WO2006069976A2 - Verfahren und einparkhilfeeinrichtung zum lenken eines fahrzeugs in eine parklücke - Google Patents

Verfahren und einparkhilfeeinrichtung zum lenken eines fahrzeugs in eine parklücke Download PDF

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WO2006069976A2
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D15/028—Guided parking by providing commands to the driver, e.g. acoustically or optically
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/161—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication

Definitions

  • the invention relates to a method for steering a vehicle to be parked backwards into a parking space, in which a desired parking path of the vehicle is determined by means of a control unit and in which a steering angle of steerable wheels of the vehicle to be set for driving the parking space is determined on the basis of the desired parking path ,
  • the invention relates to a parking aid device suitable for carrying out the method.
  • the desired path is usually given in the form of polynomials or as a sequence of circular and clothoid arcs, as disclosed, for example, in German Offenlegungsschrift DE 199 400 07 A1.
  • a calculation of the parameters of the intended path is usually carried out.
  • a very high computational effort is required in order to determine the setpoint path, for example on the basis of a higher-order polynomial, in such a way that a comfortable entry into the parking space is ensured.
  • This has the disadvantage that in vehicles for calculating a comfortable desired course very complex and powerful computing units must be used. It is therefore an object of the present invention to reduce the calculation effort for determining the desired path for parking a vehicle.
  • this object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by a parking aid device having the features of patent claim 31.
  • a method of the type mentioned above is carried out so that the target parking path is determined in accordance with a position of the vehicle from at least two reference tracks, wherein the reference trains are Einparkbahnen that different starting points of the Vehicle included.
  • a parking assistance device for steering a vehicle to be parked backwards into a parking space comprising a control unit by means of which a desired parking path of the vehicle and a steering angle of steerable wheels of the vehicle to be set for driving the parking space can be determined is configured such that the desired parking path can be determined in accordance with a position of the vehicle from two reference tracks, the reference tracks representing parking tracks for parking starting from different starting points.
  • the invention thus includes the idea of determining the desired parking path on which the vehicle or a predefined reference point of the vehicle is controlled into the parking space on the basis of two reference paths.
  • the Einparkbahn must therefore not be completely recalculated during each parking process, but it can be used with each parking the same reference paths. These are in accordance with the existing conditions, such as in particular the present position of the vehicle to a desired parking path for the
  • a position of the vehicle is understood in the context of the invention, in particular the position of a predetermined Aufalls of the vehicle.
  • the reference paths correspond to parking paths which contain starting points with different lateral distances from the parking space.
  • a lateral distance of a point from the parking space is understood to be the distance between the point and the parking space measured in the transverse direction of the parking space.
  • An expedient embodiment of the method according to the invention and of the device according to the invention is characterized in that the desired parking path is determined from the reference paths such that one point of the desired parking path corresponds to the position of a predetermined Aufalls of the vehicle.
  • the reference tracks are stored in the control unit.
  • the reference tracks in relation to the parking are stored in a parking space with the smallest possible longitudinal extent for trafficability, and that an adaptation of at least one reference track to the present parking space takes place.
  • the memory requirements for the storage of the reference tracks in the control unit can be minimized, since only the reference tracks must be stored, which relate to the parking space with the smallest sufficient for drivability longitudinal extent.
  • An expedient embodiment of the method according to the invention and the parking aid device according to the invention is characterized in that the adaptation takes place by using a scaling factor by stretching the reference track in the direction of the longitudinal extent of the parking space.
  • an advantageous development of the method according to the invention and the parking aid device according to the invention is characterized in that the scaling factor is determined from a ratio of the longitudinal extent of the present parking space to the longitudinal extent of the parking space with the smallest possible longitudinal extent for a passability.
  • the scaling factor is predetermined as a function of the longitudinal extent of the present parking space.
  • an advantageous embodiment of the method according to the invention and the Einpark Anlagenein- device according to the invention is characterized in that the reference path, which contains the starting point with the greatest lateral distance to the parking space is taken without stretching, while the other reference tracks by using the scale factor by stretching adapted to the existing parking space.
  • a preferred development of the method according to the invention and of the parking aid device according to the invention provides that the desired parking path results from an addition of the reference paths multiplied by in each case one factor.
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention and the parking aid device according to the invention is characterized in that the desired parking path y B (x) in the form
  • YB (X) Fy Up by (x) + (1-F) -Vloudfx) is calculated from a first reference trajectory yupp e r (x) and a second reference trajectory yLower (x), where x is a coordinate on a longitudinal direction of the Parking space directed coordinate axis and F is an interpolation factor.
  • the y-coordinate is a coordinate on a directed in the transverse direction of the parking space coordinate axis.
  • the desired parking path is advantageously determined by an interpolation method from the reference paths.
  • an advantageous embodiment of the method according to the invention and the parking aid device according to the invention is characterized in that the reference paths consist of several sections, wherein the last four sections in the direction of travel to a clothoid section, a circular arc section, another clothoid section and a another arc section is.
  • a desired parking track can be determined, which ensures a particularly comfortable parking with not too large maximum steering angles and steering angular velocities.
  • it can be avoided on the basis of such reference paths that, when the target parking path is being traveled, steering angle changes occur which make it necessary to stop the vehicle during the parking process.
  • An expedient embodiment of the method according to the invention and of the parking aid device according to the invention is additionally characterized in that the reference tracks are composed of five sections, wherein the in Driving direction first section is about a straight line section.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention and the parking aid device according to the invention provides that points of the desired parking track are each assigned a desired yaw angle of the vehicle.
  • a yaw angle is stored in the control unit to points of the reference paths, and that the desired yaw angle, which is assigned to the desired parking path, from the yaw angles is determined, which are stored to points of the reference orbits.
  • a further preferred embodiment of the method according to the invention and the parking aid device according to the invention provides that points of the desired parking path are each assigned a desired steering angle.
  • a steering angle is stored in the control unit for points of the reference paths, and that the desired steering angle, which is assigned to the desired parking path, is determined from the steering angles which are stored to points of the reference orbits.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention and the parking aid device according to the invention is characterized in that the for driving on the Parking space to be set steering angle in the control unit is determined based on a feedforward control, wherein a proportion of the steering angle in response to one of the actual position of the vehicle on the target parking path after a predetermined distance subsequent point of the target parking path and assigned to this point Target yaw angle is determined.
  • the feedforward control is combined with a position control, wherein a proportion of the set for driving the parking space steering angle in dependence on a deviation between the actual position of the vehicle and the desired parking path is determined.
  • the feedforward control is combined with a yaw angle control, a proportion of the steering angle being dependent on a deviation between the actual yaw angle of the vehicle and the desired yaw angle which corresponds to one of the actual yaw angles.
  • Position of the vehicle is assigned to the adjacent point of SoIl- Einparkbahn, is determined.
  • a yaw angle control also possible inaccuracies in the feedforward control can be corrected.
  • the values of the state variables of the vehicle, in particular of the yaw angle and of the steering angle, set in a driver-selected starting position for the parking operation do not correspond to the values predefined for the desired parking path, so that the vehicle usually does not respond as required the initial position determined desired parking track can be controlled in the parking space.
  • the state variables of the vehicle must therefore be adapted to the state variables specified for a desired parking path. This is preferably done by means of a controller, without stopping the vehicle thereby, so that a comfortable parking is guaranteed.
  • the vehicle is initially controlled starting from a starting point on the basis of a predictive control to the desired parking path, and that subsequently the feedforward control is made.
  • a predictive controller is used to drive the vehicle onto a possible desired parking path.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention and the parking aid device according to the invention provides in that the steering angle to be set for driving the parking space is monitored by the control unit on the basis of a predictive control as a function of a deviation between a driving distance of a given distance from an actual position of the vehicle assuming a constant steering angle during the driving of the distance expected position of the vehicle and a provisional target Einparkbahn is determined.
  • the control behavior largely corresponds to that of the driver.
  • the vehicle control during the parking process for the driver is easy to understand, whereby the comfort for the driver is further increased.
  • An advantageous embodiment of the method and the parking aid device according to the invention is characterized in that the deviation corresponds to a measured in the transverse direction of the parking space distance between the expected position of the predetermined Aufalls of the vehicle and the desired parking path.
  • the provisional desired parking path is determined from the reference paths in accordance with the actual position of the vehicle.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention and the parking aid device according to the invention further provides that the vehicle used for driving through the parking space can be used.
  • control unit operates intermittently and that in each clock step a desired parking path is determined in accordance with the current actual position of the vehicle from the reference paths.
  • the feedforward control is made after it has been determined that the deviation between the expected after driving the predetermined distance position of the vehicle and the provisional desired parking path is smaller than is a predetermined threshold.
  • the feedforward control is made after it has been determined that a deviation between the after driving the predetermined distance expected yaw angle of the vehicle and a target yaw angle, which is assigned to one of the expected after the driving of the predetermined distance position of the vehicle point of the provisional target Einparkbahn, is smaller than a predetermined threshold.
  • the precontrol is carried out after the control unit has determined that the deviation between the actual steering angle of the vehicle and a desired steering angle which corresponds to one of after the vehicle has traveled past the predetermined distance expected position of the vehicle adjacent point of the provisional target parking path is smaller than a predetermined threshold.
  • a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention and the parking aid device according to the invention is characterized in that the desired parking path corresponds to the provisional desired parking path determined immediately before the switching to the pilot control.
  • Advantageous embodiments of the invention thus include the idea of controlling the vehicle based on the predictive control with a predetermined yaw angle and a predetermined steering angle to a desired parking path and subsequently make a feedforward, in which the vehicle is controlled in this parking path in the parking space ,
  • preliminary provisional parking paths are successively determined as part of the predictive control.
  • the real one Desired parking track corresponds to the provisional desired parking track for which only a small expected position deviation only small expected deviations between the target yaw angle and the yaw angle of the vehicle and the target steering angle and the steering angle are determined at the steerable wheels of the vehicle.
  • the vehicle is controlled on the basis of the predictive control with "matching" yaw and steering angle to a desired parking path.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a suitable for carrying out the invention motor vehicle
  • FIG. 2 is a schematic representation of a desired parking path for a parking operation and two reference paths, from which the desired parking path is determined in the context of the invention and
  • Fig. 3 is a schematic representation of a desired parking path for a parking operation and two maps that limit a valid range of possible starting points for the parking operation.
  • the motor vehicle shown schematically in Figure 1, which is designated as a whole by the reference numeral 1, has four wheels 2a, ..., 2d, which each have a wheel speed sensor 3a, ..., 3d, which is signal-wise connected to a control unit (ECU) 4.
  • the vehicle 1 has at least two steerable wheels, which in the illustrated embodiment of the invention are the front wheels 2a, 2b.
  • the front wheels 2 a, 2 b are connected via a steering line to a steering actuating means, not shown in FIG. 1, with which the driver of the vehicle 1 can set a steering angle at the front wheels 2 a, 2 b.
  • the steering column preferably contains an electromechanical adjusting device 5, which also allows adjusting a steering angle or a steering torque that can be felt by the driver, independently of the driver's specification.
  • the control commands for adjusting the steering angle or the steering torque receives the adjusting device 5 from the control unit 4.
  • the adjusting device 5 is a steering angle adjusting device which receives control commands for setting a steering angle ⁇ soii from the control unit 4 and implements.
  • the steering line includes a steering angle sensor 6 which is signal-wise connected to the control unit 4.
  • the control unit 4 From the signals of the wheel speed sensors 3 a, 3 b, 3 b, it is possible in particular to determine in the control unit 4 the distance which the vehicle 1 traveled from a certain point.
  • the direction of the vehicle movement can be determined based on the signal of the steering angle sensor 6.
  • the current position of the vehicle can be determined relative to a reference point, such as the corner of a parking space.
