DE102021204622B4

DE102021204622B4 - Fahrzeugvorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Kupplungsöffnungsposition und einer Bremsposition

Info

Publication number: DE102021204622B4
Application number: DE102021204622.3A
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Ohno
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2024-07-18
Anticipated expiration: 2041-05-07
Also published as: DE102021204622A1

Abstract

Fahrzeugvorrichtung (1) zum Bestimmen zumindest einer Kupplungsöffnungsposition von einer Kupplung und einer Bremsposition eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren in Abhängigkeit von der Entfernung bis zu einer Zielposition,die Fahrzeugvorrichtung (1) aufweisend eine Einstellvorrichtung (2) zum Einstellen zumindest eines teilautonomen Betriebsmodus zum Rückwärtsfahren an die Zielposition,die Fahrzeugvorrichtung (1) ferner aufweisend zumindest einen Sensor (3) zum Bestimmen der Entfernung bis zur Zielposition als Distanzstrecke,dadurch gekennzeichnet, dasseine Speichereinheit (4) mit einer Auslaufstreckentabelle vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einer jeweiligen Distanzstrecke und einem Lenkwinkel die einzustellenden Standardparameter wiedergibt, wobei die Standardparameter zumindest die Kupplungsöffnungsposition und die Bremsposition in Abhängigkeit von einer jeweiligen Entfernung zu einer Zielposition umfassen,und ferner eine Auswahleinheit (5) vorgesehen ist, welche zum Auswählen zumindest einer Kupplungsöffnungsposition und einer Bremsposition in Abhängigkeit von der bestimmten Distanzstrecke und des Lenkwinkels aus der Auslaufstreckentabelle als ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und ausgewählte Bremsposition, ausgebildet ist,und wobei ferner ein Sensorsystem (6) vorgesehen ist, zum Bestimmen von Umfeldparametern,und wobei die Fahrzeugvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, zumindest die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von den Umfeldparametern als aktuelle Kupplungsöffnungsposition und aktuelle Bremsposition anzupassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Fahrzeugvorrichtung zum Bestimmen einer Kupplungsöffnungsposition von einer Kupplung und einer Bremsposition eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren in Abhängigkeit von der Entfernung bis zu einer Zielposition. Dabei weist die Fahrzeugvorrichtung eine Einstellvorrichtung zum Einstellen zumindest eines teilautonomen Betriebsmodus zum Rückwärtsfahren an die Zielposition, und ferner zumindest einen Sensor zum Bestimmen der Entfernung bis zur Zielposition als Distanzstrecke auf. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren und einen Lastkraftwagen.
Für ein Andocken eines Nutzfahrzeugs an beispielsweise eine Rampe als Zielposition muss der Fahrer zunächst das Nutzfahrzeug mit einer Rückwärts-Fahrbewegung in Kontakt mit einer Stirnseite einer Rampe bringen oder dieses in einen definierten Abstand oder Abstandsbereich zu der Stirnseite der Rampe bringen. Dadurch kann ggf. möglicherweise während des Be- und Entladens des Nutzfahrzeugs ein sich zwischen Rampe und Ladefläche ergebender Spalt überbrückt werden.
Infolge der begrenzten Sichtverhältnisse des Fahrers eines Nutzfahrzeugs bei Rückwärtsfahrt und der unter Umständen beträchtlichen Abmessungen des Nutzfahrzeugs muss der Fahrer beim Rückwärtsfahren besonders vorsichtig sein, und in beengten Verhältnissen sehr langsam rückwärtsfahren unter häufigen Öffnen und wieder schließen der Kupplung oder mit einer schleifenden Kupplung. Dadurch wird jedoch die Lebensdauer der Kupplung verkürzt.
Bei einem konventionellen Schaltgetriebe ohne elektrischen Antriebsmotor und einer Kupplungsschlupfkontrolle ist es zudem schwierig, eine Rampe sanft anzufahren.
Die DE 10 2005 036 794 A1 offenbart ein Verfahren und Vorrichtung zum Abstellen eines Fahrzeugs an einer Laderampe wobei der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem definierten Haltepunkt an der Laderampe mittels einer Sensoreinheit erfasst wird und wobei das Fahrzeug bei Erreichen des Haltepunktes angehalten wird, wobei beim Unterschreiten einer vorbestimmten Abstandsposition zwischen dem Fahrzeug und dem Haltepunkt eine automatische Überwachung der Fahrdynamik stattfindet, wobei falls sich die Fahrdynamik nicht im Bereich von Vorgabeparametern verhält, ein von diesen Parametern abgeleiteter automatischer Eingriff in die Fahrdynamik erfolgt, um das Fahrzeug am Haltepunkt anzuhalten.
Die DE 101 05 749 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein erleichtertes Rangieren in einem Nutzfahrzeug.
Aus der WO 2019/080975 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines Parkvorgangs bekannt.
Die DE 103 35 738 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei der Durchführung eines Notbremsvorgangs.
Durch die US 5 332 057 A wird eine Kontaktverhinderungsvorrichtung für Fahrzeuge offenbart.
Die DE 103 02 545 A1 offenbart ein Unterstützungssystem für Andockvorgänge von Kraftfahrzeugen.
Aus der DE 60 2004 005 053 T2 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem ein Abstand zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis gemessen und zur automatischen Abbremsung des Fahrzeugs verwendet wird, bevor es auf das Hindernis trifft.
