DE102015109537A1 - OBJECT PREVENTION FOR A TRAILER REVERSE ASSISTANCE SYSTEM - Google Patents

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Abstract

Ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem umfasst gemäß einer Ausführungsform eine Lenkeingabevorrichtung zum Eingeben eines gewünschten Rückfahrwegs eines Anhängers. Das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem umfasst auch einen ersten Sensor, welcher einen Kupplungswinkel zwischen einem Fahrzeug und dem Anhänger abtastet. Ferner umfasst das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem einen zweiten Sensor, welcher eine Nähe eines Objekts in einem Umkreisfeld von wenigstens einem des Fahrzeugs und des Anhängers abtastet. Eine Steuerung des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems generiert eine verfügbare Reihe von Rückfahrwegen für den Anhänger basierend auf der Nähe des Objekts und dem Kupplungswinkel. Die verfügbare Reihe von Rückfahrwegen umfasst keine Rückfahrwege, welche einen Raum kreuzen, der vom Objekt eingenommen wird, oder welche einen Ausbrechzustand zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger bewirken.A trailer backup assist system, in one embodiment, includes a steering input device for inputting a desired return travel of a trailer. The trailer backup assist system also includes a first sensor that senses a hitch angle between a vehicle and the trailer. Further, the trailer backup assist system includes a second sensor that senses proximity of an object in a perimeter field of at least one of the vehicle and the trailer. A trailer backup assist system control generates an available set of trail back paths for the trailer based on the proximity of the object and the hitch angle. The available range of return paths does not include return paths that intersect a space occupied by the object or that cause a breakaway condition between the vehicle and the trailer.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrerassistenz und aktive Sicherheitstechnologien in Fahrzeugen und insbesondere ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem, welches mit Objektvermeidungsmerkmalen zur Steuerung der Führung des Anhängers ausgelegt ist.The present disclosure relates generally to driver assistance and active safety technologies in vehicles, and more particularly to a trailer backup assist system configured with object avoidance features for controlling the guidance of the trailer.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs beim Ziehen eines Anhängers kann für viele Fahrer eine Herausforderung darstellen, insbesondere für Fahrer, die in unregelmäßigen Abständen mit einem Anhänger oder mit verschiedenen Arten von Anhängern fahren. Ein Grund für eine solche Schwierigkeit kann sein, dass das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs mit einem angebrachten Anhänger Lenkeingaben erfordert, welche den Lenkeingaben entgegengesetzt sind, wenn das Fahrzeug ohne einen am Fahrzeug angebrachten Anhänger rückwärts gefahren wird. Ein weiterer Grund kann sein, dass Objekte im Umkreis des Fahrzeugs und des Anhängers vorhanden sein können, die begrenzten Raum bereitstellen, um das Fahrzeug zu manipulieren oder den Anhänger anderweitig zu einer gewünschten Position oder entlang eines gewünschten Wegs zu lenken. Ein weiterer Grund für eine solche Schwierigkeit kann sein, dass geringfügige Fehler beim Lenken während des Rückwärtsfahrens eines Fahrzeugs mit einem angebrachten Anhänger verstärkt werden, was bewirken kann, dass der Anhänger schnell von einem gewünschten Weg abweicht. Ein noch weiterer Grund, warum sich das Rückwärtsfahren eines Anhängers als schwierig erweisen kann, ist die Notwendigkeit, das Fahrzeug in einer Weise zu steuern, welche das Potenzial für das Auftreten eines Ausbrechzustands begrenzt. Ein Ausbrechzustand kann auftreten, wenn die Lenkung des Fahrzeugs den Kupplungswinkel nicht steuern kann, so dass sich der Kupplungswinkel weiterhin erhöhen würde und das Fahrzeug vorwärts gezogen werden muss, um den Kupplungswinkel zu entlasten. Zusätzlich dazu, dass der Ausbrechzustand die ungünstige Situation schafft, in der das Fahrzeug vorwärts gezogen werden muss, kann er jedoch auch zu Kontakt zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger führen, wodurch der Anhänger und/oder das Fahrzeug beschädigt werden.Reversing a vehicle while towing a trailer can be a challenge for many drivers, especially for riders who drive at irregular intervals with a trailer or with different types of trailers. One reason for such a difficulty may be that reversing a vehicle with an attached trailer requires steering inputs that are opposite to the steering inputs when the vehicle is reversed without a trailer attached to the vehicle. Another reason may be that there may be objects around the vehicle and the trailer that provide limited space to manipulate the vehicle or otherwise direct the trailer to a desired position or along a desired path. Another reason for such a difficulty may be that slight steering errors are amplified during reversing a vehicle with an attached trailer, which may cause the trailer to deviate rapidly from a desired path. Yet another reason why backing a trailer can prove difficult is the need to control the vehicle in a manner that limits the potential for breakaway to occur. A breakaway condition can occur when the steering of the vehicle can not control the hitch angle, so that the hitch angle would continue to increase and the vehicle must be pulled forward to relieve the hitch angle. However, in addition to the breakaway condition creating the adverse situation in which the vehicle must be pulled forward, it may also result in contact between the vehicle and the trailer, thereby damaging the trailer and / or the vehicle.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem eine Lenkeingabevorrichtung zum Eingeben eines gewünschten Rückfahrwegs eines Anhängers aus einer Mehrzahl von Wegen. Ein erster Sensor tastet einen Kupplungswinkel zwischen einem Fahrzeug und dem Anhänger ab. Ein zweiter Sensor tastet eine Nähe eines Objekts in einem Umkreisfeld ab. Eine Steuerung des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems begrenzt die Mehrzahl der Wege auf eine verfügbare Reihe basierend auf der Nähe des Objekts und dem Kupplungswinkel.In accordance with one aspect of the present invention, a trailer backup assist system includes a steering input device for inputting a desired return travel of a trailer from a plurality of ways. A first sensor senses a hitch angle between a vehicle and the trailer. A second sensor senses proximity of an object in a perimeter field. Control of the trailer backup assist system limits the majority of the routes to an available range based on the proximity of the object and the hitch angle.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Rückwärtsfahren eines Anhängers mit einem Fahrzeug einen Schritt zum Abtasten eines Kupplungswinkels zwischen einem Fahrzeug und dem Anhänger bereit. Das Verfahren stellt auch einen Schritt zum Abtasten einer Nähe eines Objekts in einem Umkreisfeld bereit. Darüber hinaus bietet das Verfahren einen Schritt zum Generieren einer verfügbaren Reihe von Rückfahrwegen für den Anhänger basierend auf der Nähe des Objekts und des Kupplungswinkels bereit. Ferner stellt das Verfahren einen Schritt zum Eingeben eines gewünschten Rückfahrwegs aus der verfügbaren Reihe bereit.In accordance with another aspect of the present invention, a method of reversing a trailer with a vehicle provides a step of sensing a hitch angle between a vehicle and the trailer. The method also provides a step of sensing a proximity of an object in a perimeter field. In addition, the method provides a step of generating an available set of trailer return paths based on the proximity of the object and the hitch angle. Further, the method provides a step of entering a desired return path from the available series.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem eine Lenkeingabevorrichtung zum Eingeben eines gewünschten Rückfahrwegs eines Anhängers. Das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem umfasst auch einen ersten Sensor, welcher einen Kupplungswinkel zwischen einem Fahrzeug und dem Anhänger abtastet. Ferner umfasst das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem einen zweiten Sensor, welcher eine Nähe eines Objekts in einem Umkreisfeld von wenigstens einem des Fahrzeugs und des Anhängers abtastet. Eine Steuerung des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems generiert eine verfügbare Reihe von Rückfahrwegen für den Anhänger basierend auf der Nähe des Objekts und dem Kupplungswinkel. Die verfügbare Reihe von Rückfahrwegen umfasst keine Rückfahrwege, welche einen Raum kreuzen, der vom Objekt eingenommen wird, oder welche einen Ausbrechzustand zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger bewirken.In accordance with another aspect of the present invention, a trailer backup assist system includes a steering input device for inputting a desired return travel of a trailer. The trailer backup assist system also includes a first sensor that senses a hitch angle between a vehicle and the trailer. Further, the trailer backup assist system includes a second sensor that senses proximity of an object in a perimeter field of at least one of the vehicle and the trailer. A trailer backup assist system control generates an available set of trail back paths for the trailer based on the proximity of the object and the hitch angle. The available range of return paths does not include return paths that intersect a space occupied by the object or that cause a breakaway condition between the vehicle and the trailer.

Diese und weitere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden von Fachleuten auf dem Gebiet beim Studieren der folgenden Beschreibung, Ansprüche und beigefügten Zeichnungen verstanden und erkannt.These and other aspects, objects and features of the present invention will be understood and appreciated by those skilled in the art upon studying the following specification, claims and appended drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Für die Zeichnungen gilt: For the drawings:

1 ist eine perspektivische Draufsicht eines Fahrzeugs, welches an einem Anhänger mit einer Ausführungsform eines Kupplungswinkelsensors zum Betreiben eines Anhänger-Rückfahrassistenzsystems angebracht ist; 1 Figure 11 is a top perspective view of a vehicle mounted on a trailer with an embodiment of a hitch angle sensor for operating a trailer backup assist system;

2 ist ein Blockschaltbild, welches eine Ausführungsform des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems mit einer Lenkeingabevorrichtung und einer Krümmungssteuerung veranschaulicht; 2 Fig. 10 is a block diagram illustrating an embodiment of the trailer backup assist system including a steering input device and a curvature controller;

3 ist eine schematische Darstellung, welche die Geometrie eines Fahrzeugs und eines Anhängers mit einem überlagerten zweidimensionalen x-y-Koordinatensystem veranschaulicht, das Variablen identifiziert, welche verwendet werden, um eine kinematische Beziehung des Fahrzeugs und des Anhängers für das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem zu bestimmen, gemäß einer Ausführungsform; 3 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating the geometry of a vehicle and trailer with a superimposed xy coordinate two-dimensional system that identifies variables used to determine a kinematic relationship of the vehicle and the trailer for the trailer backup assist system, according to an embodiment ;

4 ist ein schematisches Blockschaltbild, welches Teile einer Krümmungssteuerung gemäß einer weiteren Ausführungsform und andere Komponenten des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems gemäß einer derartigen Ausführungsform veranschaulicht; 4 FIG. 10 is a schematic block diagram illustrating parts of a turn control according to another embodiment and other components of the trailer backup assist system according to such an embodiment; FIG.

5 ist ein schematisches Blockschaltbild der Krümmungssteuerung aus 4, welches die Rückkopplungsarchitektur und den Signalfluss der Krümmungssteuerung gemäß einer derartigen Ausführungsform zeigt; 5 is a schematic block diagram of the curvature control 4 showing the feedback architecture and the signal flow of the curvature controller according to such an embodiment;

6 ist eine schematische Darstellung, welche eine Beziehung zwischen einem Kupplungswinkel und einem Lenkwinkel des Fahrzeugs zeigt, wie sie die Krümmung des Anhängers und einen Ausbrechwinkel betrifft; 6 Fig. 12 is a schematic view showing a relationship between a hitch angle and a steering angle of the vehicle, such as the curvature of the trailer and a breakaway angle;

7 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines drehbaren Knopfs zur Auswahl einer gewünschten Krümmung eines Anhängers und eine entsprechende schematische Darstellung, welche ein Fahrzeug und einen Anhänger mit verschiedenen Anhänger-Krümmungswegen veranschaulicht, die mit gewünschten Krümmungen, die ausgewählt werden können, korrelieren; 7 Figure 11 is a plan view of one embodiment of a rotatable knob for selecting a desired curvature of a trailer and a corresponding schematic illustrating a vehicle and a trailer having various trailer curvature paths that correlate with desired curvatures that can be selected;

8 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs und eines Anhängers, welche einen Objektnäherungssensor zum Abtasten eines Objekts in einem Umkreisfeld aufweisen, gemäß einem Ausführungsbeispiel; 8th FIG. 10 is a schematic illustration of a vehicle and trailer having an object proximity sensor for sensing an object in a perimeter field, according to one embodiment; FIG.

9 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, eines Anhängers und Objekten im Umkreisfeld, welche die verfügbare Reihe von Rückfahrwegen reduzieren, gemäß einer Ausführungsform; 9 FIG. 13 is a schematic illustration of a vehicle, trailer, and objects in the perimeter field that reduce the available number of return routes, according to one embodiment; FIG.

9A ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, eines Anhängers und eines Objekts im Umkreisfeld, welche die verfügbare Reihe von Rückfahrwegen reduzieren, gemäß einer weiteren Ausführungsform; 9A FIG. 12 is a schematic illustration of a vehicle, a trailer, and an object in the perimeter field that reduce the available number of return routes, according to another embodiment; FIG.

9B ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, eines Anhängers und eines Objekts im Umkreisfeld, welche die verfügbare Reihe von Rückfahrwegen reduzieren, gemäß einer weiteren Ausführungsform; und 9B FIG. 12 is a schematic illustration of a vehicle, a trailer, and an object in the perimeter field that reduce the available number of return routes, according to another embodiment; FIG. and

10 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Betreiben eines Anhänger-Rückfahrassistenzsystems mit Objektvermeidung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. 10 FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of operating a trailer backup assist system with object avoidance, according to one embodiment. FIG.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Zum Zwecke der Beschreibung hierin ist zu verstehen, dass das offenbarte Anhänger-Rückfahrassistenzsystem und die damit verbundenen Verfahren verschiedene alternative Ausführungsformen und Ausrichtungen annehmen können, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist. Es ist auch zu verstehen, dass die speziellen Vorrichtungen und Verfahren, welche in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und in der folgenden Beschreibung beschrieben sind, einfach beispielhafte Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte sind, welche in den beigefügten Ansprüchen definiert sind. Obgleich verschiedene Aspekte des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems und der damit verbundenen Verfahren mit Bezug auf eine bestimmte beispielhafte Ausführungsform beschrieben sind, ist die offenbarte Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen begrenzt, und zusätzliche Modifikationen, Anwendungen und Ausführungsformen können implementiert werden, ohne von der offenbarten Erfindung abzuweichen. Folglich sind spezielle Abmessungen und andere physische Eigenschaften, welche die hierin offenbarten Ausführungsformen betreffen, nicht als beschränkend zu betrachten, sofern in den Ansprüchen nicht ausdrücklich anderes angegeben ist.For the purpose of describing herein, it is to be understood that the disclosed trailer backup assist system and associated methods may take various alternative embodiments and orientations unless expressly stated to the contrary. It is also to be understood that the specific devices and methods illustrated in the accompanying drawings and described in the following specification are simply exemplary embodiments of the inventive concepts defined in the appended claims. Although various aspects of the trailer backup assistance system and associated method with respect to a particular For example, the disclosed invention is not limited to such embodiments, and additional modifications, applications, and embodiments may be implemented without departing from the disclosed invention. Consequently, specific dimensions and other physical characteristics relating to the embodiments disclosed herein are not to be considered as limiting, unless expressly stated otherwise in the claims.

