DE19919644C2 - Meß- und Steuerungssystem zur Querregelung aufeinanderfolgender Fahrzeuge und Verfahren hierzu - Google Patents

Meß- und Steuerungssystem zur Querregelung aufeinanderfolgender Fahrzeuge und Verfahren hierzu

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Description

Die Erfindung betrifft ein Meß- und Steuerungssystem zur Quer­ regelung aufeinanderfolgender Fahrzeuge und ein Verfahren hier­ zu nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 15.
Aus der gattungsgemäßen DE 44 07 082 A1 ist ein Fahrzeugge­ schwindigkeits-Steuerungssystem für die Steuerung der Geschwin­ digkeit eines Fahrzeugs bekannt, welches einem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgt. In Abhängigkeit des Abstands und der Rela­ tivgeschwindigkeit werden in einer Regel- und Steuereinheit des Systems Stellsignale zur Einstellung des Getriebes und der Drosselklappe erzeugt, um geschwindigkeitsabhängig den Abstand zwischen dem gesteuerten Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahr­ zeug einzustellen. Weiterhin ist ein Lenkwinkelsensor zur Mes­ sung des aktuellen Lenkwinkels des gesteuerten Fahrzeugs vorge­ sehen. Der Lenkwinkel wird zur Bestimmung der Straßenkrümmung herangezogen, ein aktiver, automatisierter Eingriff in den Lenkwinkel ist aber nicht vorgesehen.
Weitergehende Eingriffsmöglichkeiten sind in der DE 44 07 082 A1 nicht offenbart.
Darüber hinaus ist es aus der Druckschrift US 57 81 119 bekannt, die laterale Position eines Fahrzeugs in bezug auf ein voraus­ fahrendes Fahrzeug einzustellen. Auf der Grundlage einer Late­ ralabweichung wird unter Berücksichtigung der momentanen Fahr­ zeuggeschwindigkeit eine Lenkwinkeleinstellung zur Korrektur der relativen Fahrzeugposition durchgeführt. Anhand einer Füh­ rung in der Fahrbahn wird die Lateralposition des vorausfahren­ den Fahrzeugs festgestellt und an das nachfolgende Fahrzeug übermittelt, in welchem eine Lenkwinkelkorrektur zur Einstel­ lung des Querabstandes vorgenommen wird. Die Lateralposition des nachfolgenden Fahrzeugs wird nicht gemessen.
Dieses System hat den Nachteil, daß zwischen dem vorausfahren­ den und dem nachfolgenden Fahrzeug ein fortwährender Datenaus­ tausch erforderlich ist, um eine Quereinstellung des nachfol­ genden Fahrzeugs vornehmen zu können, was einen hohen Aufwand sowohl an Systemkomponenten als auch an Informationsverarbei­ tung erforderlich macht. Ein Ausfall in der Bestimmungseinrich­ tung für die Lateralposition des Führungsfahrzeugs führt zwangsläufig auch zu einem Ausfall der Lateralkorrektur des Folgefahrzeugs.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit einfachen Mitteln und in sicherer Weise eine automatische Querführung eines Fahr­ zeugs, welches einem Führungsfahrzeug nachfolgt, zu realisie­ ren.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruches 1 bzw. 15 gelöst.
Das neuartige Meß- und Steuerungssystem stützt sich grundsätz­ lich nur auf den Deichselwinkel, der sich bei Kurvenfahrt zwi­ schen der Längsachse des Folgefahrzeugs und einer Verbindungs­ linie zwischen Führungs- und Folgefahrzeug einstellt, sowie zweckmäßig auf die Fahrzeuggeschwindigkeit des Folgefahrzeugs und zweckmäßig auf den Fahrzeugabstand zwischen vorausfahrendem Führungsfahrzeug und Folgefahrzeug. Es sind aber weder Kommuni­ kationseinrichtungen zwischen den Fahrzeugen noch bauliche Maß­ nahmen zur Fahrzeugführung in oder am Rande der Straße erforderlich; durch diese Vereinfachung des Systems bzw. des Verfah­ rens wird eine Kostenreduzierung und eine deutliche Steigerung der Betriebssicherheit erreicht, außerdem ist eine flexible An­ passung an unterschiedliche Betriebsbedingungen und unter­ schiedliche Fahrzeugtypen möglich.