Die DE 10 2009 058 139 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einer Antriebseinrichtung und einer Bremseinrichtung während eines Einparkvorganges bis an ein Objekt, wobei ein Abstand zum Objekt erfasst wird.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Fahrzeugvorrichtung und ein verbessertes Verfahren anzugeben, welche ein Rückwärtsfahren insbesondere zu einer Laderampe oder ähnliches besser bewerkstelligt. Ferner ist es eine weitere Aufgabe einen erfindungsgemäßen Lastkraftwagen anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Lastkraftwagen mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind in den abhängigen Ansprüchen sowie in der Beschreibung angegeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugvorrichtung zum Bestimmen einer Kupplungsöffnungsposition von einer Kupplung und einer Bremsposition eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren in Abhängigkeit von der Entfernung bis zu einer Zielposition,
die Fahrzeugvorrichtung aufweisend eine Einstellvorrichtung zum Einstellen zumindest eines teilautonomen Betriebsmodus zum Rückwärtsfahren an die Zielposition, die Fahrzeugvorrichtung ferner aufweisend zumindest einen Sensor zum Bestimmen der Entfernung bis zu der Zielposition als Distanzstrecke,
wobei
eine Speichereinheit mit einer Auslaufstreckentabelle vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einer jeweiligen Distanzstrecke und einem Lenkwinkel die einzustellenden Standardparameter wiedergibt, wobei die Standardparameter zumindest die Kupplungsöffnungsposition und die Bremsposition in Abhängigkeit von einer jeweiligen Entfernung zu einer Zielposition umfassen,
und ferner eine Auswahleinheit vorgesehen ist, welche zum Auswählen zumindest einer Kupplungsöffnungsposition und einer Bremsposition in Abhängigkeit von der bestimmten Distanzstrecke und des Lenkwinkels aus der Auslaufstreckentabelle, als ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und ausgewählte Bremsposition ausgebildet ist,
und wobei ferner ein Sensorsystem vorgesehen ist, zum Bestimmen von Umfeldparametern,
und wobei die Fahrzeugvorrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von den Umfeldparametern als aktuelle Kupplungsöffnungsposition und aktuelle Bremsposition anzupassen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es einfach ist, eine stabile Kupplungsverbindung zu erhalten, wenn das Fahrzeug die Fahrgeschwindigkeit über 4km/h hält, da die Kupplung den Zustand geschlossen halten kann.
Zum Andocken an eine Laderampe sind jedoch Geschwindigkeiten von unter 3 km/h notwendig. Unter der Kontrolle des Kupplungsschlupfes / Kupplungsschleifens ist es möglich diese Geschwindigkeiten zu erzielen. Dies führt aber zu langem Kupplungsrutschen (Kupplungsschlupf), welches wiederum zu Kupplungsschäden führt. Dadurch wird die Lebensdauer der Kupplung verkürzt.
Um diesen Kupplungsschlupf zu vermeiden, muss die Kupplung jedoch geöffnet und die Bremse kurz vor der Zielposition aktiviert werden.
Erfindungsgemäß wurde weiter erkannt, dass zudem nach einmaligem Öffnen der Kupplung die Kupplung jedoch offengehalten werden sollte, da das Fahrzeug wieder beschleunigt wird, wenn die Kupplung geschlossen wird. Dies kann jedoch zu gefährlichen Situationen führen.
Mittels der erfindungsgemäßen Fahrzeugvorrichtung wird dies nun vermieden. Mittels der Erfindung kann der Auskuppelpunkt bzw. die Kupplungsöffnungsposition von einer Kupplung eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren in Abhängigkeit von der Entfernung bis zu der Zielposition bestimmt werden. Dabei ist die Zielposition beispielsweise die Stirnseite einer Laderampe.
Durch die erkannten Umfeldparameter kann eine Kupplungsöffnungsposition so angepasst werden, dass beispielsweise ein sanftes Andocken an eine Laderampe bzw. an die Zielposition ohne Kupplungsschleifen erfolgen kann.
Dabei wird zumindest die Kupplungsöffnungsposition zunächst als Standard- Kupplungsöffnungsposition aus einer Auslaufstreckentabelle entnommen. Eine solche Auslaufstreckentabelle gibt in Abhängigkeit von einer jeweiligen Distanz und einem Lenkwinkel die einzustellenden Standardparameter wieder. Eine solche Auslaufstreckentabelle kann vom Fahrer manuell eingegeben werden, oder automatisiert vorgegeben werden. Beispiele für solche Standardparameter sind keine/fehlende Straßenneigung, keine Bodenwelle, keine Schlupfbedingungen für die Bremse, und ein Standardfahrzeuggewicht. Bei diesen Standardparametern wird beispielsweise die Öffnung der Kupplung bei 3-4km/h und eine Bremsposition bei 1-2km/h bewerkstelligt, unabhängig von den äußeren Gegebenheiten, wie Schnee, Regen etc.
Anhand der Auswahleinheit, beispielsweise einem Prozessor oder einer auf einem Prozessor installierten Software, werden die Standardparameter anhand der gemessenen Distanzstrecke und dem eingeschlagenen Lenkwinkel aus der Auslaufstreckentabelle ausgewählt oder als Auslaufstreckentabelle direkt vom Benutzer/Fahrer eingegeben.