Unter Bezugnahme auf 110 bezeichnet das Bezugszeichen 10 im Allgemeinen ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem zum Steuern eines Rückfahrwegs eines Anhängers 12, welcher an einem Fahrzeug 14 angebracht ist, indem einem Fahrer des Fahrzeugs 14 ermöglicht wird, einen gewünschten Rückfahrweg 26 des Anhängers 12 anzugeben. In einer Ausführungsform lenkt das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 das Fahrzeug 14 automatisch, um den Anhänger 12 auf dem gewünschten Rückfahrweg 26 zu führen, wenn ein Fahrer die Fahr- und Bremspedale verwendet, um die Rückwärtsfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu steuern. Um die Position des Anhängers 12 relativ zum Fahrzeug 14 zu überwachen, kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 ein Sensorsystem 16 umfassen, welches einen Kupplungswinkel γ zwischen dem Anhänger 12 und dem Fahrzeug 14 abtastet, das als ein erster Sensor oder ein Kupplungswinkelsensor 44 bezeichnet werden kann. Darüber hinaus kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 einen Objektnäherungssensor 17, welcher als ein zweiter Sensor oder ein Umkreissensor bezeichnet werden kann, zum Abtasten einer Nähe eines Objekts 19 in einem Umkreisfeld 21 des Fahrzeugs und/oder des Anhängers umfassen. Ferner kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 auch eine Lenkeingabevorrichtung 18 für einen Fahrer umfassen, wie beispielsweise eine Modusauswahlvorrichtung 20 oder einen drehbaren Knopf 30, um den gewünschten Rückfahrweg 26 des Anhängers 12 bereitzustellen. Eine Krümmungssteuerung 28 des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 kann basierend auf der Nähe des Objekts 19 und des Kupplungswinkels γ eine verfügbare Reihe 23 von Rückfahrwegen für den Anhänger 12 generieren, welche von einer Mehrzahl möglicher Wege 25 reduziert ist, so dass die Lenkeingabevorrichtung 18 auf die Eingabe eines gewünschten Rückfahrwegs 26 aus der verfügbaren Reihe 23 von Rückfahrwegen beschränkt sein kann. In einer Ausführungsform umfasst die verfügbare Reihe 23 von Rückfahrwegen nicht die Rückfahrwege, welche einen Raum kreuzen, der vom Objekt 19 eingenommen wird. Nach dem Empfangen des gewünschten Rückfahrwegs 26 kann ein Lenkbefehl basierend auf dem abgetasteten Kupplungswinkel γ und einer kinematischen Beziehung zwischen dem Anhänger 12 und dem Fahrzeug 14 generiert werden, um den Anhänger 12 auf dem gewünschten Rückfahrweg 26 zu führen. Es wird erwogen, dass zusätzliche Ausführungsformen des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 auch eine zusätzliche oder alternative Lenkeingabevorrichtung 18 umfassen können, welche beim Rückwärtsfahren von Fahrzeug 14 und Anhänger 12 angetrieben werden kann, um den gewünschten Rückfahrweg des Anhängers 12 anzupassen.With reference to 1 - 10 denotes the reference numeral 10 In general, a trailer backup assist system for controlling a backtrack of a trailer 12 , which is on a vehicle 14 is attached by a driver of the vehicle 14 allows a desired return journey 26 of the trailer 12 specify. In one embodiment, the trailer backup assist system steers 10 the vehicle 14 automatically to the trailer 12 on the desired way back 26 when a driver uses the accelerator and brake pedals to guide the vehicle's reverse vehicle speed 14 to control. To the position of the trailer 12 relative to the vehicle 14 To monitor, the trailer backup assistance system 10 a sensor system 16 comprising a hitch angle γ between the trailer 12 and the vehicle 14 that acts as a first sensor or a hitch angle sensor 44 can be designated. In addition, the trailer backup assistance system 10 an object proximity sensor 17 , which may be referred to as a second sensor or an orbital sensor, for sensing a proximity of an object 19 in a perimeter field 21 of the vehicle and / or the trailer. Further, the trailer backup assist system 10 also a steering input device 18 for a driver, such as a mode selector 20 or a rotatable knob 30 to the desired return journey 26 of the trailer 12 provide. A curvature control 28 of the trailer backup assistance system 10 can be based on the proximity of the object 19 and the hitch angle γ an available row 23 of back roads for the trailer 12 generate which of a number of possible paths 25 is reduced, so the steering input device 18 on the input of a desired return journey 26 from the available series 23 may be limited by return routes. In one embodiment, the available row includes 23 of reversing paths not the return routes crossing a space of the object 19 is taken. After receiving the desired return journey 26 may be a steering command based on the sampled hitch angle γ and a kinematic relationship between the trailer 12 and the vehicle 14 be generated to the trailer 12 on the desired way back 26 respectively. It is contemplated that additional embodiments of the trailer backup assist system 10 also an additional or alternative steering input device 18 may include when reversing vehicle 14 and followers 12 can be driven to the desired return travel of the trailer 12 adapt.

Unter Bezugnahme auf die in 1 gezeigte Ausführungsform ist das Fahrzeug 14 eine Pickup-Truck-Ausführungsform, welche mit einer Ausführungsform des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 zum Steuern des Rückfahrwegs des Anhängers 12 ausgestattet ist, der am Fahrzeug 14 angebracht ist. Insbesondere ist das Fahrzeug 14 schwenkbar an einer Ausführungsform des Anhängers 12 angebracht, welcher einen Kastenrahmen 32 mit einem umschlossenen Ladebereich 34 und einer Zunge 36 aufweist, welche sich in Längsrichtung vom umschlossenen Ladebereich 34 nach vorne erstreckt. Der veranschaulichte Anhänger 12 weist auch einen Anhängerkupplungsverbinder in Form einer Koppleranordnung 38 auf, welche mit einem Fahrzeugkupplungsverbinder in Form einer Kupplungskugel 40 verbunden ist. Die Koppleranordnung 38 rastet auf der Kupplungskugel 40 ein, um eine Schwenkkugelgelenkverbindung 42 bereitzustellen, welche die Artikulation des Kupplungswinkels γ ermöglicht. Es sollte erkannt werden, dass weitere Ausführungsformen des Anhängers 12 mehr als eine Achse umfassen können; verschiedene Formen und Größen aufweisen können, welche für unterschiedliche Lasten und Gegenstände ausgelegt sind, wie beispielsweise Bootsanhänger oder Pritschenanhänger; und alternativ mit dem Fahrzeug 14 gekoppelt sein können, um eine Schwenkverbindung bereitzustellen, wie beispielsweise durch Verbinden mit einem Sattelkupplungsverbinder.Referring to the in 1 The embodiment shown is the vehicle 14 a pickup truck embodiment, which with an embodiment of the trailer backup assistance system 10 to control the return journey of the trailer 12 equipped on the vehicle 14 is appropriate. In particular, the vehicle 14 pivotable on an embodiment of the trailer 12 attached, which is a box frame 32 with an enclosed loading area 34 and a tongue 36 which extends longitudinally from the enclosed loading area 34 extends to the front. The illustrated trailer 12 also has a trailer hitch connector in the form of a coupler arrangement 38 on, which with a vehicle coupling connector in the form of a coupling ball 40 connected is. The coupler arrangement 38 snaps onto the coupling ball 40 one to a pivot ball joint 42 to provide that allows the articulation of the hitch angle γ. It should be recognized that other embodiments of the trailer 12 may comprise more than one axis; various shapes and sizes, which are designed for different loads and objects, such as boat trailers or flatbed trailers; and alternatively with the vehicle 14 may be coupled to provide a pivotal connection, such as by connecting to a fifth wheel connector.

Weiter Bezug nehmend auf 1 umfasst das Sensorsystem 16 in der veranschaulichten Ausführungsform einen sichtbasierten Kupplungswinkelsensor 44 zum Abtasten des Kupplungswinkels γ zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12. Der veranschaulichte Kupplungswinkelsensor 44 verwendet eine Kamera 46 (z. B. Videoabbildungskamera), welche in der Nähe eines oberen Bereichs der Fahrzeugheckklappe 48 an der Rückseite des Fahrzeugs 14 wie gezeigt angeordnet sein kann, so dass die Kamera 46 relativ zur Zunge 36 des Anhängers 12 erhöht sein kann. Die veranschaulichte Kamera 46 weist ein Abbildungsfeld der Ansicht 50 auf, welches angeordnet und ausgerichtet ist, um ein oder mehrere Bilder des Anhängers 12 zu erfassen, einschließlich einer Region mit einer oder mehreren gewünschten Zielplatzierungszonen für wenigstens ein Ziel 52, das gesichert werden soll. Obwohl erwogen wird, dass die Kamera 46 Bilder des Anhängers 12 ohne ein Ziel 52 erfassen kann, um den Kupplungswinkel γ zu bestimmen, umfasst das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 in der veranschaulichten Ausführungsform ein Ziel 52, welches auf dem Anhänger 12 angeordnet ist, um zu ermöglichen, dass das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 Informationen nutzt, die über Bilderfassung und Verarbeitung des Ziels 52 erfasst werden. Beispielsweise kann die veranschaulichte Kamera 46 eine Videoabbildungskamera umfassen, welche wiederholt aufeinanderfolgende Bilder des Anhängers 12 erfasst, die verarbeitet werden können, um das Ziel 52 und seine Anordnung am Anhänger 12 zu identifizieren, um die Bewegung des Ziels 52 und des Anhängers 12 relativ zum Fahrzeug 14 und entsprechenden Kupplungswinkel γ zu bestimmen. Es sollte auch beachtet werden, dass die Kamera 46 eine oder mehrere Videoabbildungskameras umfassen und an anderen Stellen am Fahrzeug 14 angeordnet sein kann, um Bilder des Anhängers 12 und die gewünschte Zielplatzierungszone zu erfassen, beispielsweise an einer Fahrgastkabine 54 des Fahrzeugs 14, um Bilder eines Gooseneck-Anhängers zu erfassen. Ferner ist vorgesehen, dass zusätzliche Ausführungsformen des Kupplungswinkelsensors 44 und des Sensorsystems 16 zum Bereitstellen des Kupplungswinkels γ ein(en) oder eine Kombination von einem Potentiometer, einem magnetbasierten Sensor, einem optischen Sensor, einem Näherungssensor, einem Drehsensor, einem kapazitiven Sensor, einem induktiven Sensor oder einem mechanisch basierten Sensor umfassen können, wie beispielsweise eine mechanische Sensorbaugruppe, welche auf der Schwenkkugelgelenkverbindung 42 montiert ist, ein Gierratensensor am Anhänger 12 und Fahrzeug 14, Energiewandler eines Rückfahrhilfesystems, ein Blind-Spot-System und/oder ein Querverkehrswarnsystem, und anderen denkbaren Sensoren oder Indikatoren des Kupplungswinkels γ, welche ergänzend zum oder anstelle des sichtbasierten Kupplungswinkelsensors 44 verwendet werden.Further referring to 1 includes the sensor system 16 in the illustrated embodiment, a sight-based hitch angle sensor 44 for sensing the hitch angle γ between the vehicle 14 and the trailer 12 , The illustrated hitch angle sensor 44 uses a camera 46 (eg, video imaging camera), which is near an upper portion of the vehicle tailgate 48 at the rear of the vehicle 14 as shown, so that the camera 46 relative to the tongue 36 of the trailer 12 can be increased. The illustrated camera 46 has an image field of view 50 which is arranged and aligned to one or more images of the trailer 12 including a region having one or more desired destination placement zones for at least one destination 52 to be secured. Although it is considered that the camera 46 Pictures of the trailer 12 without a goal 52 to detect the hitch angle γ includes the trailer backup assistance system 10 In the illustrated embodiment, a destination 52 which is on the pendant 12 is arranged to allow the trailer backup assistance system 10 Uses information through image capture and processing of the target 52 be recorded. For example, the illustrated camera 46 a video imaging camera, which repeatedly successive images of the trailer 12 captured, which can be processed to the destination 52 and his arrangement on the trailer 12 to identify the movement of the target 52 and the trailer 12 relative to the vehicle 14 and to determine the corresponding coupling angle γ. It should also be noted that the camera 46 include one or more video imaging cameras and elsewhere on the vehicle 14 can be arranged to pictures of the trailer 12 and to detect the desired destination placement zone, for example at a passenger cabin 54 of the vehicle 14 to capture images of a gooseneck trailer. It is further provided that additional embodiments of the hitch angle sensor 44 and the sensor system 16 for providing the hitch angle γ, or a combination of a potentiometer, a magnet-based sensor, an optical sensor, a proximity sensor, a rotation sensor, a capacitive sensor, an inductive sensor or a mechanically based sensor, such as a mechanical sensor assembly , which on the pivot ball joint 42 is mounted, a yaw rate sensor on the trailer 12 and vehicle 14 , Energy converter of a rear-assist system, a blind spot system and / or a cross-traffic warning system, and other conceivable sensors or indicators of the hitch angle γ, which complement or replace the vision-based hitch angle sensor 44 be used.

Unter Bezugnahme auf die in 2 gezeigte Ausführungsform des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 stellt der Kupplungswinkelsensor 44 den abgetasteten Kupplungswinkel γ dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 bereit. In ähnlicher Weise empfängt die veranschaulichte Ausführungsform des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 Informationen in Bezug auf den Fahrzeugzustand von weiteren Sensoren und Vorrichtungen. Diese Informationen umfassen Positionierungsinformationen von einer Positionierungsvorrichtung 56, welche ein globales Positionierungssystem (GPS) am Fahrzeug 14 oder eine gehandhabte Vorrichtung umfassen kann, um eine Koordinatenposition des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 basierend auf der Position der Positionierungsvorrichtung 56 in Bezug auf den Anhänger 12 und/oder das Fahrzeug 14 und basierend auf dem abgetasteten Kupplungswinkel γ zu bestimmen. Die Positionierungsvorrichtung 56 kann zusätzlich oder alternativ ein Koppelnavigationssystem zur Bestimmung der Koordinatenposition des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 in einem lokalisierten Koordinatensystem umfassen, welches wenigstens auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel und dem Kupplungswinkel γ basiert. Andere Fahrzeuginformationen, welche vom Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 empfangen werden, können eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 von einem Geschwindigkeitssensor 58 und eine Gierrate des Fahrzeugs 14 von einem Giersensor 60 umfassen. Es wird erwogen, dass der Kupplungswinkelsensor 44 und andere Fahrzeugsensoren und Vorrichtungen in weiteren Ausführungsformen Sensorsignale oder andere Informationen bereitstellen können, wie beispielsweise Näherungssensorsignale oder aufeinanderfolgende Bilder des Anhängers 12, welche eine Steuerung des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 mit verschiedenen Routinen verarbeiten kann, um einen Wert oder einen Indikator zu bestimmen, wie beispielsweise einen Kupplungswinkelwert oder einen Bereich von Kupplungswinkeln γ.Referring to the in 2 shown embodiment of the trailer backup assistance system 10 represents the hitch angle sensor 44 the sampled hitch angle γ to the trailer backup assist system 10 ready. Similarly, the illustrated embodiment of the trailer backup assistance system receives 10 Information relating to the vehicle condition of other sensors and devices. This information includes positioning information from a positioning device 56 , which is a Global Positioning System (GPS) on the vehicle 14 or a managed device may include a coordinate position of the vehicle 14 and the trailer 12 based on the position of the positioning device 56 in terms of the trailer 12 and / or the vehicle 14 and based on the sampled hitch angle γ. The positioning device 56 Additionally or alternatively, a dead reckoning system for determining the coordinate position of the vehicle 14 and the trailer 12 in a localized coordinate system based at least on the vehicle speed, the steering angle and the hitch angle γ. Other vehicle information coming from the trailer backup assistance system 10 can receive a speed of the vehicle 14 from a speed sensor 58 and a yaw rate of the vehicle 14 from a yaw sensor 60 include. It is considered that the hitch angle sensor 44 and other vehicle sensors and devices in further embodiments may provide sensor signals or other information, such as proximity sensor signals or sequential images of the trailer 12 including a control of the trailer backup assistance system 10 with various routines to determine a value or indicator, such as a hitch angle value or a range of hitch angles γ.

Die Ausführungsform des in 2 gezeigten Anhänger-Rückfahrassistenzsystems umfasst auch den Objektnäherungssensor 17, welcher die Nähe eines Objekts 19 an die Krümmungssteuerung 28 des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 bereitstellt. Genauer gesagt stellt der Objektnäherungssensor 17 dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 Näherungsinformationen des Objekts 19 bereit, welche Informationen umfassen können, die eine Position des Objekts 19 oder von Objekten relativ zum Fahrzeug und/oder Anhänger schätzen. Der Objektnäherungssensor 17 kann einen einzelnen Sensor, mehrere Sensoren und verschiedene Kombinationen von Sensoren und Sensorsystemen umfassen, um Informationen zu erfassen, zu generieren und auszugeben, welche die Nähe des Objekts 19 charakterisieren, das zum Fahrzeug und/oder Anhänger benachbart ist, wie hierin ausführlicher beschrieben ist. Dementsprechend kann der Objektnäherungssensor 17 Teile des Kupplungswinkelsensors 44, der Positionierungsvorrichtung 56 oder anderer zusätzlicher Sensoren und Vorrichtungen umfassen oder damit integriert sein. Das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 kann die Näherungsinformationen des Objekts 19 oder von Objekten als Eingabe an die Krümmungssteuerung verwenden, um eine Kollision mit dem Objekt 19 oder Objekten zu vermeiden, wie beispielsweise durch Begrenzen der verfügbaren Reihe 23 von Rückfahrwegen, welche von der Lenkeingabevorrichtung wählbar sind, durch Korrigieren eines aktuellen Rückfahrwegs oder anderweitiges Verhindern, dass der Anhänger und das Fahrzeug mit dem Objekt 19 in Kontakt kommen, wie im Folgenden ausführlicher offenbart wird.The embodiment of the in 2 Trailer backup assist system shown also includes the object proximity sensor 17 which is the proximity of an object 19 to the curvature control 28 of the trailer backup assistance system 10 provides. More specifically, the object proximity sensor provides 17 the trailer backup assistance system 10 Approximate information of the object 19 ready, which information can include a position of the object 19 or estimate objects relative to the vehicle and / or trailer. The object proximity sensor 17 may include a single sensor, multiple sensors, and various combinations of sensors and sensor systems to capture, generate, and output information relating to the proximity of the object 19 characterize that is adjacent to the vehicle and / or trailer, as described in more detail herein. Accordingly, the object proximity sensor 17 Parts of the hitch angle sensor 44 , the positioning device 56 or other additional sensors and devices, or integrated with it. The trailer backup assistance system 10 can be the approximate information of the object 19 or use objects as input to the curvature control to collide with the object 19 or avoid objects, such as by limiting the available row 23 of reversing paths that are selectable by the steering input device, by correcting a current reversing path or otherwise preventing the trailer and the vehicle from interfering with the object 19 come in contact, as will be disclosed in more detail below.

