DE19901953A1 - Vorrichtung zur Bestimmung eines Abstandes eines Kraftfahrzeugs von einem Gegenstand - Google Patents
Vorrichtung zur Bestimmung eines Abstandes eines Kraftfahrzeugs von einem GegenstandInfo
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Abstract
Vorrichtung zur Bestimmung eines Abstands zwischen der Rückseite (1a) eines Kraftfahrzeugs (1) und einem rückwärtig des Kraftfahrzeugs (1) angeordneten Gegenstand (2), mit Sensormitteln (3) zur Erfassung von Sensorsignalen, die einen Abstand zwischen wenigstens einem Ort auf der Rückseite (1a) des Kraftfahrzeugs (1) und einem Ort auf der dem Kraftfahrzeug (1) zugewandten Seite (2a) des Gegenstandes (2) darstellen, und einer Auswerteeinrichtung (4) zur Ermittlung von Abstandswerten auf der Grundlage der erfaßten Sensorsignale, wobei die Auswerteeinrichtung (4) Mittel zur Feststellung eines periodischen Verhaltens der ermittelten Abstandswerte aufweist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Be
stimmung eines Abstandes eines Kraftfahrzeugs von einem
rückwärtig des Kraftfahrzeugs angeordneten Gegenstand nach
dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1, Vorrichtungen zur
Stabilisierung von Fahrzeuggespannen, welche aus einem Zug
fahrzeug und einem Anhänger bestehen, sowie ein entspre
chendes Verfahren zur Stabilisierung von Fahrzeuggespannen.
Personenkraftwagen mit Anhängern, beispielsweise Wohnwagen
gespanne, neigen oberhalb bestimmter kritischer Geschwin
digkeiten zu instabilem Fahrverhalten. Hierbei beginnt der
Anhänger, periodische, sich aufschaukelnde Pendelbewegungen
um die Anhängerkupplung des Personenkraftwagens zu vollzie
hen. Der beschriebene Effekt tritt typischerweise beim Be
fahren von Gefällstrecken auf, da hier die Geschwindig
keitszunahme beispielsweise vom Fahrer nicht bemerkt, oder
auch absichtlich herbeigeführt wird. Auch Windstöße und
vorbeifahrende Fahrzeuge können derartige Pendelbewegungen
auslösen. Dies kann bei unerfahrenen Fahrern dazu führen,
daß sie die Beherrschung über das Gespann verlieren, was
beispielsweise zu einem Einknicken des Anhängers oder einem
Abreißen der Kupplung führen kann. Durch rechtzeitiges
Bremsen in einer solchen Situation kann das Gespann wieder
stabilisiert werden.
Aus der US-P-5,690,347 ist eine Steuervorrichtung für einen
Traktoranhänger bekannt, welche im Falle des Feststellens
einer Schwingbewegung des Anhängers automatisch ein compu
tergesteuertes Bremssystem aktiviert. Zur Feststellung der
Achslage des Anhängers bezüglich des Traktors wird hierbei
ein Infrarot-Sensor-System verwendet. Ein derartiges System
ist mit relativ hohen Bereitstellungskosten verbunden, und
findet daher nur im Nutzkraftwagenbereich Verwendung.
Aus der EP 0 495 242 B1 ist ein Antiknick-
Bremssteuerverfahren für gelenkig gekuppelte Züge bekannt.
Hierbei wird ein Knickwinkel zwischen einer Zugmaschine und
einem Hänger, sowie die zeitliche Ableitung dieses Knick
winkels zum Erkennen eines Anhängerschwingens verwendet.
Auch hier ist eine derartige Vorrichtung ausschließlich im
Zusammenhang mit einem Nutzkraftfahrzeug beschrieben.
