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DE102016119897B4 - Speed control for motor vehicles - Google Patents

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DE102016119897B4
DE102016119897B4 DE102016119897.8A DE102016119897A DE102016119897B4 DE 102016119897 B4 DE102016119897 B4 DE 102016119897B4 DE 102016119897 A DE102016119897 A DE 102016119897A DE 102016119897 B4 DE102016119897 B4 DE 102016119897B4
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DE
Germany
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vehicle
trailer
speed
curvature
speed limit
Prior art date
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Active
Application number
DE102016119897.8A
Other languages
German (de)
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Inventor
Erick Michael Lavoie
Donald Jacob Mattern
Joseph M. Raad
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/284,791 external-priority patent/US10611407B2/en
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of DE102016119897A1 publication Critical patent/DE102016119897A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102016119897B4 publication Critical patent/DE102016119897B4/en
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Abstract

Anhängerrückfahrassistenzsystem, das Folgendes umfasst:
einen Kupplungswinkelsensor, der konfiguriert ist, einen Kupplungswinkel zwischen einem Fahrzeug und einem daran angebrachten Anhänger zu bestimmen;
eine Eingabevorrichtung, die konfiguriert ist, eine Eingabeanweisung anzunehmen, die einer Anhängerweganweisungskrümmung entspricht;
eine Steuerung, die konfiguriert ist, eine Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze durch Bestimmen einer ersten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze basierend auf dem Kupplungswinkel und einer zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze basierend auf der Anhängerweganweisungskrümmung zu bestimmen, wobei die Steuerung Anweisungen erzeugt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer Rückwärtsrichtung auf unterhalb der Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze zu beschränken, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerung ferner konfiguriert ist, die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze auf die niedrigere der ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze festzulegen, wenn eine Größe einer Anhängerweganweisungskrümmung zunimmt und die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze auf die höhere der ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze festzulegen, wenn die Größe der Anhängerweganweisungskrümmung abnimmt.

Figure DE102016119897B4_0000
Trailer reversing assistance system that includes:
a hitch angle sensor configured to determine a hitch angle between a vehicle and a trailer attached thereto;
an input device configured to accept an input instruction corresponding to a trailer path instruction curvature;
a controller configured to determine a vehicle threshold speed limit by determining a first vehicle speed limit based on the hitch angle and a second vehicle speed limit based on the trailer path command curvature, the controller generating commands to limit the vehicle speed in a reverse direction to below the vehicle threshold speed limit, characterized in that
the controller is further configured to set the vehicle threshold speed limit to the lower of the first and second vehicle speed limits as a magnitude of a trailer path command curvature increases and to set the vehicle threshold speed limit to the higher of the first and second vehicle speed limits as the magnitude of the trailer path command curvature decreases.
Figure DE102016119897B4_0000

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION

Diese Anmeldung beansprucht den Vorrang der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Nr. 62/243,475 , eingereicht am 19. Oktober 2015, mit dem Titel „SPEED OPTIMIZED TRAJECTORY CONTROL FOR MOTOR VEHICLES“, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/243,475 , filed October 19, 2015, entitled "SPEED OPTIMIZED TRAJECTORY CONTROL FOR MOTOR VEHICLES," the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference.

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Systeme zur Steuerung/Assistenz von Fahrzeugen während Rückfahrvorgängen und insbesondere ein System, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit während Park- und/oder Anhängerrückfahrvorgängen steuert.The present invention relates generally to systems for controlling/assisting vehicles during backing-up operations, and more particularly to a system that controls vehicle speed during parking and/or trailer backing-up operations.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Rückwärtsfahren eines Fahrzeuges mit einem Anhänger kann eine schwierige Aufgabe sein. In herkömmlichen Kraftfahrzeugen muss der Bediener die Lenkung und die Fahrzeuggeschwindigkeit steuern, während sich das Fahrzeug rückwärts bewegt. Anhängerrückfahrassistenzsysteme wurden entwickelt, um Bedienern zu helfen, wenn sie ein Fahrzeug mit einem daran angebrachten Anhänger rückwärtsfahren.Reversing a vehicle with a trailer can be a difficult task. In conventional vehicles, the operator must control the steering and vehicle speed while the vehicle is moving backward. Trailer backup assist systems were developed to assist operators when reversing a vehicle with a trailer attached.

Kraftfahrzeuge können auch aktive Parkassistenzsysteme beinhalten, die einem Fahrer während Fahrzeugparkvorgängen helfen. Solche Systeme können konfiguriert sein, automatisiertes Parken bereitzustellen. Während Parkvorgängen kann das Fahrzeug in einer Rückwärtsrichtung bewegt werden.Motor vehicles may also include active parking assistance systems that assist a driver during vehicle parking maneuvers. Such systems may be configured to provide automated parking. During parking maneuvers, the vehicle may be moved in a reverse direction.

Der Weg, dem ein Fahrzeug rückwärts folgen kann, ist durch die Gestaltung des Fahrzeugs und (falls vorhanden) des Anhängers und durch Straßenbedingungen eingeschränkt. Weiterhin kann der Weg, dem ein Fahrzeug (und Anhänger) in einer Rückwärtsrichtung folgen kann, bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten stärker eingeschränkt sein.The path a vehicle can follow in reverse is limited by the design of the vehicle and trailer (if present), as well as road conditions. Furthermore, the path a vehicle (and trailer) can follow in a reverse direction may be more limited at higher vehicle speeds.

DE 103 36 985 A1 betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Eine weitere für den Stand der Technik relevante Druckschrift ist DE 10 2014 002 856 A1 . DE 103 36 985 A1 relates to a method having the features of the preamble of claim 1. Another document relevant to the prior art is DE 10 2014 002 856 A1 .

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Anhängerrückfahrassistenzsystem gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 6 offenbart. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the present invention, a trailer reversing assistance system according to claim 1 and a method for controlling the speed of a motor vehicle according to claim 6 are disclosed. Advantageous further developments emerge from the subclaims.

Das Anhängerrückfahrassistenzsystem beinhaltet einen Kupplungswinkelsensor, der konfiguriert ist, einen Kupplungswinkel zwischen einem Fahrzeug und einem daran angebrachten Anhänger zu bestimmen. Eine Eingabevorrichtung ist konfiguriert, eine Eingabeanweisung anzunehmen, die einer Anhängerweganweisungskrümmung entspricht. Eine Steuerung ist konfiguriert, eine Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze zu bestimmen, indem eine erste Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze basierend auf dem Kupplungswinkel und eine zweite Geschwindigkeitsgrenze basierend auf der Anweisungskrümmung bestimmt wird. Die Steuerung erzeugt eine Anweisung, um die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer Rückwärtsrichtung auf unterhalb der Schwellengeschwindigkeitsgrenze zu beschränken.The trailer backup assist system includes a hitch angle sensor configured to determine a hitch angle between a vehicle and an attached trailer. An input device is configured to accept an input command corresponding to a trailer path command curvature. A controller is configured to determine a threshold vehicle speed limit by determining a first vehicle speed limit based on the hitch angle and a second speed limit based on the command curvature. The controller generates a command to limit the vehicle speed in a reverse direction to below the threshold speed limit.

Das Verfahren zum Steuern einer Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs beinhaltet Bestimmen eines Kupplungswinkels zwischen einem Fahrzeug und einem an dem Fahrzeug angebrachten Anhänger. Dann wird eine Anhängerkrümmungsanweisung basierend auf einer Eingabegröße einer Eingabevorrichtung bestimmt. Eine erste Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze wird basierend auf dem Kupplungswinkel berechnet. Eine zweite Geschwindigkeitsgrenze wird basierend auf der Anhängerwegkrümmungsanweisung berechnet. Eine Schwellengeschwindigkeitsgrenze wird dann basierend auf der ersten und zweiten Geschwindigkeitsgrenze bestimmt.The method for controlling a speed of a motor vehicle includes determining a hitch angle between a vehicle and a trailer attached to the vehicle. Then, a trailer curvature command is determined based on an input from an input device. A first vehicle speed limit is calculated based on the hitch angle. A second speed limit is calculated based on the trailer curvature command. A threshold speed limit is then determined based on the first and second speed limits.

Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für einen Fachmann bei näherer Untersuchung der folgenden Beschreibung, Ansprüche und beiliegenden Zeichnungen verständlich und ersichtlich.These and other aspects, objects and features of the present invention will become apparent to one skilled in the art upon closer examination of the following description, claims and accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

In den Zeichnungen ist:

  • 1 eine perspektivische Draufsicht eines an einem Anhänger angebrachten Fahrzeugs mit einer Ausführungsform eines Kupplungswinkelsensors zum Betreiben eines Anhängerrückfahrassistenzsystems;
  • 2 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs einschließlich eines Anhängerrückfahrassistenzsystems gemäß einer Ausführungsform;
  • 3 eine Blockdarstellung, die eine Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems mit einer Eingabeeinrichtung, einer Krümmungssteuerung und einem Fahrzeugbremssystem veranschaulicht;
  • 4 eine Teilansicht eines Fahrzeuginnenraums einschließlich einer Hilfssteuereingabe, die von einem Fahrzeugbediener benutzt werden kann, wenn das Fahrzeug mit einem daran angebrachten Anhänger rückwärtsfährt;
  • 5 ein schematisches Diagramm, das die Geometrie eines Fahrzeugs und eines Anhängers überlagert mit einem zweidimensionalen x-y-Koordinatensystem veranschaulicht, das Variablen identifiziert, die zur Bestimmung einer kinematischen Beziehung zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger für das Anhängerrückfahrassistenzsystem gemäß einer Ausführungsform verwendet werden;
  • 6 eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeugs und eines Anhängers bei verschiedenen Positionen entlang eines Fahrzeugwegs;
  • 7 ein Graph, der eine maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit gegen einen Kupplungswinkel zeigt;
  • 8 ein Graph, der eine maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit gegen eine gewünschte Eingabeanweisung zeigt;
  • 9 eine schematische Blockdarstellung, die Teile einer Krümmungssteuerung gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform und andere Komponenten des Anhängerrückfahrassistenzsystems gemäß einer solchen Ausführungsform veranschaulicht;
  • 10 ein Flussdiagramm der Krümmungssteuerung aus 9, das den Signalfluss der Krümmungssteuerung gemäß einer solchen Ausführungsform zeigt; und
  • 11 ein Flussdiagramm der Krümmungssteuerung aus 9, das den Signalfluss der Krümmungssteuerung gemäß einer solchen Ausführungsform zeigt, wobei die Steuerung mehrere Geschwindigkeitsgrenzen festlegt, filtert und die Geschwindigkeitsgrenzen vergleicht, um eine Schwellengeschwindigkeitsgrenze zu bestimmen.
In the drawings:
  • 1 a perspective top view of a vehicle attached to a trailer with an embodiment of a hitch angle sensor for operating a trailer reversing assistance system;
  • 2 a schematic view of a motor vehicle including a trailer reversing assistance system according to an embodiment;
  • 3 a block diagram illustrating an embodiment of the trailer backup assist system with an input device, a curvature control, and a vehicle braking system;
  • 4 a partial view of a vehicle interior including an auxiliary control input that can be used by a vehicle operator when the vehicle is reversing with a trailer attached;
  • 5 a schematic diagram illustrating the geometry of a vehicle and a trailer overlaid with a two-dimensional xy coordinate system that identifies variables used to determine a kinematic relationship between the vehicle and the trailer for the trailer backup assist system according to one embodiment;
  • 6 a schematic plan view of a motor vehicle and a trailer at various positions along a vehicle path;
  • 7 a graph showing a maximum permissible vehicle speed against a coupling angle;
  • 8 a graph showing a maximum allowable vehicle speed against a desired input command;
  • 9 a schematic block diagram illustrating portions of a curvature control according to an additional embodiment and other components of the trailer backup assist system according to such an embodiment;
  • 10 a flowchart of the curvature control 9 , which shows the signal flow of the curvature control according to such an embodiment; and
  • 11 a flowchart of the curvature control 9 , showing the signal flow of the curvature controller according to such an embodiment, wherein the controller sets a plurality of speed limits, filters, and compares the speed limits to determine a threshold speed limit.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Für die vorliegenden Beschreibungszwecke sollen sich die Begriffe „obere/r/s“, „untere/r/s“, „rechte/r/s“, „linke/r/s“, „hintere/r/s“, „vordere/r/s“, „vertikale/r/s“, „horizontale/r/s“ und Ableitungen davon auf die Erfindung, wie sie in 1 ausgerichtet ist, beziehen. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen und Schrittfolgen annehmen kann, es sei denn, es wird ausdrücklich Gegenteiliges angegeben. Weiterhin versteht sich, dass es sich bei den speziellen Vorrichtungen und Prozessen, die in den angehängten Zeichnungen veranschaulicht werden und in der folgenden Beschreibung beschrieben werden, einfach um Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Konzepte handelt, die in den angehängten Ansprüchen definiert sind. Daher sind spezielle Abmessungen und andere physische Eigenschaften, die sich auf die hier offenbarten Ausführungsformen beziehen, nicht als beschränkend anzusehen, es sei denn, in den Ansprüchen wird ausdrücklich Gegenteiliges angegeben.For the purposes of this description, the terms “upper”, “lower”, “right”, “left”, “rear”, “front”, “vertical”, “horizontal” and derivatives thereof shall refer to the invention as described in 1 oriented. It is to be understood, however, that the invention is capable of various alternative orientations and sequences of steps unless expressly stated to the contrary. Further, it is to be understood that the specific devices and processes illustrated in the appended drawings and described in the following description are simply embodiments of the inventive concepts defined in the appended claims. Therefore, specific dimensions and other physical characteristics relating to the embodiments disclosed herein are not to be considered limiting unless expressly stated to the contrary in the claims.

Wie erforderlich werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert sein kann. Die Figuren folgen nicht notwendigerweise einer ausführlichen Gestaltung und manche schematische Darstellungen können übertrieben oder minimiert sein, um eine Funktionsübersicht zu zeigen. Daher sollen hier offenbarte spezielle strukturelle und funktionale Einzelheiten nicht als beschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Art und Weise einzusetzen ist.As required, detailed embodiments of the present invention are disclosed herein. It should be understood, however, that the disclosed embodiments are merely exemplary of the invention that may be embodied in various and alternative forms. The figures do not necessarily follow a detailed design, and some schematic representations may be exaggerated or minimized to show a functional overview. Therefore, specific structural and functional details disclosed herein are not to be interpreted as limiting, but merely as a representative basis for teaching one skilled in the art how to variously employ the present invention.

Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung mit zwei oder mehr Gegenständen verwendet wird, dass ein beliebiger der aufgezählten Gegenstände alleine eingesetzt werden kann, oder dass eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Gegenstände eingesetzt werden kann. Falls zum Beispiel eine Zusammensetzung derart beschrieben wird, dass sie die Komponenten A, B und/oder C enthält, kann die Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination oder A, B und C in Kombination enthalten.As used herein, the term "and/or," when used in a list of two or more items, means that any one of the listed items may be employed alone, or any combination of two or more of the listed items may be employed. For example, if a composition is described as containing components A, B, and/or C, the composition may contain A alone; B alone; C alone; A and B in combination; A and C in combination; B and C in combination; or A, B, and C in combination.

Mit Bezug auf 1 - 11 bezeichnet die Bezugszahl 10 allgemein ein Anhängerrückfahrassistenzsystem zum Steuern eines Rückfahrwegs eines Anhängers 12, der an einem Fahrzeug 14 angebracht ist, indem einem Fahrer des Fahrzeugs 14 ermöglicht wird, eine gewünschte Anweisungskrümmung κ2 oder den Rückfahrweg 16 des Anhängers 12 anzugeben. Bei einer Ausführungsform lenkt das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 das Fahrzeug 14 automatisch, um den Anhänger 12 auf der gewünschten Krümmung κ2 zu führen, wenn ein Fahrer das Gas- und/oder Bremspedal verwendet, um die Rückwärtsfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu steuern. Zusätzlich kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 eine Eingabevorrichtung 18, wie etwa einen drehbaren Knopf 20, für einen Fahrer beinhalten, um einen gewünschten Drehwinkel bereitzustellen, der mit einer entsprechenden gewünschten Anweisungskrümmung κ2 des Anhängers 12 zusammenhängt. Um die Position des Anhängers 12 relativ zum Fahrzeug 14 zu überwachen, kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 ein Sensorsystem 22 beinhalten, das einen Kupplungswinkel γ zwischen dem Anhänger 12 und dem Fahrzeug 14 erfasst, das allgemein als ein Kupplungswinkelsensor 24 bezeichnet werden kann. Um unannehmbare Anhängerrückfahrbedingungen, wie etwa eine Einknickbedingung, zu vermeiden, können der Kupplungswinkel γ und die gewünschte Anweisungskrümmung κ2 überwacht und verarbeitet werden. Eine erste Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze kann basierend auf dem Kupplungswinkel γ erzeugt werden und eine zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze kann basierend auf der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 erzeugt werden, um bei der Vorbeugung gegenüber unannehmbaren Rückfahrbedingungen zu helfen. Eine Steuerung 26 kann die erste und zweite Geschwindigkeitsgrenze filtern und eine Schwellengeschwindigkeitsgrenze basierend auf den zwei eingegebenen Geschwindigkeitsgrenzen berechnen. Die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze kann die Geschwindigkeitsgrenze sein, bei der das Fahrzeug 14 betrieben wird, um bei der Abschwächung von unannehmbaren Rückfahrbedingungen zu helfen. Zum Beispiel kann die Steuerung 26 gemäß einer Ausführungsform die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze auf das Minimum der ersten und zweiten Geschwindigkeitsgrenze während manchen Phasen des Rückfahrprozesses festlegen.With reference to 1 - 11 Reference numeral 10 generally designates a trailer backup assist system for controlling a reversing path of a trailer 12 attached to a vehicle 14 by allowing a driver of the vehicle 14 to specify a desired command curvature κ 2 or the reversing path 16 of the trailer 12. In one embodiment, the trailer backup assist system 10 automatically steers the vehicle 14 to guide the trailer 12 along the desired curvature κ 2 when a driver uses the accelerator and/or brake pedal to control the reversing speed of the vehicle 14. Additionally, the trailer backup assist system 10 may include an input device 18, such as a rotatable knob 20, for a driver to provide a desired angle of rotation related to a corresponding desired command curvature κ 2 of the trailer 12. To monitor the position of the trailer 12 relative to the vehicle 14, the trailer backup assist system 10 may include a sensor system 22 that detects a hitch angle γ between the trailer 12 and the vehicle 14, which may generally be referred to as a hitch angle sensor 24. To prevent unacceptable trailer backing conditions, such as a jackknife condition, the hitch angle γ and the desired command curvature κ 2 may be monitored and processed. A first vehicle speed limit may be generated based on the hitch angle γ, and a second vehicle speed limit may be generated based on the desired command curvature κ 2 to assist in preventing unacceptable backing conditions. A controller 26 may filter the first and second speed limits and calculate a threshold speed limit based on the two input speed limits. The vehicle threshold speed limit may be the speed limit at which the vehicle 14 is operated to help mitigate unacceptable backing-up conditions. For example, according to one embodiment, the controller 26 may set the vehicle threshold speed limit to the minimum of the first and second speed limits during some phases of the backing-up process.