  • the yaw angle ⁇ of the vehicle can be determined from the wheel speed and the steering angle signal, the yaw angle ⁇ being understood to mean the angle between the vehicle longitudinal axis and the longitudinal axis of the parking space to be traveled, ie the x axis of the coordinate system illustrated in FIG ,
  • the vehicle 1 may have a yaw rate sensor 8 or a yaw rate sensor likewise connected in a signal-wise manner with the control unit 4. These sensors can serve to check or check the plausibility of the yaw angle ⁇ of the vehicle 1 calculated from the wheel speed and steering angle signals.
  • the vehicle 1 has at least one signal sensor connected to the control unit 4 environment sensor 7, with the distances between the vehicle 1 and laterally located from the vehicle 1 objects can be determined.
  • the surroundings sensor 7 can be embodied, for example, as a radar, lidar, ultrasound or infrared sensor.
  • the surroundings sensor 7 can also be a camera which provides images of the vehicle surroundings, from which in particular the distance between the vehicle 1 and objects located laterally from the vehicle 1 can be determined.
  • a parking function is performed, in which a parking space is automatically measured and the vehicle 1 is automatically parked in a parking space.
  • the vehicle 1 during the parking process on the basis of control commands of the tax unit 4 is directed by means of the adjusting device 5, that the longitudinal guidance of the vehicle 1, that is, the acceleration and deceleration, but automatically by the driver of the vehicle 1 is made.
  • the size of the parking space and its position relative to the vehicle 1 are determined by means of the environment sensor 7. For this purpose, for example, the distance between the vehicle 1 and objects located laterally from the vehicle 1 is determined while driving past the parking space. The section on which this distance is greater than on the remaining sections corresponds to the lateral boundary of the parking space.
  • the position of the vehicle 1 is detected continuously in a reference system fixedly connected to the starting point. Knowing the position of the vehicle 1 and based on the distance signals of the environment sensor while the position of the parking space can be determined in the coordinate system.
  • the location of the parking space is known relative to a position of the vehicle 1 behind the parking space in which the vehicle 1 has been stopped by the driver.
  • the stopping of the vehicle 1 can take place, for example, as a result of a triggered by the control unit 4 signal indicating to the driver that a parking space of sufficient size has been determined.
  • the position assumed is the initial position for the controlled by the control unit 14 parking.
  • FIG. 1 shows schematically a parking space 9, the longitudinal extent (expansion in the x direction) of two vehicles 10, 11 is limited. This may be, for example, two vehicles 10, 11 parked on the roadside.
  • the parking space 9 can be limited by other obstacles.
  • the vehicle 1 is shown in Figure 2 in the starting position for the parking operation.
  • the determination of a desired parking path y B (x) takes place within the scope of the invention using two reference paths V L0 - who (x) and yupper (x) • These are parking paths on which the parking starting from starting points with different lateral distances (ie distances in the y-direction) of the Aufiss A from the parking space 9 would take place.
  • the reference trajectory yL owe r (x) describes a parking path for parking starting from a smaller lateral distance than the reference trajectory yupper (x).
  • the reference paths can be the two parking paths with the smallest and the largest lateral distance from the parking space 9, on which a sufficiently comfortable drive into the parking space 9 is possible. Basically, however, the reference tracks can be chosen arbitrarily.
  • the reference trajectories each consist of several
  • Rail sections together starting from the parking space at least two circular arcs (Kr) are provided with opposite curvature and a straight line (G).
  • the vehicle in order to pass through two circular arcs of opposite curvature, the vehicle must travel at the turning point, i. the point at which the circular arcs connect to each other, are stopped.
  • the vehicle 1 and its steering are heavily loaded in such a train.
  • a Doppelklothoidbogen is inserted between the two circular arcs at the deflection point.
  • Another clothoid bow is preferably inserted between the second circular arc and the straight line to match the curvature of the web to the yaw angle of the vehicle 1.
  • the reference paths thus have five track sections starting from the parking space 9, the first track section being a circular arc (Kr), the second track section being a clothoid arc (Kl), wherein the third track section to another arc (Kr), in the fourth track section to another Klothoidbogen (Kl) and the fifth track section is a straight line (G).
  • the reference trajectories are calculated offline-for example as part of a simulation of the parking process-and are stored in the control unit 4.
  • the reference trajectories are calculated offline-for example as part of a simulation of the parking process-and are stored in the control unit 4.
  • Control unit 4 are stored.
  • the position of the vehicle 1 determined in a certain coordinate system can be transformed by a shift into the system used to define the reference paths.
  • the reference tracks are transformed by a shift in the coordinate system used for the parking operation.
  • the reference tracks stored in the control unit 4 are related to the smallest possible parking space, ie the parking space with the smallest extension in the x-direction, at which parking is just possible. If there is a parking space 9 with a greater longitudinal extent, the reference paths are stretched in the x direction on the basis of a function which is determined by the longitudinal extent of the present parking space.
  • the function specifies a scaling factor for the reference paths, wherein the scaling factor does not have to be specified uniformly by the function for an entire path.
  • Such a scaling corresponds to an extension of the reference paths in the x-direction, which could in principle also be dispensed with.
  • the extension however, has the consequence that the maximum steering angle occurring during the parking process and the maximum steering angle speed are reduced, so that the parking operation is more comfortable for the driver.
  • the valid starting range between the reference path with the greatest lateral distance to the parking space and the reference path with the smallest lateral distance from the parking space is increased.
  • the minimum distance between the front right corner of the vehicle 1 to be parked and the rear left corner of the front parking space boundary ie, the vehicle 11
  • the minimum distance between the front left corner of the vehicle to be parked and rear right corner of the front parking space boundary when parking to the left due to the scaling over the parking in the smallest possible parking space changed by the corresponding desired parking path. If it is found that this minimum distance decreases, a larger scaling factor is used.
  • the function indicating the scaling factor is preferably calculated offline for different parking space lengths and stored within the control unit 4 as a function of the longitudinal extent of the present parking space.
  • the reference tracks described below are thus preferably in the manner previously described scaled tracks.
  • interpolation points 4 of the reference tracks yi, ower (x) and yupper (x) are stored within a memory of the control unit 4.
  • y Lo _ wer (x) are additionally a target yaw angle ⁇ LoW er (x) and a target steering angle ⁇ Lower (x) and for the nodes of the upper reference track yupp e r (x) respectively a desired yaw angle ⁇ upper (x) and a target steering angle ⁇ Up per (x) stored. Due to the scaling of the reference paths, an adjustment of the desired yaw angle and the desired steering angle takes place in relation to the present parking space.
  • the desired parking path for parking is determined within the control unit 4 by an interpolation method from the two reference tracks.
  • the following applies to the desired parking path: y B (X) F - y Upper (X) + (I -F) - y Lower (x) (1)
  • the interpolated desired parking path Y B (X) satisfies the required secondary conditions, in particular the requirements for a steady steering angle progression, if the maximum steering angle and maximum steering angle speed are not exceeded and if there are no collisions, if the state variables yaw angle and Steering angle when traveling the web have the predetermined values.
  • ⁇ B (x) F ⁇ Upper (x) + ⁇ 1 F ⁇ ⁇ Lower (x) (5) where F is again the interpolation factor determined in the calculation of the desired parking path.
  • a combination of a pre-control and a yaw angle and position control is performed.
  • the pilot control is performed by means of a pilot control unit in the control unit 4.
  • the feedforward control is combined with a position and
  • Yaw rate control Due to the position control, a further portion of the desired steering angle is determined as a function of a deviation between the current position of the vehicle 1 and the desired parking curve.
  • the position control is based on the deviation of the y-coordinate of the position (x A , y A ) of the Auf matters A of the vehicle 1 from the point (x A , y B (x A )) of the desired parking path.
  • a proportion of the desired steering angle is determined as a function of the deviation between the current yaw angle of the vehicle 1 and the desired yaw angle, which is assigned to the point of the desired parking path which corresponds to the current position of the point A of the Vehicle 1 is adjacent, ie the point of the desired parking path with the same x-coordinate as the current position of the point A of the vehicle 1.
  • P or PI controller are preferably used.
  • the various portions of the desired steering angle are then arbitrarily arbitrated, for example by summing, to obtain the manipulated variable ⁇ So n.
  • the steering angle ⁇ s o ii is then by means of the adjusting device. 5 set. In this way, the vehicle 1 is then controlled to a position in the parking space 9.
  • the actual values of the steering angle and the yaw angle present in the initial position do not correspond to the predefined setpoint values.
  • the steering angle ⁇ So n determines that causes the values of the relevant state variables of the vehicle 1 to approach the intended parking for a target parking, without having to stop the vehicle after the start of the parking operation.
  • a so-called predictive controller (Preview Controller) is used, whose control behavior is closely based on that of the driver.
  • Preview Controller a so-called predictive controller
  • the control interventions are plausible and pleasant for the driver.
  • the control parameters "foresight" and “amplification” are easy to apply, since their effects for the application engineer are generally known from their own driving experience.
  • the control unit preferably operates in cycles. In each clocking step, it determines a provisional desired parking path in accordance with the actual position of the point A of the vehicle 1 in the manner described above.
  • each timing step it determines the deviation of the actual position of the point A from the provisional desired parking track, which, assuming a constant steering angle kels after a distance l pre is to be expected.
  • the yaw angle is calculated, which is expected after the distance l pre , ie the yaw angle ⁇ pre , the vehicle 1 after the distance l pre when driving at a constant steering angle at the point (x A + dx, y A + dy) having.
  • the deviation between the yaw angle ⁇ pre and the target yaw rate ⁇ B (x) provided for the point (x A + dx, y B (x A + dx)) of the provisional sole parking trajectory is determined.
  • a steering angle deviation between the present steering angle ⁇ and that provided for the point (x A + dx, y B (x A + dx)) of the provisional target Einparkbahn Target steering angle determined.
  • the amounts of the deviations ⁇ Y, ⁇ and ⁇ are then compared with a predetermined threshold value. If one of the amounts is greater than the corresponding threshold value, the control variable ⁇ So ii is calculated in accordance with the control law (6) within the control unit 4 by means of the control unit.
  • Kprev i ew is the gain of the look-ahead controller.
  • the steering angle ⁇ So ii is adjusted or adjusted by means of the adjusting unit 5 on the steerable wheels 2a, 2b.
  • the magnitude of the variable Kpr e vi ew ' ⁇ Y is limited at the beginning of the parking process and that the possible values are increased with increasing distance traveled during the parking process, until after a predetermined distance there is no limitation.
  • the maximum values of the amount are predetermined as a function of the traveled distance in the form of a ramp function.
  • the provisional desired parking path is recalculated in each clock step of the control unit 4 based on the current position (x A , y A ) of the Auf matterss A of the vehicle 1 from the reference tracks yL owe r and Yupper, if the difference y Up per (x A ) - YLower (x A ) is not less than a threshold. If this is the case, the provisional desired parking path y B (x) is preferably not recalculated. This can avoid numerical problems. Further, the amounts of the deviations ⁇ Y, ⁇ and ⁇ in each clocking step are compared with their associated threshold values. If one of these amounts is greater than the corresponding threshold value, the steering angle control is carried out as described above on the basis of the control law specified in equation 6.
  • the steering angle control switches from the forward-looking control to the previously described combination of precontrol, yaw angle and position control.
  • the previously calculated provisional desired parking path y B (x) is no longer changed, but this path is used in the pre-control as a target parking path basis. On this target parking the vehicle is then controlled in the parking space.
  • the driver is informed continuously after passing through the parking space whether the vehicle 1 is in a position from which the parking space is passable. If the driver recognizes on the basis of this message that the vehicle 1 assumes such a position, he can stop the vehicle 1 and start the parking procedure.
  • the navigability of the parking space 9 is determined in a preferred embodiment of the invention with reference to two maps Ymin ( ⁇ , ⁇ , x A ) and ymax ( ⁇ , ⁇ , x A ).
  • the map y-min ( ⁇ , ⁇ , x A ) indicates the lower limit and the map y-m a ⁇ ( ⁇ , ⁇ , x A ) the upper limit for the y-coordinate of the point A of the vehicle 1, for parking at a given steering angle ⁇ and a given yaw angle ⁇ of
  • Vehicle 1 and a given x-coordinate of the Aufuss A of the vehicle 1 is possible.