Anhand gemessener und ermittelter Umfeldparameter wird von der Fahrzeugvorrichtung nun eine neue, den Umfeldparametern angepasste Kupplungsöffnungsposition und Bremsposition bestimmt. Dadurch kann eine sicherere Rückwärtsfahrt bis zur Zielposition, beispielsweise der Stirnseite der Rampe, in Verbindung mit einer Schonung der Kupplung und ohne langes Kupplungsschleifen erzielt werden.
Es kann somit eine möglichst späte Kupplungsöffnungsposition erzielt werden, wodurch ein Schleifen der Kupplung vermieden wird und somit eine lange Lebensdauer der Kupplung bewerkstelligt wird.
Ferner wird durch eine angepasste Bremsposition verhindert, dass die Rampe getroffen oder vom Fahrzeug touchiert wird.
In weiterer Ausführung ist die Zielposition die Stirnseite einer Laderampe oder Andockrampe. Ferner kann durch die erfindungsgemäße Fahrzeugvorrichtung ein rechtzeitiges Abbremsen, d.h. die richtige Bremsposition, erzielt werden und somit eine Kollision mit der Rampe verhindert werden.
Vorzugsweise ist die Fahrzeugvorrichtung dazu ausgebildet, die Anpassung der ausgewählten Kupplungsöffnungsposition und der ausgewählten Bremsposition anhand der Eingabe der Umfeldparameter in ein trainiertes maschinelles Lernverfahren vorzunehmen. Dazu kann vorab ein maschinelles Lernverfahren wie ein künstliches neuronales Netz, Fuzzy Logic angelernt werden. Durch ein solches maschinelles Lernverfahren kann die Kupplungsöffnungsposition und die Bremsposition besser bestimmt werden, auch wenn die zurückgelegte Distanzstrecke oder die Umfeldparameter noch unbekannt sind.
In weiterer Ausgestaltung ist ein Sensorsystem zur Erfassung von Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien auf der Distanzstrecke vorgesehen, wobei die Fahrzeugvorrichtung ausgebildet ist, die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von den erfassten Stra-ßenoberflächenbedingungen und/oder den erfassten Straßenanomalien anzupassen.
In weiterer Ausgestaltung ist die Fahrzeugvorrichtung dazu ausgebildet, bei Fehlen von einer Bodenwelle, und/oder einer Steigung als Straßenanomalie und/oder geringen oder gar keinen Schlupfbedingungen als Straßenoberflächenbedingungen die aktuelle Kupplungsöffnungsposition und die aktuelle Bremsposition so zu bestimmen, dass diese einen geringeren Abstand zu der Zielposition als die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition aufweisen. Ferner können unter Straßenoberflächenbedingungen und Straßenanomalien wie der Straßenwiderstand verstanden werden, welcher beispielsweise Parameter wie Straßenglätte z. B. Regen, Schnee, Sand, Staub umfasst als auch Straßenneigungen umfasst, welche ebenfalls durch das Sensorsystem erfasst werden können.
Dies bedeutet, dass zumindest die Kupplungsöffnungsposition und die Bremsposition in Abhängigkeit von den Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien angepasst wird. So wird die offene Position der Kupplung , d.h. die Kupplungsöffnungsposition näher zur Zielposition, als durch die Standardparameter ermittelt, eingestellt, wenn beispielsweise die Straße bergauf verläuft; eine Bodenwelle vor der Zielposition / der Rampe vorhanden ist oder kein Schlupfen beim Bremsen vorhanden ist. Dadurch kann ein zu langes Kupplungsschleifen vermieden werden.
Dabei ist die Standardbremsposition ca. 100-200mm von der endgültigen Zielposition entfernt; wobei das Fahrzeug eine Fahrgeschwindigkeit von 1-2 km/h aufweist. Ist durch die Sensoreinheit jedoch erfasst worden, dass beispielsweise die Straße abschüssig ist, eine Bodenwelle vor der Zielposition/ Rampe vorhanden ist, die Bremse rutscht (Schlupf), der Lenkwinkel gerade ist oder das Fahrzeug schwerer als Standardgewicht ist, so wird die Bremsposition weiter von der Zielposition entfernt als ursprünglich durch die Standardparameter ermittelt, eingestellt.
In weiterer Ausgestaltung ist ein Gewichtssensor vorgesehen, welcher ein aktuelles Fahrzeuggewicht erfasst, wobei die Fahrzeugvorrichtung ausgebildet ist, die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von dem erfassten aktuellen Fahrzeuggewicht anzupassen. Durch das Anpassen des Fahrzeuggewichtes kann ebenfalls die Bremsposition und/oder die Kupplungsöffnungsposition angepasst werden, so dass bis zum Ziel oder bis zu der Bremsposition kein Kupplungsschleifen oder erneutes Schließen der Kupplung nach einem einmaligen Öffnen bis zur Zielposition notwendig ist. Die Kupplungsöffnungsposition und die Bremsposition wird näher zur Zielposition, als durch die Standardparameter ermittelt, eingestellt, wenn ein geringes Fahrzeuggewicht vorhanden ist und weiter weg, wenn das Fahrzeug schwerer ist. Dadurch kann ein zu langes Kupplungsschleifen vermieden werden als auch eine Kollision mit der Rampe.
In einer weiteren Ausbildung umfassen die Standardparameter ferner die Fahrgeschwindigkeit, wobei die Fahrzeugvorrichtung dazu ausgebildet ist, die ausgewählte Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Umfeldparametern als aktuelle Fahrgeschwindigkeit anzupassen. Dadurch kann ein zu langes Kupplungsschleifen und eine Kollision vermieden werden.