Wie ferner in 2 gezeigt, kommuniziert eine Ausführungsform des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 mit einem Servolenkungssystem 62 des Fahrzeugs 14, um gelenkte Räder 64 (1) des Fahrzeugs 14 zum Bewegen des Fahrzeugs 14 in einer solchen Weise zu betreiben, dass der Anhänger 12 in Übereinstimmung mit der gewünschten Krümmung des Anhängers 12 reagiert. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Servolenkungssystem 62 ein System zur elektrischen Servolenkung (Electric Power-Assisted Steering, EPAS), welches einen elektrischen Lenkmotor 66 zum Drehen der gelenkten Räder 64 auf einen Lenkwinkel basierend auf einem Lenkbefehl umfasst, wobei der Lenkwinkel von einem Lenkwinkelsensor 67 des Servolenkungssystem 62 abgetastet wird. Der Lenkbefehl kann vom Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 für eine autonome Lenkung während eines Rückfahrmanövers bereitgestellt werden und kann alternativ manuell über eine Drehposition (z. B. Lenkradwinkel) eines Lenkrads 68 (1) bereitgestellt werden. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Lenkrad 68 des Fahrzeugs 14 jedoch mechanisch mit den gelenkten Rädern 64 des Fahrzeugs 14 gekoppelt, so dass sich das Lenkrad 68 gemeinsam mit den gelenkten Rädern 64 bewegt, wodurch ein manueller Eingriff mit dem Lenkrad 68 während einer autonomem Lenkung verhindert wird. Genauer gesagt wird ein Drehmomentsensor 70 am Servolenkungssystem 62 bereitgestellt, welcher ein Drehmoment auf dem Lenkrad 68 abtastet, das nicht von der autonomen Steuerung des Lenkrads 68 erwartet wird und somit indikativ für einen manuellen Eingriff ist, wobei das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 den Fahrer warnen kann, den manuellen Eingriff mit dem Lenkrad 68 und/oder die autonome Lenkung zu beenden.As further in 2 1, an embodiment of the trailer backup assistance system communicates 10 with a power steering system 62 of the vehicle 14 to steered wheels 64 ( 1 ) of the vehicle 14 to move the vehicle 14 to operate in such a way that the trailer 12 in Match with the desired curvature of the trailer 12 responding. In the illustrated embodiment, the power steering system is 62 an Electric Power-Assisted Steering (EPAS) system that uses an electric steering motor 66 for turning the steered wheels 64 on a steering angle based on a steering command, wherein the steering angle of a steering angle sensor 67 of the power steering system 62 is scanned. The steering command may be from the trailer backup assistance system 10 may be provided for autonomous steering during a reverse maneuver, and may alternatively be manual over a rotational position (eg, steering wheel angle) of a steering wheel 68 ( 1 ) to be provided. In the illustrated embodiment, the steering wheel is 68 of the vehicle 14 but mechanically with the steered wheels 64 of the vehicle 14 coupled so that the steering wheel 68 together with the steered wheels 64 moves, creating a manual intervention with the steering wheel 68 is prevented during autonomous steering. More specifically, a torque sensor 70 on the power steering system 62 provided, which torque on the steering wheel 68 that does not depend on the autonomous control of the steering wheel 68 is expected and thus indicative of a manual intervention, wherein the trailer backup assistance system 10 The driver can warn the manual intervention with the steering wheel 68 and / or to end the autonomous steering.

Unter erneuter Bezugnahme auf die in 2 veranschaulichte Ausführungsform stellt das Servolenkungssystem 62 die Krümmungssteuerung 28 des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 mit Informationen in Bezug auf eine Drehposition der gelenkten Räder 64 des Fahrzeugs 14, einschließlich eines Lenkwinkels, bereit. Die Krümmungssteuerung 28 in der veranschaulichten Ausführungsform verarbeitet den aktuellen Lenkwinkel zusätzlich zu anderen Zuständen des Fahrzeugs 14 und Anhängers 12, um den Anhänger 12 entlang des gewünschten Rückfahrwegs 26 und/oder der gewünschten Krümmung zu führen. Es ist denkbar, dass das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 in weiteren Ausführungsformen eine integrierte Komponente des Servolenkungssystems 62 sein kann. Beispielsweise kann das Servolenkungssystem 62 einen Anhänger-Rückfahrassistenzalgorithmus zum Generieren von Fahrzeuglenkinformationen und Befehlen als Funktion von allen oder einem Teil der Informationen umfassen, welche von der Lenkeingabevorrichtung 18, dem Kupplungswinkelsensor 44, dem Servolenkungssystem 62, einem Bremssteuerungssystem 72, einem Antriebsstrangsteuerungssystem 74 und anderen Fahrzeugsensoren und Vorrichtungen empfangen werden.Referring again to the in 2 illustrated embodiment provides the power steering system 62 the curvature control 28 of the trailer backup assistance system 10 with information relating to a rotational position of the steered wheels 64 of the vehicle 14 , including a steering angle, ready. The curvature control 28 in the illustrated embodiment processes the current steering angle in addition to other states of the vehicle 14 and trailer 12 to the trailer 12 along the desired return route 26 and / or to guide the desired curvature. It is conceivable that the trailer backup assistance system 10 in other embodiments, an integrated component of the power steering system 62 can be. For example, the power steering system 62 include a trailer backup assist algorithm for generating vehicle steering information and commands as a function of all or part of the information provided by the steering input device 18 , the hitch angle sensor 44 , the power steering system 62 a brake control system 72 , a powertrain control system 74 and other vehicle sensors and devices.

Wie auch in 2 veranschaulicht, kann das Bremssteuerungssystem 72 auch mit der Krümmungssteuerung 28 kommunizieren, um dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 Bremsinformationen, wie beispielsweise Radgeschwindigkeit, bereitzustellen und um Bremsbefehle von der Krümmungssteuerung 28 zu empfangen. Beispielsweise können Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen von einzelnen Radgeschwindigkeiten bestimmt werden, wie vom Bremssteuerungssystem 72 überwacht. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann auch von dem Antriebsstrangsteuerungssystem 74, dem Geschwindigkeitssensor 58 und der Positionierungsvorrichtung 56, neben anderen denkbaren Mitteln, bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen können einzelne Radgeschwindigkeiten auch verwendet werden, um eine Fahrzeuggierrate zu bestimmen, welche dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 alternativ oder zusätzlich zum Giersensor 60 zur Verwendung bei der Bestimmung der Fahrzeuglenkbefehle bereitgestellt werden kann. In bestimmten Ausführungsformen kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 Fahrzeugbremsinformationen an das Bremssteuerungssystem 72 bereitstellen, um zu ermöglichen, dass das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 das Bremsen des Fahrzeugs 14 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 12 steuert. Beispielsweise kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 in einigen Ausführungsformen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 während des Rückwärtsfahrens des Anhängers 12 regeln, wodurch das Potenzial für inakzeptable Anhänger-Rückfahrzustände reduziert werden kann. Beispiele für inakzeptable Anhänger-Rückfahrzustände umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Übergeschwindigkeitszustand des Fahrzeugs 14, eine hohe Kupplungswinkelrate, dynamische Instabilität des Anhängerwinkels, einen berechneten theoretischen Ausbrechzustand des Anhängers (definiert durch einen maximalen Fahrzeuglenkwinkel, Deichsellänge, Radstand des Zugfahrzeugs und eine effektive Anhängerlänge) oder Ausbrechbegrenzung mit physischem Kontakt (definiert durch eine Winkelverlagerungsgrenze relativ zum Fahrzeug 14 und Anhänger 12) und dergleichen. Es wird hierin offenbart, dass das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 ein Warnsignal ausgeben kann, welches einer Benachrichtung über einen tatsächlichen, bevorstehenden und/oder erwarteten inakzeptablen Anhänger-Rückfahrzustand entspricht.As well as in 2 illustrates, the brake control system 72 also with the curvature control 28 communicate to the trailer backup assistance system 10 Provide braking information, such as wheel speed, and braking commands from the curvature control 28 to recieve. For example, vehicle speed information may be determined from individual wheel speeds, such as the brake control system 72 supervised. The vehicle speed may also be from the powertrain control system 74 , the speed sensor 58 and the positioning device 56 , among other conceivable means. In some embodiments, individual wheel speeds may also be used to determine a vehicle yaw rate associated with the trailer backup assist system 10 alternatively or in addition to the yaw sensor 60 can be provided for use in determining vehicle steering commands. In certain embodiments, the trailer backup assist system may 10 Vehicle brake information to the brake control system 72 to enable the trailer backup assist system 10 the braking of the vehicle 14 while reversing the trailer 12 controls. For example, the trailer backup assist system 10 in some embodiments, the speed of the vehicle 14 while reversing the trailer 12 which reduces the potential for unacceptable trailer reversing conditions. Examples of unacceptable trailer backup states include, but are not limited to, an overspeed condition of the vehicle 14 , a high hitch angle rate, trailer angle dynamic instability, a trailer calculated theoretical breakaway condition (defined by a maximum vehicle steering angle, drawbar length, towing vehicle wheelbase and effective trailer length) or physical contact breakout limit (defined by an angular displacement limit relative to the vehicle 14 and followers 12 ) and the same. It is disclosed herein that the trailer backup assist system 10 may issue a warning signal corresponding to notification of an actual, upcoming and / or expected unacceptable trailer backup condition.

Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 2 kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 in der veranschaulichten Ausführungsform mit einer oder mehreren Vorrichtungen kommunizieren, einschließlich eines Fahrzeugwarnsystems 76, welche Fahrzeugbremslichter 78 und Fahrzeugwarnblinklichter zur Bereitstellung einer visuellen Warnung und eine Fahrzeughupe 79 und/oder Lautsprecher 81 zur Bereitstellung einer hörbaren Warnung umfassen können. Darüber hinaus kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Machine Interface, HMI) 80 für das Fahrzeug 14 kommunizieren, einschließlich einer Fahrzeuganzeige 82, wie beispielsweise eine am Center-Stack montierte Navigations-/Unterhaltungsanzeige (1). Ferner kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 über drahtlose Kommunikation mit einer weiteren Ausführungsform der HMI 80 kommunizieren, wie beispielsweise mit einer oder mehreren handgehaltenen oder tragbaren Vorrichtungen, einschließlich eines oder mehreren Smartphones. Die tragbare Vorrichtung kann auch die Anzeige 82 zum Anzeigen eines oder mehrerer Bilder und anderer Informationen für einen Benutzer umfassen. Beispielsweise kann die tragbare Vorrichtung ein oder mehrere Bilder des Anhängers 12 und die Zielposition innerhalb einer gewünschten Zielplatzierungszone auf der Anzeige anzeigen. Darüber hinaus kann die tragbare Vorrichtung Feedbackinformationen über die Fahrzeugzielverbindung, einschließlich visueller und hörbarer Warnungen, bereitstellen.With continued reference to 2 Can the trailer backup assistance system 10 communicate with one or more devices, including a vehicle warning system, in the illustrated embodiment 76 which vehicle brake lights 78 and vehicle warning lights for providing a visual warning and a vehicle horn 79 and / or speakers 81 to provide an audible warning. In addition, the trailer backup assistance system 10 with a human-machine interface (HMI) 80 for the vehicle 14 communicate, including a vehicle display 82 such as a navigation stack mounted on the center stack. Entertainment display ( 1 ). Further, the trailer backup assist system 10 via wireless communication with another embodiment of the HMI 80 communicate, such as with one or more handheld or portable devices, including one or more smartphones. The portable device can also display 82 to display one or more images and other information for a user. For example, the portable device may include one or more images of the trailer 12 and indicate the destination location within a desired destination placement zone on the display. In addition, the portable device may provide feedback information about the vehicle target connection, including visual and audible warnings.

Wie ferner in 2 veranschaulicht, umfasst das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 eine Lenkeingabevorrichtung 18, welche mit der Krümmungssteuerung 28 verbunden ist, um die Kommunikation von Informationen dazwischen zu ermöglichen. Es wird hierin offenbart, dass die Lenkeingabevorrichtung 18 in einer drahtgebundenen oder drahtlosen Weise mit der Krümmungssteuerung 28 gekoppelt sein kann. Die Lenkeingabevorrichtung 18 stellt dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 Informationen bereit, welche den gewünschten Rückfahrweg 26 des Anhängers 12 definieren, damit die Krümmungssteuerung 28 Lenkbefehle verarbeitet und generiert. Die Lenkbefehle des Anhängers können Informationen umfassen, welche sich auf eine befohlene Änderung des Fahrwegs beziehen, wie beispielsweise eine Änderung im Radius des Rückfahrwegs 26 (z. B. Krümmung), und Informationen, welche sich auf eine Anzeige beziehen, dass der Anhänger 12 entlang eines Wegs fahren soll, der durch eine Längsmittellinienachse des Anhängers 12 definiert ist (d. h. entlang eines im Wesentlichen geraden Fahrwegs). Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, kann die Lenkeingabevorrichtung 18 gemäß der veranschaulichten Ausführungsform die Modusauswahlvorrichtung 20 zur Auswahl der Längsrichtung 22 des Anhängers 12, der Längsrichtung 24 des Fahrzeugs 14 oder der Krümmung basierend auf dem vorliegenden Kupplungswinkel γ oder Eingriff von einer anderen Lenkeingabevorrichtung 18, wie beispielsweise dem drehbaren Knopf 30, umfassen. Dementsprechend kann die Lenkeingabevorrichtung 18 in der veranschaulichten Ausführungsform auch eine Drehsteuerungseingabevorrichtung umfassen, um einem Fahrer des Fahrzeugs 14 zu ermöglichen, gewünschte Lenkaktionen des Anhängers zu befehlen oder anderweitig den gewünschten Rückfahrweg 26 auszuwählen. Beispielsweise kann die Drehsteuerungseingabevorrichtung ein drehbarer Knopf 30 sein, welcher um eine Drehachse drehbar ist, die sich durch eine obere Oberfläche oder Fläche des Knopfs erstreckt. In anderen Ausführungsformen kann der drehbare Knopf 30 um eine Drehachse drehbar sein, welche sich zu einer oberen Oberfläche oder Fläche des drehbaren Knopfs 30 im Wesentlichen parallel erstreckt. Ferner kann die Lenkeingabevorrichtung 18 gemäß weiteren Ausführungsformen alternative Vorrichtungen zum Bereitstellen eines gewünschten Rückfahrwegs 26 umfassen, wie beispielsweise einen Joystick, druckbare Tasten, Schiebeeingabegeräte, verschiedene Bedienelemente auf einer tragbaren Vorrichtung, verschiedene Benutzerschnittstellen auf einer Berührungsbildschirmanzeige, sichtbasierte Systeme zum Empfangen von Gesten, einen Bahnplaner oder ein anderes programmierbares Routensystem und andere denkbare Eingabevorrichtungen, wie sie im Allgemeinen von Durchschnittsfachleuten verstanden werden.As further in 2 includes the trailer backup assist system 10 a steering input device 18 which with the curvature control 28 is connected to allow the communication of information in between. It is disclosed herein that the steering input device 18 in a wired or wireless manner with the curvature control 28 can be coupled. The steering input device 18 provides the trailer backup assistance system 10 Information ready, what the desired return path 26 of the trailer 12 define, thus the curvature control 28 Steering commands processed and generated. The trailer steering commands may include information related to a commanded driveline change, such as a change in the return travel radius 26 (eg curvature), and information that relates to an advertisement that the trailer 12 along a path that passes through a longitudinal centerline axis of the trailer 12 is defined (ie along a substantially straight track). As will be explained in more detail below, the steering input device 18 According to the illustrated embodiment, the mode selector 20 for selecting the longitudinal direction 22 of the trailer 12 , the longitudinal direction 24 of the vehicle 14 or the curvature based on the present hitch angle γ or engagement from another steering input device 18 such as the rotatable knob 30 , include. Accordingly, the steering input device 18 in the illustrated embodiment, also include a rotation control input device to a driver of the vehicle 14 to command desired steering actions of the trailer or otherwise the desired return path 26 select. For example, the rotation control input device may be a rotatable knob 30 which is rotatable about an axis of rotation extending through an upper surface or surface of the knob. In other embodiments, the rotatable knob 30 be rotatable about an axis of rotation which extends to an upper surface or surface of the rotatable knob 30 extends substantially parallel. Furthermore, the steering input device 18 According to further embodiments alternative devices for providing a desired return path 26 include, such as a joystick, printable buttons, slide entry devices, various controls on a portable device, various user interfaces on a touch screen display, vision-based gesture receiving systems, a path planner or other programmable route system, and other conceivable input devices, as commonly understood by one of ordinary skill in the art be understood.