Als Deichselwinkel wird insbesondere der Winkel zwischen der Längsachse des Folgefahrzeugs und einer Verbindungslinie, die durch die Vorderachse des Folgefahrzeugs und die hinterste Ach­ se des Führungsfahrzeugs verläuft, bestimmt.
Das neue Meß- und Steuerungssystem ermöglicht es, daß die hin­ tersten Achsen von Führungsfahrzeug und Folgefahrzeug bei Kur­ venfahrten in der gleichen Spur fahren. Insbesondere bei nach­ folgenden Fahrzeuggespannen bzw. Sattelschleppern mit Auflie­ gern wird durch diese Art der Querregelung verhindert, daß die hinterste Achse des Folgefahrzeugs die Kurve schneidet. Mögli­ che Beschädigungen und Gefährdungen durch Kurvenschneiden wer­ den vermieden, es wird kein zusätzlicher Bewegungsraum für das nachfolgende Fahrzeug benötigt.
Die Regelung in Abhängigkeit des Deichselwinkels ermöglicht ei­ ne unkomplizierte und schnelle Einstellung des Lateralabstandes des Folgefahrzeugs quer zur Fahrzeuglängsrichtung in bezug auf das Führungsfahrzeug.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnun­ gen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem Meß- und Steuerungssystem zur Einstellung des Abstan­ des zwischen dem Fahrzeug und einem Führungsfahrzeug,
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein Führungs- und ein mehrgliedriges Folgefahrzeug,
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm mit den grundlegenden Verfahrens­ schritten für eine Regelung des lateralen Abstandes aufeinanderfolgender Fahrzeuge bei Kurvenfahrt.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Fahrzeug 1 umfaßt ein Meß- und Steuerungssystem 2, welches in Abhängigkeit sensorisch über eine zugeordnete Meßeinrichtung 25 aufgenommener Meßsigna­ le sowie rechnerisch abgeleiteter Fahrzeug-Zustands- und Meß­ größen Stellsignale zur Beaufschlagung von Stellgliedern er­ zeugt, über die Fahrzeugkomponenten auf einen gewünschten Soll­ wert einstellbar sind. Das Meß- und Steuerungssystem 2 besteht aus einer Regel- und Steuereinheit 3, der Meßeinrichtung 25, einer Hydraulikeinheit 6 sowie einem Lenkaktuator 7, wobei ge­ gebenenfalls weitere Aktuatoren, insbesondere für die Betäti­ gung der Radbremsen, vorgesehen sein können, welche ebenfalls von der Regel- und Steuereinheit 3 beaufschlagt werden können. Die Meßeinrichtung 25 umfaßt eine Erfassungseinrichtung 4, eine Abstands-Erkennungseinrichtung 5 und einen Meßgeber 8. In der Regel- und Steuereinheit 3 sind Stellsignale zur Beaufschlagung der Hydraulikeinheit 6 erzeugbar, mittels der der Lenkaktuator 7 für die Lenkung der Vorderräder einstellbar ist.
Alternativ zur Ansteuerung der Lenkung mittels einer Hydrauli­ keinheit kann auch ein Torque-Motor direkt an der Lenksäule verwendet werden.
Die Regel- und Steuereinheit 3 verarbeitet Meßsignale, welche in der Erfassungseinrichtung 4 und der Abstands Erkennungseinrichtung 5 erzeugt werden, sowie Meß- und Zu­ standsgrößen, insbesondere den Lenkwinkel bzw. aus dem Lenkwin­ kel abgeleitete Größen, die den aktuellen Zustand der Lenkung darstellen und über den Meßgeber 8 erfaßt werden. In der Erfas­ sungseinrichtung 4 werden zweckmäßig fahrzeugspezifische Zustandsgrößen ermittelt, insbesondere die Fahrzeuggeschwindig­ keit sowie gegebenenfalls die Straßenneigung, der Reibwert zwi­ schen Straße und Fahrzeug etc., sowie fahrzeugspezifische Para­ meter, insbesondere Geometriegrößen, abgelegt. Die Abstands- Erkennungseinrichtung 5 ist vorteilhaft als videobasiertes Bildverarbeitungssystem ausgebildet, mittels dem sowohl der Ab­ stand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug als auch der laterale Abstand bzw. Deichselwinkel, welcher zwi­ schen der Längsachse des dargestellten Fahrzeugs und einer Ver­ bindungslinie ausgebildet ist, die durch die Vorderachse des Fahrzeugs und die Hinterachse eines vorausfahrenden Führungs­ fahrzeugs verläuft, meßbar ist.