Schließlich ist aus der DE 35 03 352 A1 eine Einpark-
Meßanzeige für einen Personenkraftwagen bekannt. Da das
Einparken mit Personenkraftwagen oftmals Schwierigkeiten
bereitet, wird hier vorgeschlagen, daß vorne und/oder hin
ten am Fahrzeug eine schubladenartige Einrichtung ange
bracht ist, in der eine Ultraschall-Sendeeinrichtung
und/oder Lichtstrahleinrichtung eingebaut ist, die im Be
reich des Armaturenbretts mit einer digitalen Anzeige in
Verbindung steht. Derartige Einpark-Meßanzeigen sind in
preiswerter Weise bereitstellbar, so daß sie auch im Perso
nenkraftfahrzeugbereich breite Verwendung gefunden haben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer
kostengünstigen Möglichkeit zur Erkennung bzw. Vermeidung
von Schwingbewegungen eines mit einem Kraftfahrzeug gekop
pelten Anhängers.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Ab
standsbestimmung eines Kraftfahrzeugs von einem rückwärtig
des Kraftfahrzeugs angeordneten Gegenstand mit den Merkma
len des Patentanspruchs 1.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in preiswer
ter Weise ein großer Sicherheitsgewinn im Pkw-
Anhängerbetrieb erzielbar. Herkömmlicherweise im Zusammen
hang mit einer Einparkhilfe verwendete Sensoren bzw. Sen
sorsignale können in einfacher Weise für ein weitere Anwen
dung, nämlich zur Erkennung bzw. zur Verhinderung von
Schwenk- oder Taumelbewegungen eines Anhängers, verwendet
werden. Die Auswertung der Sensorsignale zur Feststellung
eines periodischen Verhaltens des Abstandes eines Anhängers
von dem Kraftfahrzeug ist mittels geeigneter Prozessoren
bzw. geeigneter Software in sehr unaufwendiger Weise durch
zuführen. Gegenüber herkömmlichen Einparkhilfen, welche le
diglich eine Funktion aufwiesen, entstehen nur unwesentli
che Mehrkosten. Erfindungsgemäß kann also vorgesehen sein,
eine bestehende Einparkhilfe mit einer zusätzlichen Funkti
on, nämlich der Erkennung eines Anhängerpendelns auszustat
ten. D. h. wird ein Anhängerpendeln im Steuergerät der Ein
parkhilfe erkannt, so gibt dieses Steuergerät ein entspre
chendes Signal aus, welches unter anderem anderen Steuerge
räten zugeleitet werden kann. Es ist ferner möglich, daß
das Steuergerät bzw. die Auswerteeinrichtung der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung die Sensorsignale und/oder die Ab
standssignale an ein weiteres Steuergerät weiterleitet, in
welchem dann eine Ermittlung eines Anhängerpendelns durch
geführt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrich
tung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zweckmäßigerweise weisen die Sensormittel wenigstens zwei
Sensoren auf, die insbesondere auf entgegengesetzten Seiten
der Fahrzeuglängsachse auf der Fahrzeugrückseite angeordnet
sind. Eine Schwenkbewegung eines Anhängers kann in diesem
Fall beispielsweise durch Differenzbildung der einzelnen,
durch die zwei Sensoren ermittelten Abstandswerte festge
stellt werden. Eine rechnerische Auswertung so ermittelter
Differenzbeträge zur Feststellung eines Schwingungs- bzw.
Taumelzustands erweist sich als besonders einfach. Neben
der Verwendung von zwei Sensoren ist auch der Einsatz von
mehr als zwei Sensoren denkbar. Beispielsweise finden bei
Nutzfahrzeugen typischerweise vier, sechs oder acht Senso
ren Verwendung. Dadurch, daß gleichzeitig mehrere Sensoren
zur Überwachung zur Verfügung stehen, wird die Sicherheit
des Systems erhöht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsge
mäßen Vorrichtung sind die Sensormittel als Ultraschall-
Sensoren ausgebildet. Derartige Sensoren sind in preiswer
ter Weise verfügbar und im Einsatz sehr robust und zuver
lässig.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die
Sensormittel als kapazitive Sensoren ausgebildet. Hierbei
dient der Freiraum zwischen Kraftfahrzeug und Gegenstand
als veränderliches Dielektrikum.
Es ist ferner möglich, die Sensormittel als elektromagneti
sche Strahlungssensoren, insbesondere Mikrowellensensoren
oder optische Sensoren auszubilden. Derartige Sensoren ar
beiten sehr genau und sind ebenfalls robust und zuverläs
sig.
Zweckmäßigerweise sind wenigstens die Sensormittel der er
findungsgemäßen Vorrichtung im hinteren Stoßfänger des
Kraftfahrzeugs angeordnet. In dieser Anordnung ist die
Funktion der Sensoren sowohl zur Erfassung einer Pendelbe
wegung eines Anhängers als auch zur Ermittlung eines Ab
standes des Kraftfahrzeuges von einem stehenden Hindernis
beispielsweise beim Rückwärtseinparken optimal gewährlei
stet.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch eine
Vorrichtung zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-
Anhänger-Gespanns mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.
Mit einer derartigen Vorrichtung ist es in einfacher Weise
möglich, Pendelbewegungen des Anhängers zu detektieren und
den Fahrer entsprechend zu warnen. Hiermit ist die Sicher
heit insbesondere für Wohnwagengespanne wesentlich erhöht.
