DE10308668A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung eines Andockvorgangs eines Fahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung eines Andockvorgangs eines Fahrzeugs Download PDF

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Gernot Dr. Spiegelberg
Armin Dr. Sulzmann
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Abstract

Die Erfindung stellt eine Andockhilfe dar, die den Fahrer eines Fahrzeugs (5), insbesondere eines Lastkraftwagens oder eines Transporters, bei der Durchführung eines Andockvorgangs an ein ruhendes Objekt (6), beispielsweise an eine ortsfeste Verladerampe, unterstützt. Die Andockhilfe weist Abstandserfassungsmittel (8) auf, mit denen eine Abstandsgröße (d*), die den Abstand (d) zwischen dem Fahrzeug (5) und dem ruhenden Objekt (6) beschreibt, ermittelt wird. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Auswerteeinheit (9) auf, der die ermittelte Abstandsgröße (d*) zugeführt wird. Der gesamte Andockvorgang wird fahrerunabhängig dergestalt durchgeführt, dass die Auswerteeinheit (9) in Abhängigkeit der ermittelten Abstandsgröße (d*) Ansteuersignale zur Ansteuerung von Bremsmitteln (11) und/oder Antriebsmitteln (13) des Fahrzeugs (5) zur Durchführung des Andockvorgangs ermittelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung eines Andockvorgangs eines Fahrzeugs an ein ruhendes Objekt nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 12. Die Erfindung stellt eine Andockhilfe dar, die den Fahrer eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens oder eines Transporters, bei der Durchführung eines Andockvorgangs an ein ruhendes Objekt, beispielsweise an eine ortsfeste Verladerampe unterstützt.
  • Aus der japanischen Druckschrift 05296777 A ist ein Führungssystem für ein Fahrzeug bekannt, mit dem es möglich ist, ein Fahrzeug in eine unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen wählbare Zielposition zu überführen. Das Führungssystem weist unter anderem mehrere im Heckbereich des Fahrzeugs angeordnete Abstandssensoren auf, mit denen die relative Position und Ausrichtung des Fahrzeugs in Bezug auf Hindernisse, die sich im Bereich des Fahrzeughecks befinden, ermittelt werden. Unter Berücksichtigung der ermittelten relativen Position und Ausrichtung des Fahrzeugs berechnet eine Recheneinheit einen geeigneten Weg, entlang dem das Fahrzeug durch Ansteuerung der Bremsen und der Lenkung fahrerunabhängig in die gewählte Zielposition überführt wird. Das Führungssystem hat die Aufgabe, den Fahrer des Fahrzeugs bei der Durchführung eines rückwärtsgerichteten Einparkvorgangs zu entlasten. Die Durchführung eines Andockvorgangs des Fahrzeugs an eines der ermittelten Hindernisse ist nicht vorgesehen.
  • Die Druckschrift DE 195 26 702 C2 offenbart ein Verfahren zum Rückwärtsrangieren eines lenkbaren Straßenfahrzeugs, dessen Lenkung beim Rückwärtsrangieren in eine vorgegebene Zielposition von einer Regeleinrichtung selbsttätig gesteuert wird. Die Regeleinrichtung ist mit Sensoren zur Bestimmung der Lenkstellung der Räder gegenüber der Längsachse des Straßenfahrzeugs und mit Mitteln zur Messung der Entfernung zwischen einem Gestell, auf dem beispielsweise ein Container gelagert ist, und einer vom Gestell entfernten Startposition versehen, in die das Straßenfahrzeug vor dem selbsttätigen Rückwärtsrangieren gefahren wird. In der Startposition wird der Winkel zwischen Längsachse des Gestells und Längsachse des Straßenfahrzeugs und die Entfernung zwischen rückwärtigem Ende des Straßenfahrzeugs und Gestell gemessen. Aus der Entfernung und dem Winkel wird eine von der Startposition des Straßenfahrzeugs bis zur Zielposition am Gestell verlaufende Bahn berechnet. Aus der berechneten Bahn werden in einem Zustandsregler Bahnsollwerte und diesen zugeordnete Sollwerte für den Lenkwinkel der Räder bestimmt und einem mit dem Zustandsregler verbundenen Lageregler zugeführt, der einen Servomechanismus im Straßenfahrzeug für die Einstellung des Lenkwinkels steuert. Das Verfahren hat die Aufgabe, das Straßenfahrzeug mit seinem Aufnehmer in sicherer und für den Fahrer komfortabler Weise unter das Gestell zu lenken, um das Gestell mit dem darauf gelagerten Container aufzuladen. Da zum Rückwärtsrangieren lediglich eine Steuerung der Lenkung des Fahrzeugs erfolgt, wird ein versehentliches Auffahren auf das Gestell und damit eine Beschädigung des Straßenfahrzeugs oder des Gestells, bzw. des Containers und seines Inhalts durch das beschriebene Verfahren nicht vermieden.