Sowohl die Meßsignale der Erfassungseinrichtung 4, der Erken­ nungseinrichtung 5 als auch die Signale vom Meßgeber 8 werden als Eingangssignale der Regel- und Steuereinheit 3 zugeführt. In der Regel- und Steuereinheit 3 werden unter Berücksichtigung der Meßsignale aus der Erkennungseinrichtung 5 und der Meß- und Zustandsgrößen sowie der Fahrzeugparameter aus der Erfassungs­ einrichtung 4 gemäß einer hinterlegten Berechnungsvorschrift bzw. einem hinterlegten Kennfeld Lenkwinkel-Stellsignale er­ zeugt, welche der Hydraulikeinheit 6 zugeführt werden. Darauf­ hin wird der Lenkaktuator 7 gemäß der rechnerisch ermittelten Einstellung der Radlenkung von der Hydraulikeinheit 6 beauf­ schlagt.
Fig. 2 zeigt ein Fahrzeug 1, das als Folgefahrzeug mit Hilfe des erfindungsgemäßen Meß- und Steuerungssystem einem voraus­ fahrenden Führungsfahrzeug 10 nachfolgt. Das Fahrzeug 1 ist vereinfacht als Einspur-Fahrzeugmodell dargestellt, bei dem die beiden Räder einer Achse zu einem Rad zusammengefaßt sind. Bei dem Folgefahrzeug 1 handelt es sich um ein mehrgliedriges Fahr­ zeug, bestehend aus einer Zugmaschine 11 mit Vorderachse 12 und Hinterachse 13 sowie einem Auflieger 14 mit hinterer Aufliegerachse 15. Die Zugmaschine 11 und der Auflieger 14 sind über einen Koppelpunkt 16 miteinander verbunden. Der Auflieger kann im Koppelpunkt 16 gegenüber der Zugmaschine verschwenkt werden, die Längsachse 17 der Zugmaschine 11 und die Längsachse 18 des Aufliegers 14 schließen im ausgelenkten Zustand des Aufliegers 14 einen Knickwinkel κ ein. Der Abstand zwischen Vorder- und Hinterachse 12, 13 der Zugmaschine 11 ist mit lz, der Abstand zwischen Vorderachse 12 und Koppelpunkt 16 mit lkz, der Abstand zwischen der hintersten Aufliegerachse 15 und dem Koppelpunkt 16 mit lka bezeichnet.
Das Führungsfahrzeug 10 ist als zweiachsiges Fahrzeug mit Vor­ derachse 19 und Hinterachse 20 ausgeführt. Das Führungsfahrzeug 10 ist in der Darstellung nach Fig. 2 in eine Kurve eingefahren bzw. hat bereits eine Kurve durchfahren, das Folgefahrzeug 1 folgt mittels der Signale seines Meß- und Steuerungssystems dem Führungsfahrzeug 10 nach. Aufgrund der Kurvensituation schließt die Längsachse 17 der Zugmaschine 11 des Folgefahrzeugs 1 mit der Verbindungslinie, die durch die Vorderachse des Folgefahr­ zeugs und die hinterste Achse des Führungsfahrzeugs verläuft, einen Deichselwinkel µ ein. Der Abstand zwischen der Hinterach­ se 20 des Führungsfahrzeugs 10 und der Vorderachse des Folge­ fahrzeugs 1 wird als Fahrzeugabstand d bezeichnet.
Aufgrund der automatischen Einstellung des Radlenkwinkels δ des Folgefahrzeugs 1 ist dieses in der Lage, in der gleichen Spur wie das Führungsfahrzeug 10 zu fahren, so daß die Hinterachse 20 des Führungsfahrzeugs 10 und die hinterste Aufliegerachse 15 des Folgefahrzeugs 1 einen Kreis mit gemeinsamem Kreismittel­ punkt M und Radius R beschreiben.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufschema für die Abstands-Querregelung des Folgefahrzeugs in bezug auf das Führungsfahrzeug. In einem er­ sten Verfahrensschritt 22 werden zunächst die Fahrzeug- Zustands- und Betriebsgrößen, welche zur Querregelung benötigt werden, durch Messung und/oder Berechnung ermittelt. Es sind dies der Abstand d zwischen den Fahrzeugen, der Deichselwinkel µ, die Fahrzeuggeschwindigkeit v des Folgefahrzeugs sowie gege­ benenfalls zeitliche Differenzen Δt und zugehörige Deichsel­ winkel-Inkremente Δµ, über die die Deichselwinkel- Geschwindigkeit bestimmt zumindest näherungsweise werden kön­ nen.