  • the maps y min ( ⁇ , ⁇ , x A ) and y max ( ⁇ , ⁇ , x A ) are stored in the control unit 4, wherein for different combinations of discrete values for the steering angle ⁇ , the yaw angle ⁇ and the x-coordinate of the Aufuss A of the vehicle 1 each have a value y m in and y max is stored.
  • the maps stored in the control unit 4 again relate to the smallest possible parking space. If there is a parking space with a greater longitudinal extent, the maps are scaled in the same way as the scaling of the reference paths in their x-coordinate.
  • the scaling factor is in turn given as a function of the longitudinal extent of the present parking space 9, wherein, as with the scaling of the reference paths, it may be provided that the scaling can be carried out in different ways based on the function in different regions of the x-coordinates of the maps ,
  • determined position of the vehicle 1 and the Point A is transformed by a scaling of the x-coordinate of the Aufuss A in the coordinate system in which the maps and reference trajectories are defined. Furthermore, the determined yaw angle of the vehicle is also transformed into this coordinate system in the manner already explained. The scaling factor for scaling the x-coordinates is determined in the manner described above.
  • Ymin ( ⁇ , ⁇ , X A ) ⁇ y A ⁇ Ym a x ( ⁇ , ⁇ , X A ) is satisfied. If this is the case, the trafficability of the parking space 9 is detected and signaled to the driver. If the condition is not met, then it is determined that the parking space is not passable starting from the present position of the vehicle 1.
  • the present value triplet ( ⁇ , ⁇ , x A ) will not match one of the value triples stored in the control unit 4.
  • the determination of the value triples to be used for the check stored in the control unit 4 takes place in the context of the invention in a secure approach, wherein for a value triplet ( ⁇ , ⁇ , x A ) with the present in the current state of the vehicle 1 values the "least favorable" stored in the control unit 4 adjacent value triplet is determined.
  • the adjacent value triples are first determined, ie the value triplets whose individual values are adjacent to the present values of the corresponding quantities. Then the values assigned to the determined value triplets y m i n and y max are determined. Subsequently, it is checked whether the present y-coordinates of the Aufuss A of the vehicle 1 is smaller than one of the determined y min values or greater than one of the determined y max values. If this is the case, it is determined that the parking space is not passable. If this is not the case, it is determined that the parking space can be driven on the basis of the present position of the vehicle 1.
  • the starting space with the possible starting position for a parking process is discretized, ie a grid of
  • any characteristic diagrams Zi, min (z 2 , Z 3 , Z 4 ) and Zi, max (z 2 , Z 3 , Z 4 ) can be determined with pairwise different numbers ⁇ 5,0, X A , YA ⁇ , which for given sets (z 2 , Z 3 , Z 4 ) of values of first vehicle quantities specify a minimum value Zi, min or a maximum value zi, max of a second vehicle size Zi.
  • the trafficability of the parking space 9 is determined when the following applies for the value of zi for given values of Z 2 , Z 3 and Z 4 :
  • a concrete example of further possible maps are the maps ⁇ m in ( ⁇ , x A , Y A ) and ⁇ ma ⁇ ( ⁇ , x A , Y A ), which for predetermined value triples ( ⁇ , X A , YA) each have a minimum value ⁇ min ( ⁇ , x A , YA) and a maximum value ⁇ ma ⁇ indicate ( ⁇ , x A , YA) for the yaw angle ⁇ of the vehicle 1.
  • the cycle time is preferably chosen so that a quasi-continuous check the passability of the parking space 9 is made.
  • the driver is - after the vehicle 1 has entered the valid range - after leaving this area not indicated that the parking space 9 is not passable. Rather, the driver can start the parking process outside the valid range.
  • the vehicle 1 is then controlled back on the basis of the stored track points and the associated steering angle by means of the control unit 4 in the valid range.
  • the control unit 4 transmits setting commands to the setting device 5, with which the steering angle previously stored for this path point is set at each path point. After the vehicle 1 on this Way has come back into the valid range, the parking operation can be carried out in the manner described above.

Abstract

Verfahren und Einparkhilfeeinrichtung zum Lenken eines rückwärts einzuparkenden Fahrzeugs in eine Parklücke, bei dem eine Soll-Einparkbahn des Fahrzeugs mittels einer Steuereinheit ermittelt wird und bei dem anhand der Soll-Einparkbahn ein für das Befahren der Parklücke einzustellender Lenkwinkel lenkbarer Räder des Fahrzeugs bestimmt wird, wobei die Soll-Einparkbahn (YB (x) ,nach Massgabe einer Position des Fahrzeugs aus zwei Referenzbahnen (YLower (x); YUpper (x) ermittelt wird, wobei die Referenzbahnen (YLower (x) ; YUpper (x) Einparkbahnen für ein Einparken ausgehend von unterschiedlichen Startpunkten darstellen.

Description

Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs in eine Parklücke und Einparkhilfeeinrichtung
Besehreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lenken eines rückwärts einzuparkenden Fahrzeugs in eine Parklücke, bei dem eine Soll-Einparkbahn des Fahrzeugs mittels einer Steuereinheit ermittelt wird und bei dem anhand der Soll-Einparkbahn ein für das Befahren der Parklücke einzustellender Lenkwinkel lenkbarer Räder des Fahrzeugs bestimmt wird.
Ferner betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des Ver- fahrens geeignete Einparkhilfeeinrichtung.
Es ist bekannt, Fahrzeuge automatisch entlang einer Sollbahn in eine zuvor mit Hilfe von Umfeldsensoren erfasste Parklücke zu steuern. Die Sollbahn wird üblicherweise in Form von PoIy- nomen oder als eine Abfolge von Kreis- und Klothoidbögen vorgegeben, wie es beispielsweise in der deutschen Offenlegungs- schrift DE 199 400 07 Al offenbart ist.
Ausgehend von dem Startpunkt erfolgt üblicherweise eine Be- rechnung der Parameter der vorgesehenen Sollbahn. In der Regel ist dabei ein sehr hoher Berechnungsaufwand erforderlich, um - beispielsweise auf der Basis eines höhergradigen Polynoms - die Sollbahn so zu ermitteln, dass ein komfortables Einfahren in die Parklücke gewährleistet ist. Dies hat den Nachteil, dass in Fahrzeugen zur Berechnung einer komfortablen Sollbahn sehr aufwendige und leistungsstarke Recheneinheiten eingesetzt werden müssen. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Berechnungsaufwand zum Ermitteln der Sollbahn für das Einparken eines Fahrzeugs zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Einpark- hilfeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 31 gelöst.
Demgemäß ist es vorgesehen, dass ein Verfahren der eingangs genannten Art so durchgeführt wird, dass die Soll-Einparkbahn nach Maßgabe einer Position des Fahrzeugs aus wenigstens zwei Referenzbahnen ermittelt wird, wobei es sich bei den Refe- renzbahnen um Einparkbahnen handelt, die unterschiedliche Startpunkte des Fahrzeugs enthalten.
Darüber hinaus sieht die Erfindung vor, dass eine Einparkhil- feeinrichtung zum Lenken eines rückwärts einzuparkenden Fahr- zeugs in eine Parklücke, umfassend eine Steuereinheit mittels derer eine Soll-Einparkbahn des Fahrzeugs und ein für das Befahren der Parklücke einzustellender Lenkwinkel lenkbarer Räder des Fahrzeugs ermittelbar ist, so ausgestaltet wird, dass die Soll-Einparkbahn nach Maßgabe einer Position des Fahr- zeugs aus zwei Referenzbahnen ermittelbar ist, wobei die Referenzbahnen Einparkbahnen für ein Einparken ausgehend von unterschiedlichen Startpunkten darstellen.
Die Erfindung beinhaltet somit die Idee, die Soll-Einpark- bahn, auf der das Fahrzeug bzw. ein vorgegebener Aufpunkt des Fahrzeugs in die Parklücke gesteuert wird, anhand von zwei Referenzbahnen zu ermitteln. Die Einparkbahn muss somit nicht bei jedem Einparkvorgang vollständig neu berechnet werden, sondern es können bei jedem Einparkvorgang dieselben Referenzbahnen herangezogen werden. Diese werden entsprechend den vorliegenden Gegebenheiten, wie insbesondere der vorliegenden Position des Fahrzeugs, zu einer Soll-Einparkbahn für den
Einparkvorgang kombiniert. Hierdurch wird eine erhebliche Reduzierung des Berechnungsaufwands zur Berechnung der Einparkbahn erreicht.
Unter einer Position des Fahrzeugs wird dabei im Rahmen der Erfindung insbesondere die Position eines vorgegebenen Aufpunktes des Fahrzeugs verstanden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhil- feeinrichtung ist es vorgesehen, dass die Referenzbahnen Einparkbahnen entsprechen, die Startpunkte mit unterschiedlichen lateralen Abständen von der Parklücke enthalten.
Unter einem lateralen Abstand eines Punktes von der Parklücke wird dabei der in Querrichtung der Parklücke gemessene Abstand zwischen dem Punkt und der Parklücke verstanden.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Soll-Einparkbahn derart aus den Referenzbahnen bestimmt wird, dass ein Punkt der Soll-Einparkbahn der Position eines vorgegebenen Aufpunktes des Fahrzeugs entspricht.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Ein- parkhilfeeinrichtung ist es vorgesehen, dass die Referenzbahnen in der Steuereinheit gespeichert sind.
Um den erforderlichen Speicherbedarf zu minimieren, ist es in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeein- richtung vorgesehen, dass in der Steuereinheit die Referenzbahnen bezogen auf das Einparken in eine Parklücke mit der für eine Befahrbarkeit kleinstmöglichen Längsausdehnung ge- speichert sind und dass eine Anpassung wenigstens einer Referenzbahn an die vorliegende Parklücke erfolgt.
Hierdurch kann der Speicherbedarf für die Speicherung der Referenzbahnen in der Steuereinheit minimiert werden, da nur die Referenzbahnen gespeichert werden müssen, die sich auf die Parklücke mit der kleinsten für die Befahrbarkeit ausreichenden Längsausdehnung beziehen.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Anpassung unter Heranziehung eines Skalierungsfaktors durch eine Streckung der Referenzbahn in Richtung der Längsausdehnung der Parklücke erfolgt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Skalierungsfaktor aus einem Verhältnis der Längsausdehnung der vorliegenden Parklücke zu der Längsausdehnung der Parklücke mit der für eine Befahrbar- keit kleinstmöglichen Längsausdehnung ermittelt wird. Bei einer gleichfalls vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhil- feeinrichtung ist es vorgesehen, dass der Skalierungsfaktor als Funktion der Längsausdehnung der vorliegenden Parklücke vorgegeben ist.
Ferner ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeein- richtung dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzbahn, die den Startpunkt mit dem größten lateralen Abstand zu der Parklücke enthält, ohne Streckung übernommen wird, während die übrigen Referenzbahnen unter Heranziehung des Skalierungsfaktors durch eine Streckung an die vorliegende Parklücke ange- passt wird.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung sieht vor, dass sich die Soll-Einparkbahn durch eine Addition der mit jeweils einem Faktor multiplizierten Referenzbahnen er- gibt.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Soll-Einparkbahn yB(x) in der Form
YB(X) = F-yUpper(x) + (1-F) -VLowerfx) aus einer ersten Referenzbahn yupper(x) und einer zweiten Referenzbahn yLower(x) berechnet wird, wobei x eine Koordinate auf einer in Längsrichtung der Parklücke gerichteten Koordi- natenachse und F ein Interpolationsfaktor ist. Die y-Koordinate ist dabei eine Koordinate auf einer in Querrichtung der Parklücke gerichteten Koordinatenachse.
Somit wird die Soll-Einparkbahn vorteilhaft durch ein Inter- polationsverfahren aus den Referenzbahnen ermittelt.