  • In der Druckschrift DE 197 15 622 A1 ist eine elektronische Einpark- und Rangierhilfe für Kraftfahrzeuge veröffentlicht. Diese umfasst Einrichtungen zum Erkennen von Hindernissen und zum Messen des zur Verfügung stehenden Freiraums oder Abstands zu den Hindernissen. Es ist eine Steuerschaltung vorhanden, die beim Annähern des Fahrzeugs an ein Hindernis ei nen Bremseingriff hervorruft, der auf die Vermeidung einer Kollision mit dem Hindernis gerichtet ist. Zum Erkennen der Hindernisse sind zumindest an der Fahrzeugfront und an dem Fahrzeugheck jeweils ein oder mehrere Abstandssensoren vorgesehen. Bei Stillstand des Fahrzeugs oder Unterschreiten einer sehr geringen Mindestgeschwindigkeit wird die Bremsenaktivierung beendet. Der Fahrer kann nun das Fahrzeug weiter rangieren, um beispielsweise beim Parken ein sehr beabsichtigtes Auffahren, Berühren einer Abgrenzung oder eines anderen Fahrzeugs zu ermöglichen. Demnach wird der Fahrer des Fahrzeugs bei einem Andockvorgang an ein Hindernis durch die Einpark- und Rangierhilfe nicht während des gesamten Andockvorgangs unterstützt. Im letzten Abschnitt des Andockvorgangs werden keine fahrerunabhängigen Eingriffe mehr durchgeführt, der Fahrer ist auf sich alleine gestellt und muss die zur Durchführung des Andockvorgangs erforderlichen Eingriffe selbst vornehmen. Dabei kann die Gefahr bestehen, dass der Fahrer die Eingriffe nicht optimal durchführt und es zu einem versehentlichen Auffahren und/oder Aufprall auf das Hindernis kommt .
    •
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der eingangs genannten Art zuschaffen, die bzw. das den Fahrer des Fahrzeugs bei der Durchführung des Andockvorgangs in komfortabler und sicherer Weise unterstützt. Es soll verhindert werden, dass es bei dem Andockvorgang zu einem versehentlichen Auffahren auf das Hindernis kommt.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 12 gelöst.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung eines Andockvorgangs eines Fahrzeugs an ein ruhendes Objekt weist Abstandserfassungsmittel auf, mit denen eine Abstandsgröße, die einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem ruhenden Objekt beschreibt, ermittelt wird. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Auswerteein heit auf, der die ermittelte Abstandsgröße zugeführt wird. Der gesamte Andockvorgang wird fahrerunabhängig dergestalt durchgeführt, dass die Auswerteeinheit in Abhängigkeit der ermittelten Abstandsgröße Ansteuersignale zur Ansteuerung von Bremsmitteln und/oder Antriebsmitteln des Fahrzeugs zur Durchführung des Andockvorgangs ermittelt. Somit muss der Fahrer zur Durchführung des Andockvorgangs lediglich noch die Lenkung des Fahrzeugs in geeigneter Weise betätigen. Aufgrund der fahrerunabhängigen Ansteuerung der Bremsmittel und/oder der Antriebsmittel kann ein versehentliches Auffahren des Fahrzeugs auf das ruhende Objekt von vornherein ausgeschlossen werden, sodass der Andockvorgang nicht nur komfortabler, sondern auch wesentlich sicherer wird. Die Vorrichtung wird vorzugsweise in einem einteiligen Lastkraftwagen oder einem Transporter oder einem aus einem Zugfahrzeug und einem Auflieger oder Anhänger bestehenden Fahrzeuggespann eingesetzt, da hier erfahrungsgemäß ein Andockvorgang aufgrund der schlecht für den Fahrer einsehbaren Fahrzeugumrisse erschwert wird. Bei dem ruhenden Objekt kann es sich beispielsweise um eine ortsfeste Verladerampe oder eine ähnliche Einrichtung handeln. Unter einem versehentlichen Auffahren des Fahrzeugs auf das ruhende Objekt ist folgendes zu verstehen: Ein Andockvorgang wird normalerweise so durchgeführt, dass das Fahrzeug mit solch einer Geschwindigkeit an das ruhende Objekt herangeführt wird, dass zum Ende des Andockvorgangs ein zerstörungsfreies Berühren von Fahrzeug und ruhendem Objekt erfolgt. Dies gilt sowohl für einen von einem Fahrer durchgeführten als auch für einen fahrerunabhängig durchgeführten Andockvorgang. Bei einem versehentlichen Auffahren ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs so groß, dass es beim Berühren des ruhenden Objekts zu Zerstörungen am Fahrzeug und/oder am ruhenden Objekt kommt.
  • Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus den Unteransprüchen hervor, wobei auch eine beliebige Kombination der einzelnen Gegenstände der Unteransprüche denkbar ist.
  • Vorteilhafterweise werden die Bremsmittel und/oder die Antriebsmittel des Fahrzeugs derart angesteuert, dass sich das Fahrzeug mit einer vorgegebenen niedrigen Geschwindigkeit auf das ruhende Objekt zubewegt. Personen oder Fahrzeuge, die sich während eines Andockvorgangs in den Bereich zwischen Fahrzeug und ruhendem Objekt hineinbewegen, sind gefährdet. Durch Vorgabe einer entsprechend niedrigen Geschwindigkeit kann das Fahrzeug notfalls ohne nennenswerte Verzögerung in den Stillstand abgebremst werden.