In einem folgenden, als Berechnungsblock fungierenden Verfah­ rensschritt 23 werden aus den im vorhergehenden Schritt 22 er­ mittelten Betriebs- und Zustandsgrößen unter Berücksichtigung von Geometrieparametern des Folgefahrzeugs ein Deichselwinkel- Geometrieterm Vµ, ein Knickwinkel-Geometrieterm Vκ und ein Geo­ metrieterm Kδ ermittelt, wobei die Terme Vµ und Vκ von einem Ge­ schwindigkeitsterm Vv abhängen. Diese Terme fließen gemäß einer hinterlegten Berechnungsvorschrift in die Berechnung einer Funktion fkt ein, die als Variable die Fahrzeuggeschwindigkeit v, den Fahrzeugabstand d und den Deichselwinkel µ enthält.
Der Geschwindigkeitsterm Vv wird gemäß der Beziehung
Vv = 1 + EG.v2
in Abhängigkeit des Quadrats der Geschwindigkeit ermittelt, wo­ bei EG den fahrzeugspezifischen Eigenlenkgradienten bezeichnet, welcher als Parameter im System abgespeichert ist.
Für den Fall, daß das Folgefahrzeug sich mit kleinen Geschwin­ digkeiten unterhalb eines Geschwindigkeits-Schwellenwertes be­ wegt, kann auf die Berechnung des Geschwindigkeitstermes Vv verzichtet werden. In diesem Fall reduziert sich der Geschwin­ digkeitstermes Vv auf den Wert Vv = 1.
Der Deichselwinkel-Geometrieterm Vµ berechnet sich nach dem Zu­ sammenhang
Vµ = 2.l3.d.Vv/RQ 2,
RQ 2 = RH 2 + l2 2 + 2.l2.RH
RH = (d2 + l1 2 + 2.d.l1.cos(µ))1/2
in Abhängigkeit des Abstands d zwischen Führungsfahrzeug und Folgefahrzeug, des Deichselwinkels µ sowie der drei Geometrie- Ersatzgrößen l1, l2 und l3 des Folgefahrzeugs, wobei zur Verein­ fachung der Berechnung Hilfsvariablen RQ und RH eingeführt wor­ den sind.
Die Geometrie-Ersatzgrößen l1 bis l3 hängen davon ab, ob es sich bei dem Folgefahrzeug um ein eingliedriges Fahrzeug ohne Anhänger bzw. Auflieger, bei dem über die Länge des Fahrzeugs kein Knickwinkel auftreten kann, oder ein mehrgliedriges Fahr­ zeug mit Zugmaschine und Anhänger bzw. Auflieger, bei dem ein möglicher Knickwinkel berücksichtigt werden muß, handelt.
Im Falle eines mehrgliedrigen Fahrzeugs gemäß Fig. 2 entspricht die erste Geometrie-Ersatzgröße l1 dem Abstand lkz zwischen der Vorderachse der Zugmaschine und dem Koppelpunkt zum Anhänger bzw. Auflieger, die zweite Geometrie-Ersatzgröße l2 entspricht dem Abstand lka zwischen dem Koppelpunkt und der hintersten Achse des Anhängers bzw. Aufliegers und die dritte Geometrie- Ersatzgröße l3 ist identisch mit der Summe aus erster und zwei­ ter Geometrie-Ersatzgröße.
Ebenfalls bei mehrgliedrigen Fahrzeugen kommt der Knickwinkel- Geometrieterm Vκ zum Tragen, der nach der Vorschrift
Vκ = (2.l3.RH.Vv/RQ 2) - 1
in Abhängigkeit des Abstands d sowie der Hilfsvariablen RH und RQ ermittelt wird.