Ferner kann die Fahrzeugvorrichtung dazu ausgebildet sein, die Anpassung der ausgewählten Kupplungsöffnungsposition und der ausgewählten Bremsposition anhand eines aktualisierten Lenkwinkels vorzunehmen. Auch kann die Fahrzeugvorrichtung dazu ausgebildet sein, die Anpassung der ausgewählten Fahrgeschwindigkeit anhand eines aktualisierten Lenkwinkels vorzunehmen. Ein solcher Lenkwinkel kann aus den Fahrzeugdaten leicht entnommen werden.
Ferner ist die Fahrzeugvorrichtung dazu ausgebildet, bei einer zu großen Lenkwinkeländerung keine Anpassung vorzunehmen. Durch einen stark veränderten Lenkwinkel wird ein stark veränderter Fahrtwiderstand erzeugt. Vorzugsweise bleibt der Lenkwinkel vom Beginn bis zur Zielposition der Distanzstrecke gleich, insbesondere mit wenig Ausschlag (Geradeausfahrtstellung). Der mit einem, um einen geringen Wert variierenden Lenkwinkel verbundene Fahrwiderstand kann im Voraus erfasst werden.
Ferner kann die Aufgabe gelöst werden durch einen Lastkraftwagen umfassend eine wie oben beschriebene Fahrzeugvorrichtung. Dadurch können beispielsweise in Abhängigkeit von einer Voll-Leerladung oder in Abhängigkeit von Schneefall/starken Regen andere Kupplungsöffnungspositionen und andere Bremspositionen gewählt werden. Dadurch kann beispielsweise an eine Laderampe sanft angekoppelt / angedockt werden, ohne dass zu langes Kupplungsschleifen notwendig ist und die Kupplung zu lange beansprucht wird oder die Kupplung nach dem Öffnen wieder geschlossen werden muss. Ferner wird durch die angepasste Bremsposition eine Kollision mit der Rampe verhindert.
Ferner kann die Erfindung auch in anderen Fahrzeugen oder insbesondere Zügen zum Einsatz kommen.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen einer Kupplungsöffnungsposition von einer Kupplung und einer Bremsposition eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren in Abhängigkeit von der Entfernung bis zu einer Zielposition umfassend der Schritte:

- Einstellen zumindest eines teilautonomen Betriebsmodus zum Rückwärtsfahren an die Zielposition,
- Bestimmen der Entfernung bis zu der Zielposition als Distanzstrecke,
- Bereitstellen einer Auslaufstreckentabelle, welche in Abhängigkeit von einer jeweiligen Distanzstrecke und einem Lenkwinkel die einzustellenden Standardparameter wiedergibt, wobei die Standardparameter zumindest die Kupplungsöffnungsposition und die Bremsposition in Abhängigkeit von einer jeweiligen Entfernung zu einer Zielposition umfassen,
- Auswählen zumindest einer Kupplungsöffnungsposition und einer Bremsposition als Standardparameter in Abhängigkeit von der bestimmten Distanzstrecke und des Lenkwinkels aus der Auslaufstreckentabelle als ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und ausgewählte Bremsposition,
- Bestimmen von Umfeldparametern und anpassen zumindest der ausgewählten Kupplungsöffnungsposition und der ausgewählten Bremsposition in Abhängigkeit von den Umfeldparametern als aktuelle Kupplungsöffnungsposition und aktuelle Bremsposition.

Die Vorteile der Fahrzeugvorrichtung lassen sich auch auf das Verfahren anwenden.
In weiterer Ausgestaltung ist die Zielposition als die Stirnseite einer Laderampe oder Andockrampe ausgebildet. Ferner können die Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien anhand eines Sensorsystems erfasst werden, und zumindest die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von den erfassten Straßenoberflächenbedingungen und/oder den erfassten Straßenanomalien angepasst werden. Ferner kann zudem oder stattdessen ein aktuelles Fahrzeuggewicht durch einen Gewichtssensor erfasst werden, und die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von dem erfassten aktuellen Fahrzeuggewicht angepasst werden.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren. Darin zeigen schematisch:

1: das erfindungsgemäße Verfahren schematisch in einer ersten Ausgestaltung, und
2: als ein Diagramm die Abhängigkeit von der Distanzstrecke und dem benötigten Lenkwinkel, und
3: schematisch ein allgemeines Diagramm mit Bremsposition und Kupplungsöffnungsposition, und
4: das erfindungsgemäße Verfahren schematisch in einer zweiten Ausgestaltung, und
5: eine erfindungsgemäße Fahrzeugvorrichtung schematisch.

1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Kupplungsöffnungsposition von einer Kupplung und einer Bremsposition als auch hier der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren in Abhängigkeit von der Entfernung bis zu der Zielposition schematisch.
Dabei wird in einem ersten Schritt S1 zunächst ein Rückwärtsfahrmodus des Fahrzeugs, insbesondere des Trucks eingestellt, um an die Zielposition rückwärts zu fahren. Insbesondere kann diese Zielposition eine Laderampe sein, an die Lastkraftwagen oder Trucks zum Be- und Entladen an eine Ladestation heranfahren /andocken. Ferner wird ein teilautonomer, aber vorzugsweise ein vollautonomer Betriebsmodus eingestellt. Ferner wird durch einen Sensor 3 (5) die Entfernung bis zu der Zielposition als Distanzstrecke bestimmt.