Zweckmäßigerweise weist diese Vorrichtung Mittel zur Redu
zierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter eine kriti
sche Geschwindigkeit auf. Hiermit ist es auch möglich, bei
spielsweise bei Unaufmerksamkeit des Fahrers gefährliche
Situationen zu vermeiden. Zur Reduzierung der Fahrzeugge
schwindigkeit sind neben Eingriffen in die Radbremse des
Kraftfahrzeugs bzw. Zugfahrzeugs auch Motoreingriffe denk
bar.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch eine
Vorrichtung zur Stabilisierung eines Fahrzeuggespannes,
welches aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger besteht,
wobei die Vorrichtung ein Bestimmungsmittel aufweist, mit
dem wenigstens eine Abstandsgröße ermittelt wird, die den
Abstand eines Ortes des Zugfahrzeuges zu einem rückwärtig
des Zugfahrzeuges angeordneten Gegenstand beschreibt, wobei
das Bestimmungsmittel wenigstens ein Meßmittel aufweist,
welches am rückwärtigen Teil des Zugfahrzeuges angebracht
ist, wobei für den Fall, daß an das Zugfahrzeug kein Anhän
ger angekoppelt ist, die wenigstens eine Abstandsgröße zur
Unterstützung eines Einparkvorganges ausgewertet wird, wo
bei für den Fall, daß an das Zugfahrzeug ein Anhänger ange
koppelt ist, die wenigstens eine Abstandsgröße zur Ermitt
lung einer Instabilität des Anhängers, insbesondere zur Er
mittlung eines auf die Längsachse des Zugfahrzeuges bezoge
nen Pendelns des Anhängers, ausgewertet wird, wobei bei ei
ner vorliegenden Instabilität zur Stabilisierung des Fahr
zeuggespannes wenigstens Bremseingriffe und/oder Motorein
griffe durchgeführt werden, und/oder
wobei bei vorliegender Instabilität ein Signalgeber (15)
betätigt wird.
Zweckmäßigerweise weist das Bestimmungsmittel zwei Meßmit
tel auf, wobei mit Hilfe eines jeden Meßmittels eine Ab
standsgröße ermittelt wird. Mit dieser Maßnahme sind einer
seits sehr genaue Messungen möglich, andererseits kann bei
Ausfall eines Meßmittels eine Stabilisierung des Fahrzeug
gespannes aufrechterhalten werden.
Es erweist sich als vorteilhaft, daß in Abhängigkeit der
beiden Abstandsgrößen eine Winkelgröße ermittelt wird, die
den Winkel beschreibt, der durch die Längsachse des Zug
fahrzeuges und durch die Längsachse des Anhängers gebildet
wird, und daß in Abhängigkeit dieser Winkelgröße ermittelt
wird, ob für den Anhänger eine Instabilität vorliegt oder
nicht. Ein derartiger Winkel ist aus den ermittelten Ab
standsgrößen in einfacher Weise herleitbar.
Zweckmäßigerweise wird zur Ermittlung, ob für den Anhänger
eine Instabilität vorliegt oder nicht, eine erste Frequenz
größe, die die Frequenz der wenigstens einen Abstandsgröße
beschreibt, und/oder eine erste Amplitudengröße, die die
Amplitude der wenigstens einen Abstandsgröße beschreibt,
und/oder eine zweite Frequenzgröße, die die Frequenz der
Winkelgröße beschreibt, und/oder eine zweite Amplitudengrö
ße, die die Amplitude der Winkelgröße beschreibt, ausgewer
tet. Es erweist sich als vorteilhaft, daß zur Ermittlung,
ob für den Anhänger eine Instabilität vorliegt oder nicht,
ferner eine Geschwindigkeitsgröße, die die Geschwindigkeit
wenigstens des Zugfahrzeuges beschreibt, ausgewertet wird.
Mit dieser Maßnahme kann die Überwachung der Stabilität des
Fahrzeuggespannes in optimaler Weise an verschiedene Ge
schwindigkeiten angepaßt werden.
Zweckmäßigerweise liegt eine Instabilität des Anhängers
dann vor, wenn die Geschwindigkeitsgröße größer als ein er
ster Schwellenwert ist, und wenn die erste Amplitudengröße
größer als ein zweiter Schwellenwert ist und/oder wenn die
erste Frequenzgröße größer als ein dritter Schwellenwert
ist, oder wenn die zweite Amplitudengröße größer als ein
vierter Schwellenwert und/oder wenn die zweite Frequenzgrö
ße größer als ein fünfter Schwellenwert ist.
Es erweist sich als zweckmäßig, zu ermitteln, ob die Insta
bilität des Anhängers abklingt oder nicht, wobei für den
Fall, daß die Instabilität abklingt, keine Bremseingriffe
und/oder Motoreingriffe durchgeführt werden oder diese be
endet werden.
Zweckmäßigerweise wird darauf erkannt, daß eine Instabili
tät des Anhängers dann abklingt, wenn die Geschwindigkeits
größe größer als ein erster Schwellenwert ist, und wenn die
erste Amplitudengröße und/oder wenn die erste Frequenzgröße
abnimmt, oder wenn die zweite Amplitudengröße und/oder wenn
die zweite Frequenzgröße abnimmt.
Zweckmäßigerweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung der
art ausgebildet, daß zur Erkennung, ob ein Anhänger ange
koppelt ist, ermittelt wird, ob eine Bremslichtleitung des
Anhängers an das Zugfahrzeug angeschlossen ist, und/oder
ermittelt wird, ob die wenigstens eine Abstandsgröße in
vorbestimmten Fahrsituationen ein vorbekanntes Verhalten
zeigt, oder daß die wenigstens eine Abstandsgröße dann zur
Ermittlung einer Instabilität des Anhängers ausgewertet
wird, wenn eine die Fahrzeuggeschwindigkeit beschreibende
Größe größer als ein entsprechender Schwellenwert ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird schließlich durch ein
Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 17 gelöst.
Mittels dieses Verfahrens ist eine Stabilisierung eines
Fahrzeuggespannes, insbesondere unter Verwendung einer der
erfindungsgemäßen Vorrichtungen, in einfacher Weise durch
führbar.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun an
hand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In
dieser zeigt
Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines mit den erfin
dungsgemäßen Vorrichtungen ausgestatteten Kraft
fahrzeug-Anhänger-Gespanns in einem ersten Zu
stand,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht, des mit den erfin
dungsgemäßen Vorrichtungen ausgestatteten Kraft
fahrzeug-Anhänger-Gespanns der Fig. 1 in einem
zweiten Zustand, und
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Darstellung der Wirkungswei
se einer bevorzugten Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemä
ßen Verfahrens.
Ein Kraftfahrzeug-Anhänger-Gespann besteht aus einem Kraft
fahrzeug 1 und einem Anhänger 2. Der Anhänger 2 ist über
eine Anhängerkupplung 12 und Verbindungsstangen 13 in be
kannter Weise an dem Kraftfahrzeug 1 befestigt. Auf seiner
Rückseite 1a weist das Kraftfahrzeug 1 einen Stoßfänger 11
auf, in welchen (schematisch dargestellte) Ultraschall-
Sensoren 3 auf der linken bzw. rechten Seite integriert
sind. Die Sensoren 3 messen jeweils den Abstand zur Stirn
wand 2a des Anhängers 2. In dem in Fig. 1 dargestellten
Zustand (Geradeausfahrt, Kraftfahrzeug und Anhänger weisen
übereinstimmende Längsachsen 10a, 10b auf), messen die Sen
soren 3 jeweils den gleichen Abstand. Die Sensorsignale
werden in einem Steuergerät 4 ausgewertet. Bei dem Steuer
gerät 4 handelt es sich um ein an sich bekanntes Steuerge
rät einer Einpark- bzw. Rückfahrhilfe, welche beim Rück
wärts-Einparken des Kraftfahrzeugs 1 (d. h. ohne Anhänger 2)
Sensorsignale auswertet und ein Alarmsignal ausgibt, wenn
sich die Rückseite 1a des Kraftfahrzeugs 1 einem Hindernis
zu sehr annähert.
Erfindungsgemäß ist das Steuergerät 4 um eine weitere Funk
tion erweitert. Mittels der Sensorsignale ist das Steuerge
rät 4 in der Lage festzustellen, ob die beiden von den Sen
soren 3 gemessenen Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug 1
und dem Anhänger 2 unterschiedlich sind. Ist dies der Fall,
wird darauf geschlossen, daß die Längsachsen 10a, 10b von
Kraftfahrzeug bzw. Anhänger einen Winkel W einer bestimmten
Amplitude zueinander aufweisen, wie dies in Fig. 2 darge
stellt ist. Dies wird beim Rangieren und bei normaler Kur
venfahrt der Fall sein. Eine derartige Situation wird als
unkritisch erkannt, so daß die Steuervorrichtung 4 keine
weiteren Signale bzw. Steuervorgänge auslöst. Die Steuer
vorrichtung 4 ist ferner in der Lage, zusätzlich zur Ampli
tude auch die Frequenz des Winkels W zu bestimmen und zu
verarbeiten. Der Steuervorrichtung 4 wird zusätzlich, bei
spielsweise mittels einer nicht dargestellten Motorsteue
rung, ein Signal zur Darstellung der Geschwindigkeit des
Kraftfahrzeugs zugeführt. Ein entsprechendes Signal kann
beispielsweise auch durch ein Bremsensteuergerät zur Verfü
gung gestellt werden. Denkbar ist auch die direkte Herlei
tung der Fahrzeuggeschwindigkeit aus den ermittelten
Raddrehzahlen. Mit diesen Angaben ist die Steuervorrichtung
4 in der Lage, abzuleiten, ob das Gespann 1, 2 instabil zu
werden droht, beispielsweise im Falle einer zunehmenden
Pendelbewegung. Es kann auch erkannt werden, ob die Pendel
bewegung von selbst abklingt, so daß keine Maßnahmen erfor
derlich werden. Neben einer Ermittlung bzw. Auswertung des
Winkels ist es auch möglich, bereits die ermittelten Ab
standssignale auszuwerten. Zu diesem Zwecke wird beispiels
weise das eine Abstandssignal dahingehend überwacht, ob es
ein oszillierendes Verhalten zeigt. Ist dies der Fall, so
liegt eine Pendelbewegung des Anhängers vor. Hierfür ist
allerdings von Zeit zu Zeit eine Kalibrierung durchzufüh
ren. D. h. es wird in geeigneten Fahrsituationen (beispiels
weise einer Geradeausfahrt) das Abstandssignal ermittelt
und als Vergleichswert, ausgehend von dem, ob ein oszillie
rendes Verhalten feststellbar ist, abgespeichert.