Auch der Geometrieterm Kδ ist auf mehrgliedrige Fahrzeuge be­ schränkt, der zweite Geometrieterm Kδ berechnet sich aus­ schließlich in Abhängigkeit von fahrzeugspezifischen Geometrie­ parametern gemäß der Beziehung
Kδ = (lkz + lka - lz)/lz
Nachdem für die Funktion fkt alle erforderlichen Vorrechnungen abgeschlossen worden sind, kann diese Funktion nun in Abhängig­ keit vom Fahrzeugabstand d und der Geschwindigkeit v des Folge­ fahrzeugs nach der Vorschrift
fkt = Vµ/(1 - Vκ.Kδ)
berechnet werden, welche für die Erzeugung des Lenkwinkel- Stellsignals U berücksichtigt wird, das im letzten Verfahrens­ schritt 24 der Fig. 3 gemäß der Beziehung
U = fkt.(kR1.µ + kR2.Δµ/Δt)
in Abhängigkeit des Deichselwinkels µ und der näherungsweise berechneten Deichselwinkel-Geschwindigkeit Δµ/Δt erzeugt wird. kR1 und kR2 bezeichnen Reglerparameter, die konstant sein können oder aber von der Geschwindigkeit des Folgefahrzeugs abhängen können. Gegebenenfalls kann der Geschwindigkeitsterm Vv unab­ hängig von der Höhe der Geschwindigkeit außer Betracht gelassen werden, wodurch sich der Deichselwinkel-Geometrieterm Vµ und der Knickwinkel-Geometrieterm Vκ entsprechend vereinfachen.
Das Stellsignal U wird der Einstellung eines Lenkaktuators des Folgefahrzeugs zugrunde gelegt. Die Verfahrensschritte 22 bis 24 werden zyklisch durchlaufen, um eine fortlaufende und aktu­ elle Anpassung der Kurvenbahn des Folgefahrzeugs an die Kurven­ bahn des Führungsfahrzeugs zu erreichen.
Im Falle eines eingliedrigen Fahrzeugs vereinfacht sich die Be­ rechnung des Stellsignals U. Bei eingliedrigen Folgefahrzeugen ist sowohl die erste Geometrie-Ersatzgröße l1 als auch die dritte Geometrie-Ersatzgröße l3 identisch mit dem Achsabstand lz des Folgefahrzeugs, die zweite Geometrie-Ersatzgröße l2 ist gleich Null, so daß der Deichselwinkel-Geometrieterm Vµ auf die Beziehung
Vµ = 2.lz.d.Vv/RH 2
RH = (d2 + lz 2 + 2.d.lz.cos(µ))1/2
reduziert wird.
Der zweite Geometrieterm Kδ wird im Falle eingliedriger Folge­ fahrzeuge gleich Null gesetzt. Dadurch vereinfacht sich die Be­ rechnungsvorschrift für die Funktion fkt zu
fkt = Vµ
Der Geschwindigkeitsterm Vv kann gegebenenfalls auf den Wert eins gesetzt werden.
Im übrigen wird das Lenkwinkel-Stellsignal U in gleicher Weise wie bei mehrgliedrigen Fahrzeugen in Abhängigkeit der Funktion fkt und des Deichselwinkels µ sowie gegebenenfalls der Deich­ selwinkel-Geschwindigkeit Δµ/Δt ermittelt.
Im Falle kleiner Deichselwinkel µ kann die Beziehung für die Hilfsvariable RH linearisiert werden zu
RH = (d + l1).
Unter Berücksichtigung der in dieser Weise linearisierten Hilfsvariablen RH können die Beziehungen für den Deichselwin­ kel-Geometrieterm Vµ und den Knickwinkel-Geometrieterm Vκ unab­ hängig vom Deichselwinkel µ gemäß
Vµ = 2.l3.d.Vv/(l1 + l2 + d)2
Vκ = (2.l3.(l1 + d).Vv/(l1 + l2 + d)2) - 1
formuliert werden.
Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, das Meß- und Steue­ rungssystem bzw. das Verfahren mit einem Spurführungssystem für das Folgefahrzeug zu kombinieren, beispielsweise einem System zur Bilderfassung oder einer Spurführung anhand von in die Fahrbahn eingebrachter Leitungen, um gegebenenfalls eine Kor­ rektur der Fahrspur des Folgefahrzeugs zu ermöglichen. Hier­ durch kann sichergestellt werden, daß eine ungünstige oder ge­ fährliche Fahrspur des vorausfahrenden Führungsfahrzeugs nicht zu einer Gefahrensituation des Folgefahrzeugs führt. Es kann darüberhinaus eine höhere Genauigkeit der Spurführung erreicht werden.