Mit Bezug auf die in 1 gezeigte Ausführungsform handelt es sich bei dem Fahrzeug 14 um einen Pick-Up, der mit einer Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 zum Steuern des Rückfahrwegs des Anhängers 12, der am Fahrzeug 14 angebracht ist, ausgestattet ist. Insbesondere ist das Fahrzeug 14 an einer Ausführungsform des Anhängers 12, der einen Kastenrahmen 28 mit einem geschlossenen Ladebereich 30, eine einzige Achse 32 mit einer rechten Radanordnung 34a und einer linken Radanordnung 34b und eine Deichsel 36, die sich in Längsrichtung vom geschlossenen Ladebereich 30 nach vorne erstreckt, aufweist, schwenkbar angebracht. Der veranschaulichte Anhänger 12 weist auch einen Anhängerkupplungsverbinder in Form einer Kopplungsanordnung 38, die mit einem Fahrzeugkupplungsverbinder in Form einer Kupplungskugel 40 verbunden ist, auf. Die Kopplungsanordnung 38 rastet zur Bereitstellung einer Kugelgelenkschwenkverbindung 42, die eine Anlenkung des Kupplungswinkels γ ermöglicht, auf der Kupplungskugel 40 ein. Es versteht sich, dass zusätzliche Ausführungsformen des Anhängers 12 alternativ dazu mit dem Fahrzeug 14 gekoppelt werden können, um eine Schwenkverbindung bereitzustellen, wie etwa durch Verbinden mit einer Sattelkupplungsverbindung. Es wird auch in Betracht gezogen, dass zusätzliche Ausführungsformen des Anhängers 12 mehr als eine Achse 32 beinhalten können und verschiedene, für unterschiedliche Lasten und Gegenstände konfigurierte Formen und Größen aufweisen können, wie etwa ein Bootsanhänger oder ein Tiefladeanhänger.With reference to the 1 In the embodiment shown, the vehicle 14 is a pickup truck equipped with an embodiment of the trailer backup assist system 10 for controlling the backup path of the trailer 12 mounted on the vehicle 14. In particular, the vehicle 14 is pivotally mounted to an embodiment of the trailer 12 having a box frame 28 with an enclosed cargo area 30, a single axle 32 with a right wheel assembly 34a and a left wheel assembly 34b, and a tongue 36 extending longitudinally forward from the enclosed cargo area 30. The illustrated trailer 12 also includes a trailer hitch connector in the form of a coupling assembly 38 connected to a vehicle hitch connector in the form of a hitch ball 40. The coupling assembly 38 engages the coupling ball 40 to provide a ball-and-socket pivot connection 42 that allows for articulation of the hitch angle γ. It is understood that additional embodiments of the trailer 12 may alternatively be coupled to the vehicle 14 to provide a pivot connection, such as by connecting to a fifth-wheel coupling. It is also contemplated that additional embodiments of the trailer 12 may include more than one axle 32 and may have various shapes and sizes configured for different loads and objects, such as a boat trailer or a flatbed trailer.

Unter weiterer Bezugnahme auf 1 beinhaltet das Sensorsystem 22 bei der veranschaulichten Ausführungsform sowohl ein Sensormodul 44 als auch einen sichtbasierten Kupplungswinkelsensor 24 zum Schätzen des Kupplungswinkels γ zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12. Der veranschaulichte Kupplungswinkelsensor 24 setzt eine Kamera 46 (z. B. eine Videobildgebungskamera) ein, die sich, wie gezeigt, in der Nähe eines oberen Bereichs der Fahrzeugheckklappe 48 am Heck des Fahrzeugs 14 befinden kann, so dass sich die Kamera 46 relativ zur Deichsel 36 des Anhängers 12 erhöht befinden kann. Die veranschaulichte Kamera 46 weist ein Bildgebungssichtfeld 50 auf, das zur Erfassung eines oder mehrerer Bilder des Anhängers 12, einschließlich eines Bereichs, der eine oder mehrere gewünschte Zielplatzierungszonen für wenigstens ein zu sicherndes Ziel 52 enthält, positioniert und ausgerichtet ist. Obwohl in Betracht gezogen wird, dass die Kamera 46 zur Bestimmung des Kupplungswinkels γ Bilder des Anhängers 12 ohne ein Ziel 52 erfassen kann, beinhaltet das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 bei der dargestellten Ausführungsform ein Ziel 52, das auf dem Anhänger 12 platziert ist, so dass ermöglicht wird, dass das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 mittels Bilderfassung und -verarbeitung des Ziels 52 erlangte Informationen benutzt. Beispielsweise kann die veranschaulichte Kamera 46 eine Videobildgebungskamera beinhalten, die wiederholt aufeinanderfolgende Bilder des Anhängers 12 erfasst, die zur Identifizierung des Ziels 52 und seiner Positionierung am Anhänger 12 verarbeitet werden können, um eine Bewegung des Ziels 52 und des Anhängers 12 relativ zum Fahrzeug 14 und den entsprechenden Kupplungswinkel γ zu bestimmen. Es ist auch zu beachten, dass die Kamera 46 eine oder mehrere Videobildgebungskameras beinhalten kann und an anderen Stellen am Fahrzeug 14 positioniert sein kann, um Bilder des Anhängers 12 und der gewünschten Zielplatzierungszone zu erhalten, wie etwa an einem Fahrgastraum des Fahrzeugs 14 zur Aufnahme von Bildern eines Schwanenhalsanhängers. Weiterhin wird in Betracht gezogen, dass zusätzliche Ausführungsformen des Kupplungswinkelsensors 24 und des Sensorsystems 22 zum Bereitstellen des Kupplungswinkels γ eines/einen der Folgenden oder eine Kombination daraus beinhalten können: ein Potentiometer, einen magnetbasierten Sensor, einen optischen Sensor, einen Näherungssensor, einen Drehsensor, einen kapazitiven Sensor, einen induktiven Sensor und einen mechanisch basierten Sensor, wie etwa eine an der Kugelgelenkschwenkverbindung 42 montierte mechanische Sensoranordnung, Energiewandler eines Rückwärtsfahrthilfssystems, eines Totwinkelsystems und/oder eines Querverkehrwarnsystems und andere vorstellbare Sensoren oder Anzeigevorrichtungen des Kupplungswinkels γ in Ergänzung zu dem sichtbasierten Kupplungswinkelsensor 24 oder statt dessen.With further reference to 1 In the illustrated embodiment, the sensor system 22 includes both a sensor module 44 and a vision-based hitch angle sensor 24 for estimating the hitch angle γ between the vehicle 14 and the trailer 12. The illustrated hitch angle sensor 24 employs a camera 46 (e.g., a video imaging camera), which, as shown, may be located near an upper portion of the vehicle tailgate 48 at the rear of the vehicle 14 such that the camera 46 may be elevated relative to the tongue 36 of the trailer 12. The illustrated camera 46 has an imaging field of view 50 positioned and oriented to capture one or more images of the trailer 12, including an area containing one or more desired target placement zones for at least one target 52 to be secured. Although it is contemplated that the camera 46 may capture images of the trailer 12 without a target 52 to determine the coupling angle γ, the trailer reversing assistance system 10 in the illustrated embodiment includes In one embodiment, a target 52 is placed on the trailer 12 to enable the trailer backup assist system 10 to utilize information obtained by image capture and processing of the target 52. For example, the illustrated camera 46 may include a video imaging camera that repeatedly captures successive images of the trailer 12, which may be processed to identify the target 52 and its positioning on the trailer 12, to determine movement of the target 52 and the trailer 12 relative to the vehicle 14 and the corresponding hitch angle γ. It should also be noted that the camera 46 may include one or more video imaging cameras and may be positioned at other locations on the vehicle 14 to obtain images of the trailer 12 and the desired target placement zone, such as at a passenger compartment of the vehicle 14 for capturing images of a gooseneck trailer. It is further contemplated that additional embodiments of the hitch angle sensor 24 and the sensor system 22 for providing the hitch angle γ may include one or more of the following, or a combination thereof: a potentiometer, a magnetic-based sensor, an optical sensor, a proximity sensor, a rotation sensor, a capacitive sensor, an inductive sensor, and a mechanically based sensor, such as a mechanical sensor assembly mounted on the ball joint pivot connection 42, energy converters of a reverse assist system, a blind spot system, and/or a cross traffic alert system, and other conceivable sensors or indicators of the hitch angle γ in addition to, or instead of, the vision-based hitch angle sensor 24.

Die Ausführungsform des in 1 veranschaulichten Sensormoduls 44 beinhaltet ein Sensorcluster 54 in einem Gehäuse, das auf der Deichsel 36 des Anhängers 12 in der Nähe des geschlossenen Ladebereichs 30 montiert ist und beinhaltet einen linken und einen rechten Raddrehzahlsensor 56 an lateral gegenüberliegenden Rädern des Anhängers 12. Es ist vorstellbar, dass die Raddrehzahlsensoren 56 bidirektionale Raddrehzahlsensoren 56 zum Überwachen sowohl der Vorwärts- als auch der Rückfahrgeschwindigkeit sein können. Des Weiteren wird in Betracht gezogen, dass das Sensorcluster 54 bei zusätzlichen Ausführungsformen an alternativen Teilen des Anhängers 12 und/oder des Fahrzeugs 14 montiert sein kann.The design of the 1 The sensor module 44 illustrated includes a sensor cluster 54 in a housing mounted on the tongue 36 of the trailer 12 proximate the enclosed cargo area 30 and includes left and right wheel speed sensors 56 on laterally opposite wheels of the trailer 12. It is contemplated that the wheel speed sensors 56 may be bidirectional wheel speed sensors 56 for monitoring both forward and reverse speeds. Further, it is contemplated that the sensor cluster 54 may be mounted on alternative portions of the trailer 12 and/or the vehicle 14 in additional embodiments.

Das Sensormodul 44 erzeugt mehrere Signale, die verschiedene Dynamikeigenschaften des Anhängers 12 anzeigen. Die Signale können ein Gierratensignal, ein Lateralbeschleunigungssignal und Raddrehzahlsignale beinhalten, die jeweils durch einen Gierratensensor 58 (3), einen Beschleunigungsmesser 60 (3) und die Raddrehzahlsensoren 56 erzeugt werden. Entsprechend sind der Gierratensensor 58 und der Beschleunigungsmesser 60 bei der veranschaulichten Ausführungsform in dem Sensorcluster 54 mit Gehäuse enthalten, obgleich andere Konfigurationen vorstellbar sind. Es ist vorstellbar, dass es sich bei dem Beschleunigungsmesser 60 bei manchen Ausführungsformen um zwei oder mehr getrennte Sensoren handeln kann, die unter einem Versatzwinkel angeordnet sein können, wie etwa zwei bei plus und minus fünfundvierzig Grad von der Längsrichtung des Anhängers 12 oder parallel zur Längs- und Lateralrichtung des Anhängers 12 angeordnete Sensoren, um ein robusteres Beschleunigungssignal zu erzeugen. Es wird auch in Betracht gezogen, dass diese Sensorsignale kompensiert und gefiltert werden könnten, um Versätze oder Drifts zu beseitigen und Störungen auszuglätten. Ferner kann die Steuerung 26 (3) außerhalb des Sensorsystems 22 empfangene, verarbeitete Signale, einschließlich Standardsignale von dem Bremssteuerungssystem 62 (3) und dem Servolenkungssystem 64 (3), wie etwa Fahrzeuggierrate ω1, Fahrzeuggeschwindigkeit v1 und Lenkwinkel δ, zur Schätzung des Anhängerkupplungswinkels γ, der Anhängergeschwindigkeit und zugehöriger Anhängerparameter benutzen. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, kann die Steuerung 26 den Kupplungswinkel γ basierend auf der Anhängergierrate ω2, der Fahrzeuggierrate ω1 und der Fahrzeuggeschwindigkeit v1 im Hinblick auf eine kinematische Beziehung zwischen dem Anhänger 12 und dem Fahrzeug 14 schätzen. Die Steuerung 26 des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 kann des Weiteren die geschätzten Anhängervariablen und Anhängerparameter zur Steuerung des Lenksystems 64, des Bremssteuerungssystems 62 und des Antriebsstrangsteuerungssystems 66 (3) benutzen, um etwa beim Zurückfahren der Kombination aus Fahrzeug 14 und Anhänger 12 zu helfen oder eine unannehmbare Rückfahrbedingung abzuschwächen.The sensor module 44 generates a plurality of signals indicative of various dynamic characteristics of the trailer 12. The signals may include a yaw rate signal, a lateral acceleration signal, and wheel speed signals, each of which is sensed by a yaw rate sensor 58 ( 3 ), an accelerometer 60 ( 3 ) and the wheel speed sensors 56. Accordingly, in the illustrated embodiment, the yaw rate sensor 58 and the accelerometer 60 are included in the housingd sensor cluster 54, although other configurations are conceivable. It is conceivable that in some embodiments, the accelerometer 60 may be two or more separate sensors that may be disposed at an offset angle, such as two sensors disposed at plus and minus forty-five degrees from the longitudinal direction of the trailer 12, or parallel to the longitudinal and lateral directions of the trailer 12, to produce a more robust acceleration signal. It is also contemplated that these sensor signals could be compensated and filtered to eliminate offsets or drifts and smooth out noise. Further, the controller 26 ( 3 ) processed signals received outside the sensor system 22, including standard signals from the brake control system 62 ( 3 ) and the power steering system 64 ( 3 ), such as vehicle yaw rate ω 1 , vehicle speed v 1 , and steering angle δ, to estimate the trailer hitch angle γ, the trailer speed, and associated trailer parameters. As described in more detail below, the controller 26 may estimate the hitch angle γ based on the trailer yaw rate ω 2 , the vehicle yaw rate ω 1 , and the vehicle speed v 1 with respect to a kinematic relationship between the trailer 12 and the vehicle 14. The controller 26 of the trailer backup assist system 10 may further use the estimated trailer variables and trailer parameters to control the steering system 64, the braking control system 62, and the powertrain control system 66 ( 3 ) to assist in reversing the combination of vehicle 14 and trailer 12 or to mitigate an unacceptable reversing condition.

Mit Bezugnahme auf 2 beinhaltet das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 gemäß einer Ausführungsform die Anhängerrückfahreingabevorrichtung 18, die betriebsfähig mit einer Anhängerrückfahrassistenzsteuerung 26 verbunden ist. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 beinhaltet ferner den Kupplungswinkelsensor 24, der betriebsfähig mit der Anhängerrückfahrassistenzsteuerung 26 verbunden ist.With reference to 2 According to one embodiment, the trailer backup assist system 10 includes the trailer backup input device 18 operably connected to a trailer backup assist controller 26. The trailer backup assist system 10 further includes the hitch angle sensor 24 operably connected to the trailer backup assist controller 26.

Die Anhängerrückfahrassistenzsteuerung 26 ist betriebsfähig mit einen Bremssteuerungssystem 62 und einem Leistungssteuerungssystem 66 verbunden. The trailer backup assist control 26 is operatively connected to a brake control system 62 and a power control system 66.

Das Fahrzeug 14 beinhaltet auch ein Servolenkungssystem 64 einschließlich eines Servolenkungssteuermoduls 68 und eines Lenkwinkelsensors 70. Das Servolenkungssteuerungsmodul 68 ist betriebsfähig mit der Anhängerrückfahrassistenzsteuerung 26 verbunden. Der Anhänger 12 kann einen Kupplungswinkelsensor 24 beinhalten, der betriebsfähig mit dem Kupplungswinkelsensor 24 von Fahrzeug 14 verbunden ist.The vehicle 14 also includes a power steering system 64 including a power steering control module 68 and a steering angle sensor 70. The power steering control module 68 is operably connected to the trailer backup assist controller 26. The trailer 12 may include a hitch angle sensor 24 operably connected to the hitch angle sensor 24 of the vehicle 14.

Der Kupplungswinkelsensor 24 ist konfiguriert, den Winkel des Anhängers 12 relativ zum Fahrzeug 14 gegen eine vertikale Achse zu messen. Ein Kupplungswinkel γ von null entspricht allgemein einer Betriebsbedingung, in der der Anhänger 12 mit dem Fahrzeug 14 fluchtend ausgerichtet ist, so dass sich das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 entlang eines geraden Wegs bewegen. Der Kupplungswinkelsensor 24 kann auch konfiguriert sein, eine Orientierung des Anhängers 12 relativ zu dem Fahrzeug 14 gegen eine horizontale Achse, die sich von Seite zu Seite erstreckt, und gegen eine zweite horizontale Achse, die sich in einer Vorne-hinten-Richtung des Fahrzeugs 14 erstreckt, zu messen. Dies ermöglicht es dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10, zu bestimmen, ob der Anhänger 12 angefangen hat, sich auf einem Gefälle zu bewegen und/oder ob der Anhänger 12 sich relativ zum Fahrzeug 14 aufgrund der Bewegung auf einer Oberfläche, die zur Seite abfällt, verdreht hat. Es versteht sich, dass verschiedene Vorrichtungen zur Kupplungswinkeldetektion/-messung benutzt werden können und die Komponenten an das Fahrzeug 14, an den Anhänger 12 oder an beide montiert sein können.The hitch angle sensor 24 is configured to measure the angle of the trailer 12 relative to the vehicle 14 against a vertical axis. A hitch angle γ of zero generally corresponds to an operating condition in which the trailer 12 is aligned with the vehicle 14 such that the vehicle 14 and the trailer 12 are moving along a straight path. The hitch angle sensor 24 may also be configured to measure an orientation of the trailer 12 relative to the vehicle 14 against a horizontal axis extending from side to side and against a second horizontal axis extending in a front-to-rear direction of the vehicle 14. This allows the trailer backup assist system 10 to determine whether the trailer 12 has begun to travel on a downgrade and/or whether the trailer 12 has twisted relative to the vehicle 14 due to movement on a surface that slopes sideways. It is understood that various hitch angle detection/measurement devices may be used and the components may be mounted to the vehicle 14, the trailer 12, or both.

Mit Bezugnahme auf die in 3 gezeigte Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 liefert der Kupplungswinkelsensor 24 den erfassten Kupplungswinkel γ an das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10. Auf ähnliche Weise empfängt die veranschaulichte Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 Informationen in Bezug auf den Fahrzeugzustand von weiteren Sensoren und Vorrichtungen. Diese Informationen beinhalten Positionierungsinformationen von einer Positionierungseinrichtung 74, die ein Global Positioning System (GPS) am Fahrzeug 14 oder eine handgeführte Vorrichtung beinhalten kann, um eine Koordinatenposition des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 basierend auf der Position der Positionierungsvorrichtung 74 in Bezug auf den Anhänger 12 und/oder das Fahrzeug 14 und basierend auf dem erfassten Kupplungswinkel γ zu bestimmen. Die Positionierungsvorrichtung 74 kann zusätzlich oder alternativ dazu ein Koppelnavigationssystem zur Bestimmung der Koordinatenposition des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 innerhalb eines lokalisierten Koordinatensystems, basierend auf wenigstens der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel und dem Kupplungswinkel γ, beinhalten. Andere Fahrzeuginformationen, die vom Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 empfangen werden, können eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 von Geschwindigkeitssensoren 78 und eine Gierrate des Fahrzeugs 14 von einem Gierwinkelsensor 80 beinhalten. Es wird in Betracht gezogen, dass bei zusätzlichen Ausführungsformen der Kupplungswinkelsensor 24 und andere Fahrzeugsensoren 76 und Vorrichtungen Sensorsignale oder andere Informationen bereitstellen können, wie etwa Näherungssensorsignale oder aufeinanderfolgende Bilder des Anhängers 12, welche eine Steuerung 26 des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 mit verschiedenen Routinen verarbeiten kann, um einen Wert oder einen Indikator zu bestimmen, wie etwa einen Kupplungswinkelwert γ oder einen Bereich von Kupplungswinkeln.With reference to the 3 In the illustrated embodiment of the trailer backup assist system 10, the hitch angle sensor 24 provides the sensed hitch angle γ to the trailer backup assist system 10. Similarly, the illustrated embodiment of the trailer backup assist system 10 receives information related to the vehicle condition from other sensors and devices. This information includes positioning information from a positioning device 74, which may include a Global Positioning System (GPS) on the vehicle 14 or a handheld device, for determining a coordinate position of the vehicle 14 and the trailer 12 based on the position of the positioning device 74 relative to the trailer 12 and/or the vehicle 14 and based on the sensed hitch angle γ. The positioning device 74 may additionally or alternatively include a dead reckoning system for determining the coordinate position of the vehicle 14 and the trailer 12 within a localized coordinate system based on at least the vehicle speed, the steering angle, and the hitch angle γ. Other vehicle information received by the trailer backup assist system 10 may include a speed of the vehicle 14 from speed sensors 78 and a yaw rate of the vehicle 14 from a yaw angle sensor 80. It is contemplated that in additional embodiments, the hitch angle sensor 24 and other vehicle sensors 76 and devices may provide sensor signals or other information, such as proximity sensor signals or sequential images of the trailer 12, which a controller 26 of the trailer backup assist system 10 may process with various routines to determine a value or indicator, such as a hitch angle value γ or a range of hitch angles.