Weiter Bezug nehmend auf die in 2 gezeigte Ausführungsform ist die Krümmungssteuerung 28 mit einem Mikroprozessor 84 ausgelegt, um im Speicher 86 gespeicherte Logik und Routinen zu verarbeiten, welche Informationen von der Lenkeingabevorrichtung 18, dem Kupplungswinkelsensor 44, dem Servolenkungssystem 62, dem Bremssteuerungssystem 72, dem Antriebsstrangsteuerungssystem 74 und anderen Fahrzeugsensoren und Vorrichtungen empfangen. Die Krümmungssteuerung 28 kann Fahrzeuglenkinformationen und Befehle als Funktion von allen oder einem Teil der Informationen generieren, welche von der Lenkeingabevorrichtung 18, dem Kupplungswinkelsensor 44, dem Servolenkungssystem 62, dem Bremssteuerungssystem 72, dem Antriebsstrangsteuerungssystem 74 und anderen Fahrzeugsensoren und Vorrichtungen empfangen werden. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und Befehle dem Servolenkungssystem 62 bereitgestellt werden, um das Lenken des Fahrzeugs 14 zu beeinflussen, um einen befohlenen Fahrweg für den Anhänger 12 zu erreichen. Die Krümmungssteuerung 28 kann den Mikroprozessor 84 und/oder andere analoge und/oder digitale Schaltungen zur Verarbeitung einer oder mehrerer Routinen umfassen. Auch kann die Krümmungssteuerung 28 den Speicher 86 zum Speichern einer oder mehrerer Routinen umfassen, einschließlich einer Routine für den Anhänger geradeaus, einer Routine für das Fahrzeug geradeaus und einer Routine für eine gesperrte Krümmung. Es sollte erkannt werden, dass die Krümmungssteuerung 28 eine eigenständige dedizierte Steuerung oder eine gemeinsam genutzte Steuerung sein kann, welche mit anderen Steuerungsfunktionen integriert ist, wie beispielsweise mit dem Sensorsystem 16, dem Servolenkungssystem 62 und anderen denkbaren Onboard- oder Offboard-Fahrzeugsteuersystemen.Further referring to the in 2 The embodiment shown is the curvature control 28 with a microprocessor 84 designed to work in memory 86 stored logic and routines to process which information from the steering input device 18 , the hitch angle sensor 44 , the power steering system 62 , the brake control system 72 , the powertrain control system 74 and other vehicle sensors and devices. The curvature control 28 may generate vehicle steering information and commands as a function of all or part of the information provided by the steering input device 18 , the hitch angle sensor 44 , the power steering system 62 , the brake control system 72 , the powertrain control system 74 and other vehicle sensors and devices. Thereafter, the vehicle steering information and commands may be provided to the power steering system 62 be provided to the steering of the vehicle 14 to influence a commanded driveway for the trailer 12 to reach. The curvature control 28 can the microprocessor 84 and / or other analog and / or digital circuits for processing one or more routines. Also, the curvature control 28 the memory 86 for storing one or more routines, including a straightforward trailer routine, a straightforward vehicle routine, and a locked-curvature routine. It should be recognized that the curvature control 28 may be a stand-alone dedicated controller or a shared controller integrated with other control functions, such as the sensor system 16 , the power steering system 62 and other conceivable on-board or off-board vehicle control systems.

Unter Bezugnahme auf 3 wenden wir uns nun einer Erörterung über Fahrzeug- und Anhängerinformationen und Parameter zu, welche verwendet werden, um eine kinematische Beziehung zwischen einer Krümmung eines Fahrwegs des Anhängers 12 und dem Lenkwinkel des Fahrzeugs, das den Anhänger 12 zieht, zu berechnen, wobei ein kinematisches Modell niedriger Ordnung für ein Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10, welches gemäß einigen Ausführungsformen ausgelegt ist, erwünscht sein kann. Um ein solches kinematisches Modell niedriger Ordnung zu erreichen, werden bestimmte Annahmen im Hinblick auf Parameter gemacht, die dem Fahrzeug/Anhänger-System zugeordnet sind. Beispiele solcher Annahmen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, dass der Anhänger 12 durch das Fahrzeug 14 mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit rückwärts gefahren wird, dass die Räder des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 einen vernachlässigbaren (z. B. keinen) Schlupf aufweisen, dass die Reifen des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 eine vernachlässigbare (z. B. keine) Verformung aufweisen, dass die Aktuatordynamik des Fahrzeugs 14 vernachlässigbar ist, dass das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 vernachlässigbare (z. B. keine) Roll- oder Nickbewegungen aufweisen, neben anderen denkbaren Faktoren mit dem Potenzial, dass sie einen Einfluss auf die Steuerung des Anhängers 12 mit dem Fahrzeug 14 aufweisen.With reference to 3 Turning now to a discussion of vehicle and trailer information and parameters used to establish a kinematic relationship between a curve of a trailer driveway 12 and the steering angle of the vehicle holding the trailer 12 prefers to calculate using a low-order kinematic model for a trailer backup assist system 10 which is designed according to some embodiments may be desired. In order to achieve such a low-order kinematic model, certain assumptions are made with regard to parameters associated with the vehicle / trailer system. Examples of such assumptions include, but are not limited to, the follower 12 through the vehicle 14 is driven backwards at a relatively low speed that the wheels of the vehicle 14 and the trailer 12 have a negligible (eg, no) slip that the tires of the vehicle 14 and the trailer 12 have a negligible (eg no) deformation that the actuator dynamics of the vehicle 14 negligible is that the vehicle 14 and the trailer 12 negligible (eg, no) rolling or pitching, among other conceivable factors with the potential to have an impact on the control of the trailer 12 with the vehicle 14 exhibit.

Wie in 3 gezeigt, basiert die kinematische Beziehung für ein durch ein Fahrzeug 14 und einen Anhänger 12 definiertes System auf verschiedenen Parametern, die dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 zugeordnet sind. Diese Parameter umfassen:

δ:
Lenkwinkel an den gelenkten Vorderrädern des Fahrzeugs 14;
α:
Gierwinkel des Fahrzeugs 14;
β:
Gierwinkel des Anhängers 12;
γ:
Kupplungswinkel (γ = β – α);
W:
Radstand des Fahrzeugs 14;
L:
Länge zwischen dem Kupplungspunkt und der Hinterachse des Fahrzeugs 14;
D:
Abstand zwischen dem Kupplungspunkt und der Achse des Anhängers 12 oder effektiven Achse für einen mehrachsigen Anhänger 12 (Achsenlänge kann ein Äquivalent sein); und
r2:
Krümmungsradius für den Anhänger 12.
As in 3 As shown, the kinematic relationship for a vehicle is based 14 and a trailer 12 defined system on different parameters that the vehicle 14 and the trailer 12 assigned. These parameters include:
δ:
Steering angle on the steered front wheels of the vehicle 14 ;
α:
Yaw angle of the vehicle 14 ;
β:
Yaw angle of the trailer 12 ;
γ:
Coupling angle (γ = β - α);
W:
Wheelbase of the vehicle 14 ;
L:
Length between the coupling point and the rear axle of the vehicle 14 ;
D:
Distance between the coupling point and the axle of the trailer 12 or effective axle for a multi-axle trailer 12 (Axis length may be equivalent); and
r 2 :
Radius of curvature for the trailer 12 ,

Eine Ausführungsform einer kinematischen Beziehung zwischen dem Anhängerwegkrümmungsradius r2 am Mittelpunkt einer Achse des Anhängers 12, dem Lenkwinkel δ der gelenkten Räder 64 des Fahrzeugs 14 und dem Kupplungswinkel γ kann mittels der unten bereitgestellten Gleichung ausgedrückt werden. Als solche kann die Anhängerwegkrümmung κ2, falls der Kupplungswinkel γ bereitgestellt wird, basierend auf der Regelung des Lenkwinkels δ gesteuert werden (wobei β . die Anhängergierrate ist und η . die Anhängergeschwindigkeit ist).

Figure DE102015109537A1_0002
An embodiment of a kinematic relationship between the trailer radius of curvature r 2 at the midpoint of an axle of the trailer 12 , the steering angle δ of the steered wheels 64 of the vehicle 14 and the hitch angle γ can be expressed by the equation provided below. As such, the trailer curvature κ 2 , if the hitch angle γ is provided, may be controlled based on the control of the steering angle δ (where β is the trailer yaw rate and η is the trailer speed).
Figure DE102015109537A1_0002

Diese Beziehung kann ausgedrückt werden, um den Lenkwinkel δ als Funktion der Anhängerwegkrümmung κ2 und des Kupplungswinkels γ bereitzustellen.

Figure DE102015109537A1_0003
This relationship can be expressed to provide the steering angle δ as a function of the trailer path curvature κ 2 and the hitch angle γ.
Figure DE102015109537A1_0003

Dementsprechend sind bestimmte Parameter der kinematischen Beziehung (z. B. D, W und L) für eine bestimmte Fahrzeug- und Anhängerkombination konstant und als bekannt angenommen V ist die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und g ist die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft. K ist ein von der Geschwindigkeit abhängiger Parameter, welcher, wenn er auf Null gesetzt wird, die Berechnung des Lenkwinkels von der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig macht. Beispielsweise können für das Fahrzeug spezifische Parameter der kinematischen Beziehung in einem elektronischen Steuersystem des Fahrzeugs 14 vordefiniert werden und für den Anhänger spezifische Parameter der kinematischen Beziehung können durch einen Fahrer des Fahrzeugs 14 eingegeben werden, vom abgetasteten Anhängerverhalten in Reaktion auf Fahrzeuglenkbefehle bestimmt oder anderweitig von Signalen bestimmt, welche vom Anhänger 12 bereitgestellt werden. Die Anhängerwegkrümmung κ2 wird aus der Fahrereingabe über die Lenkeingabevorrichtung bestimmt. Durch die Verwendung der Gleichung zum Bereitstellen des Lenkwinkels kann ein entsprechender Lenkbefehl zum Steuern des Servolenkungssystems 62 des Fahrzeugs 14 generiert werden.Accordingly, certain parameters of the kinematic relationship (eg, D, W, and L) are constant for a particular vehicle and trailer combination and are assumed to be known V is the vehicle longitudinal speed and g is the acceleration due to gravity. K is a speed dependent parameter which, when set to zero, makes the calculation of the steering angle independent of the vehicle speed. For example, vehicle-specific parameters of the kinematic relationship in an electronic control system of the vehicle 14 can be predefined and for the trailer specific parameters of the kinematic relationship by a driver of the vehicle 14 determined by the sensed trailer behavior in response to vehicle steering commands or otherwise determined by signals from the trailer 12 to be provided. The trailer curvature κ 2 is determined from the driver input via the steering input device. By using the equation for providing the steering angle, a corresponding steering command for controlling the power steering system 62 of the vehicle 14 to be generated.

Eine noch weitere Ausführungsform der Krümmungssteuerung 28 des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 ist in 4 veranschaulicht, welche das allgemeine Architekturlayout zeigt, wobei ein Messmodul 88, ein Kupplungswinkelregler 90 und ein Krümmungsregler 92 Routinen sind, die im Speicher 86 der Krümmungssteuerung 28 gespeichert sind. Im veranschaulichten Layout stellt die Lenkeingabevorrichtung 18 dem Krümmungsregler 92 der Krümmungssteuerung 28 einen gewünschten Wert für die Krümmung κ2 bereit, welcher vom gewünschten Rückfahrweg 26 bestimmt werden kann, der in der Lenkeingabevorrichtung 18 eingegeben wird. Der Krümmungsregler 92 berechnet einen gewünschten Kupplungswinkel γ(d) basierend auf der aktuell gewünschten Krümmung κ2 zusammen mit dem Lenkwinkel δ, welcher von einem Messmodul 88 in dieser Ausführungsform der Krümmungssteuerung 28 bereitgestellt wird. Das Messmodul 88 kann eine Speichervorrichtung sein, welche getrennt von oder mit der Krümmungssteuerung 28 integriert ist, die Daten von Sensoren des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 speichert, wie beispielsweise dem Kupplungswinkelsensor 44, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58, dem Lenkwinkelsensor, oder alternativ kann das Messmodul 88 anderweitig Daten direkt von den Sensoren übertragen, ohne als Speichervorrichtung zu fungieren. Sobald der gewünschte Kupplungswinkel γ(d) vom Krümmungsregler 92 berechnet ist, generiert der Kupplungswinkelregler 90 einen Lenkwinkelbefehl basierend auf dem berechneten gewünschten Kupplungswinkel γ(d) sowie einen gemessenen Kupplungswinkel γ(m) und eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14. Der Lenkwinkelbefehl wird dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 62 des Fahrzeugs 14 bereitgestellt, welcher dann zurück zum Messmodul 88 eingespeist wird, um die Auswirkungen anderer Fahrzeugeigenschaften, die von der Implementierung des Lenkwinkelbefehls oder anderer Änderungen am System beeinflusst werden, neu zu bewerten. Dementsprechend verarbeiten der Krümmungsregler 92 und der Kupplungswinkelregler 90 laufend Informationen vom Messmodul 88, um genaue Lenkwinkelbefehle bereitzustellen, die den Anhänger 12 auf der gewünschten Krümmung κ2 und dem gewünschten Rückfahrweg 26 ohne wesentliche Überschwingung oder kontinuierliche Oszillation des Fahrwegs um die gewünschte Krümmung κ2 positionieren. Yet another embodiment of the curvature control 28 of the trailer backup assistance system 10 is in 4 illustrating the general architectural layout showing a measurement module 88 , a hitch angle regulator 90 and a curvature regulator 92 Routines are in memory 86 the curvature control 28 are stored. In the illustrated layout, the steering input device provides 18 the curvature regulator 92 the curvature control 28 a desired value for the curvature κ 2 ready, which of the desired return path 26 can be determined in the steering input device 18 is entered. The curvature regulator 92 calculates a desired hitch angle γ (d) based on the currently desired curvature κ 2 together with the steering angle δ, which of a measuring module 88 in this embodiment, the curvature control 28 provided. The measuring module 88 may be a memory device which is separate from or with the curvature control 28 integrated, the data from sensors of the trailer backup assistance system 10 stores, such as the hitch angle sensor 44 , the vehicle speed sensor 58 , the steering angle sensor, or alternatively, the measuring module 88 otherwise transfer data directly from the sensors without acting as a storage device. Once the desired hitch angle γ (d) from the bend regulator 92 calculated, the hitch angle controller generates 90 a steering angle command based on the calculated desired hitch angle γ (d) and a measured hitch angle γ (m) and a current speed of the vehicle 14 , The steering angle command becomes the trailer backup assist system 62 of the vehicle 14 provided, which then back to the measuring module 88 is used to re-evaluate the effects of other vehicle characteristics that are affected by the implementation of the steering angle command or other changes to the system. Accordingly, the curvature controller process 92 and the hitch angle controller 90 ongoing information from the measuring module 88 to provide accurate steering angle commands to the trailer 12 on the desired curvature κ 2 and the desired return path 26 position without significant overshoot or continuous oscillation of the driveway around the desired curvature κ 2 .