Darüber hinaus zeichnet sich eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung dadurch aus, dass sich die Refe- renzbahnen aus mehreren Abschnitten zusammensetzen, wobei es sich bei den letzten vier Abschnitten in Fahrtrichtung um einen Klothoidenabschnitt, einen Kreisbogenabschnitt, einen weiteren Klothoidenabschnitt und einen weiteren Kreisbogenabschnitt handelt.
Unter der Fahrtrichtung wird hier die Richtung verstanden, in der das Fahrzeug ausgehend von der Startstellung in die Parklücke gesteuert wird.
Anhand von Referenzbahnen, die derartige Bahnabschnitte aufweisen, kann eine Soll-Einparkbahn ermittelt werden, die einen besonders komfortablen Einparkvorgang mit nicht zu großen maximalen Lenkwinkeln und Lenkwinkelgeschwindigkeiten gewährleistet. Insbesondere kann anhand derartiger Referenzbahnen vermieden werden, dass beim Abfahren der Soll-Einparkbahn Lenkwinkeländerungen auftreten, die das Anhalten des Fahrzeugs während des Einparkvorgangs erforderlich machen.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung ist zudem dadurch gekennzeichnet, dass sich die Referenzbahnen aus fünf Abschnitten zusammensetzen, wobei es sich bei dem in Fahrtrichtung ersten Abschnitt um einen Geradenabschnitt handelt.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah- rens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung sieht vor, dass Punkten der Soll-Einparkbahn jeweils ein Soll- Gierwinkel des Fahrzeugs zugeordnet wird.
Vorteilhaft ist es dabei in einer Ausgestaltung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass zu Punkten der Referenzbahnen jeweils ein Gierwinkel in der Steuereinheit gespeichert ist, und dass der Soll-Gierwinkel, welcher der Soll-Einparkbahn zugeordnet wird, aus den Gierwinkeln ermittelt wird, die zu Punkten der Referenzbahnen gespeichert sind.
Eine weitere bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung sieht vor, dass Punkten der Soll-Einparkbahn jeweils ein Soll-Lenkwinkel zugeordnet wird.
Vorteilhaft ist es dabei in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass zu Punkten der Referenzbahnen jeweils ein Lenkwinkel in der Steuereinheit gespeichert ist, und dass der Soll-Lenkwinkel, welcher der Soll-Einparkbahn zugeordnet wird, aus den Lenkwinkeln ermittelt wird, die zu Punkten der Referenzbahnen gespeichert sind.
Ferner zeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung dadurch aus, dass der für das Befahren der Parklücke einzustellende Lenkwinkel in der Steuereinheit anhand einer Vorsteuerung bestimmt wird, wobei ein Anteil des Lenkwinkels aufgrund der Vorsteuerung in Abhängigkeit von einem der Ist-Position des Fahrzeugs auf der Soll-Einparkbahn nach einer vorgegebenen Strecke nachfolgenden Punkt der Soll- Einparkbahn sowie dem diesem Punkt zugeordneten Soll-Gierwinkel ermittelt wird.
Anhand der Vorsteuerung kann dabei ohne Phasenverzug eine für den Fahrer besonders komfortable Steuerung des Fahrzeugs während des Einparkvorgangs vorgenommen werden.
Vorteilhaft ist es bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeein- richtung vorgesehen, dass die Vorsteuerung mit einer Positionsregelung kombiniert wird, wobei ein Anteil des für das Befahren der Parklücke einzustellenden Lenkwinkels in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen der Ist-Position des Fahrzeugs und der Soll-Einparkbahn ermittelt wird.
Anhand einer derartigen Positionsregelung können dabei mögliche Ungenauigkeiten bei der Vorsteuerung korrigiert werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft in einer Ausführungsform der Er- findung vorgesehen, dass die Vorsteuerung mit einer Gierwinkelregelung kombiniert wird, wobei ein Anteil des Lenkwinkels in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen dem Ist- Gierwinkel des Fahrzeugs und dem Soll-Gierwinkel, der einem der Ist-Position des Fahrzeugs benachbarten Punkt der SoIl- Einparkbahn zugeordnet ist, ermittelt wird. Anhand einer derartigen Gierwinkelregelung können dabei ebenfalls mögliche Ungenauigkeiten bei der Vorsteuerung korrigiert werden.
Im Allgemeinen entsprechen die in einer von dem Fahrer gewählten Ausgangsstellung für den Einparkvorgang eingestellten Werte der Zustandsgrößen des Fahrzeugs, insbesondere des Gierwinkels und des Lenkwinkels, nicht den für die Soll- Einparkbahn vorgegebenen Werten, so dass das Fahrzeug in der Regel nicht auf einer nach Maßgabe der Ausgangsstellung ermittelten Soll-Einparkbahn in die Parklücke gesteuert werden kann.
Die Zustandsgrößen des Fahrzeugs müssen somit an die für eine Soll-Einparkbahn vorgegeben Zustandsgrößen angepasst werden. Dies geschieht vorzugsweise mittels eines Reglers, ohne das Fahrzeug dabei zu stoppen, so dass ein komfortables Einparken gewährleistet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung ist es hierzu vorgesehen, dass das Fahrzeug ausgehend von einem Startpunkt zunächst anhand einer vorausschauenden Regelung auf die Soll-Einparkbahn gesteuert wird, und dass nach- folgend die Vorsteuerung vorgenommen wird.
Somit wird vorteilhaft ein vorausschauender Regler dazu genutzt, das Fahrzeug auf eine mögliche Soll-Einparkbahn aufzufahren.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung sieht vor, dass der für das Befahren der Parklücke einzustellende Lenkwinkel mittels der Steuereinheit aufgrund einer vorausschauenden Regelung in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen einer nach dem Befahren einer vorgegebenen Wegstrecke ausgehend von einer Ist-Position des Fahrzeugs unter der Annahme eines während des Befahrens der Wegstrecke konstanten Lenkwinkels erwarteten Position des Fahrzeugs und einer vorläufigen Soll-Einparkbahn ermittelt wird.
Aufgrund einer derartigen vorausschauenden Regelung entspricht das Regelverhalten weitgehend dem des Fahrers . Damit ist die Fahrzeugsteuerung während des Einparkvorgangs für den Fahrer gut nachvollziehbar, wodurch der Komfort für den Fahrer weiter erhöht wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Abweichung einem in Querrichtung zur Parklücke gemessenen Abstand zwischen der erwar- teten Position des vorgegebenen Aufpunktes des Fahrzeugs und der Soll-Einparkbahn entspricht.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung ist es vorgesehen, dass die vorläufige Soll-Einparkbahn nach Maßgabe der Ist-Position des Fahrzeugs aus den Referenzbahnen ermittelt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung sieht weiterhin vor, dass der für das Befahren der Parklücke einzu- stellende Lenkwinkel δSoii aufgrund der vorausschauenden Regelung anhand der Beziehung δsoll = KPreview ] AY dt ermittelt wird, wobei Kpreview einen Verstärkungsfaktor, ΔY den in Querrichtung zur Parklücke (9) gemessenen Abstand zwischen der erwarteten Position des vorgegebenen Aufpunktes (A) des Fahrzeugs (1) und der vorläufigen Soll-Einparkbahn (VB(X) ) und t eine Zeitvariable beschreibt.
Anhand eines derartigen Regelgesetzes kann vorteilhaft eine bleibende Regelabweichung vermieden werden.
Eine vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinheit taktweise arbeitet und dass in jedem Taktschritt eine Soll-Einparkbahn nach Maßgabe der aktuellen Ist-Position des Fahrzeugs aus den Referenzbahnen ermittelt wird.
Vorteilhaft ist es bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung vorgesehen, dass die Vorsteuerung vorgenommen wird, nachdem festgestellt worden ist, dass die Abweichung zwischen der nach dem Befahren der vorgegebenen Wegstrecke erwarteten Position des Fahrzeugs und der vorläufigen Soll-Einparkbahn betraglich kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Ferner ist es in einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhil- feeinrichtung vorgesehen, dass die Vorsteuerung vorgenommen wird, nachdem festgestellt worden ist, dass eine Abweichung zwischen dem nach dem Befahren der vorgegebenen Wegstrecke erwarteten Gierwinkel des Fahrzeugs und einem Soll- Gierwinkel, welcher einem der nach dem Befahren der vorgegebenen Wegstrecke erwarteten Position des Fahrzeugs benachbarten Punkt der vorläufigen Soll-Einparkbahn zugeordnet ist, betraglich kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung ist es vorgesehen, dass die Vorsteuerung vorgenommen wird, nach- dem in der Regeleinheit ermittelt worden ist, dass die Abweichung zwischen dem Ist-Lenkwinkel des Fahrzeugs und einem Soll-Lenkwinkel, welcher einem der nach dem Befahren der vorgegebenen Wegstrecke erwarteten Position des Fahrzeugs benachbarten Punkt der vorläufigen Soll-Einparkbahn zugeordnet ist, betraglich kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Zudem zeichnet sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Einparkhilfeeinrichtung dadurch aus, dass die Soll- Einparkbahn der unmittelbar vor dem Umschalten auf die Vorsteuerung ermittelten vorläufigen Soll-Einparkbahn entspricht.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beinhalten somit die Idee, das Fahrzeug anhand der vorausschauenden Regelung mit einem vorgegebenen Gierwinkel und einen vorgegebenen Lenkwinkel auf eine Soll-Einparkbahn zu steuern und nachfolgend eine Vorsteuerung vorzunehmen, bei der das Fahrzeug auf dieser Soll-Einparkbahn in die Parklücke gesteuert wird.
Hierzu werden im Rahmen der vorausschauenden Regelung sukzessive vorläufige Soll-Einparkbahnen bestimmt. Die eigentliche Soll-Einparkbahn entspricht dabei der vorläufigen Soll- Einparkbahn, für die neben einer geringen zu erwartenden Positionsabweichung nur geringe erwartete Abweichungen zwischen dem Soll-Gierwinkel und dem Gierwinkel des Fahrzugs sowie dem Soll-Lenkwinkel und dem Lenkwinkel an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs ermittelt werden. Somit wird das Fahrzeug anhand der vorausschauenden Regelung mit "passendem" Gier- und Lenkwinkel auf eine Soll-Einparkbahn gesteuert.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren.
Von den Figuren zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines zur Durchführung der Erfindung geeigneten Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Soll-Einparkbahn für einen Einparkvorgang sowie zwei Referenzbahnen, aus denen die Soll-Einparkbahn im Rahmen der Erfindung ermittelt wird und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Soll-Einparkbahn für einen Einparkvorgang sowie zwei Kennfelder, die einen gültigen Bereich möglicher Startpunkte für den Einparkvorgang begrenzen.
Das in Figur 1 schematisch dargestellte Kraftfahrzeug, das als Ganzes mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet wird, verfügt über vier Räder 2a,..., 2d, denen jeweils ein Raddrehzahlsensor 3a,..., 3d zugeordnet ist, der signalmäßig mit einer Steuereinheit (ECU) 4 verbunden ist. Das Fahrzeug 1 verfügt über wenigstens zwei lenkbare Räder, bei denen es sich in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung um die Vorderräder 2a, 2b handelt. Über einen Lenkstrang sind die Vorderräder 2a, 2b mit einem in Figur 1 nicht dargestellten Lenkbetätigungsmit- tel verbunden, mit dem der Fahrer des Fahrzeugs 1 einen Lenkwinkel an den Vorderrädern 2a, 2b einstellen kann. Ferner enthält der Lenkstrang vorzugsweise eine elektromechanische Stelleinrichtung 5, die unabhängig von der Fahrervorgabe e- benfalls das Einstellen eines Lenkwinkels oder eines für den Fahrer spürbaren Lenkmoments ermöglicht. Die Steuerbefehle zum Einstellen des Lenkwinkels oder des Lenkmoments erhält die Stelleinrichtung 5 von der Steuereinheit 4. Im Folgenden wird dabei beispielhaft davon ausgegangen, dass es sich bei der Stelleinrichtung 5 um eine Lenkwinkelstelleinrichtung handelt, die Steuerbefehle zum Einstellen eines Lenkwinkels δsoii von der Steuereinheit 4 empfängt und umsetzt.