Wie ferner in 3 gezeigt wird, befindet sich eine Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 mit einem Servolenkungssystem 64 des Fahrzeugs 14 in Kommunikation, um gelenkte Räder 82 (1) des Fahrzeugs 14 dahingehend zu betreiben, das Fahrzeug 14 so zu bewegen, dass der Anhänger 12 in Übereinstimmung mit der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 des Anhängers 12 reagiert. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist das Servolenkungssystem 64 ein System zur elektrischen Servolenkung (EPAS - Electric Power-Assisted Steering), welches einen elektrischen Lenkmotor 84 zum Drehen der gelenkten Räder 82 zu einem Lenkwinkel basierend auf einer Lenkanweisung beinhaltet, wobei der Lenkwinkel von einem Lenkwinkelsensor 70 des Servolenkungssystems 64 erfasst wird. Die Lenkanweisung kann von dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 zum autonomen Lenken während eines Rückfahrmanövers bereitgestellt werden und kann alternativ manuell mittels einer Drehposition (zum Beispiel Lenkradwinkel) eines Lenkrads 86 (1) bereitgestellt werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist das Lenkrad 86 des Fahrzeugs 14 allerdings mechanisch mit den gelenkten Rädern 82 des Fahrzeugs 14 gekoppelt, so dass sich das Lenkrad 86 gemeinsam mit den gelenkten Rädern 82 bewegt, wodurch während des autonomen Lenkens ein manueller Eingriff über das Lenkrad 86 verhindert wird. Genauer gesagt, wird ein Drehmomentsensor 88 am Servolenkungssystem 64 bereitgestellt, der das Drehmoment am Lenkrad 86 erfasst, das von der autonomen Steuerung des Lenkrads 86 nicht erwartet wird und somit einen manuellen Eingriff angibt, wobei das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 den Fahrer alarmieren kann, damit er den manuellen Eingriff über das Lenkrad 86 und/oder das autonome Lenken einstellt.As further stated in 3 As shown, an embodiment of the trailer backup assist system 10 is in communication with a power steering system 64 of the vehicle 14 to control steered wheels 82 ( 1 ) of the vehicle 14 to move the vehicle 14 such that the trailer 12 responds in accordance with the desired command curvature κ 2 of the trailer 12. In the illustrated embodiment, the power steering system 64 is an Electric Power-Assisted Steering (EPAS) system that includes an electric steering motor 84 for turning the steered wheels 82 to a steering angle based on a steering command, the steering angle being sensed by a steering angle sensor 70 of the power steering system 64. The steering command may be provided by the trailer backup assist system 10 for autonomous steering during a reversing maneuver, and may alternatively be provided manually via a rotational position (e.g., steering wheel angle) of a steering wheel 86 ( 1 ). However, in the illustrated embodiment, the steering wheel 86 of the vehicle 14 is mechanically coupled to the steered wheels 82 of the vehicle 14 such that the steering wheel 86 moves in concert with the steered wheels 82, thereby preventing manual intervention via the steering wheel 86 during autonomous steering. More specifically, a torque sensor 88 is provided on the power steering system 64 that detects torque at the steering wheel 86 that is not expected by the autonomous control of the steering wheel 86 and thus indicates manual intervention, whereby the trailer backup assist system 10 can alert the driver to discontinue manual intervention via the steering wheel 86 and/or autonomous steering.

Bei alternativen Ausführungsformen weisen einige Fahrzeuge 14 ein Servolenkungssystem 64 auf, das ermöglicht, dass ein Lenkrad 86 zum Teil von der Bewegung der gelenkten Räder 82 eines solchen Fahrzeugs 14 entkoppelt wird. Dementsprechend kann das Lenkrad 86 unabhängig von der Weise gedreht werden, in der das Servolenkungssystem 64 des Fahrzeugs die gelenkten Räder 82 steuert (z. B. autonomes Lenken wie es vom Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 angewiesen wird). Von daher kann bei diesen Typen von Fahrzeugen 14, bei denen das Lenkrad 86 selektiv von den gelenkten Rädern 82 entkoppelt werden kann, um ihren unabhängigen Betrieb zu ermöglichen, das Lenkrad 86 als eine Eingabevorrichtung 18 für das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10, wie es hier ausführlicher offenbart wird, verwendet werden.In alternative embodiments, some vehicles 14 include a power steering system 64 that allows a steering wheel 86 to be partially dependent upon the movement of the steered wheels 82 of such vehicle. vehicle 14. Accordingly, the steering wheel 86 can be rotated independently of the manner in which the vehicle's power steering system 64 controls the steered wheels 82 (e.g., autonomous steering as commanded by the trailer backup assist system 10). Therefore, in those types of vehicles 14 in which the steering wheel 86 can be selectively decoupled from the steered wheels 82 to enable their independent operation, the steering wheel 86 can be used as an input device 18 for the trailer backup assist system 10, as disclosed in more detail herein.

Unter erneuter Bezugnahme auf die in 3 veranschaulichte Ausführungsform stellt das Servolenkungssystem 64 der Steuerung 26 des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 Informationen in Zusammenhang mit einer Drehposition gelenkter Räder 82 des Fahrzeugs 14, einschließlich eines Lenkwinkels, bereit. Die Steuerungen 26 verarbeiten in der veranschaulichten Ausführungsform den momentanen Lenkwinkel zusätzlich zu anderen das Fahrzeug 14 und den Anhänger 12 betreffenden Bedingungen dahingehend, den Anhänger 12 entlang der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 zu führen. Es ist vorstellbar, dass das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 bei zusätzlichen Ausführungsformen eine integrierte Komponente des Servolenkungssystems 64 sein kann. Beispielsweise kann das Servolenkungssystem 64 einen Anhängerrückfahrassistenzalgorithmus zum Erzeugen von Fahrzeuglenkinformationen und -anweisungen als Funktion von allen oder einem Teil der Informationen, die von der Eingabevorrichtung 18, dem Kupplungswinkelsensor 24, dem Servolenkungssystem 64, einem Fahrzeugbremssteuerungssystem 62, einem Antriebsstrangsteuerungssystem 66 und anderen Fahrzeugsensoren 76 und -vorrichtungen empfangenen werden, beinhalten.With further reference to the 3 In the illustrated embodiment, the power steering system 64 provides information related to a rotational position of steered wheels 82 of the vehicle 14, including a steering angle, to the controller 26 of the trailer backup assist system 10. In the illustrated embodiment, the controllers 26 process the current steering angle, in addition to other conditions related to the vehicle 14 and the trailer 12, to guide the trailer 12 along the desired command curvature κ 2 . It is contemplated that the trailer backup assist system 10 may be an integrated component of the power steering system 64 in additional embodiments. For example, the power steering system 64 may include a trailer backup assist algorithm for generating vehicle steering information and instructions as a function of all or a portion of the information received from the input device 18, the hitch angle sensor 24, the power steering system 64, a vehicle brake control system 62, a powertrain control system 66, and other vehicle sensors 76 and devices.

Wie auch in 3 veranschaulicht wird, kann das Fahrzeugbremssteuerungssystem 62 auch mit der Steuerung 26 kommunizieren, um dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 Bremsinformationen, wie etwa Raddrehzahl, zu liefern und Bremsanweisungen von der Steuerung 26 zu empfangen. Beispielsweise können Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen aus einzelnen, von dem Bremssteuerungssystem 62 überwachten Raddrehzahlen bestimmt werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann neben anderen vorstellbaren Mitteln auch von dem Antriebsstrangsteuerungssystem 66, den Geschwindigkeitssensoren 78 und der Positionierungsvorrichtung 74 bestimmt werden. Bei manchen Ausführungsformen können einzelne Raddrehzahlen auch verwendet werden, um eine Fahrzeuggierrate zu bestimmen, welche dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 alternativ oder zusätzlich zum Giersensor 80 zur Verwendung bei der Bestimmung der Fahrzeuglenkanweisungen geliefert werden kann. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 dem Bremssteuerungssystem 62 Fahrzeugbremsinformationen liefern, um dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 zu ermöglichen, das Bremsen des Fahrzeugs 14 während des Zurückfahrens des Anhängers 12 zu steuern. Beispielsweise kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 bei manchen Ausführungsformen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 während des Zurückfahrens des Anhängers 12 regulieren, wodurch die Möglichkeit eines Auftretens unannehmbarer Anhängerrückfahrbedingungen reduziert werden kann. Beispiele unannehmbarer Anhängerrückfahrbedingungen beinhalten unter anderem einen Zustand zu hoher Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14, eine hohe Kupplungswinkelrate (d.h. die Änderung des Kupplungswinkel mit der Zeit), eine dynamische Instabilität des Anhängerwinkels γ, einen berechneten theoretischen Einknickzustand des Anhängers (definiert durch einen maximalen Fahrzeuglenkwinkel, eine Deichsellänge, einen Radstand des Zugfahrzeugs und eine effektive Anhängerlänge) oder eine Beschränkung des Einknickens durch physischen Kontakt (definiert durch eine Winkelverschiebungsgrenze relativ zu dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12) und dergleichen. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann auch ein Warnsignal ausgeben, welches einer Benachrichtigung über eine gegenwärtige, bevorstehende und/oder erwartete unannehmbare Anhängerrückfahrbedingung entspricht, wie hier ausführlicher offenbart wird.As in 3 As illustrated, the vehicle brake control system 62 may also communicate with the controller 26 to provide braking information, such as wheel speed, to the trailer backup assist system 10 and receive braking commands from the controller 26. For example, vehicle speed information may be determined from individual wheel speeds monitored by the brake control system 62. Vehicle speed may also be determined by the powertrain control system 66, the speed sensors 78, and the positioning device 74, among other conceivable means. In some embodiments, individual wheel speeds may also be used to determine a vehicle yaw rate, which may be provided to the trailer backup assist system 10 alternatively or in addition to the yaw sensor 80 for use in determining vehicle steering commands. In certain embodiments, the trailer backup assist system 10 may provide vehicle braking information to the braking control system 62 to enable the trailer backup assist system 10 to control the braking of the vehicle 14 during the backing of the trailer 12. For example, in some embodiments, the trailer backup assist system 10 may regulate the speed of the vehicle 14 during the backing of the trailer 12, which may reduce the possibility of unacceptable trailer backing conditions occurring. Examples of unacceptable trailer backing conditions include, but are not limited to, an excessive speed condition of the vehicle 14, a high hitch angle rate (i.e., the change in hitch angle over time), dynamic instability of the trailer angle γ, a calculated theoretical trailer jackknife condition (defined by a maximum vehicle steering angle, a tongue length, a tow vehicle wheelbase, and an effective trailer length), or jackknife limitation by physical contact (defined by an angular displacement limit relative to the vehicle 14 and the trailer 12), and the like. The trailer backing assist system 10 may also output a warning signal corresponding to notification of a current, impending, and/or expected unacceptable trailer backing condition, as disclosed in more detail herein.

Das wie in der in 3 veranschaulichten Ausführungsform gezeigte Antriebsstrangsteuerungssystem 66 kann auch zur Regulierung der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des Fahrzeugs 14 während des Zurückfahrens des Anhängers 12 mit dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 zusammenwirken. Wie oben erwähnt wird, kann eine Regulierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 erforderlich sein, um die Möglichkeit des Auftretens unannehmbarer Anhängerrückfahrbedingungen, wie z. B. Einknicken und dynamische Instabilität des Kupplungswinkels γ, zu beschränken. Ähnlich wie bei Betrachtungen der Beziehung hoher Geschwindigkeit zu unannehmbaren Anhängerrückfahrbedingungen können auch eine starke Beschleunigung und hochdynamische, durch den Fahrer gewünschte Krümmungsanweisungen κ2 zu solchen unannehmbaren Anhängerrückfahrbedingungen führen.That as in the in 3 The powertrain control system 66 shown in the illustrated embodiment may also cooperate with the trailer backup assist system 10 to regulate the speed and acceleration of the vehicle 14 during the reversing of the trailer 12. As mentioned above, regulation of the speed of the vehicle 14 may be necessary to limit the possibility of unacceptable trailer backing conditions, such as jackknifing and dynamic instability of the hitch angle γ, occurring. Similar to considerations of the relationship between high speed and unacceptable trailer backing conditions, high acceleration and highly dynamic driver-desired curvature commands κ 2 may also result in such unacceptable trailer backing conditions.

Mit weiterer Bezugnahme auf 3 kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 bei der veranschaulichten Ausführungsform mit einer oder mehreren Vorrichtungen kommunizieren, einschließlich Fahrzeugwarnvorrichtungen 90, die verwendet werden können, um den Fahrer des Fahrzeugs in einer Vielzahl von Formen zu alarmieren. Beispielsweise können die Fahrzeugwarnvorrichtungen 90 das erzeugte Warnsignal benutzen, um visuelle, akustische und fühlbare Warnungen auszulösen. Von daher können die Fahrzeugwarnvorrichtungen 90 Lichter 92, wie etwa Außenbremslichter und Fahrzeugwarnblinkanlagen, sowie innere Amaturenlichter und Spiegellichter beinhalten. Außerdem können die Fahrzeugwarnvorrichtungen 90 hinsichtlich akustischer Warnungen eine Fahrzeughupe 94 und/oder einen Lautsprecher 96 innerhalb des Fahrzeugs 14 beinhalten. Des Weiteren kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 Warnungen und andere Informationen an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI - Human Machine Interface) 98 für das Fahrzeug 14 kommunizieren, einschließlich einer Fahrzeuganzeige 100 wie etwa eine an einer Mittelkonsole montierte Navigations-/Unterhaltungsanzeige (1). Hinsichtlich einer fühlbaren oder haptischen Warnung können die Fahrzeugwarnvorrichtungen 90 eine Vielzahl von Ausstattungen, wie etwa die Eingabevorrichtung 18, einen Fahrersitz und/oder andere Fahrzeugvorrichtungen, beinhalten. Ferner kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 mittels drahtloser Kommunikation mit einer anderen Ausführungsform der HMI 98, wie etwa mit einer oder mehreren handgeführten oder tragbaren Vorrichtungen, einschließlich eines oder mehrerer Smartphones, kommunizieren. Die tragbare Vorrichtung kann des Weiteren die Anzeige 100 zum Anzeigen eines oder mehrerer Bilder und weiterer Informationen für einen Benutzer beinhalten. 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 Rückmeldungsinformationen, wie etwa akustische und fühlbare Warnungen, bereitstellen.With further reference to 3 In the illustrated embodiment, the trailer backup assist system 10 may communicate with one or more devices, including vehicle warning devices 90, which may be used to alert the driver of the vehicle in a variety of ways. For example, the vehicle warning devices 90 may transmit the generated warning signal nal to trigger visual, audible, and tactile warnings. As such, the vehicle warning devices 90 may include lights 92, such as exterior brake lights and vehicle hazard warning lights, as well as interior instrument panel lights and mirror lights. Furthermore, with respect to audible warnings, the vehicle warning devices 90 may include a vehicle horn 94 and/or a speaker 96 within the vehicle 14. Furthermore, the trailer backup assist system 10 may communicate warnings and other information to a human machine interface (HMI) 98 for the vehicle 14, including a vehicle display 100, such as a center console-mounted navigation/entertainment display ( 1 ). Regarding a tactile or haptic warning, the vehicle warning devices 90 may include a variety of equipment, such as the input device 18, a driver seat, and/or other vehicle devices. Further, the trailer backup assist system 10 may communicate via wireless communication with another embodiment of the HMI 98, such as one or more handheld or wearable devices, including one or more smartphones. The wearable device may further include the display 100 for displaying one or more images and other information to a user. For example, the wearable device may display one or more images of the trailer 12 and the target position within a desired target placement zone on the display. In addition, the wearable device may provide feedback information, such as audible and tactile warnings.

Wie ferner in 3 veranschaulicht wird, beinhaltet das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 eine Eingabevorrichtung 18, die mit der Steuerung 26 verbunden ist, um eine Informationskommunikation dazwischen zu ermöglichen. Es wird hier offenbart, dass die Eingabevorrichtung 18 auf drahtgebundene oder drahtlose Weise mit der Steuerung 26 gekoppelt sein kann. Die Eingabevorrichtung 18 liefert Informationen an das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10, die den gewünschten Rückfahrweg 16 des Anhängers 12 für die Steuerung 26 definieren, um Lenkanweisungen zu verarbeiten und zu erzeugen. Und zwar nimmt die Eingabevorrichtung 18 eine eingegebene Elngabeanweisung basierend auf einer gewünschten Anhängerkrümmung, die durch die Eingabevorrichtung 18 eingegeben wird, an und stellt als Reaktion eine gewünschte Krümmung κ2 der Anhängerfahrt 12 bereit. Außerdem können die Anhängerlenkanweisungen Informationen beinhalten, welche sich auf eine angewiesene Änderung des Fahrwegs beziehen, wie etwa eine Änderung des Radius des Rückfahrwegs 16 (z. B. die 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 oder einer Krümmung von null). Wie nachstehend ausführlicher besprochen wird, kann die Eingabevorrichtung 18 gemäß der veranschaulichten Ausführungsform die Eingabevorrichtung 18 zur Auswahl der Längsrichtung des Anhängers 12, der Längsrichtung des Fahrzeugs 14 oder der Krümmung basierend auf dem vorliegenden Kupplungswinkel γ beinhalten.As further stated in 3 As illustrated, the trailer backup assist system 10 includes an input device 18 connected to the controller 26 to enable information communication therebetween. It is disclosed herein that the input device 18 may be coupled to the controller 26 in a wired or wireless manner. The input device 18 provides information to the trailer backup assist system 10 defining the desired backup path 16 of the trailer 12 for the controller 26 to process and generate steering instructions. Namely, the input device 18 accepts an input instruction based on a desired trailer curvature input through the input device 18 and, in response, provides a desired curvature κ 2 of the trailer travel 12. Additionally, the trailer steering instructions may include information related to a commanded change in travel path, such as a change in the radius of the return path 16 (e.g., the curvature), and information related to an indication that the trailer 12 should travel along a path defined by a longitudinal centerline axis of the trailer 12 (i.e., along a substantially straight path or zero curvature). As discussed in more detail below, according to the illustrated embodiment, the input device 18 may include the input device 18 for selecting the longitudinal direction of the trailer 12, the longitudinal direction of the vehicle 14, or the curvature based on the present hitch angle γ.

