des Drehpunkts 28 zulässt, oder um die Bestimmung für den maximalen Kupplungswinkel γ_max zu aktualisieren, wenn sich der Drehpunkt 28 nach hinten bewegt. Zusätzlich kann der erkannte Drehpunkt 28 mit der Position der hinteren Fahrzeugachse 48 während der Ausführung der Anhängerkupplungswinkelroutine 86 verglichen werden, um die Deichsellänge L fortlaufend zu aktualisieren, da diese Messung den unter Verwendung des Anhängergierwinkels ω₂ abgeleiteten Anhängerkupplungswinkel γ beeinflusst. Im Fall eines Königszapfens 34r von der Art eines Drehturms, wie in 12 und 13 gezeigt, werden ähnliche Berechnungen wie im Fall einer Standardsattelkupplungsanhängerkupplung 30 verwendet, jedoch mit dem entsprechenden größeren Abstand A-O, der sich aus dem weiter hinten liegenden, festen Drehpunkt 28 ergibt. Zusätzlich kann der Drehpunkt 28 mit der Position der hinteren Fahrzeugachse 48 verglichen werden, um den festen Wert ungleich null für L abzuleiten, der in der Anhängerkupplungswinkelroutine 86 verwendet wird.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifikationen an der vorstehend erwähnten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte durch die folgenden Patentansprüche abgedeckt sein sollen, sofern diese Patentansprüche durch ihren Wortlaut nicht ausdrücklich etwas anderes festlegen.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bedeutet der Begriff „gekoppelt“ (in allen seinen Formen, koppeln, Kopplung, gekoppelt, usw.) allgemein, dass zwei (elektrische oder mechanische) Komponenten direkt oder indirekt miteinander verbunden werden. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach stationär oder beweglich sein. Ein derartiges Verbinden kann erreicht werden, indem die beiden (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den beiden Komponenten ausgebildet werden. Ein solches Verbinden kann, sofern nicht anders vorgegeben, dem Wesen nach permanent sein oder dem Wesen nach entfernbar oder lösbar sein.
Es ist ebenso wichtig festzuhalten, dass die Konstruktion und Anordnung der Elemente der Offenbarung, wie sie in den beispielhaften Ausführungsformen gezeigt sind, lediglich veranschaulichend sind. Wenngleich nur einige wenige Ausführungsformen der vorliegenden Innovationen in dieser Offenbarung im Detail beschrieben wurden, ist für einen Fachmann, der diese Offenbarung untersucht, ohne Weiteres ersichtlich, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen hinsichtlich Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werten von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des beschriebenen Gegenstandes abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig gebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen aufgebaut sein, oder Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, können einstückig gebildet sein, der Betrieb der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungsstücke oder anderer Elemente des Systems kann variiert werden, die Art oder Anzahl der Einstellpositionen, die zwischen den Elementen bereitgestellt sind, kann variiert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus einer breiten Vielfalt von Materialien konstruiert sein können, die ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit bereitstellen, in einer breiten Vielfalt von Farben, Texturen und Kombinationen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle solchen Modifikationen im Umfang der vorliegenden Innovationen eingeschlossen sind. Andere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen und Weglassungen können an der Ausgestaltung, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der gewünschten und anderer beispielhafter Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Wesen der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass beliebige beschriebene Prozesse oder Schritte innerhalb beschriebener Prozesse mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten kombiniert werden können, um Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Die in dieser Schrift offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Anhängererkennungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Anhängersensor, der Anhängergierwinkeldaten ausgibt; ein Bildgebungssystem, das Bilddaten ausgibt, die von einem Bereich am Heck des Fahrzeugs erlangt wurden; und eine Steuerung, die einen Anhängerwinkelangabeprozess umsetzt, der Folgendes beinhaltet: Empfangen der Bilddaten und Verarbeiten der Bilddaten während der Bewegung des Fahrzeugs zum Ermitteln eines Drehpunkts eines Anhängers, der mit dem Fahrzeug über eine Sattelkupplungsanhängerkupplung gekoppelt ist, innerhalb der Bilddaten, einer linken und rechten Seitenkante des Anhängers und eines Abstands zwischen einem hinteren Abschnitt eines Fahrerhauses des Fahrzeugs und einer Vorderseite des Anhängers; Empfangen der Anhängergierwinkeldaten und Verarbeiten der Gierwinkeldaten, um fortlaufend einen Winkel des Anhängers relativ zu dem Fahrzeug um den Drehpunkt zu bestimmen; Berechnen einer erwarteten Position der Vorderseite des Anhängers und mindestens einer der linken und rechten Seitenkante des Anhängers in Bezug auf das Fahrerhaus des Fahrzeugs; und Ausgeben einer Angabe, dass sich die erwartete Position entweder der Vorderseite des Anhängers oder der mindestens einen der linken und rechten Seitenkante des Anhängers innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Fahrerhaus des Fahrzeugs befindet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Bildgebungssystem eine Kamera, die entlang des hinteren Abschnitts des Fahrerhauses des Fahrzeugs montiert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kamera dazu konfiguriert, die Bilddaten als ein digitales Signal auszugeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine elektrische Anhängerverbindung, wobei: die Steuerung die elektrische Anhängerverbindung auf einen verbundenen Zustand überwacht und den Anhängerwinkelangabeprozess auf Grundlage des verbundenen Zustands aktiviert oder deaktiviert.