  • Hierbei ist es möglich, die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit durch entsprechende Ansteuerung der Bremsmittel und/oder der Antriebsmittel des Fahrzeugs in Abhängigkeit der ermittelten Abstandsgröße zu beeinflussen. Die Beeinflussung kann derart erfolgen, dass die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit mit kleiner werdendem Abstand zwischen Fahrzeug und ruhendem Objekt abnimmt. Der Andockvorgang wird so wesentlich komfortabler, da das Fahrzeug mit Beendigung des Andockvorgangs nicht schlagartig abgebremst wird. Außerdem wird sichergestellt, dass es am Ende des Andockvorgangs, d.h. bei einem Berühren von Fahrzeug und ruhendem Objekt aufgrund der niedrigen Geschwindigkeit zu keinen Zerstörungen an Fahrzeug und ruhendem Objekt kommen kann.
  • Um eine Anpassung des Andockvorgangs an äußere Gegebenheiten zu ermöglichen, sind erste Mittel vorhanden, mit denen der Höhenverlauf der zwischen dem Fahrzeug und dem ruhenden Objekt befindlichen Fahrbahn in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Fahrzeugquerrichtung ermittelt wird. Der Höhenverlauf der Fahrbahn ist insbesondere durch Unebenheiten und/oder eine Neigung der Fahrbahn charakterisiert, sodass je nach Höhenverlauf die Ermittlung der Ansteuersignale unterschiedlich erfolgen muss, um die Durchführung des Andockvorgangs in gleichbleibender Weise zu gewährleisten. Letzteres wird sichergestellt, indem in Abhängigkeit des ermittelten Höhenverlaufs die in der Auswerteeinheit ablaufende Ermittlung der Ansteuersignale in entsprechender Weise modifiziert wird.
  • Zur Ermittlung der Ansteuersignale wird ein Berechnungsalgorithmus verwendet. Die Modifikation der Ansteuersignale erfolgt dann in der Form, dass je nach ermitteltem Höhenverlauf ein anderer Berechnungsalgorithmus aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Berechnungsalgorithmen ausgewählt wird und/oder wenigstens ein Parameter des verwendeten Berechnungsalgorithmus verändert wird.
  • Vorteilhafterweise sind zweite Mittel vorhanden, mit denen eine Fahrbahnneigungsgröße, die eine Neigung und/oder Neigungsrichtung der Fahrbahn in Fahrtrichtung beschreibt, ermittelt wird. Die ermittelte Fahrbahnneigungsgröße wird der Auswerteeinheit zugeführt, wobei die Auswerteeinheit die Bremsmittel und/oder die Antriebsmittel derart in Abhängigkeit der ermittelten Fahrbahnneigungsgröße ansteuert, dass die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit unabhängig von der Neigung und/oder der Neigungsrichtung der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist. So wird sichergestellt, dass der Andockvorgang unabhängig von Kräften, die aufgrund der Neigung und/oder der Neigungsrichtung der Fahrbahn in Fahrtrichtung auf das Fahrzeug wirken, in gleichbleibender Weise durchgeführt wird.
  • Um einen eventuellen versehentlichen Aufprall zwischen Fahrzeug und ruhendem Objekt zu vermeiden, ist eine mit der Auswerteeinheit zusammenwirkende Nothaltvorrichtung vorhanden, die bei Unterschreiten eines vorgegebenen Reserveabstands zwischen Fahrzeug und ruhendem Objekt eine selbsttätige Vollbremsung des Fahrzeugs auslöst. Bei der Nothaltvorrichtung handelt es sich beispielsweise um eine aus wenigstens einem Schaltelement bestehende Anordnung.
  • Vorteilhafterweise sind Positionserfassungsmittel vorhanden, mit denen Positionsdaten, die die räumliche Position und/oder die Ausrichtung des Fahrzeugs relativ zum ruhenden Objekt und/oder zu umgebenden Hindernissen beschreiben, ermittelt werden, wobei die ermittelten Positionsdaten der Auswerteeinheit zugeführt werden. Die Auswerteeinheit ermittelt dann aufgrund der ihr zugeführten Positionsdaten einen geeigneten Andockweg zur Durchführung des Andockvorgangs des Fahrzeugs. Auf Basis des ermittelten Andockwegs können beispielsweise dem Fahrer Lenkhinweise gegeben werden, wie er die Lenkung zur korrekten Duchführung des Andockvorgangs zu betätigen hat.
  • Um den Andockvorgang noch komfortabler zu gestalten, kann die Vorrichtung zusätzlich eine mit der Auswerteeinheit zusammenwirkende Lenkwinkelsteuerung aufweisen, mittels der eine Lenkwinkelgröße, die den an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellten Lenkwinkel beschreibt, fahrerunabhängig beeinflusst wird. Die Auswerteeinheit steuert die Bremsmittel und/oder die Antriebsmittel und/oder die Lenkwinkelsteuerung derart an, dass das Fahrzeug fahrerunabhängig entlang des ermittelten Andockwegs an das ruhende Objekt herangeführt wird.