Zur Messung des an den Vorderrädern 2a, 2b vorliegenden Lenkwinkels δ enthält der Lenkstrang einen Lenkwinkelsensor 6, der signalmäßig mit der Steuereinheit 4 verbunden ist.
Aus den Signalen der Raddrehzahlsensoren 3a,..., 3b kann in der Steuereinheit 4 insbesondere die Wegstrecke ermittelt werden, die das Fahrzeug 1 von einem bestimmten Punkt aus zurückgelegt hat. Die Richtung der Fahrzeugbewegung kann anhand des Signals des Lenkwinkelsensors 6 bestimmt werden. Somit kann jeweils die aktuelle Position des Fahrzeugs relativ zu einem Bezugspunkt, wie beispielsweise der Ecke einer Parklücke, ermittelt werden. Ferner kann aus dem Raddrehzahl- und dem Lenkwinkelsignal der Gierwinkel θ des Fahrzeugs ermittelt werden, wobei unter dem Gierwinkel θ hier der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Längsachse der zu befahrenden Parklücke, d.h. der x- Achse des in Figur 2 dargestellten Koordinatensystems, verstanden wird.
Optional kann das Fahrzeug 1 in einer Ausführungsform der Erfindung über einen ebenfalls signalmäßig mit der Steuerein- heit 4 verbundenen Gierratensensor 8 oder einen Gierwinkelsensor verfügen ist. Diese Sensoren können dabei zur Überprüfung bzw. Plausibilisierung des aus den Raddrehzahl- und Lenkwinkelsignalen errechneten Gierwinkels θ des Fahrzeugs 1 dienen.
Darüber hinaus verfügt das Fahrzeug 1 über wenigstens einen signalmäßig mit der Steuereinheit 4 verbundenen Umfeldsensor 7, mit dem Abstände zwischen dem Fahrzeug 1 und seitlich von dem Fahrzeug 1 befindlichen Objekten ermittelt werden können. Der Umfeldsensor 7 kann dabei beispielsweise als ein Radar-, Lidar-, Ultraschall- oder Infrarotsensor ausgeführt sein. Ferner kann es sich bei dem Umfeldsensor 7 auch um eine Kamera handeln, die Abbilder des Fahrzeugumfeldes liefert, aus denen insbesondere der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und seitlich von dem Fahrzeug 1 befindlichen Objekten ermittelt werden kann.
Mittels der Steuereinheit 4 wird eine Einparkfunktion ausgeführt, bei der eine Parklücke automatisch vermessen und das Fahrzeug 1 automatisch in eine Parklücke eingeparkt wird.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Fahrzeug 1 während des Einparkvorgangs anhand von Steuerbefehlen der Steuerein- heit 4 mittels der Stelleinrichtung 5 gelenkt wird, dass die Längsführung des Fahrzeugs 1, d.h. das Beschleunigen und Abbremsen, jedoch selbsttätig von dem Fahrer des Fahrzeugs 1 vorgenommen wird.
Vor dem Beginn des eigentlichen Einparkvorgangs werden zunächst die Größe der Parklücke und deren Position relativ zu dem Fahrzeug 1 mittels des Umfeldsensors 7 ermittelt. Dazu wird beispielsweise während der Vorbeifahrt an der Parklücke der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und sich seitlich von dem Fahrzeug 1 befindlichen Objekten bestimmt. Die Teilstrecke, auf der dieser Abstand größer ist als auf den übrigen Teilstrecken, entspricht dabei der seitlichen Begrenzung der Parklücke.
Ausgehend von einem Punkt vor der Parklücke wird dabei anhand der Signale der Raddrehzahlsensoren 3a,..., 3d und des Lenkwinkelsensors 6 kontinuierlich die Position des Fahrzeugs 1 in einem fest mit dem Startpunkt verbundenen Bezugssystem fest- gestellt. Unter Kenntnis der Position des Fahrzeugs 1 und anhand der Abstandssignale des Umfeldsensors kann dabei die Position der Parklücke in dem Koordinatensystem ermittelt werden.
Somit ist die Lage der Parklücke relativ zu einer Stellung des Fahrzeugs 1 hinter der Parklücke bekannt, in der das Fahrzeug 1 von dem Fahrer angehalten worden ist. Das Anhalten des Fahrzeugs 1 kann dabei beispielsweise infolge eines von der Steuereinheit 4 ausgelösten Signals erfolgen, welches dem Fahrer anzeigt, dass eine Parklücke ausreichender Größe ermittelt worden ist. Die eingenommene Stellung ist die Aus- gangsstellung für den von der Steuereinheit 14 gesteuerten Einparkvorgang.
Das im Rahmen der Erfindung vorgesehene Verfahren zum Einpar- ken des Fahrzeugs 1 in die Parklücke ausgehend von der Startstellung wird im Folgenden anhand von Figur 2 erläutert. Die Figur zeigt dabei schematisch eine Parklücke 9, deren Längsausdehnung (Ausdehnung in x-Richtung) von zwei Fahrzeugen 10, 11 begrenzt wird. Dabei kann es sich beispielsweise um zwei an einem Straßenrand geparkte Fahrzeuge 10, 11 handeln.
Gleichfalls kann die Parklücke 9 auch von anderen Hindernissen begrenzt werden. Das Fahrzeug 1 ist in Figur 2 in der Startstellung für den Einparkvorgang gezeigt.
Für diese Startstellung wird von der Steuereinheit 4 eine
Einparkbahn berechnet, auf der sich ein vorgegebener Aufpunkt des Fahrzeugs 1 bei dem Einparkvorgang in die Parklücke 9 bewegen soll. Als Aufpunkt wird dabei beispielsweise der in Figur 2 als Punkt A bezeichnete Mittelpunkt der Hinterachse 12 des Fahrzeugs 1 (Figur 1) gewählt.
Die Ermittlung einer Soll-Einparkbahn yB (x) erfolgt im Rahmen der Erfindung unter Heranziehung von zwei Referenzbahnen VL0- wer(x) und yupper(x) • Hierbei handelt es sich um Einparkbahnen, auf denen das Einparken ausgehend von Startpunkten mit verschiedenen lateralen Abständen (d.h. Abständen in y-Richtung) des Aufpunktes A von der Parklücke 9 erfolgen würde. Die Referenzbahn yLower(x) beschreibt dabei eine Einparkbahn zum Einparken ausgehend von einem geringeren lateralen Abstand als die Referenzbahn yupper(x) • Beispielsweise kann es sich bei den Referenzbahnen um die beiden Einparkbahnen mit dem kleinsten und dem größten lateralen Abstand von der Parklücke 9 handeln, auf denen ein ausreichend komfortables Einfahren in die Parklücke 9 möglich ist. Grundsätzlich können die Referenzbahnen jedoch beliebig gewählt werden.
Ferner ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, mehr als zwei Referenzbahnen zur Berechnung der Soll-Einparkbahn he- ranzuziehen, um möglichweise eine noch komfortablere Soll- Einparkbahn zu ermitteln. Im Folgenden wird jedoch beispielhaft davon ausgegangen, dass die Soll-Einparkbahn auf der Grundlage von zwei Referenzbahnen bestimmt wird.
Die Referenzbahnen setzen sich dabei jeweils aus mehreren
Bahnabschnitten zusammen, wobei ausgehend von der Parklücke zumindest zwei Kreisbögen (Kr) mit entgegengesetzter Krümmung und eine Gerade (G) vorgesehen sind. Um zwei Kreisbögen mit entgegengesetzter Krümmung zu durchfahren, muss das Fahrzeug jedoch an dem Umlenkpunkt, d.h. dem Punkt, an dem die Kreisbögen aneinander anschließen, angehalten werden. Zudem werden das Fahrzeugs 1 und sein Lenkung bei einer derartigen Bahn stark belastet. Vorzugsweise wird daher am Umlenkpunkt ein Doppelklothoidbogen zwischen den beiden Kreisbögen eingefügt. Ein weiterer Klothoidbogen wird vorzugsweise zwischen dem zweiten Kreisbogen und der Geraden eingefügt, um die Krümmung der Bahn an den Gierwinkel des Fahrzeugs 1 anzupassen.
Wie in Figur 2 dargestellt, weisen die Referenzbahnen ausge- hend von der Parklücke 9 somit fünf Bahnabschnitte auf, wobei es sich bei dem ersten Bahnabschnitt um einen Kreisbogen (Kr) , bei dem zweiten Bahnabschnitt um einen Klothoidbogen (Kl) , bei dem dritten Bahnabschnitt um einen weiteren Kreisbogen (Kr) , bei dem vierten Bahnabschnitt um einen weiteren Klothoidbogen (Kl) und bei dem fünften Bahnabschnitt um eine Gerade (G) handelt.
Die Referenzbahnen werden offline - beispielsweise im Rahmen einer Simulation des Einparkvorgangs - berechnet und sind in der Steuereinheit 4 gespeichert. Dabei können beispielsweise Stützstellen innerhalb eines Koordinatensystems, dessen Ur- sprung etwa an einem Eckpunkt der Parklücke 9 liegt, in der
Steuereinheit 4 abgespeichert werden. Die in einem bestimmten Koordinatensystem ermittelte Position des Fahrzeugs 1 kann durch eine Verschiebung in das zur Definition der Referenzbahnen verwendete System transformiert werden. Gleichfalls kann es auch vorgesehen sein, dass die Referenzbahnen durch eine Verschiebung in das für den Einparkvorgang verwendete Koordinatensystem transformiert werden.
Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass die in der Steuerein- heit 4 gespeicherten Referenzbahnen auf die kleinstmögliche Parklücke, d.h. die Parklücke mit der geringsten Ausdehnung in x-Richtung, bezogen werden, bei der ein Einparken gerade noch möglich ist. Liegt eine Parklücke 9 mit größerer Längsausdehnung vor, so erfolgt eine Streckung der Referenzbahnen in x-Richtung anhand einer Funktion, die durch die Längsausdehnung der vorliegenden Parklücke bestimmt wird. Insbesondere gibt die Funktion dabei einen Skalierungsfaktor für die Referenzbahnen an, wobei der Skalierungsfaktor durch die Funktion nicht einheitlich für eine gesamte Bahn vorgegeben werden muss. Eine derartige Skalierung entspricht einer Streckung der Referenzbahnen in x-Richtung, auf die prinzipiell auch verzichtet werden könnten. Die Streckung hat jedoch zur Folge, dass der während des Einparkvorgangs auftretende maximale Lenkwin- kel und die maximale Lenkwinkelgeschwindigkeit verringert werden, so dass der Einparkvorgang für den Fahrer komfortabler ist.
Vorzugsweise erfolgt dabei keine Skalierung bzw. Streckung der am weitesten zur Straßenmitte hin verlaufende Referenzbahn mit dem größten lateralen Abstand zur Parklücke. Diese wird ohne Streckung übernommen. Auf diese Weise wird der gültige Startbereich zwischen der Referenzbahn mit dem größten lateralen Abstand zu Parklücke und der Referenzbahn mit dem kleinsten lateralen Abstand zur Parklücke vergrößert.
Bei der Streckung der Referenzbahnen wird ferner überprüft, ob sich der minimale Abstand zwischen der vorderen rechten Ecke des einzuparkenden Fahrzeugs 1 und der hinteren linken Ecke der vorderen Parklückenbegrenzung (d.h. dem Fahrzeug 11) bei einem Einparken nach rechts bzw. der minimale Abstand zwischen der vorderen linken Ecke des einzuparkenden Fahrzeugs und hinteren rechten Ecke der vorderen Parklückenbegrenzung bei einem Einparken nach links aufgrund der Skalie- rung gegenüber dem Einparken in die kleinstmögliche Parklücke anhand der entsprechenden Soll-Einparkbahn verändert. Falls dabei festgestellt wird, dass sich dieser minimale Abstand verringert, so wird ein größerer Skalierungsfaktor verwendet.