Gemäß einer Ausführungsform bestimmt die Steuerung auf Grundlage von einem von im Speicher gespeicherten Anhängerinformationen oder einer Benutzereingabe zunächst, dass der Anhänger über die Sattelkupplungsanhängerkupplung mit dem Fahrzeug gekoppelt ist. Gemäß einer Ausführungsform bestimmt die Steuerung ferner auf Grundlage der Ermittlung des Drehpunkts des Anhängers eine Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung, über die der Anhänger gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform bestimmt die Steuerung die erwartete Position der Vorderseite des Anhängers auf Grundlage der Geometrie, die der Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung zugeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung, über die der Anhänger gekoppelt ist, auf Grundlage der Ermittlung des Drehpunkts als sich bewegend als eine Sattelkupplungsanhängerkupplung des gleitenden Typs ermittelt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Ermitteln des Drehpunkts des Anhängers, der mit dem Fahrzeug über die Sattelkupplungsanhängerkupplung gekoppelt ist, innerhalb der Bilddaten ferner das Ermitteln des Anhängers als einen Schwanenhalsanhänger und das Ermitteln der linken und rechten Seitenkante des Anhängers als linke und rechte Seite eines Schwanenhalsabschnitts des Anhängers.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Lenkwinkelsensor und eine Fahrzeugschaltvorrichtung, wobei: die Steuerung ferner ein potenzielles Kontaktintervall auf Grundlage der Anhängergierwinkeldaten, eines Fahrzeuglenkwinkels auf Grundlage einer von dem Lenkwinkelsensor empfangenen Eingabe und einer von einem Zustand der Fahrzeugschaltvorrichtung abgeleiteten Fahrzeugrichtung bestimmt; und die Angabe ferner ausgegeben wird, wenn das potenzielle Kontaktintervall unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Angabe zumindest eines von akustisch, visuell oder haptisch ausgegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Sattelkupplungsanhängerkupplung, die an dem Fahrzeug montiert ist; ein Bildgebungssystem, das Bilddaten ausgibt, die von einem Bereich am Heck des Fahrzeugs erlangt wurden; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, Anhängergierwinkeldaten von einem Sensor zu empfangen, der an einem Anhänger montiert ist, der mit dem Fahrzeug über die Sattelkupplungsanhängerkupplung gekoppelt ist und die einen Anhängerwinkelangabeprozess umsetzt, der Folgendes beinhaltet: Empfangen der Bilddaten und Verarbeiten der Bilddaten während der Bewegung des Fahrzeugs zum Ermitteln eines Drehpunkts des Anhängers innerhalb der Bilddaten, einer linken und rechten Seitenkante des Anhängers und eines Abstands zwischen einem hinteren Abschnitt eines Fahrerhauses des Fahrzeugs und einer Vorderseite des Anhängers; Empfangen der Anhängergierwinkeldaten und Verarbeiten der Gierwinkeldaten, um fortlaufend einen Winkel des Anhängers relativ zu dem Fahrzeug um den Drehpunkt zu bestimmen; Berechnen einer erwarteten Position der Vorderseite des Anhängers und mindestens einer der linken und rechten Seitenkante des Anhängers in Bezug auf das Fahrerhaus des Fahrzeugs; und Ausgeben einer Angabe, dass sich die erwartete Position entweder der Vorderseite des Anhängers oder der mindestens einen der linken und rechten Seitenkante des Anhängers innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Fahrerhaus des Fahrzeugs befindet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Bildgebungssystem eine Kamera, die entlang einer oberen Kante des hinteren Abschnitts des Fahrerhauses des Fahrzeugs montiert ist, wobei die Kamera dazu konfiguriert ist, die Bilddaten als ein digitales Signal auszugeben. Gemäß einer Ausführungsform bestimmt die Steuerung auf Grundlage von einem von im Speicher gespeicherten Anhängerinformationen oder einer Benutzereingabe zunächst, dass der Anhänger über die Sattelkupplungsanhängerkupplung mit dem Fahrzeug gekoppelt ist. Gemäß einer Ausführungsform bestimmt die Steuerung ferner auf Grundlage der Ermittlung des Drehpunkts