Im Falle drohender Instabilität erzeugt die Steuervorrich
tung 4 über einen Signalgeber 15 im Fahrzeuginnenraum ein
Warnsignal oder leitet über ein Bremsensteuergerät 16, bei
spielsweise durch Ansteuerung der Radbremsen der Vorder-
und/oder Hinterachse des Kraftfahrzeugs, einen Bremsvorgang
ein, um das Fahrzeug unter eine voreinstellbare, kritische
Geschwindigkeit zu bringen. Zusätzlich können über weitere,
nicht im einzelnen dargestellte Steuergeräte weitere unter
stützende Maßnahmen ergriffen werden. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist insbesondere im Zusammenhang mit ABS/ASR-
Systemen (Antiblockiersystem/Antriebsschlupfregelung) bzw.
FDR-Systemen (Fahrdynamikregelung) einsetzbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit sowohl im Rahmen
einer Rückfahr- bzw. Einparkhilfe, als auch im Rahmen einer
Sicherheitsvorrichtung zur Stabilisierung von Kraftfahr
zeug-Anhänger-Gespannen verwendbar. Mittels geeigneter Aus
wahlmittel kann der Fahrer in die Lage versetzt werden, ei
ne der beiden Funktionen auszuwählen. Neben dieser manuel
len Auswahl durch den Fahrer ist auch eine automatische
Auswahl denkbar. Eine automatische Auswahl hat den Vorteil,
daß eine Anhängerpendelerkennung, sofern gewisse Vorausset
zungen erfüllt sind, immer aktiviert sein kann. Zur Reali
sierung einer solchen automatischen Auswahl bieten sich
verschiedene Möglichkeiten an:
Normalerweise ist die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bei einem Einparkvorgang nicht sehr groß. Folglich wäre denk bar, die Einparkhilfe oberhalb eines vorgegebenen Geschwin digkeitswertes zur Erkennung eines Anhängerpendelns einzu setzen. D. h., die automatische Auswahl ist beispielsweise über eine Schwellenwertabfrage für die Fahrzeuggeschwindig keit realisierbar.
Normalerweise ist die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bei einem Einparkvorgang nicht sehr groß. Folglich wäre denk bar, die Einparkhilfe oberhalb eines vorgegebenen Geschwin digkeitswertes zur Erkennung eines Anhängerpendelns einzu setzen. D. h., die automatische Auswahl ist beispielsweise über eine Schwellenwertabfrage für die Fahrzeuggeschwindig keit realisierbar.
Die Feststellung, ob ein Anhängerpendeln vorliegt, ist nur
dann von Interesse, wenn auch tatsächlich ein Anhänger an
das Zugfahrzeug angekoppelt ist. Folglich bietet es sich
an, die Einparkhilfe dann zur Erkennung eines Anhängerpen
delns zu verwenden, wenn ein an das Zugfahrzeug angekoppel
ter Anhänger erkannt wird. Beispielsweise kann ein angekop
pelter Anhänger über den Anschluß seiner Bremslichtleitung
an das Zugfahrzeug erkannt werden. Hierzu ist im Zugfahr
zeug ein selbsthaltendes Relais vorzusehen, welches an
spricht, wenn an der Steckdose des Zugfahrzeuges die Brems
lichtleitung des Anhängers angeschlossen ist und somit ein
Stromkreis hergestellt ist. Alternativ ist die Auswertung
des mit Hilfe der Einparkhilfe erzeugten Abstandssignals
auf eine bestimmte Charakteristik hin denkbar. Ist nämlich
ein Anhänger an das Zugfahrzeug angekoppelt, so weist das
Abstandssignal einen von Null verschiedenen Wert auf, der
sich beispielsweise bei einer längeren Geradeausfahrt, wel
che beispielsweise mit Hilfe eines Lenkwinkelsensors oder
durch Auswertung der Raddrehzahlen festgestellt werden
kann, nicht ändert. Für den Fall, daß eine Geradeausfahrt
mangels geeigneter Sensoren nicht erkannt werden kann, bie
tet sich beispielsweise die Betrachtung des Mittelwertes
des Abstandssignals an.