In einem zweiten Schritt S2 wird eine Auslaufstreckentabelle bereitgestellt. Diese gibt in Abhängigkeit von einer jeweiligen Distanzstrecke und einem Lenkwinkel die einzustellenden Standardparameter wieder. Als Grundlage zur Bestimmung der Standardparameter dienen dabei beispielsweise die Parameter: keine/fehlende Straßenneigung, keine Bodenwellen, keine Schlupfbedingungen für die Bremse, und ein Standardfahrzeuggewicht. Bei diesen Standardparametern wird beispielsweise die Öffnung der Kupplung (Kupplungsöffnungsposition) bei 3-4km/h und eine Bremsposition bei 1-2km/h in einer Entfernung von 100-200mm von der Zielposition eingestellt.
2 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit von der Distanzstrecke und dem benötigten Lenkwinkel. Der Kupplungsöffnungsposition und Bremsposition, und dadurch die Auslaufstrecke wird je nach Lenkwinkel verringert.
Dabei zeigt die y-Achse die Auslaufstrecke in mm und die x-Achse die Lenkwinkel in Grad.
Die Auslaufstreckentabelle kann als Tabelle hinterlegt sein oder vorab vom Fahrer (jedes Mal) manuell eingegeben werden. Ferner ist eine Auswahleinheit 5 (5) vorgesehen, welche eine Kupplungsöffnungsposition und eine Bremsposition und eine Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der bestimmten Distanzstrecke und des aktuellen Lenkwinkels aus der Auslaufstreckentabelle auswählt. Diese Auswahleinheit 5 (5) kann ein einfacher Prozessor sein, auf welchem ein entsprechendes Softwareprogramm installiert ist. Dadurch wird eine ausgewählte Kupplungsöffnungsposition, eine ausgewählte Bremsposition und eine ausgewählte Fahrgeschwindigkeit bestimmt.
3 gibt ein allgemeines Diagramm wieder, welches auf der Y-Achse die Fahrgeschwindigkeit und auf der x-Achse eine Distanzstrecke schematisch angibt.
Dabei wird die Kupplungsöffnungsposition KP bei 3-4 km/h und die Bremsposition BP bei 1-2 km/h eingestellt, so dass die Entfernung von der Bremsposition BP bis zur Zielposition ZP ca. 100-200mm ist. Je nach Umfeldparameter kann sich die Kupplungsöffnungsposition KP und die Bremsposition BP auf der X-Achse verschieben, so dass der Graph G zwischen der Kupplungsöffnungsposition KP und der Bremsposition BP eine andere Form annimmt.
In einem dritten Schritt S3 (1) wird geprüft, ob ein Sensorsystem 6 (5) und /oder eine Software mit entsprechender Hardware zur Erfassung von Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien auf der Distanzstrecke am Fahrzeug angeordnet ist.
Bei Vorhandensein eines Sensorsystems 6 (5) wird mit Schritt S4 fortgefahren Bei Nichtvorhandensein wird mit einem Schritt S5 fortgefahren.
Ist ein solches Sensorsystem 6 (5) vorhanden, so werden in einem Schritt S4 Straßenoberflächenbedingungen und Straßenanomalien erfasst. Dabei kann ein GPS System unterstützend wirken. Durch die Erfassung der Straßenoberflächenbedingungen und der Straßenanomalien kann der Straßenwiderstand berechnet werden. Die Berechnung des Straßenwiderstands besteht bei Straßenoberflächenbedingungen und Straßenanomalien aus Parametern wie Straßenneigung, Bodenwellen, Straßenglätte, wie z.B. Regen, Schnee, Sand, Staub.
Anschließend werden die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und/oder die ausgewählte Bremsposition und/oder die ausgewählte Fahrgeschwindigkeit entsprechend der erfassten Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien angepasst. Dadurch kann beispielsweise bei Fehlen von einer Bodenwelle, oder Steigung als Straßenanomalie und geringen oder gar keinen Schlupfbedingungen als Straßenoberflächenbedingungen die aktuelle Kupplungsöffnungsposition und die aktuelle Bremsposition so angepasst werden, dass diese einen geringeren Abstand zu der Zielposition als die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition aufweisen. Ferner wird die aktuelle Bremsposition und aktuelle Kupplungsöffnungsposition weiter weg von der Zielposition eingestellt, als dies mit der ausgewählten Kupplungsöffnungsposition und der ausgewählten Bremsposition der Fall ist, wenn die Straße abschüssig ist, eine Bodenwelle vor der Rampe vorhanden ist oder beispielsweise die Bremse rutscht.
In einem Schritt S5 wird geprüft, ob ein Gewichtssensor 7 (5) und /oder eine Software mit entsprechender Hardware zum Erfassen des aktuellen Fahrzeuggewichtes vorhanden ist.
Bei Vorhandensein eines Gewichtssensors 7 (5) wird mit Schritt S6 fortgefahren. Dies ist insbesondere für Lastkraftwagen von Vorteil, welche eine Ladung aufweisen können oder eine Ladung aufnehmen wollen (Leergewicht).
Bei Nichtvorhandensein wird mit einem Schritt S7 fortgefahren.