des Anhängers eine Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung, über die der Anhänger gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform bestimmt die Steuerung die erwartete Position der Vorderseite des Anhängers auf Grundlage der Geometrie, die der Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung zugeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung, über die der Anhänger gekoppelt ist, auf Grundlage der Ermittlung des Drehpunkts als sich bewegend als eine Sattelkupplungsanhängerkupplung des gleitenden Typs ermittelt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Anhängerwinkelerkennungsprozess ferner das Ermitteln des Anhängers als einen Schwanenhalsanhänger und das Ermitteln der linken und rechten Seitenkante des Anhängers als linke und rechte Seite eines Schwanenhalsabschnitts des Anhängers.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Lenkwinkelsensor und eine Fahrzeugschaltvorrichtung, wobei: die Steuerung ferner ein potenzielles Kontaktintervall auf Grundlage des Anhängergierwinkels, eines Fahrzeuglenkwinkels auf Grundlage einer von dem Lenkwinkelsensor empfangenen Eingabe und einer von einem Zustand der Fahrzeugschaltvorrichtung abgeleiteten Fahrzeugrichtung bestimmt; und die Angabe ferner ausgegeben wird, wenn das potenzielle Kontaktintervall unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Überwachen eines Anhängers, der über eine Sattelkupplungsanhängerkupplung mit einem Fahrzeug verbunden ist, Folgendes: Empfangen von Bilddaten von einem Bildgebungssystem, das die Bilddaten ausgibt, die von einem Bereich am Heck des Fahrzeugs erlangt wurden und Verarbeiten der Bilddaten während der Bewegung des Fahrzeugs zum Ermitteln eines Drehpunkts des Anhängers innerhalb der Bilddaten, einer linken und rechten Seitenkante des Anhängers und eines Abstands zwischen einem hinteren Abschnitt eines Fahrerhauses des Fahrzeugs und einer Vorderseite des Anhängers; Empfangen der Anhängergierwinkeldaten von einem Anhängersensor und Verarbeiten der Gierwinkeldaten, um fortlaufend einen Winkel des Anhängers relativ zu dem Fahrzeug um den Drehpunkt zu bestimmen; Berechnen einer erwarteten Position der Vorderseite des Anhängers und mindestens einer der linken und rechten Seitenkante des Anhängers in Bezug auf das Fahrerhaus des Fahrzeugs; und Ausgeben einer Angabe, dass sich die erwartete Position entweder der Vorderseite des Anhängers oder der mindestens einen der linken und rechten Seitenkante des Anhängers innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Fahrerhaus des Fahrzeugs befindet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9493187 [0018]

Claims

Anhängererkennungssystem für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Anhängersensor, der Anhängergierwinkeldaten ausgibt; ein Bildgebungssystem, das Bilddaten ausgibt, die von einem Bereich am Heck des Fahrzeugs erlangt wurden; und eine Steuerung, die einen Anhängerwinkelangabeprozess umsetzt, der Folgendes beinhaltet: Empfangen der Bilddaten und das Verarbeiten der Bilddaten während der Bewegung des Fahrzeugs, um einen Drehpunkt eines Anhängers, der über eine Sattelkupplungsanhängerkupplung mit dem Fahrzeug gekoppelt ist, innerhalb der Bilddaten, eine linke und rechte Seitenkante des Anhängers und einen Abstand zwischen einem hinteren Abschnitt eines Fahrerhauses des Fahrzeugs und einer Vorderseite des Anhängers zu ermitteln; Empfangen der Anhängergierwinkeldaten und Verarbeiten der Gierwinkeldaten, um fortlaufend einen Winkel des Anhängers relativ zu dem Fahrzeug um den Drehpunkt zu bestimmen; Berechnen einer erwarteten Position der Vorderseite des Anhängers und mindestens einer der linken und rechten Seitenkante des Anhängers in Bezug auf das Fahrerhaus des Fahrzeugs; und Ausgeben einer Angabe, dass sich die erwartete Position entweder der Vorderseite des Anhängers oder der mindestens einen der linken und rechten Seitenkante des Anhängers innerhalb eines vorbestimmten Abstands von dem Fahrerhaus des Fahrzeugs befindet.