Claims (15)

1. Meß- und Steuerungssystem für ein Fahrzeug, mit einer Meßeinrichtung (25) zur Messung des Abstandes (d) zwischen ei­ nem Folgefahrzeug und einem vorausfahrenden Führungsfahrzeug, mit einer Regel- und Steuereinheit (3) zur Erzeugung von Stell­ signalen (U) in Abhängigkeit von Meßsignalen der Meßeinrich­ tung, wobei die Stellsignale (U) zur Einstellung einer Fahr­ zeugkomponente des Folgefahrzeugs (1) heranziehbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Meßeinrichtung (25) als zusätzliches Meßsignal der Deichselwinkel (µ) zwischen dem Folgefahrzeug (1) und dem Führungsfahrzeug (10) ermittelt wird, welcher sich in einer Kurvenfahrt oder bei seitlichem Versatz zwischen Füh­ rungsfahrzeug und Folgefahrzeug als Winkel zwischen der Längsachse (17) des Folgefahrzeugs (1) und einer Verbin­ dungslinie zwischen dem Folgefahrzeug (1) und dem Führungs­ fahrzeug (10) einstellt,
daß in der Regel- und Steuereinheit (3) ein Lenksignal (U) als Stellsignal zur Querführung des Folgefahrzeugs (1) er­ zeugbar ist,
daß das Lenksignal (U) als eine vom Deichselwinkel (µ) ab­ hängige Beziehung gemäß der Vorschrift
U = fkt.µ
darstellbar ist, wobei
U das Lenksignal,
fkt einen Multiplikator,
µ den Deichselwinkel
bezeichnet.
2. Meß- und Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Multiplikator eine vom Fahrzeugabstand (d) abhängige Funktion gemäß dem Zusammenhang
fkt = fkt(d)
ist, wobei
d den Fahrzeugabstand zwischen Führungsfahrzeug (10) und Folgefahrzeug (1)
bezeichnet.
3. Meß- und Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugabstand (d) den Abstand zwischen Vorderachse (12) des Folgefahrzeugs (1) und Hinterachse (20) des Führungs­ fahrzeugs (10) bezeichnet.
4. Meß- und Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion (fkt) vom Deichselwinkel (µ) des Folgefahr­ zeugs (1) abhängt.
5. Meß- und Steuerungssystem nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Funktion (fkt) gemäß der Beziehung
fkt = Vµ/(1 - Kδ.Vκ)
darstellbar ist, worin
Vµ einen Deichselwinkel-Geometrieterm in Abhängig­ keit des Abstandes (d) zum Führungsfahrzeug (10) und des Deichselwinkels (µ) sowie gegebenenfalls der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) des Folgefahr­ zeugs,
Vκ einen Knickwinkel-Geometrieterm in Abhängigkeit des Abstandes (d) zum Führungsfahrzeug (10) und des Deichselwinkels (µ) sowie gegebenenfalls der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) des Folgefahrzeugs,
Kδ einen Geometrieterm in Abhängigkeit von die Fahrzeuggeometrie des Folgefahrzeugs (1) be­ schreibenden Parametern
bezeichnet.
6. Meß- und Steuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Deichselwinkel-Geometrieterm (Vµ) gemäß der Beziehung
Vµ = 2.l3.d.Vv/RQ 2 mit
Vv = 1 + EG.v2
RQ 2 = RH 2 + l2 2 + 2.l2.RH
RH = (d2 + l1 2 + 2.d.l1.cos(µ))1/2
darstellbar ist, worin
Vv einen Geschwindigkeitsterm in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) des Folgefahrzeugs,
EG den fahrzeugspezifischen Eigenlenkgradienten,
v die Geschwindigkeit des Folgefahrzeugs (1),
RQ eine erste Hilfsvariable,
RH eine zweite Hilfsvariable,
l1, l2, l3 Geometrie-Ersatzgrößen des Folgefahrzeugs (1)
bezeichnet.
7. Meß- und Steuerungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Knickwinkel-Geometrieterm (Vκ) gemäß der Beziehung
Vκ = (2.l3.RH.Vv/RQ 2) - 1
darstellbar ist.