  • Damit eine Gefährdung von Personen und/oder Fahrzeugen bei der Durchführung des Andockvorgangs verringert wird, können dritte Mittel vorhanden sein, mit denen Personen und/oder Fahrzeuge erkannt werden, die sich in den ermittelten Andockweg hineinbewegen. Im Falle sich in den Andockweg hineinbewegender Personen und/oder Fahrzeuge wird eine selbsttätige Vollbremsung des Fahrzeugs ausgelöst, um eine Gefährdung der Personen und/oder Fahrzeuge zu verhindern. Zusätzlich ist es möglich, dass während der Durchführung des Andockvorgangs eine außerhalb des Fahrzeugs optisch und/oder akustisch wahrnehmbare Personenwarnung erfolgt.
    •
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichungen näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 2 ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetes Fahrzeug bei der Durchführung eines Andockvorgangs an eine ortsfeste Verladerampe und
  • 3 ein Flussdiagramm, aus dem ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens hervorgeht.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 7 zur Durchführung eines Andockvorgangs eines Fahrzeugs an ein ruhendes Objekt. Diese weist Abstandserfassungsmittel 8 auf, mit denen eine Abstandsgröße d*, die den Abstand d zwischen Fahrzeug und ruhendem Objekt beschreibt, ermittelt wird, wobei die Abstandsgröße d* einer Auswerteeinheit 9 zugeführt wird. Die Auswerteeinheit 9 ist mit einer Bremsmittelsteuerung 10 der Bremsmittel 11 und/oder einer Antriebsmittelsteuerung 12 der Antriebsmittel 13 verbunden, um die Bremsmittel 11 und damit Radbremseinrichtungen 15 und/oder die Antriebsmittel 13 anzusteuern. Die Antriebsmittel 13 sind lediglich durch die Antriebsmittelsteuerung 12 dargestellt, der Übersichtlichkeit halber ist der neben der Antriebsmittelsteuerung 12 ebenfalls zu den Antriebsmitteln 13 gehörende Antriebsstrang, der Motor, Getriebe etc. umfasst, nicht gezeigt. Zur fahrerseitigen Ansteuerung der Bremsmittel 11 ist ein Bremspedal 16 vorhanden, das mit einem Bremspedalsensor 17 zusammenwirkt, der eine Bremspedalgröße 1, die eine Auslenkung des Bremspedals 16 beschreibt, registiert, wobei die Bremspedalgröße 1 der Auswerteeinheit 9 zugeführt wird.
  • Die Vorrichtung 7 wird über einen Schalter 18, der ebenfalls mit der Auswerteeinheit 9 verbunden ist, vom Fahrer aktiviert und deaktiviert. Bei dem Schalter 18 kann es sich beispielsweise um einen Drucktaster handeln. Bei Aktivierung der Vorrichtung 7 wird der gesamte Andockvorgang fahrerunabhängig dergestalt durchgeführt, dass die Auswerteeinheit 9 in Abhängigkeit der ermittelten Abstandsgröße d* Ansteuersignale zur Ansteuerung der Bremsmittel 11 und/oder der Antriebsmittel 13 zur Durchführung des Andockvorgangs ermittelt. Hierbei werden die Bremsmittel 11 und/oder die Antriebsmittel 13 von der Auswerteeinheit 9 derart angesteuert, dass sich das Fahrzeug mit einer vorgegebenen niedrigen Geschwindigkeit vf' auf das ruhende Objekt zubewegt, wobei diese typischerweise maximal einige Kilometer in der Stunde beträgt. Die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit vf' wird in Abhängigkeit der Abstandsgröße d* beeinflusst. Letzteres erfolgt beispielsweise in der Weise, dass die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit vf' mit kleiner werdendem Abstand d zwischen Fahrzeug und ruhendem Objekt kontinuierlich bis auf Null abnimmt.
  • Weiterhin weist die Vorrichtung 7 erste Mittel 19 auf, mit denen der Höhenverlauf z der zwischen dem Fahrzeug und dem ruhenden Objekt befindlichen Fahrbahn in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Fahrzeugquerrichtung ermittelt wird. In Abhängigkeit des ermittelten Höhenverlaufs z wird dann die in der Auswerteeinheit 9 ablaufende Ermittlung der Ansteuersignale modifiziert. Zur Ermittlung der Ansteuersignale wird ein in der Auswerteeinheit 9 abgelegter Berechnungsalgorithmus verwendet. Die Modifikation der Ansteuersignale erfolgt in der Form, dass je nach ermitteltem Höhenverlauf z ein anderer Berechnungsalgorithmus aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Berechnungsalgorithmen ausgewählt wird und/oder wenigstens ein Parameter des verwendeten Berechnungsalgorithmus verändert wird. Der Höhenverlauf z wird entweder vor oder aber während der Durchführung des Andockvorgangs ermittelt. Hierfür geeignete erste Mittel 19 sind beispielsweise Vorrichtun gen, die nach dem Laserschnittverfahren die Fahrbahn abtasten.
  • Zusätzlich oder alternativ zu den ersten Mitteln 19 sind zweite Mittel 20 vorhanden, mit denen eine Fahrbahnneigungsgröße Θ*, die eine Neigung und/oder eine Neigungsrichtung der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Fahrzeugs beschreibt, ermittelt wird. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Neigungssensor, der nach Art des in der Druckschrift DE 199 60 089 A1 veröffentlichten kapazitiven Neigungssensors ausgeführt sein kann. Die Fahrbahnneigungsgröße Θ* wird der Auswerteeinheit 9 zugeführt, wobei die Auswerteeinheit 9 die Bremsmittel 11 und/oder die Antriebsmittel 13 derart in Abhängigkeit der Fahrbahnneigungsgröße Θ* ansteuert, dass die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit vf' unabhängig von der Neigung und/oder Neigungsrichtung der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist.