Die Eingabevorrichtung 18 bei der veranschaulichten Ausführungsform kann zusätzlich oder alternativ eine Drehsteuereingabevorrichtung beinhalten, um einem Fahrer des Fahrzeugs 14 zu ermöglichen, gewünschte Anhängerlenkhandlungen anzuweisen oder anderweitig die gewünschte Eingabeanweisung und/oder die gewünschte Krümmung κ2 auszuwählen. Beispielsweise kann die Drehsteuereingabevorrichtung ein drehbarer Knopf 20 sein, der um eine Drehachse, die sich durch eine obere Oberfläche oder Stirnseite des Knopfs 20 hindurch erstreckt, drehbar sein kann. Bei anderen Ausführungsformen kann der drehbare Knopf 20 um eine Drehachse, die sich im Wesentlichen parallel zu einer oberen Oberfläche oder Stirnseite des drehbaren Knopfs 20 hindurch erstreckt, drehbar sein. Weiterhin kann die Eingabevorrichtung 18 gemäß weiteren Ausführungsformen alternative Vorrichtungen zum Bereitstellen einer gewünschten Eingabeanweisung oder anderer Informationen, die einen gewünschten Rückfahrweg 16 definieren, beinhalten, wie etwa einen Joystick, drückbare Tasten, Schiebeeingabevorrichtungen, 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 vorstellbare Eingabevorrichtungen, wie sie im Allgemeinen von einem Durchschnittsfachmann verstanden werden.The input device 18 in the illustrated embodiment may additionally or alternatively include a rotary control input device to enable a driver of the vehicle 14 to command desired trailer steering actions or otherwise select the desired input command and/or the desired curvature κ 2 . For example, the rotary control input device may be a rotary knob 20 that is rotatable about a rotational axis extending through a top surface or face of the knob 20. In other embodiments, the rotary knob 20 may be rotatable about a rotational axis extending substantially parallel to a top surface or face of the rotary knob 20. Furthermore, according to further embodiments, the input device 18 may include alternative devices for providing a desired input instruction or other information defining a desired return path 16, such as a joystick, depressible buttons, slide input devices, various controls on a handheld device, various user interfaces on a touchscreen display, vision-based systems for receiving gestures, a path planner or other programmable route system, and other conceivable input devices as generally understood by one of ordinary skill in the art.

Weiter Bezug nehmend auf die in 3 gezeigte Ausführungsform ist die Steuerung 26 mit einem Mikroprozessor 102 konfiguriert, um im Speicher 104 gespeicherte Logik und Routinen zu verarbeiten, welche Informationen von der Eingabevorrichtung 18, dem Kupplungswinkelsensor 24, dem Servolenkungssystem 64, dem Fahrzeugbremssteuerungssystem 62, dem Antriebsstrangsteuerungssystem 66 und anderen Fahrzeugsensoren 76 und Vorrichtungen empfangen. Wie oben wiedergegeben wurde, kann die Steuerung 26 den Kupplungswinkel und zugehörige Informationen von dem Kupplungswinkelsensor 24 oder einer anderen Eingabe verarbeiten, um ein Warnsignal mit für den Fahrer ausreichend Zeit zum Reagieren auf eine unannehmbare Anhängerrückfahrbedingung zu erzeugen. Beispiele von unannehmbaren Anhängerrückfahrbedingungen beinhalten unter anderem eine Bedingung zu hoher Geschwindigkeit, eine hohe Kupplungswinkelrate, eine dynamische Instabilität des Kupplungswinkels γ, eine berechnete theoretische Anhängereinknickbedingung, eine Beschränkung des Einknickens durch physischen Kontakt, eine Annäherung des Anhängers 12 oder des Fahrzeugs 14 zu physischem Kontakt mit einem Gegenstand und dergleichen. Es wird hier offenbart, dass das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 ein Alarmsignal ausgeben kann, welches einer Benachrichtigung über eine gegenwärtige, bevorstehende und/oder erwartete unannehmbare Anhängerrückfahrbedingung entspricht.Further referring to the 3 In the embodiment shown, the controller 26 is configured with a microprocessor 102 to process logic and routines stored in memory 104 that receive information from the input device 18, the hitch angle sensor 24, the power steering system 64, the vehicle brake control system 62, the powertrain control system 66, and other vehicle sensors 76 and devices. As noted above, the controller 26 may process the hitch angle and related information from the hitch angle sensor 24 or other input to generate a warning signal with sufficient time for the driver to respond to an unacceptable trailer backing condition. Examples of unacceptable trailer backing Conditions include, but are not limited to, a high-speed condition, a high hitch angle rate, dynamic instability of the hitch angle γ, a calculated theoretical trailer jackknife condition, a jackknife limitation by physical contact, an approach of the trailer 12 or the vehicle 14 to physical contact with an object, and the like. It is disclosed herein that the trailer backup assist system 10 may output an alarm signal corresponding to a notification of a current, impending, and/or expected unacceptable trailer backup condition.

Die Steuerung 26 kann zusätzlich oder alternativ Fahrzeuglenkinformationen und -anweisungen als Funktion von allen oder einem Teil der Informationen generieren, welche von der Eingabevorrichtung 18, dem Kupplungswinkelsensor 24, dem Servolenkungssystem 64, dem Fahrzeugbremssteuerungssystem 62, dem Anhängerbremssystem, dem Antriebsstrangsteuerungssystem 66 und anderen Fahrzeugsensoren 76 und -vorrichtungen empfangen werden. Danach können die Fahrzeuglenkinformationen und -anweisungen an das Servolenkungssystem 64 geliefert werden, um das Lenken des Fahrzeugs 14 zu beeinflussen, um einen angewiesenen Fahrweg für den Anhänger 12 zu erreichen. Die Steuerung 26 kann den Mikroprozessor 102 und/oder andere analoge und/oder digitale Schaltungen zum Verarbeiten einer oder mehrerer Routinen beinhalten. Des Weiteren kann die Steuerung 26 den Speicher 104 zum Speichern einer oder mehrerer Routinen, einschließlich einer Krümmungsroutine 106, einer Betriebsroutine 108 und einer Kupplungswinkelschätzroutine 110, beinhalten. Es versteht sich, dass die Steuerung 26 eine eigenständige, eigens vorgesehene Steuerung sein kann oder eine mit anderen Steuerungsfunktionen integrierte gemeinsame Steuerung sein kann, wie etwa mit dem Sensorsystem 22, dem Servolenkungssystem 64 und anderen vorstellbaren an Bord oder außerhalb befindlichen Fahrzeugsteuerungssystemen integriert.The controller 26 may additionally or alternatively generate vehicle steering information and commands as a function of all or a portion of the information received from the input device 18, the hitch angle sensor 24, the power steering system 64, the vehicle brake control system 62, the trailer brake system, the powertrain control system 66, and other vehicle sensors 76 and devices. The vehicle steering information and commands may then be provided to the power steering system 64 to influence the steering of the vehicle 14 to achieve a commanded travel path for the trailer 12. The controller 26 may include the microprocessor 102 and/or other analog and/or digital circuitry for processing one or more routines. Further, the controller 26 may include the memory 104 for storing one or more routines, including a curvature routine 106, an operation routine 108, and a hitch angle estimation routine 110. It will be understood that the controller 26 may be a standalone, dedicated controller or a common controller integrated with other control functions, such as the sensor system 22, the power steering system 64, and other conceivable onboard or off-board vehicle control systems.

Mit Bezugnahme auf 4 kann eine Eingabevorrichtung 18, wie etwa ein drehbarer Knopf 20, an eine Fahrzeuginnenkomponente, wie etwa eine Mittelkonsole 112, montiert sein. Bei Aktivierung des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 kann ein Benutzer den Knopf 20 drehen, um eine Nutzerlenkanforderung, oder eine Eingabeanweisung, an das Servolenkungssystem 64 zu liefern. Während Fahrzeugrückfahrvorgängen kann ein Benutzer den Kopf 20 benutzen, um eine Lenkeingabe bereitzustellen, anstatt das Fahrzeuglenkrad zu drehen. Genauer gesagt kann die Winkelposition des drehbaren Knopfes 20 mit einer gewünschten Anweisungskrümmung κ2 zusammenhängen, so dass die Drehung des Knopfes 20 in eine andere Winkelposition eine unterschiedliche gewünschte Krümmung κ2 mit einer inkrementellen Änderung basierend auf dem Ausmaß der Drehung bereitstellt. Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 konfiguriert sein, Lenkanweisungssignale zu erzeugen, so dass der Radwinkel der gelenkten Räder geändert wird. Die Lenkanweisungssignale können direkt proportional zu der Benutzerlenkanforderung sein, oder das System kann die Lenkanforderung überschreiben oder modifizieren, um Lenkanweisungssignale zu erzeugen. Der drehbare Knopf 20 kann (z.B. durch eine Federrückstellung) zu einer Mitten- oder Ruhezustandsposition P(AR) zwischen entgegengesetzten Bewegungsdrehbereichen R(R), R(L) vorgespannt sein.With reference to 4 An input device 18, such as a rotatable knob 20, may be mounted to a vehicle interior component, such as a center console 112. Upon activation of the trailer backup assist system 10, a user may rotate the knob 20 to provide a user steering request, or input command, to the power steering system 64. During vehicle backup operations, a user may use the knob 20 to provide steering input instead of turning the vehicle steering wheel. More specifically, the angular position of the rotatable knob 20 may be related to a desired command curvature κ 2 , such that rotation of the knob 20 to a different angular position provides a different desired curvature κ 2 with an incremental change based on the amount of rotation. As described in more detail below, the trailer backup assist system 10 may be configured to generate steering command signals such that the wheel angle of the steered wheels is changed. The steering command signals may be directly proportional to the user's steering request, or the system may override or modify the steering request to generate steering command signals. The rotatable knob 20 may be biased (e.g., by a spring return) to a center or rest position P(AR) between opposite rotational ranges of motion R(R), R(L).

Mit weiterer Bezugnahme auf 4 ist ein erster entgegengesetzter Bewegungsdrehbereich R(R) im Wesentlichen gleich einem zweiten entgegengesetzten Bewegungsdrehbereich R(L). Um einen fühlbaren Hinweis auf eine Drehmenge des drehbaren Knopfes 20 bereitzustellen, kann ein Kraft, die den Knopf 20 zu der Ruhezustandsposition P(AR) vorspannt, (zum Beispiel nicht linear) als Funktion von der Drehmenge des drehbaren Knopfes 20 hinsichtlich der Ruhezustandsposition P(AR) zunehmen. Zusätzlich kann der drehbare Knopf 20 mit positionsangebenden Arretierungen konfiguriert sein, so dass der Fahrer die Ruhezustandsposition P(AR) eindeutig fühlen kann und die Annäherung an die Enden der entgegengesetzten Bewegungsdrehbereiche R(L), R(R) (z.B. sanfte Endanschläge) fühlen kann. Der Eingabevorrichtungsknopf 20 und der Betrieb dessen ist ausführlich in der gleichzeitig anhängigen U.S.-Patentanmeldung mit der Nr. US 2017 / 0 029 024 A1 , eingereicht am 30. Juli 2015, mit dem Titel „MULTI-MODE TRAILER BACKUP ASSIST INTERFACE KNOB“ beschrieben, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.With further reference to 4 a first opposite range of motion R(R) is substantially equal to a second opposite range of motion R(L). To provide a tactile indication of an amount of rotation of the rotatable knob 20, a force biasing the knob 20 toward the rest position P(AR) may increase (e.g., non-linearly) as a function of the amount of rotation of the rotatable knob 20 with respect to the rest position P(AR). Additionally, the rotatable knob 20 may be configured with position-indicating detents so that the driver can clearly feel the rest position P(AR) and the approach of the ends of the opposite ranges of motion R(L), R(R) (e.g., soft end stops). The input device knob 20 and its operation are described in detail in co-pending U.S. patent application Ser. No. US 2017 / 0 029 024 A1 , filed July 30, 2015, entitled "MULTI-MODE TRAILER BACKUP ASSIST INTERFACE KNOB," the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference.

Mit Bezugnahme auf 5 kann eine kinematische Beziehung zwischen einer Krümmung eines Fahrwegs des Anhängers 12 und dem Lenkwinkel des Fahrzeugs 14, das den Anhänger 12 zieht, für ein Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 bestimmt werden, das in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen konfiguriert ist, einschließlich für die Verwendung durch eine Krümmungsroutine 106 der Steuerung 26 in einer Ausführungsform. Zum Erzielen solch einer kinematischen Beziehung können hinsichtlich Parametern, die dem System aus Fahrzeug 14 und Anhänger 12 zugeordnet sind, gewisse Annahmen gemacht werden. Zu Beispielen für solche Annahmen zählen unter anderem, dass der Anhänger 12 durch das Fahrzeug 14 bei einer relativ geringen Geschwindigkeit zurückgefahren wird, die Räder des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 einen vernachlässigbaren (z.B. keinen) Schlupf aufweisen, die Reifen des Fahrzeugs 14 eine vernachlässigbare (z.B. keine) laterale Nachgiebigkeit aufweisen, die Reifen des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 eine vernachlässigbare (z.B. keine) Verformung aufweisen, die Aktuatordynamik des Fahrzeugs 14 vernachlässigbar ist und das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 vernachlässigbare (z.B. keine) Wank- oder Nickbewegungen zeigen, neben anderen vorstellbaren Faktoren, die eine potentielle Wirkung auf die Steuerung des Anhängers 12 mit dem Fahrzeug 14 haben.With reference to 5 A kinematic relationship between a curvature of a travel path of the trailer 12 and the steering angle of the vehicle 14 pulling the trailer 12 may be determined for a trailer backup assist system 10 configured in accordance with some embodiments, including for use by a curvature routine 106 of the controller 26 in one embodiment. To achieve such a kinematic relationship, certain assumptions may be made regarding parameters associated with the system of vehicle 14 and trailer 12. Examples of such assumptions include, but are not limited to, that the trailer 12 is being backed up by the vehicle 14 at a relatively low speed, the wheels of the vehicle 14 and of the trailer 12 have negligible (e.g., no) slippage, the tires of the vehicle 14 have negligible (e.g., no) lateral compliance, the tires of the vehicle 14 and the trailer 12 have negligible (e.g., no) deformation, the actuator dynamics of the vehicle 14 are negligible, and the vehicle 14 and the trailer 12 exhibit negligible (e.g., no) roll or pitch movements, among other conceivable factors that have a potential effect on the control of the trailer 12 with the vehicle 14.

Wie in 5 gezeigt wird, basiert die kinematische Beziehung für ein Anhängerrückfahrassistenzsystem 10, das durch ein Fahrzeug 14 und einen Anhänger 12 definiert wird, auf verschiedenen, dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 zugehörigen Parametern. Diese Parameter beinhalten:

δ
Lenkwinkel an den gelenkten Vorderrädern des Fahrzeugs;
α
Gierwinkel des Fahrzeugs;
β
Gierwinkel des Anhängers;
γ
Kupplungswinkel (γ = β - α);
W
Radstand des Fahrzeugs;
L
Länge zwischen dem Kupplungspunkt und der Hinterachse des Fahrzeugs;
D
Abstand zwischen dem Kupplungspunkt und der Achse des Anhängers oder der effektiven Achse bei einem mehrachsigen Anhänger (Achsenlänge kann ein Äquivalent sein); und
r2
Krümmungsradius für den Anhänger.
As in 5 As shown, the kinematic relationship for a trailer backup assist system 10, defined by a vehicle 14 and a trailer 12, is based on various parameters associated with the vehicle 14 and the trailer 12. These parameters include:
δ
Steering angle at the steered front wheels of the vehicle;
α
Yaw angle of the vehicle;
β
Yaw angle of the trailer;
γ
Coupling angle (γ = β - α);
W
Wheelbase of the vehicle;
L
Length between the coupling point and the rear axle of the vehicle;
D
Distance between the coupling point and the axle of the trailer or the effective axle in the case of a multi-axle trailer (axle length may be an equivalent); and
r2
Curvature radius for the trailer.

Eine Ausführungsform einer kinematischen Beziehung zwischen dem Krümmungsradius r2 des Anhängerwegs am Mittelpunkt einer Achse des Anhängers 12, dem Lenkwinkel δ der gelenkten Räder 82 des Fahrzeugs 14 und dem Kupplungswinkel γ kann in der nachstehend bereitgestellten Gleichung ausgedrückt werden. Somit kann, falls der Kupplungswinkel gegeben ist, die Krümmung κ2 des Anhängerwegs basierend auf dem Regulieren des Lenkwinkels δ gesteuert werden (wobei β̇ die Anhängergierrate und η̇ die Anhängergeschwindigkeit ist). κ 2 = 1 r 2 = β ˙ η ˙ = ( W + K V 2 g ) sin γ + L  cos γ tan δ D ( ( W + K V 2 g ) cos γ L  sin γ tan δ )

Figure DE102016119897B4_0001
One embodiment of a kinematic relationship between the radius of curvature r 2 of the trailer path at the center of an axle of the trailer 12, the steering angle δ of the steered wheels 82 of the vehicle 14, and the hitch angle γ can be expressed in the equation provided below. Thus, given the hitch angle, the curvature κ 2 of the trailer path can be controlled based on adjusting the steering angle δ (where β̇ is the trailer yaw rate and η̇ is the trailer speed). κ 2 = 1 r 2 = β ˙ η ˙ = ( W + K V 2 g ) sin γ + L  cos γ tan δ D ( ( W + K V 2 g ) cos γ L  sin γ tan δ )
Figure DE102016119897B4_0001

Diese Beziehung kann formuliert werden, um den Lenkwinkel δ als Funktion der Krümmung κ2 des Anhängerwegs und des Kupplungswinkels γ zu liefern. δ = tan 1 ( ( W + K V 2 g ) [ κ 2 D  cos γ sin γ ] D L κ 2 sin γ + L cos γ ) = F ( γ , κ 2 , K )

Figure DE102016119897B4_0002
This relationship can be formulated to provide the steering angle δ as a function of the curvature κ 2 of the trailer path and the coupling angle γ. δ = tan 1 ( ( W + K V 2 g ) [ κ 2 D  cos γ sin γ ] D L κ 2 sin γ + L cos γ ) = F ( γ , κ 2 , K )
Figure DE102016119897B4_0002

Dementsprechend sind für eine bestimmte Kombination aus Fahrzeug 14 und Anhänger 12 gewisse Parameter (z. B. D, W und L) der kinematischen Beziehung konstant und werden als bekannt angenommen. V ist die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und g ist die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft. K ist ein geschwindigkeitsabhängiger Parameter, der, wenn er auf null gesetzt wird, die Berechnung des Lenkwinkels von der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig macht. Zum Beispiel können fahrzeugspezifische Parameter der kinematischen Beziehung in einem elektronischen Steuerungssystem des Fahrzeugs 14 vordefiniert werden, und anhängerspezifische Parameter der kinematischen Beziehung können durch einen Fahrer des Fahrzeugs 14 eingegeben, anhand des erfassten Anhängerverhaltens als Reaktion auf Fahrzeuglenkanweisungen bestimmt oder anderweitig anhand von Signalen, die vom Anhänger 12 bereitgestellt werden, bestimmt werden. Die Krümmung κ2 des Anhängerwegs wird aus der Fahrereingabe mittels der Eingabevorrichtung 18 bestimmt. Durch die Verwendung der Gleichung zum Bereitstellen des Lenkwinkels kann von der Krümmungsroutine 106 eine entsprechende Lenkanweisung zum Steuern des Servolenkungssystems 64 des Fahrzeugs 14 erzeugt werden. Des Weiteren kann die Steuerung 26 basierend auf der Handhabung der Eingabevorrichtung 18 durch den Fahrer eine unannehmbare Rückfahrbedingung vorhersagen. Entsprechend kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 eine Geschwindigkeitsgrenze einer gewünschten Anweisungskrümmung κ2 basierend auf der Drehung der Eingabevorrichtung 18 festlegen, um beim Verhindern unannehmbarer Rückfahrbedingungen zu helfen.Accordingly, for a particular combination of vehicle 14 and trailer 12, certain parameters (e.g., D, W, and L) of the kinematic relationship are constant and assumed to be known. V is the vehicle's longitudinal velocity, and g is the acceleration due to gravity. K is a speed-dependent parameter that, when set to zero, makes the calculation of the steering angle independent of vehicle speed. For example, vehicle-specific parameters of the kinematic relationship may be predefined in an electronic control system of the vehicle 14, and trailer-specific parameters of the kinematic relationship may be entered by a driver of the vehicle 14, determined from sensed trailer behavior in response to vehicle steering commands, or otherwise determined from signals provided by the trailer 12. The curvature κ 2 of the trailer path is determined from the driver input via the input device 18. By using the equation to provide the steering angle, the curvature routine 106 can generate a corresponding steering command to control the power steering system 64 of the vehicle 14. Furthermore, the controller 26 can, based on the handling of the input input device 18 by the driver to predict an unacceptable backing condition. Accordingly, the trailer backup assist system 10 can set a speed limit of a desired command curvature κ 2 based on the rotation of the input device 18 to assist in preventing unacceptable backing conditions.