Die den Skalierungsfaktor angebende Funktion wird vorzugsweise offline für verschiedene Parklückenlängen berechnet und innerhalb der Steuereinheit 4 als Funktion der Längsausdehnung der vorliegenden Parklücke abgelegt.
Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass eine derartige Ska- lierung der Referenzbahnen durchgeführt worden ist. Die im
Folgenden beschriebenen Referenzbahnen sind somit vorzugsweise in der zuvor beschriebenen Weise skalierte Bahnen.
Vorzugsweise werden innerhalb eines Speichers der Steuerein- heit 4 Stützstellen der Referenzbahnen yi,ower(x) und yupper(x) abgelegt. Für jede Stützstelle der unteren Referenzbahn yLo_ wer(x) werden dabei zusätzlich ein Soll-Gierwinkel θLoWer(x) sowie ein Soll-Lenkwinkel δLower(x) und für die Stützstellen der oberen Referenzbahn yupper(x) jeweils ein Soll-Gierwinkel θupper(x) sowie ein Soll-Lenkwinkel δUpper(x) gespeichert. Aufgrund der Skalierung der Referenzbahnen erfolgt dabei in Bezug auf die vorliegende Parklücke auch eine Anpassung der Soll-Gierwinkel und der Soll-Lenkwinkel.
Die Soll-Einparkbahn für das Einparken wird innerhalb der Steuereinheit 4 durch ein Interpolationsverfahren aus den beiden Referenzbahnen bestimmt. Dabei gilt für die Soll- Einparkbahn: yB (X) = F - yUpper (X) + (I -F) - yLower (x) ( 1 )
Der Interpolationsfaktor F wird so bestimmt, dass die Soll- Einparkbahn yB (x) den Punkt A mit den Koordinaten (xA,yA) enthält, d.h., dass yB (XA) = YA gilt. Entsprechend gilt
T?
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Dabei lässt sich zeigen, dass die interpolierte Soll-Einparkbahn YB(X) den geforderten Nebenbedingungen, insbesondere den Forderungen nach einem stetigen Lenkwinkelverlauf, nach einem NichtÜberschreiten eines maximalen Lenkwinkels und einer ma- ximalen Lenkwinkelgeschwindigkeit sowie nach Kollisionsfreiheit genügt, wenn die Zustandsgrößen Gierwinkel und Lenkwinkel beim Abfahren der Bahn die vorgegebenen Werte aufweisen.
Der Soll-Gierwinkel θB(x) für einen bestimmten Punkt der Bahn wird durch ein ähnliches Interpolationsverfahren ermittelt, wie die Soll-Einparkbahn. Insbesondere ist der Soll- Gierwinkel θB(x) an einem Punkt (x,yB(x)) der Soll-Einparkbahn durch θB(x)=F ΘUpper(x)+{l-F) θLower(x) (4) gegeben, wobei der Interpolationsfaktor F, dem bei der Berechnung der Soll-Einparkbahn bestimmten Interpolationsfaktor F entspricht.
In ähnlicher Weise wird der Soll-Lenkwinkel δB(x) an einem Punkt (x, YB(X) ) der Soll-Einparkbahn bestimmt. Er ergibt sich dabei im Rahmen der Erfindung zu δB(x)=F δUpper(x)+{l-F) δLower(x) (5) wobei F wiederum der bei der Berechnung der Soll-Einparkbahn ermittelte Interpolationsfaktor ist.
Um das Fahrzeug möglichst genau und mit einem guten Lenkgefühl für den Fahrer entlang einer Soll-Einparkbahn zu steuern, wird eine Kombination aus einer Vorsteuerung sowie einer Gierwinkel und Positionsregelung durchgeführt. Die Vorsteuerung wird mittels einer Vorsteuereinheit in der Steuereinheit 4 durchgeführt. Dabei wird in jedem Taktschritt ein Anteil der Stellgröße δSon in Abhängigkeit von einem der aktuellen Position (xA,yA) des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 auf der Soll-Einparkbahn nach einer vorgegebenen Strecke von beispielsweise einigen Zentimetern nachfolgenden Punkt der Soll-Einparkbahn sowie dem diesem Punkt zugeordneten Soll- Gierwinkel ermittelt.
Die Vorsteuerung wird kombiniert mit einer Positions- und
Gierratenregelung. Aufgrund der Positionsregelung wird dabei ein weiterer Anteil des Soll-Lenkwinkels in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs 1 und der Soll-Einparkkurve ermittelt. Insbesondere wird der Positionsregelung die Abweichung der y-Koordinate der Position (xA,yA) des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 von dem Punkt (xA,yB(xA)) der Soll-Einparkbahn zugrunde gelegt. Anhand der Gierratenregelung wird ein Anteil des Soll-Lenkwinkels in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen dem aktuellen Gier- winkel des Fahrzeugs 1 und dem Soll-Gierwinkel ermittelt werden, welcher dem Punkt der Soll-Einparkbahn zugeordnet ist, welcher der aktuellen Position des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 benachbart ist, d.h. dem Punkt der Soll-Einparkbahn mit der gleichen x-Koordinate wie die aktuelle Position des Aufpunk- tes A des Fahrzeugs 1. Für die Positions- und Gierratenregelung werden vorzugsweise P- oder PI-Regler eingesetzt.
Die verschiedenen Anteile des Soll-Lenkwinkels werden dann in geeigneter Weise, beispielsweise durch eine Summenbildung, arbitriert, um die Stellgröße δSon zu erhalten. Der Lenkwinkel δsoii wird anschließend mittels der Stelleinrichtung 5 eingestellt. Auf diese Weise wird das Fahrzeug 1 dann in eine Position in der Parklücke 9 gesteuert.
In der Regel entsprechen die in der Ausgangsstellung vorlie- genden Istwerte des Lenkwinkels und des Gierwinkels jedoch nicht den vorgegebenen Sollwerten. Um das Fahrzeug 1 in richtiger Ausrichtung, d.h. mit dem vorgegebenen Soll-Gierwinkel und der dem vorgegebenen Soll-Lenkwinkel auf eine mögliche Soll-Einparkbahn zu steuern, auf der es in die Parklücke ein- geparkt werden kann, wird durch eine in die Steuereinheit 4 integrierte Regeleinheit der Lenkwinkel δSon bestimmt, der bewirkt, dass sich die Werte der maßgeblichen Zustandsgrößen des Fahrzeugs 1 an die für eine Soll-Einparkbahn vorgesehenen Werte annähern, ohne das Fahrzeug dabei nach dem Start des Einparkvorgangs anhalten zu müssen.
Insbesondere wird hierzu ein so genannter vorausschauender Regler (Preview Controller) eingesetzt, dessen Regelverhalten sich eng an dem des Fahrers orientiert. Hierdurch sind die Stelleingriffe für den Fahrer plausibel und angenehm. Ferner sind die Reglerparameter "Voraussicht" und "Verstärkung" einfach zu applizieren, da deren Auswirkungen für den Applika- teur in der Regel aus eigener Fahrerfahrung bekannt sind.
Die Regeleinheit arbeitet vorzugsweise taktweise. In jedem Taktschritt bestimmt sie dabei nach Maßgabe der Ist-Positon des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 in der zuvor beschriebenen Weise eine vorläufige Soll-Einparkbahn.
Ferner bestimmt sie in jedem Taktschritt die Abweichung der Istposition des Aufpunktes A von der vorläufigen Soll- Einparkbahn, die unter der Annahme eines konstanten Lenkwin- kels nach einer Wegstrecke lpre zu erwarten ist. Die erwartete Bahn des Fahrzeugs 1 ist ein Kreisbogen der Länge lprer dessen Radius sich aus dem vorliegenden Lenkwinkel δ ergibt. Anhand dieser Bahn lässt sich die zu erwartende Position des Auf- punktes A berechnen, wobei die Differenz der y-Koordinate der erwarteten Position des Aufpunktes A und der y-Koordinate yA der aktuellen Position mit dy und die Differenz der x- Koordinaten der erwarteten Position und der x-Koordinate xA der aktuellen Position mit dx bezeichnet werden soll. Falls der Betrag des Lenkwinkels δ dabei kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, werden die Differenzen dx und dy aufgrund der für den Wert δ = 0 bei der Kreisberechnung auftretenden Singularität durch lineare Interpolation ermittelt.
Die erwartete Abweichung zu der vorläufigen Soll-Einparkbahn yB(x) ist somit:
AY=yB(xA+dx)-yA-dy (3)
Darüber hinaus wird der Gierwinkel berechnet, der nach der Wegstrecke lpre erwartet wird, d.h. der Gierwinkel θpre, den das Fahrzeug 1 nach der Wegstrecke lpre bei Fahrt mit konstantem Lenkwinkel an dem Punkt (xA + dx, yA + dy) aufweist. Zudem wird die Abweichung zwischen dem Gierwinkel θpre und dem für den Punkt (xA + dx, yB (xA + dx) ) der vorläufigen SoIl- Einparkbahn vorgesehenen Soll-Gierwinkel θB(x) ermittelt. Die Abweichung zwischen dem Gierwinkel θpre und dem vorgegebenen Gierwinkel ist dabei Δθ = θpre - ΘB (xA + dx) .
In ähnlicher Weise wird eine Lenkwinkelabweichung zwischen dem vorliegenden Lenkwinkel δ und dem für den Punkt (xA + dx, yB (xA + dx) ) der vorläufigen Soll-Einparkbahn vorgesehenen Soll-Lenkwinkel ermittelt. Die Lenkwinkelabweichung ist dabei durch Δδ = δ - δB (xA + dx) gegeben.
Die Beträge der Abweichungen ΔY, Δθ und Δδ werden dann mit jeweils einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Falls einer der Beträge größer als der entsprechende Schwellenwert ist, so wird innerhalb der Steuereinheit 4 mittels der Regeleinheit die Stellgröße δSoii gemäß dem Regelgesetz ( 6 )
Figure imgf000028_0001
bestimmt, wobei Kpreview der Verstärkungsfaktor des vorausschauenden Reglers ist. Der Lenkwinkel δSoii wird mittels der Stelleinheit 5 an den lenkbaren Rädern 2a, 2b eingestellt bzw. eingeregelt.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Betrag der Größe Kpreview'ΔY zu Beginn des Einparkvorgangs begrenzt wird und dass die möglichen Werte mit zunehmender während des Einparkvorgangs zurückgelegter Wegstrecke erhöht werden, bis nach einer vorgegebenen Wegstrecke keine Begrenzung mehr erfolgt. Die Maximalwerte des Betrags sind dabei in Abhängigkeit von der zurückgelegten Wegstrecke in Form einer Rampenfunktion vorgegeben.
Die vorläufige Soll-Einparkbahn wird in jedem Taktschritt der Steuereinheit 4 neu anhand der aktuellen Position (xA,yA) des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 aus den Referenzbahnen yLower und Yupper berechnet, wenn die Differenz yUpper (xA) - YLower (xA) nicht kleiner als ein Schwellenwert ist. Ist dies der Fall, wird die vorläufige Soll-Einparkbahn yB (x) vorzugsweise nicht neu berechnet. Hierdurch können numerische Probleme vermieden werden. Ferner werden die Beträge der Abweichungen ΔY, Δθ und Δδ in jedem Taktschritt mit den ihnen zugeordneten Schwellenwerten verglichen. Ist einer dieser Beträge größer als der entspre- chende Schwellenwert so wird die Lenkwinkelregelung wie zuvor beschrieben anhand des in Gleichung 6 angegebenen Regelgesetzes vorgenommen.