  • Die Fahrbahnneigungsgröße Θ* kann von der Auswerteeinheit 9 auch aus einer Fahrbahnlängsneigungsgröße Θ, die eine Fahrbahnneigung in Fahrzeuglängsrichtung beschreibt, einer Fahrbahnquerneigungsgröße Φ, die eine Fahrbahnneigung in Fahrzeugquerrichtung beschreibt, und einer Schwimmwinkelgröße β, die den Schwimmwinkel des Fahrzeugs beschreibt, ermittelt werden, beispielsweise entsprechend einer Gleichung der Form Θ* = Θ·cosβ+ Φ·cosß .
  • Bei dieser Ausführungsform werden die Fahrbahnlängsneigungsgröße 0 und die Fahrbahnquerneigungsgröße Φ mit Hilfe von im Fahrzeug geeignet angeordneter Sensoren, die in diesem Fall in den zweiten Mitteln 20 zusammengefasst sind, ermittelt. Der Schwimmwinkel wird beispielsweise durch ein im Fahrzeug bereits vorhandenes ESP-System bereitgestellt.
  • Weiterhin ist eine mit der Auswerteeinheit 9 zusammenwirkende Nothaltvorrichtung 25 vorgesehen, die bei Unterschreiten ei nes vorgegebenen Reserveabstands zwischen Fahrzeug und ruhenden Objekt eine selbsttätige Vollbremsung des Fahrzeugs auslöst. Darüberhinaus ist es vorstellbar, dass die Nothaltvorrichtung 25 in der Form ausgestaltet ist, dass diese eine selbsttätige Notbremsung auslöst, wenn sich das Fahrzeug mit einer zur Durchführung des Andockvorgangs unangemessen hohen Geschwindigkeit vf an das ruhende Objekt annähert, die größer oder wesentlich größer als die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit vf' ist.
  • Zur Ermittlung von Positionsdaten x*, y*, ξ*, die die räumliche Position x, y und/oder die Ausrichtung ξ des Fahrzeugs relativ zum ruhenden Objekt und/oder zu umgebenden Hindernissen beschreiben, sind Positionserfassungsmittel 26 vorhanden. Aufgrund der Positionsdaten x*, y', ξ* ermittelt dann die Auswerteeinheit 9 einen geeigneten Andockweg s zur Durchführung des Andockvorgangs. Auf Basis des ermittelten Andockwegs s werden dem Fahrer beispielsweise über eine optische Anzeigevorrichtung 27 Lenkhinweise gegeben, wie er die Lenkung des Fahrzeugs zur korrekten Durchführung des Andockvorgangs zu betätigen hat. Die Lenkung des Fahrzeugs erfolgt über ein vom Fahrer zu bedienendes Lenkrad 28, wobei die angezeigten Lenkhinweise die Geschwindigkeit vf des Fahrzeugs und/oder die Stellung des Lenkrads 28 berücksichtigen. Zur Ermittlung der Stellung des Lenkrads 28 weist die Vorrichtung 7 einen mit dem Lenkrad 28 zusammenwirkenden Lenkradsensor 29 auf, der eine Lenkradgröße α, die die Stellung des Lenkrads 28 beschreibt, registriert. Die Geschwindigkeit vf des Fahrzeugs lässt sich beispielsweise aus Raddrehzahlsignalen, die von in der Regel ohnehin vorhandenen Raddrehzahlsensoren 35 zur Verfügung stehen, ableiten.
  • Bei den Positionserfassungsmitteln 26 kann es sich um eine Leitdrahteinrichtung handeln, die aus wenigstens einem im Bereich des ruhenden Objekts unter der Fahrbahnoberfläche verlegten Leitdraht und einer mit dem Leitdraht zusammenwirkenden, fahrzeugfest angeordneten Sende- und/oder Empfangsein richtung besteht, die die Position und Ausrichtung des Fahrzeugs relativ zum Leitdraht zur Ermittlung der Positionsdaten x*, y', ξ* erfasst. Denkbar ist auch die Verwendung optischer Einrichtungen, beispielsweise einer nach dem Laserschnittverfahren arbeitenden Vorrichtung, wie sie aus der Druckschrift DE 199 32 779 A1 bekannt ist, oder von zwischen Fahrzeug und ruhendem Objekt wirkenden optischen Übertragungssystemen. Zum Einsatz können auch Funkübertragungssysteme kommen, beispielsweise in Form eines GPS-Navigationssystems, von nach dem Dopplerprinzip arbeitenden Abstandssensoren oder von zwischen Fahrzeug und ruhendem Objekt wirkenden Funktranspondern. Um eine höhere Genauigkeit bei der Ermittlung der Positionsdaten x*, y*, ξ* zu erreichen, kann insbesondere im Falle eines GPS-Navigationssystems die vom Fahrzeug zurückgelegte Fahrstrecke mitberücksichtigt werden. Die zurückgelegte Fahrstrecke wird vorteilhafterweise aus den Raddrehzahlsignalen der Raddrehzahlsensoren 35 bestimmt. Die Raddrehzahlsignale stehen in der Regel aufgrund eines bereits vorhandenen ABS-Systems zur Verfügung und können am CAN-Bus des Fahrzeugs abgegriffen werden.