System nach Anspruch 1, wobei das Bildgebungssystem eine Kamera beinhaltet, die entlang des hinteren Abschnitts des Fahrerhauses des Fahrzeugs montiert ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Kamera dazu konfiguriert ist, die Bilddaten als ein digitales Signal auszugeben.
System nach Anspruch 1, das ferner eine elektrische Anhängerverbindung beinhaltet, wobei: die Steuerung die elektrische Anhängerverbindung auf einen verbundenen Zustand überwacht und den Anhängerwinkelangabeprozess auf Grundlage des verbundenen Zustands entweder aktiviert oder deaktiviert.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung auf Grundlage von im Speicher gespeicherten Anhängerinformationen zunächst bestimmt, dass der Anhänger über die Sattelkupplungsanhängerkupplung mit dem Fahrzeug gekoppelt ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung auf Grundlage einer Benutzereingabe zunächst bestimmt, dass der Anhänger über die Sattelkupplungsanhängerkupplung mit dem Fahrzeug gekoppelt ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner auf Grundlage der Ermittlung des Drehpunkts des Anhängers eine Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung, über die der Anhänger gekoppelt ist, bestimmt.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuerung die erwartete Position der Vorderseite des Anhängers auf Grundlage der Geometrie, die der Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung zugeordnet ist, bestimmt.
System nach Anspruch 7, wobei die Art der Sattelkupplungsanhängerkupplung, über die der Anhänger gekoppelt ist, auf Grundlage der Ermittlung des Drehpunkts als sich bewegend als eine Sattelkupplungsanhängerkupplung des gleitenden Typs ermittelt wird.
System nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln des Drehpunkts des Anhängers, der mit dem Fahrzeug über die Sattelkupplungsanhängerkupplung gekoppelt ist, innerhalb der Bilddaten ferner das Ermitteln des Anhängers als einen Schwanenhalsanhänger beinhaltet.
System nach Anspruch 10, wobei die linke und rechte Seitenkante des Anhängers als linke und rechte Seite eines Schwanenhalsabschnitts des Anhängers ermittelt werden.
System nach Anspruch 1, das ferner einen Lenkwinkelsensor und eine Fahrzeugschaltvorrichtung beinhaltet, wobei die Steuerung ferner ein potenzielles Kontaktintervall auf Grundlage der Anhängergierwinkeldaten, eines Fahrzeuglenkwinkels auf Grundlage einer von dem Lenkwinkelsensor empfangenen Eingabe und einer von einem Zustand der Fahrzeugschaltvorrichtung abgeleiteten Fahrzeugrichtung bestimmt.
System nach Anspruch 12, wobei die Angabe ferner ausgegeben wird, wenn das potenzielle Kontaktintervall unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
System nach Anspruch 1, wobei die Angabe zumindest eines von akustisch, visuell oder haptisch ausgegeben wird.
Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Sattelkupplungsanhängerkupplung, die an dem Fahrzeug montiert ist; und das Anhängererkennungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.