Wie auch in 5 gezeigt, ist die in 4 gezeigte Ausführungsform der Krümmungssteuerung 28 in einem Steuersystem-Blockschaltbild veranschaulicht. Insbesondere ist das Eintreten in das Steuersystem eine Eingabe κ2, welche die gewünschte Krümmung des gewünschten Rückfahrwegs 26 des Anhängers 12 repräsentiert, die dem Krümmungsregler 92 bereitgestellt wird. Der Krümmungsregler 92 kann als statische Zuordnung p(κ2, δ), welche in einer Ausführungsform die folgende Gleichung ist, ausgedrückt werden:

Figure DE102015109537A1_0004
wobei:

κ2
repräsentiert die gewünschte Krümmung des Anhängers 12 oder 1/r2, wie in 3 gezeigt;
δ
repräsentiert den Lenkwinkel;
L
repräsentiert den Abstand von der Hinterachse des Fahrzeugs 14 zum Kupplungsschwenkpunkt;
D
repräsentiert den Abstand vom Kupplungsschwenkpunkt zur Achse des Anhängers 12; und
W
repräsentiert den Abstand von der Hinterachse zur Vorderachse des Fahrzeugs 14.
As well as in 5 shown is the in 4 shown embodiment of the curvature control 28 in a control system block diagram. In particular, entering the control system is an input κ 2 which represents the desired curvature of the desired return path 26 of the trailer 12 represents the curvature regulator 92 provided. The curvature regulator 92 can be expressed as a static allocation p (κ 2 , δ), which in one embodiment is the following equation:
Figure DE102015109537A1_0004
in which:
κ 2
represents the desired curvature of the trailer 12 or 1 / r 2 , as in 3 shown;
δ
represents the steering angle;
L
represents the distance from the rear axle of the vehicle 14 to the coupling pivot point;
D
represents the distance from the coupling pivot point to the axle of the trailer 12 ; and
W
represents the distance from the rear axle to the front axle of the vehicle 14 ,

Unter weiterer Bezugnahme auf 5 wird der ausgegebene Kupplungswinkel p(κ2, δ) als Referenzsignal γref für den Rest des Steuersystems bereitgestellt, obwohl der Wert des Lenkwinkels δ, welcher vom Krümmungsregler 92 verwendet wird, Feedback von der nicht-linearen Funktion des Kupplungswinkelreglers 90 ist. Es wird gezeigt, dass der Kupplungswinkelregler 90 Feedbacklinearisierung wie folgt für die Definition eines Feedbackregelgesetzes verwendet:

Figure DE102015109537A1_0005
With further reference to 5 the output coupling angle p (κ 2 , δ) is provided as the reference signal γ ref for the remainder of the control system, although the value of the steering angle δ, that of the curvature controller 92 is used, feedback from the non-linear function of the hitch angle controller 90 is. It is shown that the hitch angle controller 90 Feedback linearization used for the definition of a feedback control law as follows:
Figure DE102015109537A1_0005

Wie auch in 5 gezeigt, ist das Feedbackregelgesetz g(u, γ, v) mit einer Proportional-Integral(PI)-Steuerung implementiert, wobei der Integralanteil stationäre Verfolgungsfehler im Wesentlichen beseitigt. Genauer gesagt kann das in 5 veranschaulichte Steuersystem als die folgenden differential-algebraischen Gleichungen ausgedrückt werden:

Figure DE102015109537A1_0006
As well as in 5 4, the feedback control law g (u, γ, v) is implemented with proportional-integral (PI) control, where the integral component substantially eliminates steady-state tracking errors. More precisely, that can be done in 5 illustrated control system can be expressed as the following differential-algebraic equations:
Figure DE102015109537A1_0006

Es wird erwogen, dass die PI-Steuerung Verstärkungsterme basierend auf der Anhängerlänge D aufweisen kann, da kürzere Anhänger in der Regel eine schnellere Dynamik aufweisen. Darüber hinaus kann der Kupplungswinkelregler 90 ausgelegt sein, um zu verhindern, dass der gewünschte Kupplungswinkel γ(d) einen Ausbrechwinkel γ(j) erreicht oder überschreitet, wie von der Steuerung berechnet oder anderweitig vom Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 bestimmt, wie hierin ausführlicher beschrieben.It is contemplated that PI control may have gain terms based on trailer length D since shorter trailers typically have faster dynamics. In addition, the hitch angle controller can 90 be designed to prevent the desired hitch angle γ (d) from reaching or exceeding a breaking angle γ (j) as calculated by the controller or otherwise from the trailer backup assist system 10 determined as described in more detail herein.

Bezug nehmend nun auf 6 ist es in den veranschaulichten Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands wünschenswert, das Potenzial für das Fahrzeug 14 und den Anhänger 12, einen Ausbrechwinkel zu erreichen (d. h. das Fahrzeug/Anhänger-System erreicht einen Ausbrechzustand), zu begrenzen. Ein Ausbrechwinkel γ(j) bezieht sich auf einen Kupplungswinkel γ, welcher während des Rückwärtsfahrens nicht durch die maximale Lenkeingabe für ein Fahrzeug überwunden werden kann, wie beispielsweise wenn die gelenkten Vorderräder des Fahrzeugs 14 auf einen maximalen gelenkten Winkel δ mit einer maximalen Rate von Lenkwinkeländerung bewegt werden. Der Ausbrechwinkel γ(j) ist eine Funktion eines maximalen Radwinkels des gelenkten Rads des Fahrzeugs 14, des Radstands W des Fahrzeugs 14, des Abstands L zwischen dem Kupplungspunkt und der Hinterachse des Fahrzeugs 14 und der Länge D zwischen dem Kupplungspunkt und der Achse des Anhängers 12 oder der effektiven Achse des Anhängers 12, wenn der Anhänger 12 mehrere Achsen aufweist. Wenn der Kupplungswinkel γ für das Fahrzeug 14 und den Anhänger 12 den Ausbrechwinkel γ(j) erreicht oder überschreitet, kann das Fahrzeug 14 vorwärts gezogen werden, um den Kupplungswinkel γ zu reduzieren. Um das Potenzial zu begrenzen, dass ein Fahrzeug/Anhänger-System einen Ausbrechwinkel erreicht, wird es folglich bevorzugt, den Gierwinkel des Anhängers 12 zu steuern, während gleichzeitig der Kupplungswinkel γ des Fahrzeug/Anhänger-Systems relativ klein gehalten wird.Referring now to 6 In the illustrated embodiments of the disclosed subject matter, it is desirable to have the potential for the vehicle 14 and the trailer 12 to achieve a breakaway angle (ie the vehicle / trailer system reaches a breakaway state). A breakaway angle γ (j) refers to a hitch angle γ that can not be overcome by the maximum steering input for a vehicle during reverse travel, such as when the steered front wheels of the vehicle 14 be moved to a maximum steered angle δ at a maximum rate of steering angle change. The breaking angle γ (j) is a function of a maximum wheel angle of the steered wheel of the vehicle 14 , the wheelbase W of the vehicle 14 , the distance L between the coupling point and the rear axle of the vehicle 14 and the length D between the coupling point and the axle of the trailer 12 or the effective axle of the trailer 12 if the trailer 12 has multiple axes. When the hitch angle γ for the vehicle 14 and the trailer 12 the breaking angle γ (j) reaches or exceeds the vehicle 14 be pulled forward to reduce the hitch angle γ. Thus, to limit the potential for a vehicle / trailer system to reach a breakaway angle, it is preferred to have the yaw angle of the trailer 12 at the same time as the hitch angle γ of the vehicle / trailer system is kept relatively small.

Eine kinematische Modellrepräsentation des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 kann verwendet werden, um einen Ausbrechwinkel für die Fahrzeug/Anhänger-Kombination zu bestimmen. Dementsprechend erfordert eine Lenkwinkelbegrenzung für die gelenkten Vorderräder unter Bezugnahme auf 3 und 6, dass der Kupplungswinkel γ nicht den Ausbrechwinkel γ(j) überschreiten kann, welcher auch als kritischer Kupplungswinkel γ bezeichnet wird. Folglich ist der Ausbrechwinkel γ(j) unter der Einschränkung, dass der Kupplungswinkel γ den Ausbrechwinkel γ(j) nicht überschreiten kann, der Kupplungswinkel γ, welcher eine kreisförmige Bewegung für das Fahrzeug/Anhänger-System aufrechterhält, wenn die gelenkten Räder 64 bei einem maximalen Lenkwinkel δ(max) sind. Der Lenkwinkel für eine kreisförmige Bewegung mit dem Kupplungswinkel γ ist anhand der nachfolgenden Gleichung definiert.

Figure DE102015109537A1_0007
A kinematic model representation of the vehicle 14 and the trailer 12 can be used to determine a breakaway angle for the vehicle / trailer combination. Accordingly, a steering angle limit for the steered front wheels requires reference to FIG 3 and 6 in that the hitch angle γ can not exceed the breaking angle γ (j), which is also referred to as the critical hitch angle γ. Consequently, the breakaway angle γ (j) is subject to the restriction that the hitch angle γ can not exceed the breakaway angle γ (j), the hitch angle γ which maintains a circular motion for the vehicle / trailer system when the steered wheels 64 at a maximum steering angle δ (max). The steering angle for a circular movement with the hitch angle γ is defined by the following equation.
Figure DE102015109537A1_0007

Die Lösung der obigen Gleichung für den Kupplungswinkel γ ermöglicht das Bestimmen des Ausbrechwinkels γ(j). Diese Lösung, welche in der folgenden Gleichung gezeigt ist, kann beim Implementieren der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität gemäß dem offenbarten Gegenstand zur Überwachung des Kupplungswinkels γ relativ zum Ausbrechwinkel verwendet werden.

Figure DE102015109537A1_0008
wobei: a = L2tan2δ(max) + W2; b = 2LDtan2δ(max); und c = D2tan2δ(max) – W2. The solution of the above equation for the hitch angle γ enables the determination of the breaking angle γ (j). This solution, shown in the following equation, may be used in implementing the trailer backup assist functionality in accordance with the disclosed subject matter to monitor the hitch angle γ relative to the breakaway angle.
Figure DE102015109537A1_0008
in which: a = L 2 tan 2 δ (max) + W 2 ; b = 2LDtan 2 δ (max); and c = D 2 tan 2 δ (max) - W 2 .

Um das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 zu aktivieren, interagiert der Fahrer mit dem Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10, und das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 lenkt automatisch, wenn der Fahrer das Fahrzeug 14 rückwärts fährt. Wie oben erläutert, kann der Fahrer den Anhängerrückfahrweg 26 mittels einer Lenkeingabevorrichtung 18 befehlen, und die Krümmungssteuerung 28 kann den Fahrzeuglenkwinkel bestimmen, um den gewünschten Rückfahrweg 26 zu erzielen, wobei der Fahrer das Gaspedal und die Bremse steuert, während das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 die Lenkung steuert.To the trailer backup assistance system 10 To activate, the driver interacts with the trailer backup assistance system 10 , and the trailer backup assistance system 10 steers automatically when the driver drives the vehicle 14 moves backwards. As explained above, the driver may change the trailer travel path 26 by means of a steering input device 18 command, and the curvature control 28 can determine the vehicle steering angle to the desired return path 26 with the driver controlling the gas pedal and the brake while the trailer backup assistance system 10 controls the steering.

Unter Bezugnahme auf 7, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs 14 den Anhänger 12 rückwärts fährt, kann der Fahrer den drehbaren Knopf 30 drehen, um den gewünschten Rückfahrweg 26 für den Anhänger bereitzustellen oder ähnlich den gewünschten Rückfahrweg 26 zu übersteuern/ändern, welcher von der Modusauswahlvorrichtung 20 befohlen wird. Gemäß der in 7 gezeigten Ausführungsform ist die Lenkeingabevorrichtung 18 als ein drehbarer Knopf 30 ausgeführt, um dem Fahrer des Fahrzeugs 14 zu ermöglichen, durch Anzeigen einer gewünschten Krümmung einen gewünschten Rückfahrweg zu befehlen, wie beispielsweise einen der gewünschten Rückfahrwege 26a26e. In der veranschaulichten Ausführungsform dreht sich der drehbare Knopf 30 um eine zentrale Achse zwischen einer Mittelposition 114 entsprechend einem im Wesentlichen geraden Rückfahrweg (z. B. gewünschter Rückfahrweg 26c), wie durch die Längsrichtung 22 des Anhängers 12 definiert, und verschiedenen gedrehten Positionen 116, 118, 120, 122 auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelposition 114 und befiehlt eine gewünschte Krümmung κ2 entsprechend einem Radius des entsprechenden gewünschten Rückfahrwegs (z. B. gewünschte Rückfahrwege 26b, 26a, 26d bzw. 26e) für den Anhänger 12 an der befohlenen gedrehten Position.With reference to 7 when a driver of the vehicle 14 the trailer 12 reversing, the driver can turn the knob 30 turn to the desired return path 26 to provide for the trailer or similar the desired return path 26 to override / change which of the mode selector 20 is ordered. According to the in 7 The embodiment shown is the steering input device 18 as a rotatable button 30 executed to the driver of the vehicle 14 by commanding a desired curvature to command a desired return path, such as one of the desired return routes 26a - 26e , In the illustrated embodiment, the rotatable knob rotates 30 about a central axis between a central position 114 in accordance with a substantially straight return path (eg desired return path 26c ), as by the longitudinal direction 22 of the trailer 12 defined, and different rotated positions 116 . 118 . 120 . 122 on opposite sides of the middle position 114 and commands a desired curvature κ 2 corresponding to a radius of the corresponding desired return path (eg, desired return paths 26b . 26a . 26d respectively. 26e ) for the trailer 12 at the commanded rotated position.

Bezug nehmend nun auf 8 ist das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 mit einer Ausführungsform des Objektnäherungssensors 17 zum Abtasten eines Objekts 19 in einem Umkreisfeld 21 ausgestattet gezeigt. Es ist gut bekannt, dass eine Vielzahl von Sensortechnologien und Systemen vorhanden sind, welche an Fahrzeugen verwendet werden, um die Anwesenheit von und/oder den Abstand zu benachbarten Objekten 19 zum Fahrzeug zu erkennen. Beispielsweise werden Ultraschallsensoren und/oder Kameras bei Active Park Assist verwendet, um Bordsteine, Wände und Fahrzeuge zu erkennen, und Radar wird verwendet, um Fahrer vor Objekten 19 in toten Winkeln des Fahrzeugs und um tote Winkel des Fahrzeugs herum zu warnen. Als solche sind Bildkameras, Ultraschallsensoren und Radar einige Beispiele eines Objektnäherungssensors 17, welcher für die Erfassung von Informationen ausgelegt ist, die die Nähe eines Objekts 19 charakterisieren. Ausführungsformen des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 können vorhandene Onboard-Sensoren am Fahrzeug, Zubehörsensoren, welche am Fahrzeug montiert sind, und Sensoren, welche permanent oder vorübergehend am Anhänger angebracht sind, neben anderen denkbaren Näherungssensoranordnungen, verwenden. Es wird verstanden, dass der Objektnäherungssensor 17 dabei einen oder mehrere Sensoren am Fahrzeug, einen oder mehrere Sensoren am Anhänger oder eine Kombination von Sensoren am Fahrzeug und am Anhänger umfassen kann.Referring now to 8th is the trailer backup assistance system 10 with an embodiment of the object proximity sensor 17 for scanning an object 19 in a perimeter field 21 equipped shown. It is well known that there are a variety of sensor technologies and systems used on vehicles to detect the presence of and / or the distance to adjacent objects 19 to recognize the vehicle. For example, in Active Park Assist, ultrasonic sensors and / or cameras are used to detect curbs, walls, and vehicles, and radar is used to keep drivers from objects 19 in blind spots of the vehicle and to warn about blind spots around the vehicle. As such, image cameras, ultrasonic sensors and radar are some examples of an object proximity sensor 17 which is designed to capture information about the proximity of an object 19 characterize. Embodiments of the trailer backup assistance system 10 may use existing onboard sensors on the vehicle, accessory sensors mounted on the vehicle, and sensors permanently or temporarily attached to the trailer, among other conceivable proximity sensor arrangements. It is understood that the object proximity sensor 17 this may include one or more sensors on the vehicle, one or more sensors on the trailer, or a combination of sensors on the vehicle and the trailer.

Wie in der in 8 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt, umfasst der Hindernisnäherungssensor ein Sensorsystem, welches eine Mehrzahl von Sensoren aufweist, die am Fahrzeug und am Anhänger montiert sind. Die veranschaulichte Ausführungsform stellt Sensoren an Seitenspiegeln, einem hinteren Teil des Fahrzeugs und einem hinteren Teil des Anhängers bereit, um ein Umkreisfeld 21 zu definieren. Dementsprechend umfasst das Umkreisfeld 21 in der veranschaulichten Ausführungsform eine Mehrheit des Bereichs, welcher das Fahrzeug und den Anhänger umgibt, wodurch die Nähe der Objekte 19 bestimmt werden kann, wenn sie in der Nähe von einem hinteren Teil des Fahrzeugs, lateralen Seiten des Fahrzeugs, einem vorderen Teil des Anhängers, lateralen Seiten des Anhängers und einem hinteren Teil des Anhängers sind. Beispiele für die am Fahrzeug oder am Anhänger montierten Sensoren umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, einen oder mehrere Ultraschallsensoren, eine oder mehrere Kameras und ein oder mehrere Radar-Transceiver. Wie bereits erwähnt, kann der Objektnäherungssensor 17 zusätzlich oder alternativ Teile des Kupplungswinkelsensors 44, der Positionierungsvorrichtung 56 oder anderer zusätzlicher Sensoren und Vorrichtungen am oder im Fahrzeug umfassen oder damit integriert sein, um Informationen zu erfassen, zu generieren und auszugeben, welche die Nähe des Objekts 19 charakterisieren, das zum Fahrzeug und/oder Anhänger benachbart ist.As in the 8th In the illustrated embodiment, the obstacle proximity sensor includes a sensor system having a plurality of sensors mounted on the vehicle and the trailer. The illustrated embodiment provides sensors on side mirrors, a rear of the vehicle, and a rear of the trailer to provide a perimeter field 21 define. Accordingly, the perimeter field includes 21 in the illustrated embodiment, a majority of the area surrounding the vehicle and the trailer, thereby increasing the proximity of the objects 19 can be determined if they are near a rear part of the vehicle, lateral sides of the vehicle, a front part of the trailer, lateral sides of the trailer and a rear part of the trailer. Examples of sensors mounted on the vehicle or trailer include, but are not limited to, one or more ultrasonic sensors, one or more cameras, and one or more radar transceivers. As already mentioned, the object proximity sensor 17 additionally or alternatively parts of the hitch angle sensor 44 , the positioning device 56 or other additional sensors and devices on or in the vehicle, or to be integrated therewith to capture, generate, and output information regarding the proximity of the object 19 characterize that is adjacent to the vehicle and / or trailer.