Weiter mit Bezug auf 5 kann der Speicher der Steuerung 26 Nachschlagetabellen (LUTs - Look-Up Tables) beinhalten, die einen Zusammenhang zwischen einer gewünschten Anweisungskrümmung κ2 und der Zeit zum Erreichen der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 beinhalten. Entsprechend kann die Steuerung 26 eine unannehmbare Rückfahrbedingung, wie etwa eine Einknickbedingung, vorhersagen, bevor der Anhänger 12 die spezifische Situation erreicht. Dementsprechend kann die Steuerung 26, wenn die Eingabegröße der Benutzereingabevorrichtung 18 variiert wird, eine maximale Geschwindigkeitsgrenze einer gewünschten Anweisungskrümmung basierend auf einem Wert innerhalb einer LUT festlegen, so dass die Einknickbedingung verhindert werden kann. Reduzieren der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 kann auch Geräusche während einer Verwendung des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 reduzieren.Further with reference to 5 The memory of the controller 26 may include look-up tables (LUTs) that contain a relationship between a desired command curvature κ 2 and the time to reach the desired command curvature κ 2 . Accordingly, the controller 26 may predict an unacceptable backing-up condition, such as a jackknife condition, before the trailer 12 reaches the specific situation. Accordingly, when varying the input size of the user input device 18, the controller 26 may set a maximum speed limit of a desired command curvature based on a value within a LUT so that the jackknife condition may be prevented. Reducing the maximum vehicle speed based on the desired command curvature κ 2 may also reduce noise during use of the trailer backup assist system 10.

Bei einer zusätzlichen Ausführungsform kann von der Krümmungsroutine 106 eine Annahme gemacht werden, dass ein Längsabstand L zwischen der Schwenkverbindung und der Hinterachse des Fahrzeugs 14 gleich null ist, um das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 zu betreiben, wenn ein Schwanenhalsanhänger oder ein anderer ähnlicher Anhänger mit einer Kupplungskugel oder mit einer über einer Hinterachse des Fahrzeugs 14 positionierten Sattelkupplung verbunden wird. Die Annahme nimmt im Wesentlichen an, dass die Schwenkverbindung mit dem Anhänger im Wesentlichen vertikal mit der Hinterachse des Fahrzeugs 14 ausgerichtet ist. Wenn eine solche Annahme erfolgt, kann die Steuerung 26 die Lenkwinkelanweisung für das Fahrzeug 14 als eine Funktion erzeugen, die vom Längsabstand L zwischen der Schwenkverbindung und der Hinterachse des Fahrzeugs 14 unabhängig ist. Es versteht sich, dass sich der erwähnte Schwanenhalsanhänger allgemein darauf bezieht, dass die Konfiguration der Deichsel 36 zur Anbringung am Fahrzeug 14 an einer erhöhten Stelle über der Hinterachse, wie etwa in einer Ladefläche eines Lastwagens, erhöht ist, wobei Ausführungsformen des Schwanenhalsanhängers Tiefladeflächen, geschlossene Ladeflächen, Wohnwagen, Viehtransportanhänger, Pferdetransportanhänger, Tiefladeanhänger und andere vorstellbare Anhänger mit einer solchen Deichselkonfiguration beinhalten können.In an additional embodiment, the curvature routine 106 may make an assumption that a longitudinal distance L between the pivot connection and the rear axle of the vehicle 14 is zero in order to operate the trailer backup assist system 10 when connecting a gooseneck trailer or other similar trailer with a hitch ball or with a fifth wheel positioned over a rear axle of the vehicle 14. The assumption essentially assumes that the pivot connection to the trailer is substantially vertically aligned with the rear axle of the vehicle 14. When such an assumption is made, the controller 26 may generate the steering angle command for the vehicle 14 as a function that is independent of the longitudinal distance L between the pivot connection and the rear axle of the vehicle 14. It will be understood that the reference to a gooseneck trailer generally refers to the configuration of the tongue 36 being raised for attachment to the vehicle 14 at an elevated location above the rear axle, such as in a truck bed, and embodiments of the gooseneck trailer may include flatbeds, enclosed beds, caravans, livestock trailers, horse trailers, low loader trailers, and other conceivable trailers having such a tongue configuration.

Mit Bezugnahme auf 6 bewegen sich das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 entlang eines Wegs 122, der einen Teil 122a mit einem kleineren Radius und einen Teil 122b, der im Wesentlichen gerade ist oder einen großen Radius aufweist, beinhalten kann. Der Kupplungswinkel γ ist null, wenn der Weg 122 gerade ist, und nimmt zu, wenn der Radius des Wegteils 122a abnimmt. Dementsprechend wird der Kupplungswinkel γ zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 in den Wegteilen 122a größer als in den relativ geraden Wegteilen 122b sein. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann konfiguriert sein, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 während des Zurückfahrens auf eine Maximalgeschwindigkeit zu beschränken. Zum Beispiel kann, wenn der Bediener das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 auslöst und den Eingabevorrichtungsknopf 20 (4) benutzt, das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 auf 7 Kilometer pro Stunde (km/h) beschränken, selbst wenn der Kupplungswinkel γ null Grad beträgt und sich das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 entlang eines geraden Teils 122b des Wegs 122 bewegen. Gemäß einer Ausführungsform jedoch kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14, falls das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 einem Teil 122a des Wegs 122 mit einem relativ geringen Krümmungsradius folgen, wodurch ein größerer Kupplungswinkel γ erzeugt wird, von dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 auf eine Geschwindigkeit begrenzt werden, die geringer als 7 km/h ist, um sicherzustellen, dass die Kontrolle behalten und Einknicken verhindert wird.With reference to 6 The vehicle 14 and the trailer 12 move along a path 122, which may include a portion 122a with a smaller radius and a portion 122b that is substantially straight or has a large radius. The coupling angle γ is zero when the path 122 is straight and increases as the radius of the path portion 122a decreases. Accordingly, the coupling angle γ between the vehicle 14 and the trailer 12 will be greater in the path portions 122a than in the relatively straight path portions 122b. The trailer backup assist system 10 may be configured to limit the speed of the vehicle 14 and the trailer 12 to a maximum speed during reversing. For example, when the operator triggers the trailer backup assist system 10 and presses the input device button 20 ( 4 ), the trailer backup assist system 10 may limit the speed of the vehicle 14 to 7 kilometers per hour (km/h), even if the hitch angle γ is zero degrees and the vehicle 14 and trailer 12 are traveling along a straight portion 122b of the path 122. However, according to one embodiment, if the vehicle 14 and trailer 12 follow a portion 122a of the path 122 with a relatively small radius of curvature, thereby creating a larger hitch angle γ, the speed of the vehicle 14 may be limited by the trailer backup assist system 10 to a speed less than 7 km/h to ensure control is maintained and jackknifing is prevented.

Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann konfiguriert sein, eine Fahrzeugrückwärtsschwellengeschwindigkeitsgrenze festzulegen, wenn ein Anhänger 12 an das Fahrzeug 14 angebracht ist, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug 14 kontrolliert werden kann und Einknicken oder andere unannehmbare Rückfahrbedingungen verhindert werden. 7 veranschaulicht verschiedene Wege, die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion des Kupplungswinkels γ abzubilden. 8 veranschaulicht verschiedene Wege, die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 abzubilden. Wie hier beschrieben wird, können beide Geschwindigkeitsgrenzen in Verbindung miteinander durch die Steuerung 26 überwacht werden, um eine Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze zu bestimmen.The trailer backup assist system 10 may be configured to establish a vehicle reverse threshold speed limit when a trailer 12 is attached to the vehicle 14 to ensure that the vehicle 14 can be controlled and prevent jackknifing or other unacceptable reversing conditions. 7 illustrates different ways of mapping the maximum permissible vehicle speed as a function of the coupling angle γ. 8 illustrates various ways of mapping the maximum allowable vehicle speed as a function of the desired command curvature κ 2 . As described herein, both speed limits may be monitored in conjunction with each other by the controller 26 to determine a threshold vehicle speed limit.

In Verwendung kann der Kupplungswinkel γ gemessen werden, während das Fahrzeug 14 zurückfährt, und das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 beschränkt die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Beispiel unter Verwendung der Fahrzeugbremsen oder des Antriebs, so dass das Fahrzeug 14 die maximale zulässige Geschwindigkeit nicht überschreitet, selbst wenn ein Fahrzeugbediener versucht, durch Herunterdrücken des Gaspedals mit höherer Geschwindigkeit zurückzufahren.In use, the coupling angle γ may be measured while the vehicle 14 is reversing, and the trailer reversing assistance system 10 limits the vehicle speed, for example using the vehicle brakes or drive, so that the vehicle 14 does not exceed the maximum permissible speed even if a vehicle operator attempts to reverse at a higher speed by depressing the accelerator pedal.

Mit Bezug auf 7 repräsentiert Line 124 eine maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit bei verschiedenen Kupplungswinkeln γ. In dem veranschaulichten Beispiel ist die Linie 124 eine gerade Linie und die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Kupplungswinkel γ von 0° ist 10 km/h und bei einem Kupplungswinkel von 70° ist die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit auf 3 km/h reduziert. Es versteht sich, dass die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem niedrigeren Kupplungswinkel γ (z.B. 60°) auf 3 km/h reduziert werden kann, wie durch die Linie 126 gezeigt ist. Zudem versteht es sich, dass das Fahrzeug bei manchen Ausführungsformen auf eine Geschwindigkeit unterhalb von 3 km/h verlangsamt werden kann. Zum Beispiel kann das Fahrzeug anhalten, wenn sich der Kupplungswinkel γ einem zu großen Winkel annähert, um eine Einknickbedingung zu verhindern.With reference to 7 Line 124 represents a maximum permissible vehicle speed at different hitch angles γ. In the illustrated example, line 124 is a straight line and the maximum vehicle speed at a hitch angle γ of 0° is 10 km/h, and at a hitch angle of 70°, the maximum permissible vehicle speed is reduced to 3 km/h. It should be understood that at a lower hitch angle γ (e.g., 60°), the maximum vehicle speed may be reduced to 3 km/h, as shown by line 126. Furthermore, it should be understood that in some embodiments, the vehicle may be decelerated to a speed below 3 km/h. For example, the vehicle may stop when the hitch angle γ approaches too large an angle to prevent a jackknife condition.

Wie durch die Linie 128 gezeigt, kann die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit nicht auf eine Geschwindigkeit unterhalb von 7 km/h beschränkt werden, bis ein Kupplungswinkel γ, der bedeutend größer als 0° (z.B. 30°) ist, erreicht wird, und dann kann die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine gerade Linie beschränkt werden, die bei einem vordefinierten Kupplungswinkel γ (z.B. 60°) 0 wird. In 7 beinhaltet die Linie 128 einen Abschnitt 128a, der horizontal ist, bis der Kupplungswinkel γ 30° erreicht, und dann geht die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit linear gegen 3 km/h, wie es durch den Linienabschnitt 128b gezeigt ist. Die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion des Kupplungswinkels γ kann auch nichtlinear (z.B. parabolisch) sein, wie durch die gestrichelten Linien 130 und 132 gezeigt wird.As shown by line 128, the maximum vehicle speed cannot be limited to a speed below 7 km/h until a coupling angle γ significantly greater than 0° (e.g., 30°) is reached, and then the maximum vehicle speed can be limited by a straight line which becomes 0 at a predefined coupling angle γ (e.g., 60°). 7 Line 128 includes a section 128a that is horizontal until the coupling angle γ reaches 30°, and then the maximum permissible vehicle speed approaches 3 km/h linearly, as shown by line section 128b. The maximum permissible vehicle speed as a function of the coupling angle γ may also be nonlinear (e.g., parabolic), as shown by dashed lines 130 and 132.

Die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit für einen gegebenen Kupplungswinkel γ kann empirisch bestimmt werden, um mehrere Paare von Datenpunkten bereitzustellen, und die Daten können unter Verwendung einer Fitkurve interpoliert werden, so dass dadurch eine Linie erzeugt wird, die die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion des Kupplungswinkels γ repräsentiert, was in einer LUT gespeichert werden kann. Alternativ kann die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion des Kupplungswinkels γ unter Verwendung einer geraden (linearen) Linie der Form y = mx +b oder einer gekrümmten (nichtlinearen) Linie der Form y = mx2 + cx + b oder einer anderen geeigneten Gleichung modelliert werden.The maximum permissible vehicle speed for a given hitch angle γ can be determined empirically to provide multiple pairs of data points, and the data can be interpolated using a fit curve to generate a line representing the maximum permissible vehicle speed as a function of hitch angle γ, which can be stored in a LUT. Alternatively, the maximum permissible vehicle speed as a function of hitch angle γ can be modeled using a straight (linear) line of the form y = mx + b or a curved (nonlinear) line of the form y = mx 2 + cx + b or another suitable equation.

Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann auch andere Variablen berücksichtigen, um die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf dem Kupplungswinkel γ für eine gegebene Betriebsbedingung zu bestimmen. Zum Beispiel können die in 7 veranschaulichten Kurven (z.B. 124, 128) modifiziert werden, um Winkel an Hügeln zu beachten. Speziell kann die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit für einen gegebenen (gemessenen) Kupplungswinkel γ reduziert werden, falls das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 auf einem Hügel zurückfahren. Der Winkel an einem Hügel kann unter Benutzung eines in dem Fahrzeug 14 befindlichen Schwerkraftsensors gemessen werden oder er kann unter Benutzung eines Sensors in der Kopplungsanordnung 38 (1), die das Fahrzeug 14 und den Anhänger 12 verbindet, gemessen werden. Zusätzliche Variablen, wie etwa Straßenbedingungen, können auch benutzt werden, um die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem gegebenen Kupplungswinkel γ anzupassen. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 14 Sensoren beinhalten, die es dem Anhängerückfahrassistenzsystem 10 ermöglichen, zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug 14 auf losem Schotter, nassem Straßenbelag oder einer anderen Oberfläche mit reduzierter Bodenhaftung befindet. Falls sich das Fahrzeug 14 und/oder der Anhänger 12 auf Schotter oder einer nassen Oberfläche befinden, kann die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit für einen gegebenen Kupplungswinkel γ weiter reduziert werden, um sicherzustellen, dass der Bediener die Kontrolle des Anhängers 12 während der Rückfahrvorgänge behalten kann.The trailer backup assist system 10 may also consider other variables to determine the maximum permissible vehicle speed based on the hitch angle γ for a given operating condition. For example, the 7 illustrated curves (e.g., 124, 128) may be modified to account for angles on hills. Specifically, the maximum allowable vehicle speed for a given (measured) hitch angle γ may be reduced if the vehicle 14 and trailer 12 are reversing on a hill. The angle on a hill may be measured using a gravity sensor located in the vehicle 14, or it may be measured using a sensor in the hitch assembly 38 ( 1 ) connecting the vehicle 14 and the trailer 12. Additional variables, such as road conditions, may also be used to adjust the maximum allowable vehicle speed for a given hitch angle γ. For example, the vehicle 14 may include sensors that enable the trailer backup assist system 10 to determine whether the vehicle 14 is on loose gravel, wet pavement, or another surface with reduced traction. If the vehicle 14 and/or the trailer 12 are on gravel or a wet surface, the maximum allowable vehicle speed for a given hitch angle γ may be further reduced to ensure the operator can maintain control of the trailer 12 during reversing operations.

Außerdem kann der Winkel an einem Hügel unter Benutzung topografischer Informationen bestimmt werden, die von dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 gespeichert sein können oder unter Benutzung eines GPS-Systems erhalten werden können. Fahrzeug 14 kann einen elektronischen Kompass oder eine andere Positionierungsvorrichtung 74 beinhalten, wobei die Position und Orientierung des Fahrzeugs 14 auf einer topografischen Karte bestimmt werden können, so dass der Winkel des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 an einem Hügel bestimmt werden kann.Additionally, the angle on a hill may be determined using topographical information that may be stored by the trailer backup assist system 10 or obtained using a GPS system. Vehicle 14 may include an electronic compass or other positioning device 74, wherein the position and orientation of the vehicle 14 on a topographical map may be determined so that the angle of the vehicle 14 and trailer 12 on a hill may be determined.

Außerdem können Straßenbedingungsdaten von einer Remote-Quelle erhalten werden und die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit kann falls notwendig angepasst werden. Falls zum Beispiel Wetterdaten in der Nähe des Fahrzeugs 14 anzeigen, dass es regnet oder schneit, kann die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit für einen gegebenen (gemessenen) Kupplungswinkel γ reduziert werden, um die Verringerung der Bodenhaftung zu beachten. Gleichermaßen können Kartendaten, die die Straßenoberfläche betreffen (z.B. Schotter oder Asphaltstraße), benutzt werden, um die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion des Kupplungswinkels γ anzupassen.In addition, road condition data can be obtained from a remote source, and the maximum allowable vehicle speed can be adjusted if necessary. For example, if weather data near vehicle 14 indicates that it is raining or snowing, the maximum allowable Vehicle speed for a given (measured) coupling angle γ can be reduced to account for the reduction in road grip. Similarly, map data concerning the road surface (e.g., gravel or asphalt road) can be used to adjust the maximum permissible vehicle speed as a function of the coupling angle γ.

Mit Bezug auf 8 repräsentiert Line 134 eine maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit bei verschiedenen Größen der Eingabevorrichtung 18. In dem veranschaulichten Beispiel ist die Linie 134 eine gerade Linie und die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Kupplungswinkel γ von 0° ist 7 km/h und bei einem Kupplungswinkel γ von 70°, oder einer beliebigen anderen gewünschten Geschwindigkeits- und/oder Anhaltebedingung, wie oben beschrieben, ist die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit auf 3 km/h reduziert. Außerdem kann die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit, wie oben beschrieben und durch die Linie 140a gezeigt, nicht wesentlich auf eine Geschwindigkeit von unterhalb von 7 km/h beschränkt werden, bis eine Eingabegröße, die wesentlich größer als 0° (z.B. 60°) ist, erreicht wird, und die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit geht dann parabolisch gegen 0, wie durch den Linienabschnitt 140b gezeigt ist. Die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion der Eingabegröße der Eingabevorrichtung 18 kann in anderen Ausführungsformen auch linear sein.With reference to 8 Line 134 represents a maximum allowable vehicle speed for different sizes of the input device 18. In the illustrated example, line 134 is a straight line and the maximum vehicle speed at a hitch angle γ of 0° is 7 km/h, and at a hitch angle γ of 70°, or any other desired speed and/or stopping condition as described above, the maximum allowable vehicle speed is reduced to 3 km/h. Furthermore, as described above and shown by line 140a, the maximum vehicle speed may not be substantially limited to a speed below 7 km/h until an input size significantly greater than 0° (e.g., 60°) is reached, and the maximum allowable vehicle speed then approaches 0 parabolically, as shown by line segment 140b. The maximum allowable vehicle speed as a function of the input size of the input device 18 may also be linear in other embodiments.