Die Wirkungsweise der dargestellten Ausführungsform der er
findungsgemäßen Vorrichtung wird nun beispielhaft anhand
des in Fig. 3 dargestellten Flußdiagramms erläutert. In
diesem haben die einzelnen Schritte die folgende Bedeutung:
Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt mit einem Schritt 301, an den sich ein Schritt 302 anschließt, in welchem ein Bereitstellen zweier Abstandssignale AL (linker Sensor), AR (rechter Sensor) sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit vf er folgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt mit einem Schritt 301, an den sich ein Schritt 302 anschließt, in welchem ein Bereitstellen zweier Abstandssignale AL (linker Sensor), AR (rechter Sensor) sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit vf er folgt.
In einem sich hieran anschließenden Schritt 303 erfolgt die
Ermittlung der Winkelgröße W: Für jeden Sensor ist der Ab
stand AL bzw. AR zu der Stirnwand des Anhängers bekannt.
Aus diesen beiden Abständen wird die Differenz gebildet.
Außerdem ist der Sensorabstand, unter den die Sensoren am
Fahrzeug montiert sind, bekannt. Der Tangens des von den
beiden Längsachsen (Zugfahrzeug und Anhänger) eingeschlos
senen Winkels ergibt sich aus der Differenz und dem Sen
sorabstand durch Quotientenbildung. Neben der vorstehend
beschriebenen Methode bietet sich auch die Bestimmung des
Winkels mit Hilfe eines Triangulationsverfahrens an, bei
dem ebenfalls Abstandsbeziehungen bzw. Winkelbeziehungen
ausgewertet werden.
Die Amplitude AW der Winkelgröße wird aus dem Maximalwert
der Winkelgröße zwischen zwei Nulldurchgängen ermittelt.
Zur Ermittlung der Frequenz fW der Winkelgröße bietet sich
eine Auswertung der Maxima des Signals AW an. Hierzu werden
beispielsweise die positiven Maxima bestimmt, und die zwi
schen ihnen liegende Zeit mit Hilfe eines Zählers ermit
telt. Diese Zeit stellt ein Maß für die Frequenz fW dar.
Zum anderen kann die zeitliche Ableitung der Größe AW ge
bildet werden, und der zeitliche Abstand der einzelnen
Nullstellen der Ableitung ermittelt werden.
In dem anschließenden Schritt 304 erfolgt eine Feststel
lung, ob eine Instabilität des Anhängers vorliegt: Eine In
stabilität liegt dann vor, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
größer als ein entsprechender Schwellenwert, und wenn
gleichzeitig die Amplitude AW größer als ein entsprechender
Schwellenwert und/oder wenn die Frequenz fW größer als ein
entsprechender Schwellenwert ist. Ergänzend bietet sich die
Auswertung der zeitlichen Ableitung des Signals fW an, ins
besondere die Feststellung, ob diese zeitliche Ableitung in
einem der vorigen Zeitabschnitte große Werte aufgewiesen
hat.
Wird im Schritt 304 festgestellt, daß eine Instabilität
vorliegt, weswegen stabilisierende Eingriffe bzw. eine War
nung des Fahrers erforderlich sein dürften, so wird an
schließend an den Schritt 304 ein Schritt 305 ausgeführt.
Wird dagegen im Schritt 304 festgestellt, daß keine Insta
bilität vorliegt, was gleichbedeutend damit ist, daß keine
stabilisierenden Eingriffe bzw. keine Warnung des Fahrers
erforderlich sind, so wird anschließend an den Schritt 304
erneut der Schritt 302 ausgeführt.
Im Schritt 305 wird festgestellt, ob die Instabilität des
Anhängers abklingt: Hierzu wird untersucht, ob in einer
Fahrsituation, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit größer
als der Schwellenwert ist, der Wert des Signals AW und der
Wert des Signals fW abnimmt.
Wird im Schritt 305 festgestellt, daß die Instabilität ab
klingt, was gleichbedeutend damit ist, daß keine stabili
sierenden Eingriffe bzw. keine Warnung des Fahrers erfor
derlich sind, so wird anschließend an den Schritt 305 er
neut der Schritt 302 ausgeführt. Wird dagegen im Schritt
305 festgestellt, daß die Instabilität nicht abklingt, was
gleichbedeutend damit ist, daß stabilisierenden Eingriffe
bzw. eine Warnung des Fahrers erforderlich sind, so wird
anschließend an den Schritt 305 ein Schritt 306 ausgeführt.
In diesem Schritt wird der Fahrer, wie bereits oben be
schrieben, gewarnt. Ergänzend bzw. alternativ werden zur
Stabilisierung des Fahrzeuggespannes Bremseneingriffe
und/oder Motoreingriffe durchgeführt. Anschließend an den
Schritt 306 wird erneut der Schritt 302 ausgeführt.
In entsprechender Weise lassen sich für eine einzelne Ab
standsgröße die zugehörige Amplitudengröße bzw. die Fre
quenzgröße ermitteln bzw. auswerten.