Weiter Bezug nehmend auf die in 8 veranschaulichte Ausführungsform kann die Nähe eines Objekts 19 im Umkreisfeld 21 basierend auf der Art des Sensors in der Nähe des Objekts 19 auf verschiedene Weise bestimmt werden. Falls beispielsweise eine Kamera eine der Vorrichtungen ist, welche vom Objektnäherungssensor 17 verwendet werden, der die Position des Objekts 19 relativ zum Fahrzeug und/oder Anhänger abtasten kann, kann die Steuerung 28 ausgelegt sein, um Bilder von der Kamera zu verarbeiten, um den Abstand vom Fahrzeug und/oder Anhänger zum Zweck der Verarbeitung einer Objekterkennungsroutine 130 und einer verfügbaren Wegroutine 132 zu bestimmen, wie hierin ausführlicher offenbart ist. Darüber hinaus, falls ein Ultraschallsensor eine der Vorrichtungen ist, welche vom Objektnäherungssensor 17 verwendet wird, der die Position des Objekts 19 relativ zum Fahrzeug und/oder Anhänger abtasten kann, kann die Steuerung 28 ausgelegt sein, um die Rückkopplungssignale vom Ultraschallsensor zu verarbeiten, um den Abstand vom Fahrzeug und/oder Anhänger zum Zweck der Verarbeitung der Objekterkennungsroutine 130 und der verfügbaren Wegroutine 132 zu bestimmen. Es wird erwogen, dass mehr als ein Sensor des Objektnäherungssensors 17 verwendet werden kann, um die Nähe eines Objekts 19 gleichzeitig abzutasten.Further referring to the in 8th illustrated embodiment, the proximity of an object 19 in the vicinity field 21 based on the type of sensor near the object 19 be determined in different ways. For example, if a camera is one of the devices used by the object proximity sensor 17 used, which is the position of the object 19 relative to the vehicle and / or Can scan trailer, the controller can 28 be adapted to process images from the camera to the distance from the vehicle and / or trailer for the purpose of processing an object recognition routine 130 and an available path routine 132 as more fully disclosed herein. In addition, if an ultrasonic sensor is one of the devices used by the object proximity sensor 17 is used, which is the position of the object 19 relative to the vehicle and / or trailer can scan, the controller 28 be adapted to process the feedback signals from the ultrasonic sensor to the distance from the vehicle and / or trailer for the purpose of processing the object recognition routine 130 and the available path routine 132 to determine. It is contemplated that more than one sensor of the object proximity sensor 17 can be used to close the proximity of an object 19 to scan simultaneously.

Unter Bezugnahme auf die in 9 gezeigte Ausführungsform werden drei Objekte 19 im Umkreisfeld 21 des Fahrzeugs und des Anhängers abgetastet. Die Objekte 19 können einen Gefahrenbereich, eine Struktur, ein anderes Fahrzeug, ein natürliches Objekt oder andere Hindernisse umfassen, welche die Krümmungssteuerung basierend auf der Nähe dazu vermeiden wird. Die Objekte 19 können auch durch die Positionierungsvorrichtung 56 vordefiniert werden, wie beispielsweise Wassergefahren, welche von einer GPS-Vorrichtung identifiziert werden. Von der Mehrzahl möglicher Wege 25, welche der Anhänger kreuzen kann, wird eine verfügbare Reihe 23 gezeigt, die der Anhänger kreuzen kann, ohne dass das Fahrzeug oder der Anhänger eines der Objekte 19 kontaktiert. Anders ausgedrückt, wird die verfügbare Reihe 23 der Mehrzahl von Wegen generiert, indem Rückfahrwege mit jedem Teil des Fahrzeugs oder Anhängers entfernt werden, welche einen Raum kreuzen, der von den Objekten 19 eingenommen wird. Die Rückfahrwege, welche von der Mehrzahl möglicher Wege 25 entfernt werden, sind hervorgehoben, um die eingegrenzte Verfügbarkeit von Rückfahrwegen zu veranschaulichen, die von der Lenkeingabevorrichtung ausgewählt oder eingegeben werden können. Dementsprechend wird erwogen, dass die Veranschaulichung aus 9 als Bild auf der Anzeige generiert werden kann, um die Position des Fahrzeugs und des Anhängers relativ zum Objekt 19 zu zeigen, zusammen mit der verfügbaren Reihe 23 der Mehrzahl von Rückfahrwegen, die von der Lenkeingabevorrichtung ausgewählt werden können, um das Objekt 19 zu vermeiden.Referring to the in 9 embodiment shown become three objects 19 in the vicinity field 21 the vehicle and the trailer scanned. The objects 19 may include a danger area, a structure, another vehicle, a natural object or other obstacles that the curvature control based on proximity to it will avoid. The objects 19 can also through the positioning device 56 predefined, such as water hazards identified by a GPS device. Of the majority of possible ways 25 which the trailer can cross becomes an available range 23 shown that the trailer can cross without the vehicle or trailer being one of the objects 19 contacted. In other words, the available row becomes 23 of the plurality of paths generated by removing return paths with each part of the vehicle or trailer crossing a space different from the objects 19 is taken. The return routes, which of the majority of possible paths 25 are highlighted to illustrate the limited availability of reversing paths that can be selected or entered by the steering input device. Accordingly, it is considered that the illustration 9 As an image on the display can be generated to the position of the vehicle and the trailer relative to the object 19 to show along with the available series 23 the plurality of return paths that can be selected by the steering input device to the object 19 to avoid.

Weitere Ausführungsformen sind in 9A9B gezeigt, welche Objekte 19 veranschaulichen, die alternativ mit den entsprechenden verfügbaren Reihen 23 von Rückfahrwegen angeordnet sind, die hinter dem Anhänger im in 9 gezeigten allgemeinen Format gezeigt sind. Wie in 9A gezeigt, ist ein einzelnes Objekt 19 benachbart zum Fahrzeug in der Nähe einer linken Fahrerseite des Fahrzeugs angeordnet. Dementsprechend kann der Objektnäherungssensor 17, wie beispielsweise ein Onboard-Fahrzeugnäherungssensor, der Krümmungssteuerung 28 die Nähe des Objekts 19 bereitstellen. Es wird erwogen, dass der Objektnäherungssensor 17 eine Kamera umfassen kann, welche mit einem Seitenspiegel gekoppelt ist, wie in der in 8 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt ist. In Anbetracht der Nähe des in 9A gezeigten Objekts 19 kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 die gelenkten Räder des Fahrzeugs vom Anpassen über einen Schwellenwertwinkel nach rechts hinaus beim Rückwärtsfahren einschränken, um die Kontaktierung des Objekts 19 zu vermeiden, so dass die verfügbare Reihe 23 von Rückfahrwegen des Anhängers ähnlich eingeschränkt ist.Other embodiments are in 9A - 9B shown which objects 19 illustrate, alternatively with the corresponding available rows 23 of reversing paths are arranged behind the trailer in the in 9 shown in the general format shown. As in 9A shown is a single object 19 disposed adjacent to the vehicle near a left driver side of the vehicle. Accordingly, the object proximity sensor 17 such as an onboard vehicle proximity sensor, the curvature control 28 the proximity of the object 19 provide. It is considered that the object proximity sensor 17 a camera coupled to a side mirror as in 8th illustrated embodiment is shown. Considering the proximity of the in 9A shown object 19 Can the trailer backup assistance system 10 Restrict the steered wheels of the vehicle from adjusting beyond a threshold angle to the right when reversing to contact the object 19 to avoid making the available row 23 of return paths of the trailer is similarly restricted.

Wie in 9B veranschaulicht, ist die Nähe des Objekts 19 angeordnet, so dass keine Rückfahrwege in der verfügbaren Reihe 23 vorhanden sind. Insbesondere ist das Objekt 19 hinter dem Anhänger in nahem Abstand zum hinteren Teil des Anhängers angeordnet, so dass ein Vorwärtsmanöver 134 erforderlich sein kann, um den Anhänger für das Fahrzeug neu zu positionieren, um den Anhänger auf einem Rückfahrweg zu führen, der den Bereich, den das Objekt 19 einnimmt, nicht kreuzt. Wenn eine solche Bestimmung gemacht wird, kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem eine Benachrichtigung an den Fahrer bereitstellen, wie beispielsweise über die Anzeige. Das Vorwärtsmanöver 134 kann gemäß einer Ausführungsform von der Krümmungssteuerung generiert werden, wobei der Kupplungswinkel und das Objekt 19 überwacht werden können, um zu bestimmen, wenn wenigstens ein Rückfahrweg für den Anhänger in der verfügbaren Reihe 23 von Rückfahrwegen bereitgestellt wird. Wie in gestrichelten Linien gezeigt ist, wird ein Vorwärtsmanöver 134 gemäß einer Ausführungsform ausgeführt, um das Fahrzeug und den Anhänger in eine Position vorwärts zu fahren, die wenigstens einen Rückfahrweg in der verfügbaren Reihe 23 von Rückfahrwegen bereitstellt. Es wird erwogen, dass das Vorwärtsmanöver 134 generiert werden kann, um dem Antriebsstrangsteuerungssystem zu befehlen, das automatische Getriebe des Fahrzeugs automatisch im Fahrmodus anzutreiben und Lenkbefehle an das Servolenkungssystem zu generieren, um das Fahrzeug und den Anhänger an einer Stelle zu positionieren, welche wenigstens einen Rückfahrweg in der verfügbaren Reihe 23 von Rückfahrwegen bereitstellt. Ferner ist es denkbar, dass der Objektnäherungssensor 17 weiterhin das Umkreisfeld 21 überwachen kann, einschließlich des Bereichs vor dem Fahrzeug und auf dem Vorwärtsfahrweg, um auf ähnliche Weise eine Kollision mit einem Objekt 19 zu vermeiden.As in 9B illustrates is the proximity of the object 19 arranged, so no return paths in the available range 23 available. In particular, the object 19 behind the trailer at close distance to the rear of the trailer, allowing a forward maneuver 134 may be necessary to reposition the trailer for the vehicle to guide the trailer on a return path, which is the area that the object 19 takes, does not cross. If such a determination is made, the trailer backup assist system may provide a notification to the driver, such as via the display. The forward maneuver 134 can be generated by the curvature control according to an embodiment, wherein the hitch angle and the object 19 can be monitored to determine if at least one return path for the trailer in the available range 23 provided by reversing paths. As shown in dashed lines, a forward maneuver will occur 134 in accordance with one embodiment, to propel the vehicle and trailer to a position that includes at least one return path in the available row 23 of return routes. It is considered that the forward maneuver 134 can be generated to command the powertrain control system to automatically drive the automatic transmission of the vehicle in the drive mode and to generate steering commands to the power steering system to position the vehicle and the trailer at a location having at least one return path in the available row 23 of return routes. Furthermore, it is conceivable that the object proximity sensor 17 continue the perimeter field 21 monitor, including the area in front of the vehicle and on the forward travel path, in a similar manner to a collision with an object 19 to avoid.

Bezug nehmend nun auf 10 wird ein Verfahren zum Bereitstellen von Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität mit Objektvermeidung gezeigt. In der veranschaulichten Ausführungsform kann die Objekterkennungsroutine 130 einen ersten Teil des Verfahrens umfassen, und die verfügbare Wegroutine 132 kann einen anschließenden zweiten Teil des Verfahrens bereitstellen. Das Verfahren in der veranschaulichten Ausführungsform wird bei Schritt 136 eingeleitet, indem der Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger abgetastet wird, was während des Betriebs des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 kontinuierlich erfolgen kann. Darüber hinaus wird bei Schritt 138 das Umkreisfeld 21, wie durch den Objektnäherungssensor 17 definiert, auf ein Objekt 19 überwacht, das in das Umkreisfeld 21 eintritt. Während das Umkreisfeld überwacht wird, wird bei Schritt 140 eine Bestimmung vorgenommen, ob sich ein Objekt 19 im Umkreisfeld 21 befindet. In einer Ausführungsform wird das Objekt 19 als in das Umkreisfeld 21 eingetreten betrachtet, falls die Nähe größer als eine Schwellenwertnähe für das spezielle Fahrzeug und den angebrachten Anhänger ist. Als solche kann die Schwellenwertnähe ein festgelegter Abstand zwischen dem Objekt 19 und dem am nächsten liegenden des Fahrzeugs und des Anhängers sein, ein unterschiedlicher Abstand für verschiedene Bereiche des Fahrzeugs und des Anhängers sein oder kann ferner von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und anderen Betriebsparametern abhängig sein, welche die Wahrscheinlichkeit beeinflussen können, dass das Objekt 19 für das Rückfahrmanöver relevant ist. Sobald das Objekt 19 im Umkreisfeld 21 erkannt wird, bestimmt der Näherungssensor bei Schritt 142 die Nähe des Objekts 19 relativ zum Fahrzeug und zum Anhänger. Beispielsweise können der eine oder die mehreren Sensoren des Näherungssensors die Position des Objekts 19, die vom Objekt 19 eingenommene Masse und Fläche und die Geschwindigkeit des Objekts 19, neben anderen denkbaren Näherungsinformationen, bestimmen. Es wird erwogen, dass die Nähe des Objekts 19 gleichzeitig mit der Bestimmung, ob ein Objekt 19 im Umkreisfeld 21 vorhanden ist, bestimmt werden kann. Falls kein Objekt 19 im Umkreisfeld 21 vorhanden ist, ermöglicht das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem dem Fahrer die Eingabe eines gewünschten Rückfahrwegs für den Anhänger bei Schritt 144, wie oben für autonomes oder halbautonomes Rückwärtsfahren des Anhängers offenbart ist. Referring now to 10 A method of providing trailer backup assist functionality with object avoidance is shown. In the illustrated embodiment, the object recognition routine may 130 comprise a first part of the method, and the available route routine 132 may provide a subsequent second part of the process. The method in the illustrated embodiment is determined at step 136 initiated by sensing the hitch angle between the vehicle and the trailer, during operation of the trailer backup assist system 10 can be done continuously. In addition, at step 138 the perimeter field 21 as by the object proximity sensor 17 defined on an object 19 monitors that in the perimeter field 21 entry. While the perimeter field is being monitored, at step 140 a determination is made as to whether an object is 19 in the vicinity field 21 located. In one embodiment, the object becomes 19 as in the perimeter field 21 when the proximity is greater than a threshold proximity for the particular vehicle and attached trailer. As such, the threshold proximity may be a fixed distance between the object 19 and the closest of the vehicle and the trailer may be a different distance for different areas of the vehicle and the trailer, or may be further dependent on the speed of the vehicle and other operating parameters that may affect the likelihood that the object 19 is relevant for the reversing maneuver. Once the object 19 in the vicinity field 21 is detected, the proximity sensor determines at step 142 the proximity of the object 19 relative to the vehicle and to the trailer. For example, the one or more sensors of the proximity sensor may determine the position of the object 19 that from the object 19 assumed mass and area and the speed of the object 19 , among other conceivable approximate information, determine. It is considered that the proximity of the object 19 simultaneously with the determination of whether an object 19 in the vicinity field 21 is present, can be determined. If no object 19 in the vicinity field 21 is present, the trailer backup assist system allows the driver to enter a desired back-up path for the trailer at step 144 as disclosed above for autonomous or semi-autonomous reversing of the trailer.