8. Meß- und Steuerungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle eines eingliedrigen Folgefahrzeugs (1) ohne Anhän­ ger bzw. Auflieger
die erste Geometrie-Ersatzgröße (l1) identisch ist mit dem Achsabstand (lz) des Folgefahrzeugs (1), die zweite Geome­ trie-Ersatzgröße (l2) gleich Null ist und die dritte Geome­ trie-Ersatzgröße (l1) identisch ist mit dem Achsabstand (lz) des Folgefahrzeugs (1),
der Geometrieterm (Kδ) gleich Null ist.
9. Meß- und Steuerungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle eines mehrgliedrigen Folgefahrzeugs (1), bestehend aus Zugmaschine (11) und Anhänger bzw. Auflieger (14),
die erste Geometrie-Ersatzgröße (l1) identisch ist mit dem Abstand (lkz) zwischen der Vorderachse (12) der Zugmaschine (11) und dem Koppelpunkt (16) zum Anhänger bzw. Auflieger (14), die zweite Geometrie-Ersatzgröße (l2) identisch ist mit dem Abstand (lka) zwischen dem Koppelpunkt (16) und der hintersten Achse (15) des Anhängers bzw. Aufliegers (14) und die dritte Geometrie-Ersatzgröße (l1) identisch ist mit der Summe aus erster und zweiter Geometrie-Ersatzgröße (l1, l2),
der zweite Geometrieterm (Kδ) gemäß der Beziehung
Kδ = (lkz + lka - lz)/lz
darstellbar ist, wobei
lkz den Abstand zwischen der Vorderachse (12) der Zugmaschine (11) und dem Koppelpunkt (16) des Anhängers bzw. Aufliegers (14),
lka dem Abstand zwischen dem Koppelpunkt (16) und der hintersten Achse (15) des Anhängers bzw. Aufliegers (14)
bezeichnet.
10. Meß- und Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß für kleine Deichselwinkel (µ) der Deichselwinkel- Geometrieterm (Vµ) gemäß der linearisierten Beziehung
Vµ = 2.l3.d.Vv/(l1 + l2 + d)2
darstellbar ist.
11. Meß- und Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß für kleine Deichselwinkel (µ) der Knickwinkel-Geometrieterm (Vκ) gemäß der linearisierten Beziehung
Vκ = (2.l3.(l1 + d).Vv/(l1 + l2 + d)2) - 1
darstellbar ist.
12. Meß- und Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Bestimmung des Lenksignals (U) ein Reglerparameter (kR1) gemäß der Beziehung
U = fkt.kR1.µ
berücksichtigt wird, wobei
kR1 den Reglerparameter
bezeichnet.
13. Meß- und Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Bestimmung des Lenksignals (U) zusätzlich die Deichselwinkel-Geschwindigkeit (Δµ/Δt) gemäß der Beziehung
U = fkt.(kR1.µ + kR2.Δµ/Δt)
berücksichtigt wird, wobei
kR2 einen der Deichselwinkel-Geschwindigkeit zuge­ ordneten Reglerparameter
bezeichnet.
14. Meß- und Steuerungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Reglerparameter (kR1, kR2) von der Fahrzeugge­ schwindigkeit (v) des Folgefahrzeugs (1) abhängt.
15. Verfahren zur Einstellung des Abstandes zwischen einem Fol­ gefahrzeug und einem Führungsfahrzeug, insbesondere Verfahren zum Betrieb des Meß- und Steuerungssystems nach einem der An­ sprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
  • - Messung und Bestimmung
    des Abstandes (d) zwischen Folgefahrzeug (1) und Führungs­ fahrzeug (10),
    des Deichselwinkels (µ), der sich bei seitlichem Versatz zwischen Führungsfahrzeug und Folgefahrzeug oder in einer Kurvenfahrt als Winkel zwischen der Längsachse (17) des Folgefahrzeugs (1) und einer Verbindungslinie zwischen dem Folgefahrzeug (1) und dem Führungsfahrzeug (10) einstellt und
    der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) des Folgefahrzeugs (1),
  • - Bestimmung eines Lenksignals (U) für das Folgefahrzeug (1) in Abhängigkeit des Deichselwinkels (µ) und in Abhängigkeit des Abstands (d) sowie gegebenenfalls der Fahrzeuggeschwin­ digkeit (v).
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