Die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit für eine gegebene Eingabegröße kann empirisch bestimmt werden, um mehrere Paare von Datenpunkten bereitzustellen, und die Daten können unter Verwendung einer Fitkurve interpoliert werden, so dass dadurch eine Linie erzeugt wird, die die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion der Eingabegröße repräsentiert. Alternativ kann die maximale zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit als Funktion der Eingabegröße der Eingabevorrichtung 18 unter Benutzung einer geraden Linie, einer gekrümmten Line oder einer anderen geeigneten Gleichung modelliert werden, wie oben beschrieben wird.The maximum allowable vehicle speed for a given input may be determined empirically to provide multiple pairs of data points, and the data may be interpolated using a fit curve to generate a line representing the maximum allowable vehicle speed as a function of the input. Alternatively, the maximum allowable vehicle speed may be modeled as a function of the input of the input device 18 using a straight line, a curved line, or another suitable equation, as described above.

Im Betrieb aktiviert ein Benutzer das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 und beginnt, das Fahrzeug 14 und den Anhänger 12 zurückzufahren. Der Benutzer benutzt die Eingabevorrichtung 18, um die gewünschte Anweisungskrümmung κ2 an das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 zu liefern. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 benutzt die Daten der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Kupplungswinkels γ, um eine maximale zulässige Fahrzeugschwellengeschwindigkeit zu bestimmen, und berücksichtigt Straßenbedingungen und dergleichen, wie oben besprochen wurde.In operation, a user activates the trailer backup assist system 10 and begins backing up the vehicle 14 and trailer 12. The user uses the input device 18 to provide the desired command curvature κ 2 to the trailer backup assist system 10. The trailer backup assist system 10 uses the vehicle speed and hitch angle γ data to determine a maximum allowable vehicle threshold speed, taking into account road conditions and the like, as discussed above.

Allgemein kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 sicherstellen, dass das Fahrzeug 14 und der Anhänger 12 nicht den maximalen Schwellenanhängerwinkel überschreiten, indem es die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14, die Fahrzeugkrümmung oder beides beschränkt. Beschränken der Fahrzeuggeschwindigkeit kann erreicht werden, indem eine Anweisung an das Bremssteuerungssystem 62 und/oder das Antriebsstrangsteuerungsmodul 14 gesendet wird. Das Bremssteuerungssystem 62 kann benutzt werden, um die Bremsen des Fahrzeugs 14 und/oder die Bremsen des Anhängers 12 zu betätigen, falls der Anhänger 12 mit Bremsen ausgerüstet ist. Außerdem kann das Antriebsstrangsteuerungsmodul 14 benutzt werden, um die vom Fahrzeugmotor erzeugte Drehmomentmenge zu beschränken und/oder Motorbremsen durch Herunterschalten des Motorgetriebes zu benutzen, falls das Fahrzeug 14 einen Verbrennungsmotor aufweist. Falls das Fahrzeug 14 einen Elektromotor 84 aufweist, kann das Antriebsstrangsystemsteuerungsmodul den Elektromotor 84 benutzen, um Bremsen bereitzustellen. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann auch konfiguriert sein, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kupplungswinkel γ innerhalb der zulässigen Grenzen liegen.In general, the trailer backup assist system 10 may ensure that the vehicle 14 and trailer 12 do not exceed the maximum threshold trailer angle by limiting the speed of the vehicle 14, the vehicle curvature, or both. Limiting the vehicle speed may be achieved by sending an instruction to the brake control system 62 and/or the powertrain control module 14. The brake control system 62 may be used to apply the brakes of the vehicle 14 and/or the brakes of the trailer 12 if the trailer 12 is equipped with brakes. Additionally, the powertrain control module 14 may be used to limit the amount of torque produced by the vehicle engine and/or to utilize engine braking by downshifting the engine transmission if the vehicle 14 has an internal combustion engine. If the vehicle 14 has an electric motor 84, the powertrain system control module may utilize the electric motor 84 to provide braking. The trailer reversing assistance system 10 may also be configured to increase the vehicle speed if the vehicle speed and the coupling angle γ are within the permissible limits.

Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann auch konfiguriert sein, den Winkel der gelenkten Räder zu steuern, um sicherzustellen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit gegen den Kupplungswinkel γ (7) nicht die zulässigen Grenzen überschreitet. In diesem Fall wird das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 den Winkel der gelenkten Räder auf ein Niveau beschränken, das niedriger ist als die durch den Benutzer unter Benutzung des Knopfes 20 (4) eingegebene Eingabeanweisungsanforderung, um zu verhindern, dass der Kupplungswinkel γ die zulässigen Grenzen für eine gegebene Fahrzeuggeschwindigkeit überschreitet. Dementsprechend kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 eine Lenkanforderung des Benutzers „überschreiben“ und eine Lenkanweisungskrümmung κ2 erzeugen, die einen relativ zu der Lenkanforderung des Benutzers reduzierten Lenkwinkel beinhaltet. Zum Beispiel kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10, falls das Fahrzeug 14 rückwärts mit 7 km/h fährt und ein Bediener den Knopf 20 schnell dreht, die Bremsen anwenden, um das Fahrzeug 14 zu verlangsamen, allerdings erlaubt die Fähigkeit des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 möglicherweise nicht, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 schnell genug reduziert wird, um es dem Fahrzeug 14 zu erlauben, der Lenkeingabe durch den Benutzer zu folgen. In diesem Fall kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 eine Lenkanweisung an das Servolenkungssystem 64 erzeugen, die reduziert ist, um unannehmbare Betriebsbedingungen (d.h. eine zu enge Kurve für die Fahrzeuggeschwindigkeit) zu vermeiden. Außerdem ist der Kupplungswinkel γ immer noch aufgrund der physischen Einschränkungen der Anschlussstelle zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 beschränkt, selbst wenn das Fahrzeug 14 mit sehr geringer Geschwindigkeit (z.B. 1 km/h) fährt. Dementsprechend kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 konfiguriert sein, Lenkanforderungen des Benutzers zu modifizieren und die Anweisungen an das Servolenkungssystem 64 auf einen Maximalwert zu beschränken, der geringer sein kann als eine Eingabeanforderung durch einen Benutzer unter Benutzung des Knopfes 20.The trailer reversing assistance system 10 may also be configured to control the angle of the steered wheels to ensure that the vehicle speed is maintained against the coupling angle γ ( 7 ) does not exceed the permissible limits. In this case, the trailer reversing assistance system 10 will limit the angle of the steered wheels to a level lower than the angle set by the user using the button 20 ( 4 ) input instruction request to prevent the hitch angle γ from exceeding the allowable limits for a given vehicle speed. Accordingly, the trailer backup assist system 10 may "override" a user steering request and generate a steering command curvature κ 2 that includes a reduced steering angle relative to the user's steering request. For example, if the vehicle 14 is reversing at 7 km/h and an operator quickly turns the knob 20, the trailer backup assist system 10 may apply the brakes to slow the vehicle 14. However, the capability of the trailer backup assist system 10 may not allow the speed of the vehicle 14 to be reduced quickly enough to allow the vehicle 14 to follow the user's steering input. In this case, the trailer backup assist system 10 may send a steering command to the servo steering system 64 that is reduced to avoid unacceptable operating conditions (i.e., a turn too tight for the vehicle speed). Furthermore, the coupling angle γ is still limited due to the physical constraints of the connection point between the vehicle 14 and the trailer 12, even when the vehicle 14 is traveling at a very low speed (e.g., 1 km/h). Accordingly, the trailer backup assist system 10 may be configured to modify user steering requests and limit the instructions to the power steering system 64 to a maximum value, which may be less than an input request by a user using the knob 20.

Alternativ kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 konfiguriert sein, die maximale Schwellengeschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu reduzieren, falls berechnet wird, dass die Eingabegröße ohne eine Reduzierung der Geschwindigkeit unannehmbare Rückfahrbedingungen verursacht. Die unannehmbare Rückfahrbedingung kann zeitnah auftreten oder alternativ kann die Steuerung 26 konfiguriert sein, den Anfang einer unannehmbaren Rückfahrbedingung vorherzusehen, die entsteht, falls keine Abänderung der maximalen Schwellengeschwindigkeit vorgenommen wird.Alternatively, the trailer backup assist system 10 may be configured to reduce the maximum threshold speed of the vehicle 14 if it is calculated that the input will cause unacceptable backing conditions without a reduction in speed. The unacceptable backing condition may occur imminently, or alternatively, the controller 26 may be configured to anticipate the onset of an unacceptable backing condition that will arise if no modification of the maximum threshold speed is made.

Weiterhin kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 konfiguriert sein, die benutzerangeforderte Lenkeingabe von dem Knopf 20 über die Fahrzeuggeschwindigkeit zu priorisieren, wenn es bestimmt, ob es die Fahrzeuggeschwindigkeit oder den Wendewinkel beschränkt, um die maximalen zulässigen Werte wie in 8-9 gezeigt zu vermeiden. Allgemein entspricht die von einem Benutzer an den Knopf 20 bereitgestellte Eingabe einem gewünschten Anhängerweg (z.B. Anhängerweg 122 in 6) und das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann konfiguriert sein, anzunehmen, dass der gewünschte Weg wichtiger als die gewünschte Geschwindigkeit ist. Dementsprechend kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 konfiguriert sein, zuerst die Fahrzeuggeschwindigkeit anzupassen, um innerhalb der in 8-9 gezeigten maximalen zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeit zu bleiben, gefolgt von (in Bezug auf Priorität), falls benötigt, einer Beschränkung der Anhängerkrümmung, um innerhalb der in 8-9 gezeigten zulässigen Grenzen zu bleiben.Furthermore, the trailer backup assist system 10 may be configured to prioritize the user-requested steering input from the button 20 over the vehicle speed when determining whether to limit the vehicle speed or the turning angle to the maximum allowable values as in 8-9 Generally, the input provided by a user to button 20 corresponds to a desired trailer path (e.g., trailer path 122 in 6 ) and the trailer backup assist system 10 may be configured to assume that the desired path is more important than the desired speed. Accordingly, the trailer backup assist system 10 may be configured to first adjust the vehicle speed to remain within the 8-9 shown maximum permissible vehicle speed, followed (in terms of priority), if necessary, by restricting the trailer curvature to remain within the 8-9 to remain within the permissible limits shown.

Außerdem kann der tatsächliche Lenkwinkel zu der Lenkwinkelanforderung verzögert sein und der endgültige (statische) Lenkwinkel kann etwas geringer sein als die Lenkanforderung. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann konfiguriert sein, die Fahrzeugrückwärtsgeschwindigkeit zu optimieren, um dem gewünschten Weg 122 (6) innerhalb eines annehmbaren Fehlers zu folgen. Dies ermöglicht dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10, die Lenkgeschwindigkeit innerhalb eines Optimalbereichs zu halten, um dabei zu helfen, das Fahrzeug 14 auf dem gewünschten Weg 122 mit einer annehmbaren Fehlermenge zu halten. Allgemein ist die benötigte Geschwindigkeit des Servolenkungssystems 64 eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der zum Folgen des gewünschten Wegs 122 benötigten Lateralbewegung. Zum Beispiel nehmen die Lenkgeschwindigkeiten, die zum Folgen einer bestimmten Lateraländerung des Wegs benötigt werden, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Gleichermaßen nehmen die Lenkgeschwindigkeiten, die bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit benötigt werden, mit zunehmender Änderung der Lateralbewegung zu.In addition, the actual steering angle may be delayed relative to the steering angle request, and the final (static) steering angle may be slightly less than the steering request. The trailer backup assist system 10 may be configured to optimize the vehicle's reverse speed to match the desired path 122 ( 6 ) within an acceptable error. This allows the trailer backup assist system 10 to maintain the steering speed within an optimal range to help maintain the vehicle 14 on the desired path 122 with an acceptable amount of error. Generally, the required speed of the power steering system 64 is a function of the vehicle speed and the lateral movement required to follow the desired path 122. For example, the steering speeds required to follow a given lateral change in path increase with vehicle speed. Likewise, the steering speeds required at a given vehicle speed increase with increasing change in lateral movement.

Allgemein können die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Lenkung in einer beliebigen Kombination gesteuert werden, um den Fahrzeugweg zu optimieren. Zum Beispiel kann das Antriebsstrangsystemsteuerungsmodul 66 (2) konfiguriert sein, die Drehmomentausgabe zu steuern. Die Drehmomentausgabe kann überwacht und modifiziert werden, um dabei zu helfen, die optimale Geschwindigkeit zu halten, um die Fähigkeit des Servolenkungssystems 64, das Fahrzeug 14 auf einem gewünschten Weg zu positionieren, zu unterstützen. Die Antriebsstrangdrehmomentausgabe kann beschränkt werden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu reduzieren, wenn dies für das Servolenkungssystem 64 erforderlich ist, um den Fahrzeugwegfehler innerhalb eines gewünschten Bereichs zu halten. Gleichermaßen kann das erzeugte Bremsmoment auch überwacht und modifiziert werden, um dabei zu helfen, die optimale Geschwindigkeit zu halten, um die Fähigkeit des Servolenkungssystems 64, das Fahrzeug auf einem gewünschten Weg zu positionieren, zu unterstützen.In general, vehicle speed and steering may be controlled in any combination to optimize the vehicle path. For example, the powertrain system control module 66 ( 2 ) may be configured to control the torque output. The torque output may be monitored and modified to help maintain the optimal speed to assist the power steering system 64's ability to position the vehicle 14 in a desired path. The driveline torque output may be limited to reduce the speed of the vehicle 14 when necessary for the power steering system 64 to keep the vehicle path error within a desired range. Likewise, the generated braking torque may also be monitored and modified to help maintain the optimal speed to assist the power steering system 64's ability to position the vehicle in a desired path.

Die Bremssteuerungssystem 62 kann ausgelöst werden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu reduzieren, wenn dies für das Servolenkungssystem 64 erforderlich ist, um den Wegfehler innerhalb eines gewünschten Bereichs zu halten. Weiterhin kann die automatische Gangauswahl des Fahrzeugs 14 gesteuert werden und das Fahrzeug 14 kann herunterschalten, um Motorbremsen zu begünstigen und das Risiko des Überhitzens des Bremssystems zu reduzieren. Falls das Fahrzeug 14 mit einem angebrachten Anhänger 12 rückwärtsfährt und falls der Anhänger 12 Anhängerbremsen aufweist, kann ferner das Anhängerbremsmoment überwacht und modifiziert werden, um dabei zu helfen, die optimale Geschwindigkeit zu halten, um die Fähigkeit des Servolenkungssystems 64, das Fahrzeug 14 auf einem gewünschten Weg zu positionieren, zu unterstützen. Das Anhängerbremsmoment kann angelegt werden, um dabei zu helfen, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu reduzieren, wenn dies für das Servolenkungssystem 64 erforderlich ist, um den Wegfehler innerhalb eines gewünschten Bereichs zu halten.The brake control system 62 can be triggered to reduce the speed of the vehicle 14 when required by the power steering system 64 to maintain the path error within a desired range. Furthermore, the automatic gear selection of the vehicle 14 can be controlled, and the vehicle 14 can downshift to promote engine braking and reduce the risk of overheating of the braking system. Furthermore, if the vehicle 14 is reversing with a trailer 12 attached, and if the trailer 12 has trailer brakes, the trailer braking torque can be monitored and modified to help maintain the optimal speed. to assist the ability of the power steering system 64 to position the vehicle 14 on a desired path. Trailer braking torque may be applied to help reduce the speed of the vehicle 14 when necessary for the power steering system 64 to maintain the path error within a desired range.

Mit Bezug auf 9 ist die Krümmungsroutine 106 des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 veranschaulicht, wobei ein Architekturlayout gemäß einer Ausführungsform gezeigt wird. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 beinhaltet mehrere Eingaben, die mit einer Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 kommunizieren, so dass im Speicher 104 gespeicherte Routinen der Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 auf den mehreren Eingaben basierend arbeiten können. Die mehreren Eingaben können von der Anhängerrückfahrassistenzsystemsteuerung 26 innerhalb des Fahrzeugs 14 getrennte oder in diese integrierte Speichervorrichtungen beinhalten, die Daten von Sensoren des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 speichern, wie etwa dem Kupplungswinkelsensor 24, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 78, dem Lenkwinkelsensor 70, oder alternativ können die mehreren Eingaben anderweitig Daten direkt aus den Sensoren übertragen, ohne als eine Speichereinrichtung zu fungieren. Zudem versteht es sich, dass jede der mehreren Eingaben, die innerhalb des Fahrzeugs 14 angeordnet sind, ein unabhängiges System sein kann, das innerhalb des Fahrzeugs 14 angeordnet ist, oder integral innerhalb eines beliebigen Systems innerhalb des Fahrzeugs 14 angeordnet sein kann.With reference to 9 1 illustrates the curvature routine 106 of the trailer backup assist system 10, showing an architectural layout according to one embodiment. The trailer backup assist system 10 includes a plurality of inputs that communicate with a speed limit controller 156 such that routines of the speed limit controller 156 stored in memory 104 can operate based on the plurality of inputs. The plurality of inputs may include storage devices separate from or integrated with the trailer backup assist system controller 26 within the vehicle 14 that store data from sensors of the trailer backup assist system 10, such as the hitch angle sensor 24, the vehicle speed sensor 78, the steering angle sensor 70, or alternatively, the plurality of inputs may otherwise transmit data directly from the sensors without acting as a storage device. Additionally, it is understood that each of the plurality of inputs disposed within the vehicle 14 may be an independent system disposed within the vehicle 14 or may be integrally disposed within any system within the vehicle 14.

Wie in 9 veranschaulicht, kann eine Eingabevorrichtung 18 konfiguriert sein, eine Eingabeanweisung anzunehmen, die der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 entspricht. In manchen Ausführungsformen kann die Eingabevorrichtung 18 in einem getrennten System vorliegen, das innerhalb des Fahrzeugs 14 oder des Anhängers 12 angeordnet ist, wie etwa einem Anhängerzugbeleuchtungsmodul. Im veranschaulichten Layout liefert die Eingabevorrichtung 18 die gewünschte Anweisungskrümmung κ2 an die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156, die anhand des gewünschten Rückfahrwegs 16 bestimmt werden kann, der mit der Eingabevorrichtung 18 eingegeben wird. Die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 berechnet eine gewünschte Schwellengeschwindigkeit auf der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 und dem momentanen Kupplungswinkel γ basierend.As in 9 , an input device 18 may be configured to accept an input command corresponding to the desired command curvature κ 2 . In some embodiments, the input device 18 may be in a separate system located within the vehicle 14 or the trailer 12, such as a trailer coupling lighting module. In the illustrated layout, the input device 18 provides the desired command curvature κ 2 to the speed limit controller 156, which may be determined from the desired return path 16 input with the input device 18. The speed limit controller 156 calculates a desired threshold speed based on the desired command curvature κ 2 and the current hitch angle γ.

Wie ferner in 9 veranschaulicht wird, überträgt das Bremssteuerungssystem 62 eine Fahrzeuggeschwindigkeit an die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156. Ein Bildverarbeitungsmodul 142 kann den Kupplungswinkel zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12, wie hier beschrieben, durchgehend bestimmen. Das Antriebsstrangsteuerungssystem 66 kann den aktuellen Zustand des Getriebes an die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 übertragen.As further stated in 9 As illustrated, the brake control system 62 transmits a vehicle speed to the speed limit controller 156. An image processing module 142 may continuously determine the hitch angle between the vehicle 14 and the trailer 12, as described herein. The powertrain control system 66 may transmit the current state of the transmission to the speed limit controller 156.