  • Weiterhin kann die Vorrichtung 7 optional eine mit der Auswerteeinheit 9 zusammenwirkende Lenkwinkelsteuerung 36 aufweisen, mittels der eine Lenkwinkelgröße δ, die den an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellten Lenkwinkel beschreibt, fahrerunabhängig beeinflusst wird. In diesem Fall steuert die Auswerteeinheit 9 die Bremsmittel 11 und/oder die Antriebsmittel 13 und/oder die Lenkwinkelsteuerung 36 derart an, dass das Fahrzeug fahrerunabhängig entlang des ermittelten Andockwegs s an das ruhende Objekt herangeführt wird.
  • Durch geeignete dritte Mittel 37 werden Personen und/oder Fahrzeuge, die sich in den ermittelten Andockweg s hineinbewegen, erkannt. Im Falle sich in den Andockweg s hineinbewegender Personen und/oder Fahrzeuge wird durch geeignete Ansteuerung der Antriebsmittel 13 eine selbsttätige Vollbremsung des Fahrzeugs ausgelöst. Zusätzlich erfolgt durch Betä tigung einer optischen Warneinrichtung 38 und/oder einer akustischen Warneinrichtung 39 außerhalb des Fahrzeugs eine optisch und/oder akustisch wahrnehmbare Personenwarnung. Bei den dritten Mitteln 37 handelt es sich beispielsweise um dieselbe, nach dem Laserschnittverfahren arbeitende Vorrichtung, die auch zur Ermittlung des Höhenverlaufs z verwendet wird.
  • 2 zeigt ein Fahrzeug 5, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist. Dargestellt ist die Durchführung eines rückwärtsgerichteten Andockvorgangs des Fahrzeugs 5 an ein ruhendes Objekt 6, wobei es sich hier beispielhaft um eine ortsfeste Verladerampe handelt. Hierzu weist das Fahrzeug 5 zumindest im Heckbereich Abstandserfassungsmittel 8 auf, die die Abstandsgröße d*, die den Abstand d zwischen Fahrzeug und Verladerampe beschreibt, ermitteln. Wird der vorgegebene Reserveabstand zwischen Fahrzeug 5 und Verladerampe unterschritten, wird mittels der Nothaltvorrichtung 25 eine selbsttätige Vollbremsung des Fahrzeugs 5 ausgelöst. Bei der Nothaltvorrichtung 25 handelt es sich beispielsweise um wenigstens ein druckempfindliches Schaltelement 45, das in einer Gummileiste 46 untergebracht sein kann, sodass bei einem Unterschreiten des Reserveabstands die Gummileiste 46 eingedrückt und das Schaltelement 45 und damit die selbsttätige Vollbremsung ausgelöst wird. Die in 2 gewählte Darstellung eines Transporters soll keine einschränkende Wirkung haben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren kann ebenso in einem einteiligen Lastkraftwagen oder einem Fahrzeuggespann, das aus einem Zugfahrzeug und einem Auflieger oder Anhänger besteht, eingesetzt werden.
  • 3 zeigt schließlich ein Flussdiagramm, aus dem ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens hervorgeht, wobei davon ausgegangen wird, dass das Fahrzeug 5 fahrerunabhängig entlang des ermittelten Andockwegs s an das ruhende Objekt 6 angenähert wird.
  • Aktiviert der Fahrer die erfindungsgemäße Vorrichtung, so wird das Verfahren in einem ersten Hauptschritt 50 gestartet. In einem zweiten Hauptschritt 51 erfolgt die Ermittlung nachfolgend benötigter Größen, beispielsgemäß der Abstandsgröße d*, der Fahrbahnneigungsgröße Θ*, der Positionsdaten x*, y*, ξ*, des Andockwegs s und der Bremspedalgröße 1.
  • Optional wird in einem dritten Hauptschritt 52 anhand der im zweiten Hauptschritt 51 ermittelten Größen überprüft, ob die Durchführung eines Andockvorgangs überhaupt möglich ist. So ist es beispielsweise angebracht, das Verfahren im neunten Hauptschritt 58 zu beenden, wenn der Abstand d zwischen Fahrzeug 5 und ruhendem Objekt 6 bereits Null beträgt. Ist die Durchführung des Andockvorgangs hingegen möglich, fährt der Verfahrensablauf mit einem vierten Hauptschritt 53 fort.
  • Im vierten Hauptschritt 53 wird überprüft, ob der Fahrer gerade die Bremse des Fahrzeugs 5 betätigt. Auf eine Betätigung der Bremse kann geschlossen werden, wenn die Bremspedalgröße l des Bremspedals 16 beispielsweise einen vorgegebenen Schwellenwert l0 überschreitet. Ist das der Fall, wird das Verfahren im neunten Hauptschritt 58 beendet, sodass der Fahrer das Fahrzeug 5 während des Andockvorgangs gegebenenfalls jederzeit in den Stillstand abbremsen kann und/oder ein Andockvorgang bei vom Fahrer betätigter Bremse erst gar nicht durchgeführt wird.