In einem Schritt S6 werden die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und/oder die ausgewählte Bremsposition und/oder die ausgewählte Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem erfassten aktuellen Fahrzeuggewicht angepasst. Durch das Anpassen des Fahrzeuggewichtes kann ebenfalls die ausgewählte Bremsposition und/oder die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und/oder die ausgewählte Fahrgeschwindigkeit angepasst werden, so dass bis zum Ziel oder bis zu der Bremsposition kein Kupplungsschleifen oder erneutes Schließen der Kupplung nach einem einmaligen Öffnen bis zur Zielposition notwendig ist. Die aktuelle Kupplungsöffnungsposition und die aktuelle Bremsposition können näher zur Zielposition, als durch die Standardparameter ermittelt, eingestellt werden, wenn ein geringes Fahrzeuggewicht vorhanden ist und weiter weg, wenn das Fahrzeug schwerer ist. Dadurch kann ein zu langes Kupplungsschleifen vermieden werden sowie auch eine Kollision mit der Rampe.
In einem Schritt S7 wird von der Fahrzeugvorrichtung 1 (5) überprüft, ob eine aktuelle Kupplungsöffnungsposition und/oder eine aktuelle Bremsposition und/oder eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit als neuer einzustellender Parameter vorliegt.
Liegt eine aktuelle Kupplungsöffnungsposition und/oder eine aktuelle Bremsposition und/oder eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit vor, so werden diese, in einem Schritt S8 anstatt des ursprünglich ausgewählten Parameters herangezogen. Dabei werden diese beispielsweise nur herangezogen, wenn sich das gemessene Fahrzeuggewicht beispielsweise nicht über einen vorab festgelegten Wert unterscheidet.
In einem neunten Schritt S9 werden die aktuelle Kupplungsöffnungsposition und/oder die aktuelle Bremsposition und/oder die aktuelle Fahrgeschwindigkeit beim Rückwärtsfahren eingesetzt.
Liegt keine aktuelle Kupplungsöffnungsposition und/oder aktuelle Bremsposition und/oder aktuelle Fahrgeschwindigkeit vor, so werden die vorab ausgewählten Parameter herangezogen.
4 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens. Dieses entspricht in den Schritten A1 bis A6 den Schritten S1 bis S6.
Es wird in einem ersten Schritt A1 zunächst ein Rückwärtsfahrmodus des Fahrzeugs, insbesondere des Trucks eingestellt, um an die Zielposition rückwärts zu fahren. Ferner wird die Entfernung bis zu der Zielposition als Distanzstrecke bestimmt.
In einem Schritt A2 wird ebenfalls eine Auslaufstreckentabelle bereitgestellt. Ferner ist ebenfalls eine Auswahleinheit 5 (5) vorgesehen, welche eine Kupplungsöffnungsposition und eine Bremsposition und eine Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der bestimmten Distanzstrecke und des Lenkwinkels aus der Auslaufstreckentabelle ausgewählt. Dadurch werden eine ausgewählte Kupplungsöffnungsposition, eine ausgewählte Bremsposition und eine ausgewählte Fahrgeschwindigkeit bestimmt.
In einem dritten Schritt A3 wird geprüft, ob ein Sensorsystem 6 (5) und /oder eine Software mit entsprechender Hardware zum Erfassen von Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien auf der Distanzstrecke am Fahrzeug angeordnet ist.
Bei Vorhandensein eines Sensorsystems 6 (5) wird mit Schritt A4 fortgefahren. Bei Nichtvorhandensein wird mit einem Schritt A5 fortgefahren.
Ist ein solches Sensorsystem 6 (5) vorhanden, so werden in einem Schritt A4 Straßenoberflächenbedingungen und Straßenanomalien erfasst. Anschließend werden die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition, die ausgewählte Bremsposition und die ausgewählte Fahrgeschwindigkeit entsprechend der erfassten Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien angepasst.
In einem Schritt A5 wird geprüft, ob ein Gewichtssensor 7 (5) und /oder eine Software mit entsprechender Hardware zum Erfassen des aktuellen Fahrzeuggewichtes vorhanden ist.
Bei Vorhandensein eines Gewichtssensors 7 (5) wird mit Schritt A6 fortgefahren.
Bei Nichtvorhandensein wird mit einem Schritt A7 fortgefahren.
In einem Schritt A6 werden die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und/oder die ausgewählte Bremsposition und/oder die ausgewählte Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem erfassten aktuellen Fahrzeuggewicht angepasst. Durch das Anpassen des Fahrzeuggewichtes kann ebenfalls die Bremsposition und/oder die Kupplungsöffnungsposition und/oder die Fahrgeschwindigkeit angepasst werden, so dass bis zum Ziel oder bis zu der Bremsposition kein Kupplungsschleifen oder erneutes Schließen der Kupplung nach einem einmaligen Öffnen bis zur Zielposition notwendig ist sowie ein Rammen der Rampe vermieden wird.
In einem Schritt A7 wird geprüft, ob ein Lenkwinkelsensor und /oder eine Software mit entsprechender Hardware zum Erfassen des aktuellen Lenkwinkels vorhanden ist.
Bei Vorhandensein eines Lenkwinkelsensors wird mit Schritt A8 fortgefahren. Bei Nichtvorhandensein wird mit einem Schritt A9 fortgefahren.