Unter weiterer Bezugnahme auf die Ausführungsform des in 10 veranschaulichten Verfahrens werden bei Schritt 146 die Nähe des Objekts 19 und der abgetastete Kupplungswinkel verwendet, um die verfügbare Reihe 23 von Rückfahrwegen für den Anhänger zu generieren. Hierzu kann die kinematische Beziehung zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 verwendet werden, welche auf verschiedenen Fahrzeug- und Anhängerparametern beruht, die abgetastet, vom Fahrer eingegeben oder anderweitig bestimmt werden können. Wie unter Bezugnahme auf 36 offenbart, umfassen die kinematischen Parameter zur Definition der kinematischen Beziehung eine Länge des Anhängers 12, einen Radstand des Fahrzeugs 14, einen Abstand von einer Kupplungsverbindung zu einer Hinterachse des Fahrzeugs 14 und einen Kupplungswinkel γ zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12, neben anderen Variablen und Parametern, wie zuvor beschrieben. Es wird erwogen, dass die Schritte zum Bestimmen der kinematischen Beziehung und Abtasten des Kupplungswinkels γ in weiteren Ausführungsformen des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 zu anderen Zeiten stattfinden können, bevor Lenkbefehle generiert werden. Es wird erwogen, dass die verfügbare Reihe 23 auch mit einem Bahnplaner oder anderem denkbaren Führungssystem generiert werden kann. Ein Beispiel für einen Bahnplaner ist weiter in der US-Patentanmeldung Nr. 14/257,384, welche hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist, beschrieben.With further reference to the embodiment of the in 10 method illustrated in step 146 the proximity of the object 19 and the sampled hitch angle used to the available row 23 generate return paths for the trailer. For this, the kinematic relationship between the vehicle 14 and the trailer 12 which is based on various vehicle and trailer parameters that may be sampled, entered by the driver or otherwise determined. As with reference to 3 - 6 disclosed, the kinematic parameters for defining the kinematic relationship include a length of the trailer 12 , a wheelbase of the vehicle 14 , a distance from a coupling connection to a rear axle of the vehicle 14 and a hitch angle γ between the vehicle 14 and the trailer 12 , among other variables and parameters, as previously described. It is contemplated that the steps of determining the kinematic relationship and sensing the hitch angle γ in other embodiments of the trailer backup assist system 10 at other times before steering commands are generated. It is considered that the available range 23 can also be generated with a railway planner or other conceivable management system. An example of a web designer is further described in U.S. Patent Application No. 14 / 257,384, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Dementsprechend kann, nachdem die verfügbare Reihe 23 von Rückfahrwegen durch die verfügbare Pfadroutine 132 des Anhänger-Rückfahrassistenzsystems 10 generiert wurde, das Verfahren bei Schritt 148 fortfahren, um zu überwachen und zu bestimmen, ob ein Override-Befehl aktiviert ist, um zu ermöglichen, dass ein gewünschter Rückfahrweg außerhalb der generierten verfügbaren Reihe 23 ausgewählt wird. In einer Ausführungsform ist es denkbar, dass der Fahrer den Override-Befehl aktivieren kann, wenn vom Fahrer bestimmt wird, dass das zu vermeidende Objekt 19 vom Fahrzeug und/oder Anhänger befahrbar ist. In dieser Ausführungsform kann eine Benachrichtigung bereitgestellt werden, wenn eine Eingabe mit der Lenkeingabevorrichtung versucht wird und der zugehörige Rückfahrweg nicht in der verfügbaren Reihe 23 von Rückfahrwegen enthalten ist, so dass die Benachrichtigung den Fahrer auffordern kann, ob ein Override-Befehl aktiviert werden sollte. Es wird erwogen, dass das Override auf verschiedene Weise aktiviert werden kann, wie beispielsweise indem der Override-Befehl durch Drehen des drehbaren Knopfs über die verfügbare Reihe 23 von Rückfahrwegen hinaus erfolgt, Drücken auf den drehbaren Knopf, um eine integrierte Taste zu betätigen, Anheben des drehbaren Knopfs gleichzeitig mit dem Drehen zum gewünschten Rückfahrweg, Auswählen einer Override-Option aus einem Menü, Drücken einer dedizierten Taste und andere denkbaren Möglichkeiten. Wenn das System erkennt, dass das Override aktiviert ist, kann dementsprechend der gewünschte Rückfahrweg bei Schritt 144 eingegeben werden, um Lenkbefehle ohne Berücksichtigung der Nähe des Objekts 19 zu generieren.Accordingly, after the available series 23 of return routes through the available path routine 132 of the trailer backup assistance system 10 was generated, the procedure at step 148 continue to monitor and determine if an override command is activated to enable a desired return path outside the generated available range 23 is selected. In one embodiment, it is conceivable that the driver can activate the override command when the driver determines that the object to be avoided 19 from the vehicle and / or trailer is passable. In this embodiment, a notification may be provided when an input is attempted with the steering input device and the associated return path is not in the available row 23 of reversing paths, so that the notification may prompt the driver if an override command should be activated. It is contemplated that the override may be activated in various ways, such as by overriding the command by turning the rotatable knob over the available row 23 from reverse paths, pressing the rotatable knob to operate an integrated button, raising the rotatable knob simultaneously with turning to the desired return path, selecting an override option from a menu, pressing a dedicated button, and other conceivable options. If the system recognizes that the override is activated, the desired return path can be selected accordingly at step 144 be entered to handle steering commands without considering the proximity of the object 19 to generate.

Weiter Bezug nehmend auf 10, nachdem bestimmt wird, dass das Override nicht aktiviert ist, erfolgt bei Schritt 150 eine weitere Bestimmung, ob die generierte verfügbare Reihe 23 wenigstens einen potenziellen Rückfahrweg generieren konnte. Falls bestimmt wird, dass keine Rückfahrwege verfügbar sind, um das Objekt 19 zu vermeiden, kann dem Fahrer bei Schritt 152 eine solche Warnungsbenachrichtigung bereitgestellt werden, und ein Vorwärtsmanöver 134 kann generiert werden. Warnkommunikationen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, eine visuelle Warnung, eine hörbare Warnung und eine taktile Warnung. Eine visuelle Warnung kann eine Anzeigestrategie umfassen, welche eine intelligente Vorrichtung des Fahrers des Fahrzeugs (z. B. ein Mobiltelefon oder Tablet) und/oder eines oder mehrere Untersysteme im Fahrzeug (z. B. Lenkrad-/Lenkknopfbeleuchtung, Kameraanzeigebeleuchtung, Heads-up-Display, Spiegeltextbeleuchtung oder schematischer Bildschirm) verwendet. Diese visuellen Warnungen können Farbe, Intensität und Blinkfrequenzen umfassen, um dem Fahrer Feedback bereitzustellen, dass eine Kollisionsminderungsfunktion aktiv ist und/oder um zu helfen, den Fahrer beim Vermeiden der Kollision anzuweisen. Eine hörbare Warnung kann hörbare Töne oder Sprachbefehle umfassen, um den Fahrer anzuweisen, die Kollision zu vermeiden, oder den Fahrer zu informieren, dass eine automatisierte Kollisionsminderungsfunktion aktiv ist. Eine taktile Warnung kann ein Lenkraddrehmoment und/oder Vibration umfassen (d. h. haptisches Feedback), um dem Fahrer zu helfen, die Kollision zu vermeiden, oder den Fahrer zu informieren, dass eine automatisierte Kollisionsminderungsfunktion aktiv ist. Andere Untersysteme oder Vorrichtungen, wie beispielsweise Telefone, Tablets, vibrierende Sitze, können ebenfalls verwendet werden. Die Änderung von Frequenzen der Vibration kann verwendet werden, um dem Fahrer zusätzliche Informationen über die Wahrscheinlichkeit der Kollision zu vermitteln. Further referring to 10 After determining that the override is not activated, proceed to step 150 another determination of whether the generated available series 23 could at least generate a potential return path. If it is determined that no return routes are available to the object 19 To avoid, can step to the driver 152 such an alert notification will be provided, and a forward maneuver 134 can be generated. Warning communications include, but are not limited to, a visual alert, an audible alert, and a tactile alert. A visual alert may include a display strategy that includes an intelligent device of the driver of the vehicle (eg, a mobile phone or tablet) and / or one or more subsystems in the vehicle (eg, steering wheel / steering wheel illumination, camera display lighting, heads-up Display, mirrored text or schematic screen). These visual warnings may include color, intensity, and blinking frequencies to provide feedback to the driver that a collision mitigation function is active and / or to help direct the driver to avoid the collision. An audible alert may include audible tones or voice commands to instruct the driver to avoid the collision or to inform the driver that an automated collision mitigation function is active. A tactile warning may include steering wheel torque and / or vibration (ie, haptic feedback) to help the driver avoid the collision or inform the driver that an automated collision mitigation function is active. Other subsystems or devices, such as phones, tablets, vibrating seats, may also be used. The changing of frequencies of the vibration can be used to give the driver additional information about the likelihood of the collision.

Wie in 9B gezeigt, kann das Generieren des Vorwärtsmanövers 134 den Anhänger für das Fahrzeug an einer Stelle neu positionieren, an der ein Rückfahrweg in der verfügbaren Reihe 23 generiert wird, welcher den Bereich, der von einem Objekt 19 eingenommen wird, nicht kreuzt. Das Vorwärtsmanöver 134 gemäß einer Ausführungsform kann vom Anhänger-Rückfahrassistenzsystem generiert werden, um dem Antriebsstrangsteuerungssystem zu befehlen, das automatische Getriebe des Fahrzeugs automatisch im Fahrmodus anzutreiben, dann die Fahrzeugbeschleunigung zu betätigen, um das Fahrzeug und den Anhänger vorwärts zu bewegen, und dann Lenkbefehle für das Servolenkungssystem zu generieren, um das Fahrzeug und den Anhänger an einer Stelle zu positionieren, welche wenigstens einen Rückfahrweg in der verfügbaren Reihe 23 von Rückfahrwegen bereitstellt. Nach dem Erreichen einer solchen Position kann eine Ausführungsform des Vorwärtsmanövers 134 auch das Bremssteuerungssystem 72 antreiben, um das Fahrzeug und den Anhänger zu stoppen, dann das automatische Getriebe des Fahrzeugs im Rückwärtsmodus automatisch antreiben und dann das Rückfahrmanöver wieder aufnehmen. Es wird erwogen, dass das System kontinuierlich versuchen kann, die verfügbare Reihe 23 von Rückfahrwegen während des Vorwärtsmanövers 134 zu generieren. Ferner ist es denkbar, dass der Objektnäherungssensor 17 weiterhin das Umkreisfeld 21 überwachen kann, einschließlich des Bereichs vor dem Fahrzeug während des Vorwärtsmanövers 134, um auf ähnliche Weise eine Kollision mit einem Objekt 19 zu vermeiden.As in 9B shown can be generating the forward maneuver 134 reposition the trailer for the vehicle at a location where there is a return path in the available row 23 is generated, which is the area of an object 19 is taken, does not cross. The forward maneuver 134 According to one embodiment, the trailer backup assist system may be generated to command the powertrain control system to automatically drive the vehicle's automatic transmission in the drive mode, then to actuate the vehicle acceleration to propel the vehicle and trailer forward, and then to provide steering commands to the power steering system generate to position the vehicle and the trailer at a location which at least one return path in the available range 23 of return routes. After achieving such a position, an embodiment of the forward maneuver 134 also the brake control system 72 drive to stop the vehicle and the trailer, then automatically drive the vehicle's automatic transmission in reverse mode and then resume the reversing maneuver. It is contemplated that the system can continually try the available range 23 of return routes during the forward maneuver 134 to generate. Furthermore, it is conceivable that the object proximity sensor 17 continue the perimeter field 21 including the area in front of the vehicle during the forward maneuver 134 to similarly collide with an object 19 to avoid.

Unter erneuter Bezugnahme auf 10, nachdem bestimmt ist, dass wenigstens ein Rückfahrweg in der verfügbaren Reihe 23 vorhanden ist, kann die Lenkeingabevorrichtung bei Schritt 154 den gewünschten Rückfahrweg 26 aus der verfügbaren Reihe 23 eingeben. Unter Verwendung des eingegebenen gewünschten Rückfahrwegs 26 und des abgetasteten Kupplungswinkels können bei Schritt 156 Lenkbefehle für das Fahrzeug generiert werden, um den Anhänger auf dem gewünschten Rückfahrweg 26 zu führen. In einigen Ausführungsformen wird die kinematische Beziehung wieder verwendet, damit das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 Lenkbefehle für das Servolenkungssystem 62 gemäß dem gewünschten Rückfahrweg des Anhängers 12 generiert. Wie zuvor beschrieben, kann der gewünschte Rückfahrweg 26 einer gewünschten Krümmungseingabe gleichzusetzen sein, damit die Krümmungssteuerung 28 Lenkbefehle basierend auf dem abgetasteten Kupplungswinkel und anderen kinematischen Parametern generiert. Daher kann der gewünschte Rückfahrweg 26 innerhalb der verfügbaren Reihe 23 angepasst werden und wird im Wesentlichen von der Krümmungssteuerung gefolgt, welche entsprechende Anpassungen am Lenkwinkel des Fahrzeugs generiert.Referring again to 10 after it is determined that at least one return path is in the available row 23 is present, the steering input device at step 154 the desired return journey 26 from the available series 23 enter. Using the entered desired return route 26 and the sampled hitch angle can be determined at step 156 Steering commands are generated for the vehicle to the trailer on the desired return path 26 respectively. In some embodiments, the kinematic relationship is reused to allow the trailer backup assist system 10 Steering commands for the power steering system 62 according to the desired return journey of the trailer 12 generated. As previously described, the desired return path 26 be equated to a desired curvature input, so that the curvature control 28 Steering commands generated based on the sampled hitch angle and other kinematic parameters. Therefore, the desired return path 26 within the available range 23 and is essentially followed by the curvature control, which generates corresponding adjustments to the steering angle of the vehicle.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 zunächst die Nähe eines Objekts 19 innerhalb des Umkreisfelds 21 bestimmen, um zu bestimmen, ob der aktuelle Rückfahrweg des Anhängers geändert werden muss, um ein Potenzial zu begrenzen, dass das Fahrzeug und/oder der Anhänger mit dem Objekt 19 kollidieren. Das Ändern oder anderweitige Korrigieren des Rückfahrwegs, um das Objekt 19 zu vermeiden, kann autonom erfolgen, indem das Fahrzeug verlangsamt oder gestoppt wird, um die Kollision zu vermeiden, oder das Fahrzeug anderweitig gelenkt wird, um den Anhänger auf einem Rückfahrweg in der verfügbaren Reihe 23 von Rückfahrwegen zu positionieren. Als solche kann eine Operation zum Bestimmen einer geeigneten und angemessenen Aktion zur Korrektur des Wegs der Anhänger/Fahrzeug-Kombination (d. h. Wegkorrekturaktion) durchgeführt werden, um das Potenzial einer Kollision mit dem Objekt 19 abzuschwächen, und danach kann eine Operation durchgeführt werden, um die Wegkorrekturaktion zu implementieren. Die Wegkorrekturaktion kann durch vollständiges Führen des Fahrers durch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Machine Interface, HMI) und/oder automatisches Steuern des Fahrzeugs unter Einsatz einer Vielfalt der elektromechanischen Systeme des Fahrzeugs implementiert werden. Das Bestimmen der Wegkorrekturaktion kann anhand einer beliebigen Anzahl von Grundlagen erfolgen. Beispielsweise kann dem Objektvermeidungsmodus, welcher die höchste Wahrscheinlichkeit der Minderung einer Kollision und/oder den niedrigsten Einfluss auf den Betrieb des Fahrzeugs hat, der Vorrang eingeräumt werden. Beispiele für Objektvermeidungsstrategien zum Implementieren der Wegkorrekturaktion umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Geschwindigkeitssteuerstrategie, Lenksteuerstrategie und Anhängerkrümmungssteuerstrategie. Eine Geschwindigkeitssteuerstrategie kann eine Kombination von Gaspedaldeaktivierung oder Einschränkung umfassen, und automatisches Reibungs- oder Getriebebremsen kann verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren, um die Kollisionswahrscheinlichkeit zu reduzieren, wenn vorgeschriebene Kollisionsvermeidungskriterien (z. B. ein entsprechender Kollisionsvermeidungsschwellenwert), welche einem Vermeiden der Kollision mit dem Objekt 19 entsprechen, erfüllt wurden. Eine Lenksteuerstrategie kann Lenkraten, Lenkwinkellimits, relative Straßenradwinkel und Geschwindigkeiten und Übergangssteuereingaben umfassen, welche reduziert oder beschränkt werden, um vorgeschriebene Kollisionsvermeidungskriterien, die dem Vermeiden der Kollision mit dem Objekt 19 entsprechen, zu erfüllen. Eine Anhängerkrümmungssteuerstrategie kann umfassen, dass ein Anhängerkrümmungssteuerziel (d. h. ein befohlener Wert) im Anhänger-Rückfahrassistenzsystem reduziert wird, indem zum Beispiel automatisiertes Lenken oder HMI-Führung basierend auf Zuordnungen verwendet wird, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung, Lenkrate und/oder Übergangslenkradwinkelverhalten verwenden, um das Potenzial für eine Kollision mit dem Objekt 19 zu reduzieren. Dementsprechend kann das Implementieren der Wegkorrekturaktion das Ausgeben eines Wegkorrekturaktionsbefehls umfassen, um das Einleiten einer oder mehrerer Objektvermeidungsstrategien zu bewirken.In another embodiment, the trailer backup assist system 10 First, the proximity of an object 19 within the perimeter field 21 determine to determine if the trailer's current return travel needs to be changed to limit a potential that the vehicle and / or trailer will have with the object 19 collide. Changing or otherwise correcting the way back to the object 19 To avoid this, can be done autonomously by slowing or stopping the vehicle to avoid the collision, or otherwise steering the vehicle around the trailer on a return path in the available range 23 of return paths. As such, an operation for determining an appropriate and appropriate action to correct the trailer / vehicle combination path (ie, path correction action) may be performed to reduce the potential for collision with the object 19 and then an operation may be performed to apply the path correction action to implement. The path correction action may be implemented by completely guiding the driver through a human-machine interface (HMI) and / or automatically controlling the vehicle using a variety of the vehicle's electromechanical systems. Determining the path correction action can be done on any number of bases. For example, the object avoidance mode having the highest likelihood of collision mitigation and / or the lowest influence on the operation of the vehicle may be given priority. Examples of object avoidance strategies for implementing the path correction action include, but are not limited to, speed control strategy, steering control strategy and trailer curvature control strategy. A speed control strategy may include a combination of accelerator deactivation or restriction, and automatic friction or transmission braking may be used to reduce the speed of the vehicle to reduce the collision probability, when prescribed collision avoidance criteria (eg, a corresponding collision avoidance threshold) Avoid collision with the object 19 have been fulfilled. A steering control strategy may include steering rates, steering angle limits, relative road wheel angles and speeds, and transient control inputs that are reduced or limited to prescribed collision avoidance criteria that prevent the collision with the object 19 comply with. A trailer curvature control strategy may include reducing a trailer curvature control target (ie, a commanded value) in the trailer backup assist system using, for example, automated steering or HMI guidance based on mappings that use vehicle speed, acceleration, steering rate, and / or transient steering angle behavior the potential for a collision with the object 19 to reduce. Accordingly, implementing the path correction action may include issuing a path correction action command to effect the initiation of one or more object avoidance strategies.