  • Betätigt der Fahrer die Bremse des Fahrzeugs 5 nicht, so wird mit einem fünften Hauptschritt 54 fortgefahren, in dem festgestellt wird, ob sich Personen und/oder Fahrzeuge in den ermittelten Andockweg s hineinbewegen. Trifft das zu, wird in einem dritten Nebenschritt 62 die selbsttätige Vollbremsung des Fahrzeugs 5 ausgelöst, sofern in einem vorhergehenden ersten Nebenschritt 60 festgestellt wird, dass die Geschwindigkeit vf des Fahrzeugs 5 größer als Null ist. Gleichzeitig erfolgt eine außerhalb des Fahrzeugs 5 optisch und/oder akustisch wahrnehmbare Personenwarnung. Befindet sich das Fahr zeug 5 hingegen im Stillstand, wird das Verfahren im neunten Hauptschritt 58 beendet, ohne dass die Auslösung der selbsttätigen Vollbremsung und der optischen und/oder akustischen Personenwarnung erfolgt. Bewegen sich hingegen weder Personen noch Fahrzeuge in den ermittelten Andockweg s hinein, so wird der Verfahrensablauf mit einem sechsten Hauptschritt 55 fortgeführt, in dem erkannt wird, ob die Nothaltvorrichtung 25 des Fahrzeugs 5 betätigt ist. Ist das der Fall, wird im dritten Nebenschritt 62 die selbsttätige Vollbremsung des Fahrzeugs 5 ausgelöst, sofern in einem vorhergehenden zweiten Nebenschritt 61 festgestellt wird, dass die Geschwindigkeit vf des Fahrzeugs 5 größer als Null ist. Befindet sich das Fahrzeug 5 hingegen im Stillstand, wird das Verfahren im neunten Hauptschritt 58 beendet, ohne dass die Auslösung der selbsttätigen Vollbremsung erfolgt.
  • Ist die Nothaltvorrichtung 25 nicht betätigt, werden in einem siebten Hauptschritt 56 die Bremsmittel 11 und/oder die Antriebsmittel 13 und/oder die Lenkwinkelsteuerung 36 derart angesteuert, dass das Fahrzeug 5 fahrerunabhängig mit einer vorgegebenen niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit vf' entlang des ermittelten Andockwegs s an das ruhende Objekt 6 herangeführt wird. Die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit vf' wird durch entsprechende Ansteuerung der Bremsmittel 11 und/oder der Antriebsmittel 13 derart in Abhängigkeit der ermittelten Abstandsgröße d* beeinflusst, dass diese kontinuierlich mit kleiner werdendem Abstand d zwischen Fahrzeug 5 und ruhendem Objekt 6 abnimmt, sodass beispielsweise bei Erreichen eines vorgegebenen Endabstands zwischen Fahrzeug 5 und ruhendem Objekt 6 die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit vf' zu Null wird. Der vorgegebene Endabstand beträgt typischerweise Null oder maximal einige Zentimeter. Idealerweise berührt das Fahrzeug 5 das ruhende Objekt 6.
  • Darüberhinaus werden im siebten Hauptschritt 56 die Bremsmittel 11 und/oder die Antriebsmittel 13 derart in Abhängigkeit der im zweiten Hauptschritt 51 ermittelten Fahrbahnneigungs größe Θ* angesteuert, dass die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit vf' unabhängig von der Neigung und/oder der Neigungsrichtung der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 5 ist.
  • Sofern das Fahrzeug nicht mit einer Lenkwinkelsteuerung 36 ausgestattet ist, unterbleibt im siebten Hauptschritt 56 die fahrerunabhängige Beeinflussung der Lenkwinkelgröße δ mittels der Lenkwinkelsteuerung 36. Stattdessen werden im siebten Hauptschritt 56 dem Fahrer auf. Basis des im zweiten Hauptschritt 51 ermittelten Andockwegs s über die optische Anzeigevorrichtung 27 Lenkhinweise gegeben, wie er die Lenkung des Fahrzeugs 5 zur korrekten Durchführung des Andockvorgangs zu betätigen hat. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde im siebten Hauptschritt 56 auf eine entsprechende Berücksichtigung dieser Lenkhinweise verzichtet.