Ist ein Lenkwinkelsensor vorhanden, so wird in dem Schritt A8 die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und/oder die ausgewählte Bremsposition und/oder die ausgewählte Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit anhand eines aktualisierten Lenkwinkels angepasst. Ein solcher Lenkwinkel kann aus den Fahrzeugdaten leicht entnommen werden. Dabei wird die Kupplungsöffnungsposition und die Bremsposition näher als durch die Standardparameter ermittelt, zur Zielposition eingestellt, wenn ein größerer Lenkeinschlag vorhanden ist. Bei einem geraden Lenkwinkel kann die Kupplungsöffnungsposition und/oder die ausgewählte Bremsposition weiter von der Zielposition als durch die Standardparameter ermittelt, eingestellt, werden.
Dabei bleibt jedoch der Lenkwinkel vorzugsweise bis zur Zielposition gleich bzw. sollte im Voraus bekannt sein, um einen abrupten, wechselnden Fahrwiderstand zu vermeiden. Ein mit einem variablen Lenkwinkel verbundener, geringer abweichender Fahrwiderstand kann im Voraus erfasst werden.
In einem Schritt A9 wird von der Fahrzeugvorrichtung 1 (5) überprüft, ob eine aktuelle Kupplungsöffnungsposition und/oder eine aktuelle Bremsposition und/oder eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit als neuer einzustellender Parameter vorliegt.
Liegt eine aktuelle Kupplungsöffnungsposition und/oder eine aktuelle Bremsposition und/oder eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit vor, so wird diese, in einem Schritt A10 anstatt des ursprünglich ausgewählten Parameters herangezogen. Dabei wird dieser beispielsweise nur herangezogen, wenn sich das gemessene Fahrzeuggewicht beispielsweise nicht über einen vorab festgelegten Wert unterscheidet.
In einem Schritt A11 wird die aktuelle Kupplungsöffnungsposition und/oder die aktuelle Bremsposition und/oder die aktuelle Fahrgeschwindigkeit beim Rückwärtsfahren eingesetzt.
Liegt keine aktuelle Kupplungsöffnungsposition und/ aktuelle Bremsposition und/oder aktuelle Fahrgeschwindigkeit vor, so werden die vorab ausgewählten Parameter herangezogen.
5 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Fahrzeugvorrichtung 1 zum Bestimmen einer Kupplungsöffnungsposition von einer Kupplung und einer Bremsposition eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren in Abhängigkeit von der Entfernung bis zu der Zielposition.
Diese weist eine Einstellvorrichtung 2 auf, beispielsweise ein Steuergerät, zum Einstellen zumindest eines teilautonomen, vorzugsweise vollautonomen Betriebsmodus zum Rückwärtsfahren an die Zielposition.
Ferner weist die Fahrzeugvorrichtung 1 einen Sensor 3 zum Bestimmen der Entfernung bis zur Zielposition als Distanzstrecke auf.
Ferner weist die Fahrzeugvorrichtung 1 eine Speichereinheit 4 mit einer Auslaufstreckentabelle auf, welche in Abhängigkeit von einer jeweiligen Distanzstrecke und einem Lenkwinkel die einzustellenden Standardparameter wiedergibt, wobei die Standardparameter zumindest die Kupplungsöffnungsposition und die Bremsposition in Abhängigkeit von der Entfernung zu der Zielposition umfasst. Die Speichereinheit 4 kann beispielsweise im Steuergerät angeordnet sein.
Zudem ist eine Auswahleinheit 5 vorgesehen, zum Auswählen zumindest einer Kupplungsöffnungsposition und einer Bremsposition in Abhängigkeit von der bestimmten Distanzstrecke und des aktuellen Lenkwinkels aus der Auslaufstreckentabelle als ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und ausgewählte Bremsposition. Die Auswahleinheit 5 kann ebenfalls in dem Steuergerät als Software ausgebildet sein.
Ferner ist ein Sensorsystem 6 vorgesehen, zur Erfassung und zum Bestimmen von Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien auf der Distanzstrecke. Das Sensorsystem 6 ist zur Erfassung von Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien ausgebildet. Diese können beispielsweise eine unebene Strecke, eine Bodenwelle, oder eine Steigung als Straßenanomalie umfassen oder Schlupfbedingungen durch Regen, Schnee, Eis umfassen.
Ferner ist ein Gewichtssensor 7 vorgesehen, welcher ein aktuelles Fahrzeuggewicht erfasst und wobei die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und/oder die ausgewählte Bremsposition und/oder die ausgewählte Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem erfassten aktuellen Fahrzeuggewicht angepasst werden können.
Ferner ist die Fahrzeugvorrichtung 1 dazu ausgebildet, zumindest die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition und die ausgewählte Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Umfeldparametern, wie aktuelles Fahrzeuggewicht und Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien als aktuelle Kupplungsöffnungsposition und aktuelle Bremsposition und aktuelle Fahrgeschwindigkeit anzupassen und beim (teil) autonomen Rückwärtsfahren zu verwenden.
Dadurch wird durch die angepasste Bremsposition verhindert, dass die Rampe getroffen oder vom Fahrzeug touchiert wird.
Durch die erkannten Umfeldparameter kann eine Kupplungsöffnungsposition so angepasst werden, dass beispielsweise ein sanftes Andocken an eine Laderampe bzw. an die Zielposition ohne Kupplungsschleifen erfolgen kann.