Claims (17)
1. Vorrichtung zur Bestimmung eines Abstands zwischen der
Rückseite (1a) eines Kraftfahrzeugs (1) und einem rückwär
tig des Kraftfahrzeugs (1) angeordneten Gegenstand (2), mit
Sensormitteln (3) zur Erfassung von Sensorsignalen, die ei
nen Abstand zwischen wenigstens einem Ort auf der Rückseite
(1a) des Kraftfahrzeugs (1) und einem Ort auf der dem
Kraftfahrzeug (1) zugewandten Seite (2a) des Gegenstandes
(2) darstellen, und einer Auswerteeinrichtung (4) zur Er
mittlung von Abstandswerten auf der Grundlage der erfaßten
Sensorsignale,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswerteeinrichtung (4) Mittel zur Feststellung ei
nes periodischen Verhaltens der ermittelten Abstandswerte
und/oder Mittel zur Weiterleitung der Sensorsignale oder
der ermittelten Abstandssignale an eine weitere Vorrichtung
zur Feststellung des periodischen Verhaltens der ermittel
ten Abstandswerte aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sensormittel wenigstens zwei Sensoren (3) aufweisen,
die insbesondere auf entgegengesetzten Seiten der Fahrzeu
glängsachse (10) auf der Rückseite (1a) des Fahrzeugs (1)
angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensormittel (3) als Ultraschall-
Sensoren ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensormittel (3) als kapazitive
Sensoren ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensormittel als elektromagnetische
Strahlungssensoren, insbesondere Mikrowellensensoren oder
optische Sensoren, ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormittel (3) in dem
hinteren Stoßfänger (11) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet
sind.
7. Vorrichtung zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-
Anhänger-Gespanns, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung
nach einem der vorstehenden Ansprüche sowie Mittel (15) zum
Anzeigen, daß eine kritische Pendelbewegung des Anhängers
vorliegt, und/oder Mittel (16) zur Reduzierung der Ge
schwindigkeit des Fahrzeugs unter eine vorbestimmbare kri
tische Geschwindigkeit.
8. Vorrichtung zur Stabilisierung eines Fahrzeuggespannes,
welches aus einem Zugfahrzeug (1) und einem Anhänger (2)
besteht, wobei die Vorrichtung ein Bestimmungsmittel (3, 4)
aufweist, mit dem wenigstens eine Abstandsgröße (AL, AR)
ermittelt wird, die den Abstand eines Ortes des Zugfahrzeu
ges zu einem rückwärtig des Zugfahrzeuges angeordneten Ge
genstand beschreibt, wobei das Bestimmungsmittel wenigstens
ein Meßmittel (3) aufweist, welches arn rückwärtigen Teil
(1a) des Zugfahrzeuges angebracht ist,
wobei für den Fall, daß an das Zugfahrzeug kein Anhänger angekoppelt ist, die wenigstens eine Abstandsgröße zur Un terstützung eines Einparkvorganges ausgewertet wird,
wobei für den Fall, daß an das Zugfahrzeug ein Anhänger an gekoppelt ist, die wenigstens eine Abstandsgröße zur Er mittlung einer Instabilität des Anhängers, insbesondere zur Ermittlung eines auf die Längsachse des Zugfahrzeuges bezo genen Pendelns des Anhängers, ausgewertet wird,
wobei bei einer vorliegenden Instabilität zur Stabilisie rung des Fahrzeuggespannes wenigstens Bremseingriffe und/oder Motoreingriffe durchgeführt werden, und/oder wobei bei vorliegender Instabilität ein Signalgeber (15) betätigt wird.
wobei für den Fall, daß an das Zugfahrzeug kein Anhänger angekoppelt ist, die wenigstens eine Abstandsgröße zur Un terstützung eines Einparkvorganges ausgewertet wird,
wobei für den Fall, daß an das Zugfahrzeug ein Anhänger an gekoppelt ist, die wenigstens eine Abstandsgröße zur Er mittlung einer Instabilität des Anhängers, insbesondere zur Ermittlung eines auf die Längsachse des Zugfahrzeuges bezo genen Pendelns des Anhängers, ausgewertet wird,
wobei bei einer vorliegenden Instabilität zur Stabilisie rung des Fahrzeuggespannes wenigstens Bremseingriffe und/oder Motoreingriffe durchgeführt werden, und/oder wobei bei vorliegender Instabilität ein Signalgeber (15) betätigt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bestimmungsmittel zwei Meßmittel aufweist, und daß mit
Hilfe eines jeden Meßmittels eine Abstandsgröße ermittelt
wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit der beiden Abstandsgrößen eine Winkel
größe (W) ermittelt wird, die den Winkel beschreibt, der
durch die Längsachse (10a) des Zugfahrzeuges und durch die
Längsachse (10b) des Anhängers gebildet wird, und
daß in Abhängigkeit dieser Winkelgröße ermittelt wird, ob
für den Anhänger eine Instabilität vorliegt oder nicht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Ermittlung, ob für den Anhänger eine In
stabilität vorliegt oder nicht,
eine erste Frequenzgröße, die die Frequenz der wenigstens einen Abstandsgröße beschreibt, und/oder eine erste Ampli tudengröße, die die Amplitude der wenigstens einen Ab standsgröße beschreibt, oder
eine zweite Frequenzgröße (fW), die die Frequenz der Win kelgröße beschreibt, und/oder eine zweite Amplitudengröße (AW), die die Amplitude der Winkelgröße beschreibt, ausge wertet wird.