  • Hat schließlich das Fahrzeug 5 beispielsweise seinen vorgegebenen Endabstand erreicht, so wird das Verfahren im neunten Hauptschritt 58 beendet. Ansonsten kehrt der Verfahrensablauf wieder zum zweiten Hauptschritt 51 zurück.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zur Durchführung eines Andockvorgangs eines Fahrzeugs (5) an ein ruhendes Objekt (6), wobei die Vorrichtung Abstandserfassungsmittel (8) aufweist, mit denen eine Abstandsgröße (d*), die den Abstand (d) zwischen dem Fahrzeug (5) und dem ruhenden Objekt (6) beschreibt, ermittelt wird, und eine Auswerteeinheit (9) aufweist, der die ermittelte Abstandsgröße (d*) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Andockvorgang fahrerunabhängig dergestalt durchgeführt wird, dass die Auswerteeinheit (9) in Abhängigkeit der ermittelten Abstandsgröße (d*) Ansteuersignale zur Ansteuerung von Bremsmitteln (11) und/oder von Antriebsmitteln (13) des Fahrzeugs (5) zur Durchführung des Andockvorgangs ermittelt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsmittel (11) und/oder die Antriebsmittel (13) des Fahrzeugs (5) derart angesteuert werden, dass sich das Fahrzeug (5) mit einer vorgegebenen niedrigen Geschwindigkeit (vf') auf das ruhende Objekt (6) zubewegt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit (vf') durch entsprechende Ansteuerung der Bremsmittel (11) und/oder der Antriebsmittel (13) des Fahrzeugs (5) in Abhängigkeit der ermittelten Abstandsgröße (d*) beeinflusst wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erste Mittel (19) vorhanden sind, mit denen der Höhenverlauf (z) der zwischen dem Fahrzeug (5) und dem ruhenden Objekt befindlichen Fahrbahn in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Fahrzeugquerrichtung ermittelt wird, und dass in Abhängigkeit des ermittelten Höhenverlaufs (z) die in der Auswerteeinheit (9) ablaufende Ermittlung der Ansteuersignale modifiziert wird.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Ansteuersignale ein Berechnungsalgorithmus verwendet wird, und dass die Modifikation in der Form erfolgt, dass je nach ermitteltem Höhenverlauf (z) ein anderer Berechnungsalgorithmus aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Berechnungsalgorithmen ausgewählt wird und/oder wenigstens ein Parameter des verwendeten Berechnungsalgorithmus verändert wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Mittel (20) vorhanden sind, mit denen eine Fahrbahnneigungsgröße (O*), die eine Neigung und/oder Neigungsrichtung der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (5) beschreibt, ermittelt wird, wobei die ermittelte Fahrbahnneigungsgröße (Θ*) der Auswerteeinheit (9) zugeführt wird und die Auswerteeinheit (9) die Bremsmittel (11) und/oder die Antriebsmittel (13) derart in Abhängigkeit der ermittelten Fahrbahnneigungsgröße (Θ*) ansteuert, dass die vorgegebene niedrige Geschwindigkeit (vf') unabhängig von der Neigung und/oder der Neigungsrichtung der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (5) ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Auswerteeinheit (9) zusammenwirkende Nothaltvorrichtung (25) vorhanden ist, die bei Unterschreiten eines vorgegebenen Reserveabstands zwischen Fahrzeug (5) und ruhendem Objekt (6) eine selbsttätige Vollbremsung des Fahrzeugs (5) auslöst.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Positionserfassungsmittel (26) vorhanden sind, mit denen Positionsdaten (x*, y*, ξ*), die die räumliche Position (x, y) und/oder die Ausrichtung (ξ) des Fahrzeugs (5) relativ zum ruhenden Objekt (6) und/oder zu umgebenden Hindernissen beschreiben, ermittelt werden, wobei die ermittelten Positionsdaten (x*, y*, ξ*) der Auswerteeinheit (9) zugeführt werden, und dass die Auswerteeinheit (9) aufgrund der ihr zugeführten Positionsdaten (x*, y*, ξ*) einen geeigneten Andockweg (s) zur Durchführung des Andockvorgangs des Fahrzeugs (5) ermittelt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich eine mit der Auswerteeinheit (9) zusammenwirkende Lenkwinkelsteuerung (36) aufweist, mittels der eine Lenkwinkelgröße (δ), die den an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs (5) eingestellten Lenkwinkel beschreibt, fahrerunabhängig beeinflusst wird, und dass die Auswerteeinheit (9) die Bremsmittel (11) und/oder die Antriebsmittel (13) und/oder die Lenkwinkelsteuerung (36) derart ansteuert, dass das Fahrzeug (5) fahrerunabhängig entlang des ermittelten Andockweg (s) an das ruhende Objekt (6) herangeführt wird.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dritte Mittel (37) vorhanden sind, mit denen Perso nen und/oder Fahrzeuge erkannt werden, die sich in den ermittelten Andockweg (s) hineinbewegen, und dass im Falle sich in den ermittelten Andockweg (s) hineinbewegender Personen und/oder Fahrzeuge eine selbsttätige Vollbremsung des Fahrzeugs (5) ausgelöst wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Durchführung des Andockvorgangs durch Betätigung einer optischen Warneinrichtung (38) und/oder einer akustischen Warneinrichtung (39) eine außerhalb des Fahrzeugs (5) optisch und/oder akustisch wahrnehmbare Personenwarnung erfolgt.
  12. Verfahren zur Durchführung eines Andockvorgangs eines Fahrzeugs (5) an ein ruhendes Objekt (6), wobei eine Abstandsgröße (d*), die den Abstand (d) zwischen dem Fahrzeug (5) und dem ruhenden Objekt (6) beschreibt, ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Andockvorgang fahrerunabhängig dergestalt durchgeführt wird, dass in Abhängigkeit der ermittelten Abstandsgröße (d*) Ansteuersignale zur Ansteuerung von Bremsmitteln (11) und/oder von Antriebsmitteln (13) des Fahrzeugs (5) zur Durchführung des Andockvorgangs ermittelt werden.
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