Sobald die gewünschte Schwellengeschwindigkeit durch die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 berechnet ist, erzeugt die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 eine Geschwindigkeitsbeschränkungsanweisung, die auf einer gewünschten Schwellengeschwindigkeit und einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 basiert. Die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 gibt Daten in Form einer Geschwindigkeitsbeschränkungsanweisung an das Bremssteuerungssystem 62, das Antriebsstrangsteuerungssystem 66 und/oder ein beliebiges anderes brauchbares System innerhalb des Fahrzeugs 14 aus, die dann an die mehreren Eingaben 62, 66, 142 zurückgeleitet werden um die Einflüsse anderer Fahrzeugeigenschaften, die von der Implementierung der Geschwindigkeitsbeschränkungsanweisung beeinflusst sind, oder andere Änderungen an dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 neu zu beurteilen. Dementsprechend verarbeitet die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 durchgehend Informationen von den mehreren Eingaben 62, 66, 142, um genaue Lenkwinkelanweisungen bereitzustellen, die den Anhänger 12 auf der gewünschten Krümmung κ2 und dem gewünschten Rückfahrweg 16 ohne wesentliche Übersteigung oder scharfe Variationen der Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze der gewünschten Krümmung κ2 platzieren.Once the desired threshold speed is calculated by the speed limit controller 156, the speed limit controller 156 generates a speed limit command based on a desired threshold speed and a current speed of the vehicle 14. The speed limit controller 156 outputs data in the form of a speed limit command to the brake control system 62, the powertrain control system 66, and/or any other suitable system within the vehicle 14, which is then fed back to the plurality of inputs 62, 66, 142 to reassess the effects of other vehicle characteristics affected by the implementation of the speed limit command or other changes to the trailer backup assist system 10. Accordingly, the speed limit controller 156 continuously processes information from the plurality of inputs 62, 66, 142 to provide accurate steering angle commands that place the trailer 12 on the desired curvature κ 2 and the desired return path 16 without significantly exceeding or sharply varying the vehicle threshold speed limit of the desired curvature κ 2 .

Die Regelkreisgeschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 ist so konfiguriert, dass die Schwellengeschwindigkeitsgrenze des Fahrzeugs 14 eine Funktion von sowohl der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 als auch des Kupplungswinkels γ sein kann. Als Ergebnis kann die Geschwindigkeit automatisch auf einen Bereich beschränkt werden, der einen beständigen Betrieb und maximale Manövrierbarkeit ermöglicht. Geschwindigkeits- und Einknickwarnungen können bedeutend reduziert oder im Wesentlichen vom Systembetrieb insgesamt entfernt werden. Außerdem kann Bremsen durch den Fahrer nur auf einem Benutzerkomfortniveau oder der gewünschten Geschwindigkeit für die Bewegung des Anhängers 12 basierend notwendig sein. Es ist möglicherweise nicht notwendig, das Anhängerückfahrassistenzsystem 10 arbeitend zu halten oder die Manövrierbarkeit des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 zu verbessern. Wie hier beschrieben, kann die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 eine erste Geschwindigkeitsgrenze basierend auf einer gewünschten Anweisungskrümmung κ2 und eine zweite Geschwindigkeitsgrenze basierend auf dem augenblicklichen Kupplungswinkel γ bestimmen. Die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 kann die zwei Geschwindigkeitsgrenzen filtern, um eine Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze zu bestimmen. Zum Beispiel kann die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze auf die niedrigere der ersten und zweiten Geschwindigkeitsgrenze festlegen. Alternativ kann eine vergleichende Analyse höherer Ordnung durch die Geschwindigkeitsbeschränkungssteuerung 156 benutzt werden, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird.The closed-loop speed limit controller 156 is configured such that the threshold speed limit of the vehicle 14 may be a function of both the desired command curvature κ 2 and the hitch angle γ. As a result, the speed may be automatically limited to a range that allows for consistent operation and maximum maneuverability. Speed and jackknife warnings may be significantly reduced or substantially eliminated from system operation altogether. Furthermore, braking by the driver may only be necessary based on a user comfort level or the desired speed for movement of the trailer 12. It may not be necessary to keep the trailer backup assist system 10 operating or to enhance the maneuverability of the trailer backup assist system 10. As described herein, the speed limit controller 156 may set a first speed limit based on a desired command curvature κ 2 and a second speed limit based on the current hitch angle γ. The speed limit controller 156 may filter the two speed limits to determine a vehicle threshold speed limit. For example, the speed limit controller 156 may set the vehicle threshold speed limit to the lower of the first and second speed limits. Alternatively, a higher-order comparative analysis may be used by the speed limit controller 156, as described in more detail below.

Mit Bezug auf 10 ist eine Ausführungsform des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 veranschaulicht, bei der das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 konfiguriert ist, den Kupplungswinkel γ und die gewünschte Anweisungskrümmung κ2 zur Steuerung der Schwellengeschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu überwachen, so dass dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 ermöglicht wird, bei der Verhinderung von unannehmbaren Rückfahrbedingungen durch Beschränkung der Schwellengeschwindigkeit des Fahrzeugs 14 zu helfen.With reference to 10 1 illustrates an embodiment of the trailer backup assist system 10 in which the trailer backup assist system 10 is configured to monitor the hitch angle γ and the desired command curvature κ 2 to control the threshold speed of the vehicle 14, thereby enabling the trailer backup assist system 10 to assist in preventing unacceptable backup conditions by limiting the threshold speed of the vehicle 14.

Das in 10 veranschaulichte Verfahren beginnt allgemein, wenn das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 bei Schritt 160 aktiviert wird. Bei Schritt 160 beginnt das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 den Prozess, das Fahrzeug 14 entlang der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 mit einer Schwellengeschwindigkeitsgrenze zu lenken, wie oben beschrieben wird. Bei Schritt 162 wird die kinematische Beziehung zwischen dem Anhänger 12 und dem Fahrzeug 14, an dem der Anhänger 12 angebracht ist, bestimmt. Zur Bestimmung der kinematischen Beziehung bei Schritt 162 werden verschiedene Parameter des Fahrzeugs 14 und des Anhängers 12 erfasst, oder anderweitig bestimmt, so dass das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 Lenkanweisungen für das Servolenkungssystem 64 gemäß der gewünschten Krümmung κ2 oder des gewünschten Rückfahrwegs 16 des Anhängers 12 erzeugen kann.The 10 The method illustrated generally begins when the trailer backup assist system 10 is activated at step 160. At step 160, the trailer backup assist system 10 begins the process of steering the vehicle 14 along the desired command curvature κ 2 at a threshold speed limit, as described above. At step 162, the kinematic relationship between the trailer 12 and the vehicle 14 to which the trailer 12 is attached is determined. To determine the kinematic relationship at step 162, various parameters of the vehicle 14 and the trailer 12 are sensed or otherwise determined so that the trailer backup assist system 10 can generate steering commands for the power steering system 64 according to the desired curvature κ 2 or the desired backup path 16 of the trailer 12.

Wie unter Bezugnahme auf 5 offenbart wird, können die kinematischen Parameter zur Definition der kinematischen Beziehung neben anderen zuvor beschriebenen Variablen und Parametern eine Länge des Anhängers 12, einen Radstand des Fahrzeugs 14 und einen Abstand von einer Kupplungsverbindung zu einer Hinterachse des Fahrzeugs 14 und einen Kupplungswinkel γ zwischen dem Fahrzeug 14 und dem Anhänger 12 beinhalten. Nachdem die kinematische Beziehung bestimmt wurde, kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 mit Schritt 164 fortfahren, um einen momentanen Kupplungswinkel γ durch Empfangen einer Eingabe von einem Sensor 44 (1) oder durch Ausführen einer Kupplungswinkelschätzroutine 110 zu bestimmen, die von dem Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 unter Verwendung, neben anderen mit der kinematischen Beziehung zusammenhängenden Eingaben, eines Gierratensensors 58 des Anhängers 12, eines Gierratensensors 58 des Fahrzeugs 14 ausgeführt wird, und wie weiter in dem gleichzeitig anhängigen U.S.-Patent mit der Nr. US 9 340 228 B2 mit dem Titel „TRAILER MOTION AND PARAMETER ESTIMATION SYSTEM“ beschrieben ist, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird. Gleichzeitig wird die gewünschte Anweisungskrümmung κ2 von der Eingabevorrichtung 18 bei Schritt 168 empfangen, die basierend auf der Eingabegröße der Eingabevorrichtung 18 und dem kinematischen Verhältnis verarbeitet wird. Danach bestimmt das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 bei Schritt 166 eine erste maximale Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze auf dem Kupplungswinkel γ basierend, wie oben beschrieben wird. Eine zweite maximale Geschwindigkeitsgrenze wird bei Schritt 170 basierend auf der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 bestimmt, wie ebenfalls oben beschrieben wird.As with reference to 5 disclosed, the kinematic parameters for defining the kinematic relationship may include, among other previously described variables and parameters, a length of the trailer 12, a wheelbase of the vehicle 14, a distance from a hitch connection to a rear axle of the vehicle 14, and a hitch angle γ between the vehicle 14 and the trailer 12. After the kinematic relationship is determined, the trailer backup assist system 10 may proceed to step 164 to determine a current hitch angle γ by receiving an input from a sensor 44 ( 1 ) or by executing a hitch angle estimation routine 110 executed by the trailer backup assist system 10 using, among other kinematic relationship related inputs, a yaw rate sensor 58 of the trailer 12, a yaw rate sensor 58 of the vehicle 14, and as further described in copending U.S. Patent No. US 9 340 228 B2 entitled "TRAILER MOTION AND PARAMETER ESTIMATION SYSTEM," the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference. Concurrently, the desired command curvature κ 2 is received from the input device 18 at step 168, which is processed based on the input of the input device 18 and the kinematic relationship. Thereafter, the trailer backup assist system 10 determines a first maximum vehicle speed limit based on the hitch angle γ at step 166, as described above. A second maximum speed limit is determined at step 170 based on the desired command curvature κ 2 , as also described above.

Gemäß der veranschaulichten Ausführungsform vergleicht das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 bei Schritt 172 die erste, auf dem Kupplungswinkel γ basierte maximale Geschwindigkeitsgrenze mit der zweiten, auf der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 basierten maximalen Geschwindigkeitsgrenze und legt die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze auf den niedrigeren der zwei Werte fest. Entsprechend wird bei Schritt 174 die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze auf die erste Geschwindigkeitsgrenze festgelegt, falls die erste Geschwindigkeitsgrenze niedriger als die zweite Geschwindigkeitsgrenze ist. Falls jedoch die erste Geschwindigkeitsgrenze größer als die zweite Geschwindigkeitsgrenze ist, wird bei Schritt 176 die zweite Geschwindigkeitsgrenze als die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze festgelegt. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann fortfahren, die Schritte 162-178 solange zu wiederholen, wie das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 aktiv bleibt (Schritt 160).According to the illustrated embodiment, at step 172, the trailer backup assist system 10 compares the first maximum speed limit based on the hitch angle γ with the second maximum speed limit based on the desired command curvature κ 2 and sets the vehicle threshold speed limit to the lower of the two values. Accordingly, at step 174, if the first speed limit is lower than the second speed limit, the vehicle speed limit is set to the first speed limit. However, if the first speed limit is greater than the second speed limit, at step 176, the second speed limit is set as the vehicle threshold speed limit. The trailer backup assist system 10 may continue to repeat steps 162-178 as long as the trailer backup assist system 10 remains active (step 160).

Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 fährt fort, den Kupplungswinkel γ und die Eingabevorrichtung 18 zu überwachen, um eine geeignete Fahrzeugschwellengeschwindigkeit zu erzeugen und zu implementieren, was unter Verwendung der Geschwindigkeitssensoren 78 durchgeführt werden kann. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann dann die erste und zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze vergleichen und basierend auf einer beliebigen vergleichenden Analyse bestimmten, ob Eingreifen gewünscht ist. Wie oben besprochen wird, kann die Schwellengeschwindigkeit eine Geschwindigkeit sein, bei der das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 in der Lage ist, eine Lenkanweisung zum Verhindern, dass sich der Kupplungswinkel γ dem Einknickwinkel γ(j) mit einer unkontrollierbaren Rate annähert, was unter anderem durch die Geschwindigkeit des Prozessors 192, das Ansprechverhalten des Servolenkungssystems 64 und insbesondere des elektrischen Lenkmotors 84 sowie die Länge L des Anhängers 12 beeinflusst werden kann, zu erzeugen und zu implementieren. Die Geschwindigkeitsschwelle kann vorbestimmt werden und für einen Zugriff durch das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 beim Ausführen eines Vergleichs der ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze mit der Schwellengeschwindigkeit gespeichert werden. Die Geschwindigkeitsschwelle kann basierend auf den hier bereitgestellten Parametern geschätzt werden, während vorsichtshalber für eine kurze Anhängerlänge L geschätzt wird.The trailer backup assist system 10 continues to monitor the hitch angle γ and the input device 18 to generate and implement a suitable vehicle threshold speed, which may be performed using the speed sensors 78. The trailer backup assist system 10 may then compare the first and second vehicle speed limits and determine, based on any comparative analysis, whether to intervene is desired. As discussed above, the threshold speed may be a speed at which the trailer backup assist system 10 is capable of generating and implementing a steering command to prevent the hitch angle γ from approaching the pitch angle γ(j) at an uncontrollable rate, which may be influenced by, among other things, the speed of the processor 192, the responsiveness of the power steering system 64 and, in particular, the electric steering motor 84, and the length L of the trailer 12. The speed threshold may be predetermined and stored for access by the trailer backup assist system 10 when performing a comparison of the first and second vehicle speed limits to the threshold speed. The speed threshold may be estimated based on the parameters provided herein, while being conservative in estimating for a short trailer length L.

Mit Bezugnahme auf 11 ist das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht, bei der der Kupplungswinkel γ und die gewünschte Anweisungskrümmungen κ2 durchgehend überwacht werden. Es kann vorteilhaft sein, eine Funktion höherer Ordnung oder eine LUT zu implementieren, um eine erste oder zweite Geschwindigkeitsgrenze aus dem Kupplungswinkel γ und/oder der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 zu erzeugen. Anstatt die Schwellengeschwindigkeitsgrenze einfach dem Minimum zuzuweisen, wie mit Bezugnahme auf 10 beschrieben, kann es ferner wünschenswert sein, eine primäre und sekundäre festgelegte Geschwindigkeitsgrenze zu haben, die höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten ermöglichen, wenn der Absolutwert der Rate des Kupplungswinkels γ abnimmt und/oder die Eingabegröße der gewünschten Anweisungskrümmung κ2 abnimmt, wodurch eine Abnahme der absoluten Rate des Kupplungswinkels γ folgt.With reference to 11 , the trailer backup assist system 10 is illustrated according to an embodiment in which the hitch angle γ and the desired command curvature κ 2 are continuously monitored. It may be advantageous to implement a higher-order function or LUT to generate a first or second speed limit from the hitch angle γ and/or the desired command curvature κ 2. Instead of simply assigning the threshold speed limit to the minimum, as described with reference to 10 described, it may further be desirable to have a primary and secondary fixed speed limit that allows higher vehicle speeds as the absolute value of the rate of the hitch angle γ decreases and/or the input size of the desired command curvature κ 2 decreases, resulting in a decrease in the absolute rate of the hitch angle γ.

Wie in 11 veranschaulicht beginnt das System bei Schritt 182. Bei Schritt 184 berechnet das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10, ob die Rate des Kupplungswinkels γ zunimmt oder abnimmt. Falls der Kupplungswinkel γ nicht abnimmt, fährt das System 10 bei Schritt 186 zu Schritt 192 fort und legt eine primäre festgelegte Geschwindigkeitsgrenze basierend auf Werten, die innerhalb einer LUT gespeichert sind, oder durch beliebige andere Mittel fest. Bei Schritt 183 wird der gewünschte Anweisungswinkel von der Eingabevorrichtung 18 empfangen. Bei Schritt 188 empfängt das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 den gewünschten Anweisungswinkel und berechnet die entsprechende Anweisungskrümmung κ2, mit der das System von der Eingabevorrichtung 18 oder einer beliebigen anderen brauchbaren Vorrichtung versorgt wird. Bei Schritt 190 berechnet das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10, ob die gewünschte Anweisungskrümmung κ2 geringer als der Kupplungswinkel γ ist. Falls die gewünschte Anweisungskrümmung κ2 nicht geringer als der Kupplungswinkel γ ist, wird die primäre Geschwindigkeitsgrenze, die bei Schritt 192 festgelegt wird, benutzt. Falls jedoch die gewünschte Anweisungskrümmung κ2 geringer als der augenblickliche Kupplungswinkel γ ist, wird eine sekundäre Geschwindigkeitsgrenze bei Schritt 194 festgelegt. Die primäre und sekundäre Geschwindigkeitsgrenze werden beide bei Schritt 196 in ein Filter innerhalb der Steuerung eingegeben. Basierend auf dem vordefinierten Berechnungsverfahren innerhalb des Filters kann das Filter die Schwellengeschwindigkeitsgrenze des Fahrzeugs basierend auf der augenblicklichen eingegebenen primären und sekundären festgelegten Geschwindigkeitsgrenze bestimmen. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann fortfahren, die Schritte 184-198 solange zu wiederholen, wie das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 aktiv bleibt (Schritt 198).As in 11 As illustrated, the system begins at step 182. At step 184, the trailer backup assist system 10 calculates whether the rate of the hitch angle γ is increasing or decreasing. If the hitch angle γ is not decreasing, the system 10 proceeds to step 186 and sets a primary fixed speed limit based on values stored within a LUT or by any other means. At step 183, the desired command angle is received from the input device 18. At step 188, the trailer backup assist system 10 receives the desired command angle and calculates the corresponding command curvature κ 2 provided to the system from the input device 18 or any other suitable device. At step 190, the trailer backup assist system 10 calculates whether the desired command curvature κ 2 is less than the hitch angle γ. If the desired command curvature κ 2 is not less than the hitch angle γ, the primary speed limit established at step 192 is used. However, if the desired command curvature κ 2 is less than the current hitch angle γ, a secondary speed limit is established at step 194. The primary and secondary speed limits are both input to a filter within the controller at step 196. Based on the predefined calculation method within the filter, the filter may determine the threshold speed limit of the vehicle based on the current input primary and secondary set speed limits. The trailer backup assist system 10 may continue to repeat steps 184-198 as long as the trailer backup assist system 10 remains active (step 198).

Falls nur die primäre Geschwindigkeitsgrenze festgelegt ist, ist die Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze entsprechend auf die primäre Geschwindigkeitsgrenze festgelegt. Falls eine primäre Geschwindigkeitsgrenze und eine sekundäre Geschwindigkeitsgrenze festgelegt sind, werden die Geschwindigkeitsgrenzen gefiltert, um die Fahrzeugschwellengeschwindigkeit zu bestimmen. Das Filter kann als ein zeitdiskretes Tiefpassfilter einer beliebigen Ordnung, ein zeitkontinuierliches Tiefpassfilter einer beliebigen Ordnung und/oder ein Bandpassfilter konfiguriert sein. Alternativ kann die Steuerung 26 die Schwellengeschwindigkeit basierend auf einem Durschnitt der primären und sekundären Geschwindigkeitsgrenze berechnen, die Geschwindigkeitsgrenze auf den höheren oder niedrigeren Wert festlegen, zwischen einer beliebigen Anzahl von Werten interpolieren, eine Analyse des besten Fits verwenden und/oder eine beliebige andere vergleichende Technik verwenden, die Fehler innerhalb des Anhängerrückfahrassistenzsystems 10 entfernen kann. Die Fahrzeugschwellengeschwindigkeit kann gefiltert werden, bevor sie an die Rückkopplungsregelung weitergegeben wird, was dabei helfen kann, Übergange zwischen Schwellengeschwindigkeitsgrenzen auszuglätten.If only the primary speed limit is set, the vehicle speed limit is set to the primary speed limit accordingly. If a primary speed limit and a secondary speed limit are set, the speed limits are filtered to determine the vehicle threshold speed. The filter can be configured as a discrete-time low-pass filter of any order, a continuous-time low-pass filter of any order, and/or a band-pass filter. Alternatively, the controller 26 can calculate the threshold speed based on an average of the primary and secondary speed limits, set the speed limit to the higher or lower value, interpolate between any number of values, use best-fit analysis, and/or use any other comparative technique that can remove errors within the trailer backup assist system 10. The vehicle threshold speed can be filtered before being passed to the feedback control, which can help smooth transitions between threshold speed limits.