Wenn in einem Taktschritt jedoch festgestellt wird, dass Ab- weichungen ΔY, Δθ und Δδ betraglich kleiner als die entsprechenden Schwellenwerte sind, so wird bei der Lenkwinkelregelung von der vorausschauenden Regelung auf die zuvor beschriebene Kombination aus Vorsteuerung, Gierwinkel- und Positionsregelung umgeschaltet. Die zuvor berechnete vorläufige Soll-Einparkbahn yB (x) wird dabei nicht mehr verändert, sondern diese Bahn wird bei der Vorsteuerung als Soll- Einparkbahn zugrunde gelegt. Auf dieser Soll-Einparkbahn wird das Fahrzeug dann in die Parklücke gesteuert.
Bei dem zuvor dargestellten Verfahren kann im Prinzip für jede mögliche Ausgangsstellung des Fahrzeugs 1 eine Soll- Einparkbahn aus den Referenzbahnen berechnet bzw. interpoliert werden. Es ist jedoch nicht für jede Ausgangsstellung möglich, das Fahrzeug 1 kollisionsfrei in die Parklücke 9 zu steuern.
Daher ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, vor Beginn des Einparkvorgangs die Befahrbarkeit der Parklücke 9 zu ermitteln, was im Folgenden unter Bezugnahmen auf Figur 3 er- läutert wird. Dabei kann es vorgesehen, dass zu Beginn des von dem Fahrer gestarteten Einparkvorgangs zunächst überprüft wird, ob die Parklücke ausgehend von der Startstellung kollisionsfrei befahrbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass dem Fahrer nach dem Passieren der Parklücke kontinuierlich mitgeteilt wird, ob sich das Fahrzeug 1 in einer Stellung befindet, aus der die Parklücke befahrbar ist. Erkennt der Fahrer anhand dieser Mitteilung, dass das Fahrzeug 1 eine solche Stellung einnimmt, kann er das Fahrzeug 1 anhalten und den Einparkvorgang starten.
Die Befahrbarkeit der Parklücke 9 wird dabei in einer bevor- zugten Ausführungsform der Erfindung anhand von zwei Kennfeldern Ymin (δ,θ,xA) und ymax (δ,θ,xA) ermittelt. Das Kennfeld y- min(δ,θ,xA) gibt dabei die untere Grenze und das Kennfeld y- maχ(δ,θ,xA) die obere Grenze für die y-Koordinate des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 an, für die ein Einparken bei einem ge- gebenen Lenkwinkel δ und einem gegebenen Gierwinkel θ des
Fahrzeugs 1 sowie einer gegebenen x-Koordinate des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 möglich ist.
Für einen gegebenen Gierwinkel und einen gegebenen Lenkwinkel begrenzen die Kennfelder ymin (δ,θ,xA) und ymax (δ,θ,xA) somit einen gültigen Bereich möglicher Startpunkte für den Einparkvorgang, der in Figur 3 anhand einer schraffierten Fläche dargestellt ist.
Die Kennfelder ymin (δ,θ,xA) und ymax (δ,θ,xA) sind in der Steuereinheit 4 gespeichert, wobei für verschiedene Kombinationen diskreter Werte für den Lenkwinkel δ, den Gierwinkel θ und die x-Koordinate des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 jeweils ein Wert ymin und ymax gespeichert ist. Es besteht somit ein Raster von Kennfeldpunkten in einem (δ,θ,xA) -Raum, bei dem für jeden Kennfeldpunkt jeweils ein Wert für ymin und ymax in der Steuer- einheit 4 abgelegt ist.
Es lässt sich zeigen, dass die Parklücke 9 bei einem vorliegenden Wertetripel (δ,θ,xA) der Werte für den Gierwinkel, den Lenkwinkel und die x-Koordinaten des Aufpunktes A des Fahr- zeugs 1 für alle lateralen Abstände yA des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 von der Parklücke 9, die zwischen ymin und ymax liegen, befahrbar ist.
Es ist im Rahmen der Erfindung jedoch gleichfalls möglich, anstelle der Kennfelder ymin (δ,θ,xA) und ymax (δ,θ,xA) andere Kennfelder einzusetzen, wie weiter unten noch genauer beschrieben wird.
Die in der Steuereinheit 4 gespeicherten Kennfelder beziehen sich wiederum auf die kleinstmögliche Parklücke. Liegt eine Parklücke mit größerer Längsausdehnung vor, so werden die Kennfelder analog zu der Skalierung der Referenzbahnen in ihrer x-Koordinate skaliert. Der Skalierungsfaktor ist dabei wiederum als Funktion der Längsausdehnung der vorliegenden Parklücke 9 vorgegeben, wobei es, wie auch bei der Skalierung der Referenzbahnen vorgesehen sein kann, dass die Skalierung anhand der Funktion in unterschiedlichen Bereichen der x- Koordinaten der Kennfelder in unterschiedlicher Weise vorgenommen werden kann.
Gleichfalls ist es in einer Ausführungsform der Erfindung möglich, dass ermittelte Position des Fahrzeugs 1 bzw. des Aufpunktes A durch eine Skalierung der x-Koordinate des Aufpunktes A in das Koordinatensystem transformiert, in dem die Kennfelder und Referenzbahnen definiert sind. Ferner wird dabei auch der ermittelte Gierwinkel des Fahrzeugs in der be- reits erläuterten Weise in dieses Koordinatensystem transformiert. Der Skalierungsfaktor zur Skalierung der x-Koordinaten wird in der zuvor beschrieben Weise ermittelt.
Im Folgenden wird dabei davon ausgegangen, dass eine derarti- ge Skalierung der x-Koordinate des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 und des Gierwinkels durchgeführt worden ist oder dass die Kennfelder in der dargestellten Weise skaliert worden sind.
Um die Befahrbarkeit der Parklücke 9 zu ermitteln, wird für den vorliegenden Lenkwinkel δ, den vorliegenden Gierwinkel θ und die für den Aufpunkt A des Fahrzeugs 1 ermittelte x- Koordinate überprüft, ob für die y-Koordinate des Aufpunktes A die Bedingung
Ymin(δ,θ,XA) < yA < Ymax(δ,θ,XA) erfüllt ist. Ist dies der Fall, wird die Befahrbarkeit der Parklücke 9 festgestellt und dem Fahrer dies signalisiert. Ist die Bedingung nicht erfüllt, so wird festgestellt, dass die Parklücke ausgehend von der vorliegenden Stellung des Fahrzeugs 1 nicht befahrbar ist.
Im Allgemeinen wird das vorliegenden Wertetripel (δ,θ,xA) jedoch nicht mit einem der in der Steuereinheit 4 gespeicherten Wertetripel übereinstimmen. Die Ermittlung der für die Überprüfung heranzuziehenden in der Steuereinheit 4 gespeicherten Wertetripel erfolgt dabei im Rahmen der Erfindung in einem sicheren Ansatz, wobei für ein Wertetripel (δ,θ,xA) mit den in dem aktuellen Zustand des Fahrzeugs 1 vorliegenden Werten das "ungünstigste" in der Steuereinheit 4 gespeicherte benachbarte Wertetripel ermittelt wird.
Dabei werden für das vorliegenden Wertetripel (δ,θ,xA) zu- nächst die benachbarten Wertetripel ermittelt, d.h. die Wertetripel deren einzelne Werte den vorliegenden Werten der entsprechenden Größen benachbart sind. Dann werden die den ermittelten Wertetripeln zugeordneten Werte ymin und ymax bestimmt. Anschließend wird überprüft, ob die vorliegende y- Koordinaten des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 kleiner als einer der bestimmten ymin-Werte oder größer als einer der bestimmten ymax-Werte ist. Ist dies der Fall, so wird festgestellt, dass die Parklücke nicht befahrbar ist. Ist dies nicht der Fall, wird festgestellt, dass die Parklücke ausge- hend von der vorliegenden Stellung des Fahrzeugs 1 befahrbar ist.
Zur Ermittlung der Kennfelder ymin(δ,θ,x) und ymaχ(δ,θ,x) wird der Startraum mit den möglichen Ausgangstellung für einen Einparkvorgang diskretisiert, d.h. es wird ein Gitter von
Punkten des Startraums definiert. Für die Gitterpunkte wird dann der Einparkvorgang für verschiedene Gierwinkel θ und Lenkwinkel δ simuliert, um zu überprüfen, ob ein Einparken möglich ist. Auf diese Weise kann ein vierdimensionales Kenn- feld f (Ö,0,XA,VA) gewonnen werden, in dem alle möglichen Kombinationen der Startwerte (Ö,0,XA,VA) angegeben werden, bei denen ein Einparkvorgang möglich ist. Aus dem Kennfeld f (Ö,0,XA,VA) können dann die Kennfelder ymin (δ,θ,xA) und y- maχ(δ,θ,xA) bestimmt werden, die in der Steuereinheit 4 ge- speichert werden. Wie zuvor erwähnt, können jedoch auch andere Kennfelder zur Bestimmung der Befahrbarkeit der Parklücke 9 herangezogen werden, die ebenfalls aus dem Kennfeld f (Ö,0,XA,YA) ermittelbar sind. Grundsätzlich können dabei beliebige Kennfelder Zi,min (z2, Z3, Z4) und Zi,max (z2, Z3, Z4) mit paarweise verschiedenen Zi e {5,0,XA,YA} bestimmt werden, welche für vorgegebenen Sätze (z2, Z3, Z4) von Werten erster Fahrzeuggrößen einen Minimalwert Zi,min bzw. einen Maximalwert zi,max einer zweiten Fahrzeuggröße Zi angeben. Die Befahrbarkeit der Parklücke 9 wird dabei festgestellt, wenn für den Wert von zi bei gegebenen Werten von Z2, Z3 und Z4 gilt:
Z l , min ( Z2 , Z 3 , Z 4 ) < Z i < Z i , max ( Z2 , Z 3 , Z 4 )
Ein konkretes Beispiel für weitere mögliche Kennfelder sind dabei die Kennfelder θmin (δ,xA,YA) und θmaχ (δ,xA,YA) , die für vorgegebene Wertetripel (Ö,XA,YA) jeweils einen Minimalwert θmin (δ,xA,YA) und einen Maximalwert θmaχ (δ,xA,YA) für den Gierwinkel θ des Fahrzeugs 1 angeben.
Grundsätzlich wäre es ebenfalls möglich, die Befahrbarkeit der Parklücke 9 anhand des Kennfeldes f (Ö,0,XA,YA) ZU ermitteln. Dieses umfasst jedoch bei gleicher Abdeckung des gültigen Bereichs erheblich mehr Stützpunkte als die zwei Kennfelder, welchen einen Minimal- und einen Maximalwert für eine Fahrzeuggröße angeben. Durch den Einsatz zweiter Kennfelder kann somit ein erheblicher Speicherplatz in der Steuereinheit 4 eingespart werden.
Wie bereits erwähnt, ist es in einer Ausführungsform der Er- findung vorgesehen, dass nach dem Passieren der Parklücke in Taktschritten einer vorgegebenen Taktdauer, d.h. für aufeinanderfolgende Punkte der Bahn des Fahrzeugs bzw. des Aufpunk- tes A des Fahrzeugs überprüft wird, ob die vorliegende Stellung des Fahrzeugs 1 das Einparken in die Parklücke 9 zu- lässt. Die Taktdauer wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass ein quasi-kontinuierliche Überprüfung der Befahrbarkeit der Parklücke 9 vorgenommen wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass nach dem Verlassen des durch die Kennfelder angegebenen gültigen Bereichs die Bahn des Aufpunktes A des Fahrzeugs 1 sowie die jeweils an den Bahnpunkten durch den Fahrer eingestellten Lenkwinkel in der Steuereinheit 4 gespeichert. Auf diese Weise kann die Bahn nach dem Beginn des Einparkvorgangs an einem Startpunkt außerhalb des gültigen Bereichs in den gültigen Bereich zurückverfolgt werden. Hier- durch wird der gültige Bereich erweitert. Insbesondere ist es so möglich, Hinterschneidungen oder das Einparken an Innenkurven zu berücksichtigen, da die Bahn bereits einmal abgefahren wurde und diese unter der Annahme stationärer Verhältnisse hindernisfrei ist.