eine erste Frequenzgröße, die die Frequenz der wenigstens einen Abstandsgröße beschreibt, und/oder eine erste Ampli tudengröße, die die Amplitude der wenigstens einen Ab standsgröße beschreibt, oder
eine zweite Frequenzgröße (fW), die die Frequenz der Win kelgröße beschreibt, und/oder eine zweite Amplitudengröße (AW), die die Amplitude der Winkelgröße beschreibt, ausge wertet wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ermittlung, ob für den Anhänger eine Instabilität
vorliegt oder nicht, ferner eine Geschwindigkeitsgröße, die
die Geschwindigkeit wenigstens des Zugfahrzeuges be
schreibt, ausgewertet wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Instabilität des Anhängers dann vor
liegt, wenn die Geschwindigkeitsgröße größer als ein erster
Schwellenwert ist, und
wenn die erste Amplitudengröße größer als ein zweiter
Schwellenwert und/oder wenn die erste Frequenzgröße größer
als ein dritter Schwellenwert ist, oder
wenn die zweite Amplitudengröße größer als ein vierter
Schwellenwert und/oder wenn die zweite Frequenzgröße größer
als ein fünfter Schwellenwert ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ermittelt wird, ob die Instabilität des Anhängers ab
klingt oder nicht, und daß für den Fall, daß die Instabili
tät abklingt, keine Bremseingriffe und/oder Motoreingriffe
durchgeführt werden oder diese beendet werden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14 und nach Anspruch 11 oder
12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Instabilität des An
hängers dann abklingt, wenn die Geschwindigkeitsgröße grö
ßer als ein erster Schwellenwert ist, und
wenn die erste Amplitudengröße und/oder wenn die erste Fre quenzgröße abnimmt, oder
wenn die zweite Amplitudengröße und/oder wenn die zweite Frequenzgröße abnimmt.
wenn die erste Amplitudengröße und/oder wenn die erste Fre quenzgröße abnimmt, oder
wenn die zweite Amplitudengröße und/oder wenn die zweite Frequenzgröße abnimmt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erkennung, ob ein Anhänger angekoppelt ist, ermit
telt wird, ob eine Bremslichtleitung des Anhängers an das
Zugfahrzeug angeschlossen ist, und/oder
ermittelt wird, ob die wenigstens eine Abstandsgröße in
vorbestimmten Fahrsituationen ein vorbekanntes Verhalten
zeigt, oder daß die wenigstens eine Abstandsgröße dann zur
Ermittlung einer Instabilität des Anhängers ausgewertet
wird, wenn eine die Fahrzeuggeschwindigkeit beschreibende
Größe größer als ein entsprechender Schwellenwert ist.
17. Verfahren zur Stabilisierung eines Fahrzeuggespannes,
welches aus einem Zugfahrzeug (1) und einem Anhänger (2)
besteht, unter Verwendung einer Vorrichtung, welche Bestim
mungsmittel (3, 4) aufweist, mit dem wenigstens eine Ab
standsgröße (AL, AR) ermittelbar ist, die den Abstand eines
Ortes des Zugfahrzeuges zu einem rückwärtig des Zugfahrzeu
ges angeordneten Gegenstand beschreibt, wobei das Bestim
mungsmittel wenigstens ein Meßmittel aufweist, welches am
rückwärtigen Teil des Zugfahrzeuges angebracht ist, mit
folgenden Verfahrensschritten:
- - für den Fall, daß an das Zugfahrzeug kein Anhänger ange koppelt ist, Auswertung der wenigstens einen Abstandsgröße zur Unterstützung eines Einparkvorgangs,
- - für den Fall, daß an das Zugfahrzeug ein Anhänger ange koppelt ist, Auswertung der wenigstens einen Abstandsgröße zur Ermittlung einer Instabilität des Anhängers, insbeson dere zur Ermittlung eines auf die Längsachse des Zugfahr zeuges bezogenen Pendelns des Anhängers,
- - bei einer vorliegenden Instabilität zur Stabilisierung des Fahrzeuggespannes Durchführung wenigstens von Bremsen eingriffen und/oder Motoreingriffen, und/oder
- - bei vorliegender Instabilität Betätigung eines Signalge bers.
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Effective date: 20140801 |