Parallel zum Durchführen der Operationen zum Empfangen der Anhänger-Rückfahrassistenzanforderungen, Bestimmen des gewünschten Rückfahrwegs 26 und der Krümmung des Anhängers 12 und Generieren der Fahrzeuglenkbefehle kann das Anhänger-Rückfahrassistenzsystem 10 eine Operation zum Überwachen durchführen, falls ein inakzeptabler Anhängerrückfahrzustand vorhanden ist. Beispiele einer solchen Überwachung umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, das Bewerten eines Kupplungswinkels γ, um zu bestimmen, ob ein Schwellenwert des Kupplungswinkels γ überschritten wird, das Bewerten einer Rückfahrgeschwindigkeit, um zu bestimmen, ob ein Rückfahrgeschwindigkeitsschwellenwert überschritten wird, das Bewerten eines Fahrzeuglenkwinkels, um zu bestimmen, ob ein Fahrzeuglenkwinkelschwellenwert überschritten wird, das Bewerten anderer Betriebsparameter (z. B. Fahrzeuglängsbeschleunigung, Gaspedalanforderungsrate und Kupplungswinkelrate), um zu bestimmen, ob ein entsprechender Schwellenwert überschritten wird, und dergleichen. Die Rückfahrgeschwindigkeit kann von den Radgeschwindigkeitsinformationen bestimmt werden, welche von einem oder mehreren Radgeschwindigkeitssensoren 58 des Fahrzeugs 14 erhalten werden. Falls bestimmt wird, dass ein inakzeptabler Anhängerrückfahrzustand vorhanden ist, kann eine Operation durchgeführt werden, um zu bewirken, dass der aktuelle Fahrweg des Anhängers 12 verhindert wird (z. B. Stoppen der Bewegung des Fahrzeugs 14), gefolgt von der Operation, welche zum Beenden des aktuellen Anhänger-Rückfahrassistenzfalls durchgeführt wird. Hierin wird offenbart, dass vor und/oder in Verbindung mit dem Bewirken, dass der aktuelle Anhängerweg verhindert wird, eine oder mehrere Aktionen (z. B. Operationen) zum Bereitstellen eines Feedbacks (z. B. einer Warnung) an den Fahrer, dass ein solcher inakzeptabler Kupplungswinkelzustand bevorsteht oder sich nähert, implementiert werden können. In einem Beispiel kann das Verfahren, falls ein solches Feedback dazu führt, dass der inakzeptable Kupplungswinkelzustand behoben wird, bevor ein kritischer Zustand erreicht wird, mit dem Bereitstellen der Anhänger-Rückfahrassistenzfunktionalität gemäß den Operationen fortfahren. Ansonsten kann das Verfahren mit der Operation zum Beenden des aktuellen Anhänger-Rückfahrassistenzfalls fortfahren. In Verbindung mit dem Durchführen der Operation zum Beenden des aktuellen Anhänger-Rückfahrassistenzfalls kann eine Operation zum Steuern der Bewegung des Fahrzeugs 14 durchgeführt werden, um einen Ausbrechzustand zu korrigieren oder zu begrenzen (z. B. Lenken des Fahrzeugs 14, Verlangsamen des Fahrzeugs 14, Begrenzen der Größe und/oder Rate der vom Fahrer angeforderten Anhängerkrümmungseingabe und/oder Rate des Lenkbefehls und/oder dergleichen, um auszuschließen, dass der Kupplungswinkel überschritten wird).In parallel with performing the operations to receive the trailer backup assist requests, determining the desired return path 26 and the curvature of the trailer 12 and generating vehicle steering commands may be the trailer backup assist system 10 perform an operation to monitor if an unacceptable trailer backup condition exists. Examples of such monitoring include, but are not limited to, evaluating a hitch angle γ to determine whether a threshold of hitch angle γ is exceeded, evaluating a reverse speed to determine whether a reverse speed threshold is exceeded, rating a vehicle steering angle to determine whether a vehicle steering angle threshold is exceeded, evaluating other operating parameters (eg, vehicle longitudinal acceleration, accelerator pedal request rate, and hitch angle rate) to determine whether a corresponding threshold is exceeded, and the like. The return speed may be determined by the wheel speed information provided by one or more wheel speed sensors 58 of the vehicle 14 to be obtained. If it is determined that an unacceptable trailer backup condition exists, an operation may be performed to cause the trailer's current travel path to be effected 12 is prevented (eg stopping the movement of the vehicle 14 ) followed by the operation performed to terminate the current trailer backup assist case. Herein, it is disclosed that prior to and / or in conjunction with causing the current trailer path to be prevented, one or more actions (eg, operations) for providing feedback to the driver (eg, a warning) such an unacceptable hitch angle condition is imminent or approaching, can be implemented. In one example, if such feedback causes the unacceptable hitch angle condition to be resolved before a critical condition is reached, the method may proceed to provide trailer backup assist functionality in accordance with the operations. Otherwise, the method may continue with the operation to terminate the current trailer backup assist case. In conjunction with performing the operation to terminate the current trailer backup assist case, an operation for controlling the movement of the vehicle 14 to correct or limit a breakaway condition (eg, steering the vehicle 14 , Slowing down the vehicle 14 Limiting the magnitude and / or rate of driver requested trailer curvature input and / or rate of steering command and / or the like to preclude exceeding the hitch angle).

Es ist zu verstehen, dass Variationen und Modifikationen an den zuvor erwähnten Strukturen und Verfahren vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und ferner ist zu verstehen, dass solche Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein sollen, sofern diese Ansprüche durch ihre Sprache nicht ausdrücklich etwas anderes aussagen.It is to be understood that variations and modifications may be made to the structures and methods mentioned above without departing from the concepts of the present invention, and further, it is to be understood that such concepts are intended to be covered by the following claims Their language does not expressly state otherwise.

Claims (20)

Anhänger-Rückfahrassistenzsystem, umfassend: eine Lenkeingabevorrichtung zum Eingeben eines gewünschten Rückfahrwegs eines Anhängers aus einer Mehrzahl von Wegen; einen ersten Sensor, welcher einen Kupplungswinkel zwischen einem Fahrzeug und dem Anhänger abtastet; einen zweiten Sensor, welcher eine Nähe eines Objekts in einem Umkreisfeld abtastet; und eine Steuerung, welche die Mehrzahl der Wege auf eine verfügbare Reihe basierend auf der Nähe des Objekts und dem Kupplungswinkel begrenzt.Trailer backup assist system, comprising: a steering input device for inputting a desired return travel of a trailer from a plurality of ways; a first sensor which senses a hitch angle between a vehicle and the trailer; a second sensor which senses proximity of an object in a perimeter field; and a controller that limits the plurality of paths to an available row based on the proximity of the object and the hitch angle. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die verfügbare Reihe der Mehrzahl von Wegen durch Entfernen von Rückfahrwegen, welche einen Raum kreuzen, der vom Objekt eingenommen wird, generiert wird.The trailer backup assist system according to claim 1, wherein the available row of the plurality of paths is generated by removing return paths crossing a space occupied by the object. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1 und 2, wobei die Mehrzahl von Wegen durch Entfernen von Rückfahrwegen, welche einen Ausbrechzustand zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger bewirken, generiert werden.The trailer backup assist system according to any one of claims 1 and 2, wherein the plurality of ways are generated by removing return paths causing a breakaway condition between the vehicle and the trailer. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1–3, wobei die Steuerung ein Vorwärtsmanöver für das Fahrzeug generiert, wenn keine Rückfahrwege in der verfügbaren Reihe vorhanden sind.The trailer backup assist system of any one of claims 1-3, wherein the controller generates a forward maneuver for the vehicle when there are no return lanes in the available queue. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach Anspruch 4, wobei das Vorwärtsmanöver ein automatisches Getriebe des Fahrzeugs in einen Fahrmodus antreibt und Lenkbefehle für das Fahrzeug generiert, um das Fahrzeug und den Anhänger an einer Stelle zu positionieren, welche wenigstens einen Rückfahrweg in der verfügbaren Reihe bereitstellt.The trailer backup assist system of claim 4, wherein the forward maneuver drives an automatic transmission of the vehicle to a drive mode and generates steering commands for the vehicle to position the vehicle and the trailer at a location that provides at least one return path in the available range. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1–5, wobei das Objekt wenigstens eines von einem Gefahrenbereich, einer Struktur, einem anderen Fahrzeug und einem natürlichen Objekt umfasst.The trailer backup assist system of any one of claims 1-5, wherein the object comprises at least one of a hazard area, a structure, another vehicle, and a natural object. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1–6, wobei die Lenkeingabevorrichtung einen Override-Befehl zum Eingeben eines gewünschten Rückfahrwegs umfasst, welcher nicht in der verfügbaren Reihe vorhanden ist.The trailer backup assist system of any one of claims 1-6, wherein the steering input device includes an override command for inputting a desired return travel that is not present in the available train. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1–7, wobei die Steuerung eine Benachrichtigung an einen Fahrer des Fahrzeugs bereitstellt, wenn eine versuchte Eingabe mit der Lenkeingabevorrichtung nicht in der verfügbaren Reihe vorhanden ist.The trailer backup assist system of any one of claims 1-7, wherein the controller provides a notification to a driver of the vehicle when an attempted input with the steering input device is not present in the available row. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1–8, ferner umfassend: eine Anzeige zur Betrachtung durch einen Fahrer des Fahrzeugs, wobei die Steuerung ausgelegt ist, um Bilder auf der Anzeige zu generieren, welche das Fahrzeug, den Anhänger und das Objekt zeigen.The trailer backup assist system of any of claims 1-8, further comprising: a display for viewing by a driver of the vehicle, the controller configured to generate images on the display that depict the vehicle, the trailer, and the object. Verfahren zum Rückwärtsfahren eines Anhängers mit einem Fahrzeug, umfassend: Abtasten eines Kupplungswinkels zwischen einem Fahrzeug und dem Anhänger; Abtasten einer Nähe eines Objekts in einem Umkreisfeld; Generieren einer verfügbaren Reihe von Rückfahrwegen für den Anhänger basierend auf der Nähe des Objekts und dem Kupplungswinkel; und Eingeben eines gewünschten Rückfahrwegs aus der verfügbaren Reihe.A method of reversing a trailer with a vehicle, comprising: Sensing a hitch angle between a vehicle and the trailer; Sensing a proximity of an object in a perimeter field; Generating an available set of trail back paths for the trailer based on the proximity of the object and the hitch angle; and Enter a desired return path from the available row. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Generieren einer Warnung, wenn die Nähe des Objekts die verfügbare Reihe von Rückfahrwegen für den Anhänger reduziert.The method of claim 10, further comprising: Generate a warning when the proximity of the object reduces the available range of trail back paths. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 10 und 11, wobei die verfügbare Reihe von Rückfahrwegen durch Entfernen von Wegen, welche einen Raum kreuzen, der vom Objekt eingenommen wird, und Wegen, welche einen Ausbrechzustand zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger bewirken, generiert wird.A method according to any one of claims 10 and 11, wherein the available series of return paths are generated by removing paths crossing a space occupied by the object and paths causing a breakaway condition between the vehicle and the trailer. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 10–12, ferner umfassend: Generieren eines Vorwärtsmanövers für das Fahrzeug, wenn keine Wege in der verfügbaren Reihe von Rückfahrwegen vorhanden sind, wobei das Vorwärtsmanöver die Position des Fahrzeugs und des Anhängers überwacht, um eine Benachrichtigung bereitzustellen, wenn wenigstens ein Rückfahrweg in der verfügbaren Reihe vorhanden ist.The method of any of claims 10-12, further comprising: Generating a forward maneuver for the vehicle when there are no lanes in the available series of return lanes, the forward maneuver monitoring the position of the vehicle and the trailer to provide notification when there is at least one return path in the available lane. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 10–13, ferner umfassend: Generieren von Bildern auf einer Anzeige, welche das Fahrzeug, den Anhänger und das Objekt zeigen.The method of any of claims 10-13, further comprising: Generate images on a display showing the vehicle, trailer, and object. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Anzeige Bilder umfasst, welche die verfügbare Reihe von Rückfahrwegen und den gewünschten Rückfahrweg repräsentieren.The method of claim 14, wherein the display comprises images representing the available series of return paths and the desired return path. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem, umfassend: eine Lenkeingabevorrichtung zum Eingeben eines gewünschten Rückfahrwegs eines Anhängers; einen ersten Sensor, welcher einen Kupplungswinkel zwischen einem Fahrzeug und dem Anhänger abtastet; einen zweiten Sensor, welcher eine Nähe eines Objekts in einem Umkreisfeld von wenigstens einem des Fahrzeugs und des Anhängers abtastet; und eine Steuerung, welche eine verfügbare Reihe von Rückfahrwegen für den Anhänger basierend auf der Nähe des Objekts und dem Kupplungswinkel generiert, wobei die verfügbare Reihe keine Rückfahrwege umfasst, welche einen Raum kreuzen, der vom Objekt eingenommen wird, oder welche einen Ausbrechzustand zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger bewirken.Trailer backup assist system, comprising: a steering input device for inputting a desired return travel of a trailer; a first sensor which senses a hitch angle between a vehicle and the trailer; a second sensor which senses proximity of an object in a perimeter field of at least one of the vehicle and the trailer; and a controller that generates an available series of trailer return paths based on the proximity of the object and the hitch angle, the available row not including return routes that intersect a space occupied by the object or a breakaway state between the vehicle and vehicle cause the trailer. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach Anspruch 16, wobei die Steuerung ein Vorwärtsmanöver für das Fahrzeug generiert, wenn keine Rückfahrwege in der verfügbaren Reihe vorhanden sind, wobei das Vorwärtsmanöver den Kupplungswinkel und das Objekt überwacht, um eine Benachrichtigung bereitzustellen, wenn wenigstens ein Rückfahrweg in der verfügbaren Reihe vorhanden ist.The trailer backup assist system of claim 16, wherein the controller generates a forward maneuver for the vehicle when there are no return lanes in the available line, the forward maneuver monitoring the hitch angle and the object to provide a notification if at least one return path in the available line is available. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach einem beliebigen der Ansprüche 16 und 17, wobei die Lenkeingabevorrichtung einen Knopf umfasst, welcher drehbar ist, um den gewünschten Rückfahrweg zu definieren, so dass eine erste Position des Knopfs eine andere Krümmung als eine gedrehte zweite Position aufweist, und wobei der zweite Sensor einen Ultraschallsensor umfasst.The trailer backup assist system of any one of claims 16 and 17, wherein the steering input device comprises a knob which is rotatable to define the desired return path such that a first position of the button has a different curvature than a rotated second position, and wherein second sensor comprises an ultrasonic sensor. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach einem beliebigen der Ansprüche 16–18, ferner umfassend: eine Anzeige zur Betrachtung durch einen Fahrer des Fahrzeugs, wobei die Steuerung Bilder auf der Anzeige generiert, welche eine Position des Fahrzeugs und des Anhängers relativ zum Objekt zeigen.The trailer backup assist system of any of claims 16-18, further comprising: a display for viewing by a driver of the vehicle, wherein the controller generates images on the display that show a position of the vehicle and the trailer relative to the object. Anhänger-Rückfahrassistenzsystem nach Anspruch 19, wobei die Steuerung ein Bild auf der Anzeige generiert, welches für die verfügbare Reihe von Rückfahrwegen für den Anhänger indikativ ist.The trailer backup assist system of claim 19, wherein the controller generates an image on the display indicative of the available range of trailer return paths.
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