In dieser Ausführungsform der Erfindung wird dem Fahrer - nachdem das Fahrzeug 1 in den gültigen Bereich gelangt ist - nach dem Verlassen dieses Bereichs nicht angezeigt, dass die Parklücke 9 nicht befahrbar ist. Vielmehr kann der Fahrer den Einparkvorgang auch außerhalb des gültigen Bereichs starten. Nach dem Starten des Einparkvorgangs wird das Fahrzeug 1 dann anhand der gespeicherten Bahnpunkte sowie der zugehörigen Lenkwinkel mittels der Steuereinheit 4 in den gültigen Bereich zurückgesteuert. Die Steuereinheit 4 übermittelt dazu Stellbefehle an die Stelleinrichtung 5, mit denen an jedem Bahnpunkt der zuvor für diesen Bahnpunkt gespeicherte Lenkwinkel eingestellt wird. Nachdem das Fahrzeug 1 auf diese Weise wieder in den gültigen Bereich gelangt ist, kann der Einparkvorgang in der zuvor beschrieben Art und Weise durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Lenken eines rückwärts einzuparkenden Fahrzeugs in eine Parklücke, bei dem eine Soll-Einparkbahn des Fahrzeugs mittels einer Steuereinheit ermittelt wird und bei dem anhand der Soll-Einparkbahn ein für das Befahren der Parklücke einzustellender Lenkwinkel lenkbarer Räder des Fahrzeugs bestimmt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Soll-Einparkbahn (YB(X) ) nach Maßgabe einer Position des Fahrzeugs aus zwei Referenzbahnen (yi,ower(x); Yupper(x)) ermittelt wird, wobei die Referenzbahnen (yLo- wer(x); Yupper(x)) Einparkbahnen für ein Einparken ausgehend von unterschiedlichen Startpunkten darstellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Referenzbahnen (yLower(x); Yupper(x)) Einparkbahnen entsprechen, die Startpunkte mit unterschiedlichen lateralen Abständen von der Parklücke (9) enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Soll-Einparkbahn (yB(x)) derart aus den Referenzbahnen ermittelt wird, dass ein Punkt der Soll- Einparkbahn (YB(X) ) der Position eines vorgegebenen Aufpunktes (A) des Fahrzeugs (1) entspricht.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Referenzbahnen (yLower(x); Yupper(x)) in der Steu- ereinheit (4) gespeichert sind
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in der Steuereinheit (4) die Referenzbahnen (yLo- wer(x); Yupper(x)) bezogen auf das Einparken in eine Parklücke mit der für eine Befahrbarkeit kleinstmöglichen Längsausdehnung gespeichert sind und dass eine Anpassung wenigstens einer Referenzbahn (yi,ower(x); Yupper(x)) an die vorliegende Parklücke (9) erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Anpassung unter Heranziehung eines Skalierungsfaktors durch eine Streckung der Referenzbahn (yLower(x); Yupper(x)) in Richtung der Längsausdehnung der Parklücke (9) erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Skalierungsfaktor aus dem Verhältnis der Längsausdehnung der vorliegenden Parklücke (9) und der Längsausdehnung der Parklücke mit der für eine Befahrbarkeit kleinstmöglichen Längsausdehnung ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Skalierungsfaktor als Funktion des longitudina- len der Längsausdehnung der vorliegenden Parklücke (9) vorgegeben ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Referenzbahn (yuPPer (x) ) , die den Startpunkt mit dem größten lateralen Abstand zur Parklücke enthält, ohne Streckung übernommen wird, während die übrigen Referenzbahnen unter Heranziehung des Skalierungsfaktors durch eine Streckung an die vorliegende Parklücke (9) angepasst werden.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sich die Soll-Einparkbahn (yB(x)) durch eine Addition der mit jeweils einem Faktor multiplizierten Referenzbahnen (γLower(x); Yupper(x)) ergibt.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Soll-Einparkbahn yB (x) in der Form
YB(X) = F-yUpper(x) + (1-F) -VLower (X) aus einer ersten Referenzbahn yupper(x) und einer zweiten Referenzbahn yLower(x) berechnet wird, wobei x eine Koordinate auf einer in Längsrichtung der Parklücke gerichteten Koordinatenachse und F ein Interpolationsfaktor ist.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sich die Referenzbahnen (yi,ower(x); Yupper(x)) aus mehreren Abschnitten zusammensetzen, wobei es sich bei den letzten vier Abschnitten in Fahrtrichtung um einen Klothoidenabschnitt (Kl) , einen Kreisbogenabschnitt (Kr) , einen weiteren Klothoidenabschnitt (Kl) und einen weite- ren Kreisbogenabschnitt (Kr) handelt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sich die Referenzbahnen (yi,ower(x); Yupper(x)) aus fünf Abschnitten zusammensetzen, wobei es sich bei dem in Fahrtrichtung ersten Abschnitt um einen Geradenabschnitt (G) handelt.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Punkten der Soll-Einparkbahn (yB(x)) jeweils ein Soll-Gierwinkel (θB(x)) des Fahrzeugs (1) zugeordnet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zu Punkten der Referenzbahnen (yLower(x); Yupper(x)) jeweils ein Gierwinkel (θLoWer(x); θUpper(x)) in der Steuereinheit (4) gespeichert ist und dass der Soll-Gierwinkel (θB(x)), welcher einem Punkt der Soll-Einparkbahn (yB(x)) zugeordnet wird, aus den Gierwinkeln (θLoWer(x); θUpper(x)) ermittelt wird, die zu Punkten der Referenzbahnen (VLO- wer(x); Yupper(x)) gespeichert sind.
16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Punkten der Soll-Einparkbahn (yB(x)) jeweils ein Soll-Lenkwinkel (δB(x)) zugeordnet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zu Punkten der Referenzbahnen (yi,ower(x); yupper(x)) jeweils ein Lenkwinkel (δLower(x); δUpper(x)) in der Steuer¬ einheit (4) gespeichert ist und dass der Soll-Lenkwinkel (δB(x)), welcher einem Punkt der Soll-Einparkbahn (yB(x)) zugeordnet wird, aus den Lenkwinkeln (δLower(x); δUpper(x)) ermittelt wird, die zu Punkten der Referenzbahnen (yLo_ wer(x); Yupper(x)) gespeichert sind.
18. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der für das Befahren der Parklücke (9) einzustellende Lenkwinkel (δSoii) in der Steuereinheit (4) anhand einer Vorsteuerung bestimmt wird, wobei ein Anteil des Lenkwinkels (δSoii) aufgrund der Vorsteuerung in Abhängigkeit von einem der Ist-Position des Fahrzeugs (1) auf der Soll-Einparkbahn (yB(x)) nach einer vorgegebenen Strecke nachfolgenden Punkt der Soll-Einparkbahn (yB(x)) sowie dem diesem Punkt zugeordneten Soll-Gierwinkel (θB(x)) ermittelt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorsteuerung mit einer Positionsregelung kombiniert wird, wobei ein Anteil des für das Befahren der Parklücke (9) einzustellenden Lenkwinkels (δSoii) in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen der Ist-Position des Fahrzeugs (1) und der Soll-Einparkbahn (yB(x)) ermittelt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorsteuerung mit einer Gierwinkelregelung kombi- niert wird, wobei ein Anteil des für das Befahren der Parklücke (9) einzustellenden Lenkwinkels (δSon) in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen einem Ist- Gierwinkel des Fahrzeugs (1) und einem Soll-Gierwinkel (θB(x)), der einem der Ist-Position des Fahrzeugs (1) benachbarten Punkt der Soll-Einparkbahn (VB(X) ) zugeordnet ist, ermittelt wird.
21. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Fahrzeug (1) ausgehend von einem Startpunkt zunächst anhand einer vorausschauenden Regelung auf die Soll-Einparkbahn (yB(x)) gesteuert wird, und dass nachfolgend die Vorsteuerung vorgenommen wird.
22. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der für das Befahren der Parklücke einzustellende Lenkwinkel (δSoii) mittels der Steuereinheit (4) aufgrund der vorausschauenden Regelung in Abhängigkeit von einer Abweichung (ΔY) zwischen einer nach dem Befahren einer vorgegebenen Wegstrecke (lpre) ausgehend von einer Ist- Position des Fahrzeugs unter der Annahme eines während des Befahrens der Wegstrecke konstanten Lenkwinkels erwarteten Position des Fahrzeugs (1) und einer vorläufigen Soll-Einparkbahn (yB(x)) ermittelt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Abweichung einem in Querrichtung zur Parklücke (9) gemessenen Abstand zwischen der erwarteten Position des vorgegebenen Aufpunktes (A) des Fahrzeugs (1) und der vorläufigen Soll-Einparkbahn (yB(x)) entspricht.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die vorläufige Soll-Einparkbahn nach Maßgabe der Istposition des Fahrzeugs aus den Referenzbahnen ermittelt wird.
25. Verfahren nach einem Ansprüche 22 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der der für das Befahren der Parklücke einzustellende Lenkwinkel δSoii aufgrund der vorausschauenden Regelung anhand der Beziehung
Figure imgf000043_0001
ermittelt wird, wobei Kpreview einen Verstärkungsfaktor, ΔY den in Querrichtung zur Parklücke (9) gemessenen Abstand zwischen der erwarteten Position des vorgegebenen Aufpunktes (A) des Fahrzeugs (1) und der vorläufigen Soll- Einparkbahn (yB(x)) und t eine Zeitvariable beschreibt.
26. Verfahren nach einem Ansprüche 22 bis 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steuereinheit (4) taktweise arbeitet und dass in jedem Taktschritt eine vorläufige Soll-Einparkbahn (YB(X) ) nach Maßgabe der aktuellen Ist-Position des Fahrzeugs (1) aus den Referenzbahnen (yLower(x); Yupper(x)) ermittelt wird.
27. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorsteuerung vorgenommen wird, nachdem festgestellt worden ist, dass die Abweichung (ΔY) zwischen der nach dem Befahren der vorgegebenen Wegstrecke (lpre) erwarteten Position des Fahrzeugs (1) und der vorläufigen Soll-Einparkbahn (VB(X) ) betraglich kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
28. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorsteuerung vorgenommen wird, nachdem festgestellt worden ist, dass die Abweichung zwischen dem nach dem Befahren der vorgegebenen Wegstrecke (lpre) erwarteten Gierwinkel (θpre) des Fahrzeugs (1) und einem Soll-Gierwinkel (θB(x)), welcher einem der nach dem Befahren der vorgegebenen Wegstrecke erwarteten Position des Fahrzeugs (1) benachbarten Punkt der vorläufigen Soll-Einparkbahn (YB(X) ) zugeordnet ist, betraglich kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
29. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorsteuerung vorgenommen wird, nachdem festgestellt worden ist, dass die Abweichung zwischen dem Ist- Lenkwinkel an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs und einem Soll-Lenkwinkel (δB(x)), welcher einem der nach dem Befahren der vorgegebenen Wegstrecke erwarteten Position des Fahrzeugs (1) benachbarten Punkt der vorläufigen Soll-Einparkbahn (yB(x)) zugeordnet ist, betraglich kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
30. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Soll-Einparkbahn (yB(x)) der unmittelbar vor dem Umschalten auf die Vorsteuerung ermittelten vorläufigen Soll-Einparkbahn (yB(x)) entspricht.
31. Einparkhilfeeinrichtung zum Lenken eines rückwärts einzuparkenden Fahrzeugs in eine Parklücke, umfassend eine Steuereinheit mittels derer eine Soll-Einparkbahn des Fahrzeugs und ein für das Befahren der Parklücke einzustellender Lenkwinkel lenkbarer Räder des Fahrzeugs ermittelbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Soll-Einparkbahn (yB(x)) nach Maßgabe einer Position des Fahrzeugs aus zwei Referenzbahnen (yLower(x); Yupper(x)) ermittelbar ist, wobei die Referenzbahnen (yLo- wer(x); Yupper(x)) Einparkbahnen für ein Einparken ausgehend von unterschiedlichen Startpunkten darstellen.
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