Bezugszeichen

1: Fahrzeugvorrichtung
2: Einstellvorrichtung
3: Sensor
4: Speichereinheit
5: Auswahleinheit
6: Sensorsystem
7: Gewichtssensor
A1-A11: Verfahrensschritte
S1-S9: Verfahrensschritte
KP: Kupplungsöffnungsposition
BP: Bremsposition
ZP: Zielposition
G: Graph

Claims

Fahrzeugvorrichtung (1) zum Bestimmen zumindest einer Kupplungsöffnungsposition von einer Kupplung und einer Bremsposition eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren in Abhängigkeit von der Entfernung bis zu einer Zielposition, die Fahrzeugvorrichtung (1) aufweisend eine Einstellvorrichtung (2) zum Einstellen zumindest eines teilautonomen Betriebsmodus zum Rückwärtsfahren an die Zielposition, die Fahrzeugvorrichtung (1) ferner aufweisend zumindest einen Sensor (3) zum Bestimmen der Entfernung bis zur Zielposition als Distanzstrecke, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinheit (4) mit einer Auslaufstreckentabelle vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einer jeweiligen Distanzstrecke und einem Lenkwinkel die einzustellenden Standardparameter wiedergibt, wobei die Standardparameter zumindest die Kupplungsöffnungsposition und die Bremsposition in Abhängigkeit von einer jeweiligen Entfernung zu einer Zielposition umfassen, und ferner eine Auswahleinheit (5) vorgesehen ist, welche zum Auswählen zumindest einer Kupplungsöffnungsposition und einer Bremsposition in Abhängigkeit von der bestimmten Distanzstrecke und des Lenkwinkels aus der Auslaufstreckentabelle als ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und ausgewählte Bremsposition, ausgebildet ist, und wobei ferner ein Sensorsystem (6) vorgesehen ist, zum Bestimmen von Umfeldparametern, und wobei die Fahrzeugvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, zumindest die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von den Umfeldparametern als aktuelle Kupplungsöffnungsposition und aktuelle Bremsposition anzupassen.
Fahrzeugvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielposition als eine Stirnseite einer Laderampe oder Andockrampe ausgebildet ist.
Fahrzeugvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Anpassung der ausgewählten Kupplungsöffnungsposition und der aktuellen Bremsposition anhand der Eingabe der Umfeldparameter in ein trainiertes maschinelles Lernverfahren vorzunehmen.
Fahrzeugvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensorsystem (6) zur Erfassung von Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien auf der Distanzstrecke vorgesehen ist, und die Fahrzeugvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von den erfassten Straßenoberflächenbedingungen und/oder den erfassten Straßenanomalien anzupassen.
Fahrzeugvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, bei Fehlen von einer Bodenwelle, oder Steigung als Straßenanomalie und geringen oder gar keinen Schlupfbedingungen als Straßenoberflächenbedingungen die aktuelle Kupplungsöffnungsposition und die aktuelle Bremsposition so zu bestimmen, dass diese einen geringeren Abstand zu der Zielposition als die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition aufweisen.
Fahrzeugvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewichtssensor (7) vorgesehen ist, welcher ein aktuelles Fahrzeuggewicht erfasst und wobei die Fahrzeugvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von dem erfassten aktuellen Fahrzeuggewicht anzupassen.
Fahrzeugvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardparameter ferner die Fahrgeschwindigkeit umfassen, wobei die Fahrzeugvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die ausgewählte Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Umfeldparametern als aktuelle Fahrgeschwindigkeit anzupassen.
Lastkraftwagen umfassend eine Fahrzeugvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Bestimmen zumindest einer Kupplungsöffnungsposition von einer Kupplung und einer Bremsposition eines Fahrzeugs beim Rückwärtsfahren in Abhängigkeit von der Entfernung bis zu einer Zielposition, gekennzeichnet durch die Schritte: - Einstellen zumindest eines teilautonomen Betriebsmodus zum Rückwärtsfahren an die Zielposition, - Bestimmen der Entfernung bis zu der Zielposition als Distanzstrecke, - Bereitstellen einer Auslaufstreckentabelle, welche in Abhängigkeit von einer jeweiligen Distanzstrecke und einem Lenkwinkel die einzustellenden Standardparameter wiedergibt, wobei die Standardparameter zumindest die Kupplungsöffnungsposition und die Bremsposition in Abhängigkeit von einer jeweiligen Entfernung zu einer Zielposition umfassen, - Auswählen zumindest einer Kupplungsöffnungsposition und einer Bremsposition als Standardparameter in Abhängigkeit von der bestimmten Distanzstrecke und des Lenkwinkels aus der Auslaufstreckentabelle als ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und ausgewählte Bremsposition, - Bestimmen von Umfeldparametern und anpassen zumindest der ausgewählten Kupplungsöffnungsposition und der ausgewählten Bremsposition in Abhängigkeit von den Umfeldparametern als aktuelle Kupplungsöffnungsposition und aktuelle Bremsposition.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielposition als eine Stirnseite einer Laderampe oder Andockrampe ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenoberflächenbedingungen und / oder Straßenanomalien anhand eines Sensorsystems (6) erfasst werden, und zumindest die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von den erfassten Straßenoberflächenbedingungen und/oder den erfassten Straßenanomalien angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktuelles Fahrzeuggewicht durch einen Gewichtssensor erfasst wird, und die ausgewählte Kupplungsöffnungsposition und die ausgewählte Bremsposition in Abhängigkeit von dem erfassten aktuellen Fahrzeuggewicht angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine ausgewählte Fahrgeschwindigkeit als ein Standardparameter in Abhängigkeit von den Umfeldparametern als aktuelle Fahrgeschwindigkeit angepasst wird.