Die primäre Geschwindigkeitsgrenze kann basierend auf einer beliebigen gewünschten Eingabe innerhalb des Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 festgelegt werden. Ebenso kann die sekundäre Geschwindigkeitsgrenze auch basierend auf einer beliebigen anderen gewünschten Eingabe festgelegt werden. Die Steuerung 26 kann dann, falls mehr als eine einzelne Eingabe vorliegt, die erste und zweite Eingabe basierend auf einem beliebigen bekannten Verfahren filtern, um eine augenblickliche Schwellengeschwindigkeit für das Fahrzeug 14 zu bestimmen. Zudem wird in Betracht gezogen, dass die Steuerung 26 eine Fahrzeugschwellengeschwindigkeit basierend auf einer beliebigen Anzahl von überwachten Eingaben von dem Fahrzeug 14 und/oder dem Anhänger 12 während deren Benutzung bestimmen kann.The primary speed limit may be set based on any desired input within the trailer backup assist system 10. Likewise, the secondary speed limit may also be set based on any other desired input. If more than a single input is present, the controller 26 may then filter the first and second inputs based on any known method to determine an instantaneous threshold speed. speed for the vehicle 14. It is also contemplated that the controller 26 may determine a threshold vehicle speed based on any number of monitored inputs from the vehicle 14 and/or the trailer 12 during use thereof.

Mit Bezugnahme auf 10 und 11 kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 die bei Schritt 172 bestimmte Fahrzeugschwellengeschwindigkeit mit der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit vergleichen. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb der Schwellengeschwindigkeit liegt, fährt das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 ohne Eingriff fort. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb der Schwellengeschwindigkeit liegt, kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 Handlungen vornehmen, wie etwa durch Veranlassen, dass das Antriebsstrangsteuerungssystem 66 die Motorleistung reduziert, was durch Anpassen der Drosselklappenstellung zur Verringerung der Leistung unter die durch die Stellung des Fahrpedals geforderte, wie vom Fahrer angewiesen, erfolgen kann. Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 kann fortfahren, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu überwachen, um zu bestimmen, ob die Handlung zur Reduzierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 unter die Schwellengeschwindigkeit ausreicht. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit an einem solchen Punkt auf unter die Schwellengeschwindigkeit reduziert wurde, kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 zum Normalbetrieb zurückkehren oder kann fortfahren, zu veranlassen, dass das Antriebsstrangsteuerungssystem 74 bei einer reduzierten Drosselklappenstellung betrieben wird, solange dies nötig ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit effektiv unterhalb der Schwellengeschwindigkeit zu halten. Falls das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 nach der Reduzierung der Motorleistung bestimmt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit immer noch oberhalb der Schwellengeschwindigkeit liegt, kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 veranlassen, dass das Fahrzeugbremssteuerungssystem 62 die Fahrzeugbremsen betätigt, wodurch ein Bremsmoment an das Fahrzeug 14 angelegt wird, um weiter zu versuchen, die Fahrzeuggeschwindigkeit auf unter die Schwellengeschwindigkeit zu verlangsamen.With reference to 10 and 11 The trailer backup assist system 10 may compare the threshold vehicle speed determined at step 172 with the actual vehicle speed. If the vehicle speed is below the threshold speed, the trailer backup assist system 10 may continue without intervention. If the vehicle speed is above the threshold speed, the trailer backup assist system 10 may take actions such as causing the powertrain control system 66 to reduce engine power, which may be accomplished by adjusting the throttle position to reduce power below that demanded by the accelerator pedal position, as commanded by the driver. The trailer backup assist system 10 may continue to monitor the vehicle speed to determine if the action is sufficient to reduce the speed of the vehicle 14 below the threshold speed. If the vehicle speed has been reduced below the threshold speed at such a point, the trailer backup assist system 10 may return to normal operation or may continue to cause the powertrain control system 74 to operate at a reduced throttle position for as long as necessary to effectively maintain the vehicle speed below the threshold speed. If, after reducing engine power, the trailer backup assist system 10 determines that the vehicle speed is still above the threshold speed, the trailer backup assist system 10 may cause the vehicle brake control system 62 to apply the vehicle brakes, thereby applying braking torque to the vehicle 14 to further attempt to decelerate the vehicle speed below the threshold speed.

Abermals kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 fortfahren, zu veranlassen, dass das Fahrzeug 14 mit reduzierter Motorleistung und mit betätigen Bremsen betrieben wird, so lange dies nötig ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit effektiv unterhalb der Schwellengeschwindigkeit zu halten. Gleichermaßen kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 das Bremsmoment reduzieren, einschließlich auf null, und die Motorleistung wiederherstellen, falls bestimmt wurde, dass kein weiterer Eingriff notwendig ist. Falls jedoch bestimmt wird, dass das Reduzieren der Motorleistung und das Anlegen eines Bremsmoments zum Verringern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 auf unter die Schwellengeschwindigkeit nicht ausreichen, kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 weitere Maßnahmen ergreifen, einschließlich Warnen des Fahrers, einschließlich durch Anzeigen einer Warnnachricht auf dem Display 100 der Fahrzeug-HMI 98 oder durch Ausgeben eines akustischen Tons, wie etwa durch den Lautsprecher 96. Es wird zur Kenntnis genommen, dass die hier beschriebenen Handlungen bei verschiedenen Ausführungsformen in verschiedenen alternativen Reihenfolgen ausgeführt werden können, einschließlich anfänglichen Warnens des Fahrers, bevor die Motorleistung reduziert und ein Bremsmoment angelegt wird. Bei weiteren alternativen Ausführungsformen kann das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 konfiguriert sein, vor dem Reduzieren der Motorleistung ein Bremsmoment anzulegen.Again, the trailer backup assist system 10 may continue to cause the vehicle 14 to operate with reduced engine power and with the brakes applied for as long as necessary to effectively maintain the vehicle speed below the threshold speed. Similarly, the trailer backup assist system 10 may reduce the braking torque, including to zero, and restore engine power if it is determined that no further intervention is necessary. However, if it is determined that reducing engine power and applying braking torque are not sufficient to reduce the speed of the vehicle 14 below the threshold speed, the trailer backup assist system 10 may take further action, including warning the driver, including by displaying a warning message on the display 100 of the vehicle HMI 98 or by outputting an audible tone, such as through the speaker 96. It is noted that in various embodiments, the actions described herein may be performed in various alternative orders, including initially warning the driver before reducing engine power and applying braking torque. In further alternative embodiments, the trailer backup assist system 10 may be configured to apply braking torque prior to reducing engine power.

Das Anhängerrückfahrassistenzsystem 10 mit den Merkmalen aus 11 kann während geraden Manövern oder Manövern mit kleiner Krümmung, bei denen eine große Entfernung bei niedrigen Kupplungswinkeln und kleinen Eingabegrößen einer gewünschten Anweisungskrümmung κ2 abgedeckt werden muss, mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten. Außerdem kann eine Einknickrobustheit verbessert werden, indem die Schwellengeschwindigkeit verringert wird, wenn das System zu Bedingungen eines hohen Kupplungswinkels übergeht oder nahe einer Einkickbedingung ist. Ferner können Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit für einen Insassen während einer Kurve mit der variierenden Geschwindigkeitsschwelle, die basierend auf mehreren Eingaben und Filterung dieser Eingaben bestimmt wird, da das System die Fahrzeugschwellengeschwindigkeit innerhalb einer Geschwindigkeit für sicheren Betrieb vor dem Beginn einer unannehmbare Rückfahrbedingung regulieren kann, gefühlt ruhiger und beständiger sein.The trailer reversing assistance system 10 with the features from 11 can operate at higher speeds during straight-line or small-curvature maneuvers, where a large distance must be covered at low hitch angles and small input sizes of a desired command curvature κ 2 . Furthermore, jackknife robustness can be improved by reducing the threshold speed when the system transitions to high hitch angle conditions or is close to a jackknife condition. Furthermore, changes in vehicle speed can be perceived as smoother and more consistent to an occupant during a turn with the varying speed threshold determined based on multiple inputs and filtering of those inputs, as the system can regulate the vehicle threshold speed within a speed for safe operation before the onset of an unacceptable back-up condition.

Es versteht sich für einen Durchschnittsfachmann, dass die Konstruktion der beschriebenen Erfindung und anderer Komponenten nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt ist. Andere Ausführungsbeispiele der hier offenbarten Erfindung können aus den verschiedensten Materialien gebildet werden, es sei denn, es wird hier Gegenteiliges beschrieben.It will be understood by one of ordinary skill in the art that the construction of the described invention and other components is not limited to any particular material. Other embodiments of the invention disclosed herein may be formed from a variety of materials, unless otherwise described herein.

Für Zwecke dieser Offenbarung bedeutet der Begriff „gekoppelt“ (in all seinen Formen, koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) allgemein das direkte oder indirekte Miteinanderverbinden von zwei Komponenten (elektrisch oder mechanisch). Eine derartige Verbindung kann stationärer Art oder beweglicher Art sein. Eine derartige Verbindung kann mit den beiden Komponenten (elektrisch oder mechanisch) und beliebigen zusätzlichen Zwischengliedern erreicht werden, die integral als ein einziger einteiliger Körper miteinander oder mit den zwei Komponenten gebildet sind. Eine derartige Verbindung kann von dauerhafter Art oder von lösbarer oder freigebbarer Art sein, wenn nicht anders angegeben.For the purposes of this disclosure, the term "coupled" (in all its forms, coupling, coupled, etc.) generally means the direct or indirect interconnection of two components (electrical or mechanical). Such a connection may be stationary or movable. Such a connection may include the two components (electrical or mechanical) and any additional The connection may be achieved by means of intermediate links formed integrally as a single, one-piece body with each other or with the two components. Such a connection may be permanent or detachable or releasable, unless otherwise specified.

Weiterhin ist eine beliebige Anordnung von Komponenten zum Erreichen der gleichen Funktionalität effektiv „verknüpft“, so dass die gewünschte Funktionalität erreicht wird. Daher können zwei beliebige Komponenten, die hier zum Erreichen einer bestimmten Funktionalität kombiniert sind, als „verknüpft miteinander“ gesehen werden, so dass die gewünschte Funktionalität unabhängig von Architekturen oder Zwischenkomponenten erreicht wird. Ebenso können zwei beliebige so verknüpfte Komponenten auch als zum Erreichen der gewünschten Funktionalität „betriebsfähig verbunden“ oder miteinander „betriebsfähig gekoppelt“ angesehen werden und zwei beliebige Komponenten, die in der Lage sind, so verknüpft zu werden, können auch als zum Erreichen der gewünschten Funktionalität miteinander „betriebsfähig koppelbar“ angesehen werden. Manche Beispiele von betriebsfähig koppelbar beinhalten unter anderem physisch steckbare und/oder physisch wechselwirkende Komponenten und/oder Komponenten, die drahtlos wechselwirken können, und/oder drahtlos wechselwirkende Komponenten und/oder logisch wechselwirkende Komponenten und/oder Komponenten, die logisch wechselwirken können.Furthermore, any arrangement of components to achieve the same functionality is effectively "linked" together to achieve the desired functionality. Therefore, any two components combined herein to achieve a particular functionality can be considered to be "linked together" such that the desired functionality is achieved regardless of architectures or intermediate components. Likewise, any two components so linked can also be considered to be "operably connected" or "operably coupled" together to achieve the desired functionality, and any two components capable of being so linked can also be considered to be "operably coupleable" together to achieve the desired functionality. Some examples of operably coupleable include, but are not limited to, physically pluggable and/or physically interacting components and/or components that can interact wirelessly and/or wirelessly interacting components and/or logically interacting components and/or components that can logically interact.

Es ist auch wichtig anzumerken, dass die Konstruktion und die Anordnung der Elemente der Erfindung, wie sie in den Ausführungsbeispielen gezeigt sind, nur veranschaulichend sind. In dieser Offenbarung wurden zwar nur einige wenige Ausführungsformen der vorliegenden Neuerungen ausführlich beschrieben, aber ein Fachmann, der diese Offenbarung liest, wird ohne Weiteres erkennen, dass viele Modifikationen möglich sind (z.B. Variationen in Bezug auf Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Parameterwerte, Montierungsanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des dargelegten Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als integral gebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder Elemente, die aus mehreren Teilen bestehend gezeigt sind, können integral gebildet sein, die Funktion der Schnittstellen kann umgekehrt sein oder anderweitig variiert werden, die Länge oder die Breite der Strukturen und/oder der Glieder oder der Verbinder oder anderer Elemente des Systems können variiert werden, die Art oder die Anzahl von zwischen den Elementen bereitgestellten Verstellpositionen kann variiert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder die Anordnungen des Systems aus einem beliebigen einer großen Vielzahl von Materialien, die für ausreichende Stärke oder Haltbarkeit sorgen, und in beliebigen einer großen Vielzahl von Farben, Texturen und Kombinationen konstruiert werden können. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen im Schutzumfang der vorliegenden Neuerungen enthalten sind. Andere Substituierungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können an der Gestaltung, an den Betriebsbedingungen und an der Anordnung der gewünschten und anderer Ausführungsbeispiele vorgenommen werden, ohne vom Gedanken der vorliegenden Neuerungen abzuweichen.It is also important to note that the construction and arrangement of the elements of the invention, as shown in the embodiments, are illustrative only. While only a few embodiments of the present innovations have been described in detail in this disclosure, one skilled in the art who reads this disclosure will readily recognize that many modifications are possible (e.g., variations in sizes, dimensions, structures, shapes, and proportions of the various elements, parameter values, mounting arrangements, use of materials, colors, orientations, etc.) without materially departing from the novel teachings and advantages of the subject matter presented. For example, elements shown as integrally formed may be constructed from multiple parts, or elements shown as consisting of multiple parts may be integrally formed, the function of the interfaces may be reversed or otherwise varied, the length or width of the structures and/or the links or connectors or other elements of the system may be varied, and the type or number of adjustment positions provided between the elements may be varied. It should be noted that the elements and/or assemblies of the system may be constructed from any of a wide variety of materials that provide sufficient strength or durability, and in any of a wide variety of colors, textures, and combinations. Accordingly, all such modifications are intended to be within the scope of the present inventions. Other substitutions, modifications, changes, and omissions may be made to the design, operating conditions, and arrangement of the desired and other embodiments without departing from the spirit of the present inventions.

Es versteht sich, dass jegliche beschriebenen Prozesse oder Schritte innerhalb beschriebener Prozesse mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten kombiniert werden können, um Strukturen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung zu bilden. Die hier offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen der Veranschaulichung und sind nicht als beschränkend auszulegen.It should be understood that any described processes or steps within described processes may be combined with other disclosed processes or steps to form structures within the scope of the present invention. The exemplary structures and processes disclosed herein are illustrative and should not be construed as limiting.

Es versteht sich auch, dass an den oben genannten Strukturen und Verfahren Variationen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und ferner versteht sich, dass derartige Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein sollen, es sei denn, diese Ansprüche geben ausdrücklich etwas anderes an.It is also to be understood that variations and modifications may be made to the above structures and methods without departing from the concepts of the present invention, and it is further understood that such concepts are intended to be covered by the following claims unless such claims expressly state otherwise.

ZeichenerklärungKey to symbols

1010 Activate Trailer Backup Assist SystemActivate Trailer Backup Assist System Aktivieren von AnhängerrückfahrassistenzsystemActivating the trailer reversing assistance system Determine Kinematic RelationshipDetermine Kinematic Relationship Bestimmen von kinematischer BeziehungDetermining kinematic relationships Determine Hitch AngleDetermine Hitch Angle Bestimmen von KupplungswinkelDetermining the coupling angle Receive Curvature CommandReceive Curvature Command Empfangen von KrümmungsanweisungReceiving curvature instruction Determine First Maximum Speed LimitDetermine First Maximum Speed Limit Bestimmen von erster maximaler GeschwindigkeitsgrenzeDetermining the first maximum speed limit Determine Second Maximum Speed LimitDetermine Second Maximum Speed Limit Bestimmen von zweiter maximaler GeschwindigkeitsgrenzeDetermining the second maximum speed limit First Speed Limit > Second Speed Limit?First speed limit > second speed limit? Erste Geschwindigkeitsgrenze > Zweite Geschwindigkeitsgrenze?First speed limit > Second speed limit? NoNo NeinNo YesYes JaYes Set Vehicle Speed Limit To First Speed LimitSet Vehicle Speed Limit To First Speed Limit Festlegen von Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze auf erste GeschwindigkeitsgrenzeSet vehicle speed limit to first speed limit Set Vehicle Speed Limit To Second Speed LimitSet Vehicle Speed Limit To Second Speed Limit Festlegen von Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze auf zweite GeschwindigkeitsgrenzeSetting vehicle speed limit to second speed limit Trailer Backup Assist System Still Active?Trailer Backup Assist System Still Active? Anhängerrückfahrassistenzsystem noch aktiv?Trailer reversing assistance system still active? YesYes JaYes NoNo NeinNo ENDEND EndeEnd

Claims (9)

Anhängerrückfahrassistenzsystem, das Folgendes umfasst: einen Kupplungswinkelsensor, der konfiguriert ist, einen Kupplungswinkel zwischen einem Fahrzeug und einem daran angebrachten Anhänger zu bestimmen; eine Eingabevorrichtung, die konfiguriert ist, eine Eingabeanweisung anzunehmen, die einer Anhängerweganweisungskrümmung entspricht; eine Steuerung, die konfiguriert ist, eine Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze durch Bestimmen einer ersten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze basierend auf dem Kupplungswinkel und einer zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze basierend auf der Anhängerweganweisungskrümmung zu bestimmen, wobei die Steuerung Anweisungen erzeugt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer Rückwärtsrichtung auf unterhalb der Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze zu beschränken, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ferner konfiguriert ist, die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze auf die niedrigere der ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze festzulegen, wenn eine Größe einer Anhängerweganweisungskrümmung zunimmt und die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze auf die höhere der ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze festzulegen, wenn die Größe der Anhängerweganweisungskrümmung abnimmt.A trailer backup assist system comprising: a hitch angle sensor configured to determine a hitch angle between a vehicle and a trailer attached thereto; an input device configured to accept an input command corresponding to a trailer path command curvature; a controller configured to determine a vehicle threshold speed limit by determining a first vehicle speed limit based on the hitch angle and a second vehicle speed limit based on the trailer path command curvature, the controller generating commands to limit vehicle speed in a reverse direction to below the vehicle threshold speed limit, characterized in that the controller is further configured to set the vehicle threshold speed limit to the lower of the first and second vehicle speed limits as a magnitude of a trailer path command curvature increases and to set the vehicle threshold speed limit to the higher of the first and second vehicle speed limits as the magnitude of the trailer path command curvature decreases. Anhängerrückfahrassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die Eingabeanweisung ein Bremssystem und/oder ein Motordrehmoment und/oder eine Getriebegangauswahl steuert, um dadurch die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Rückwärtsrichtung zu steuern.Trailer reversing assistance system according to Claim 1 wherein the input instruction controls a braking system and/or an engine torque and/or a transmission gear selection to thereby control the vehicle speed in the reverse direction. Anhängerrückfahrassistenzsystem nach Anspruch 2, wobei das Bremssystem ein Fahrzeugbremssystem ist.Trailer reversing assistance system according to Claim 2 , where the braking system is a vehicle braking system. Anhängerrückfahrassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze die höhere der ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze ist, wenn eine Größe einer Kupplungswinkelrate abnimmt und die gewünschte Anhängerweganweisungskrümmung geringer als eine augenblickliche Anhängerwegkrümmung ist.Trailer reversing assistance system according to Claim 1 , wherein the threshold vehicle speed limit is the higher of the first and second vehicle speed limits when a magnitude of a hitch angle rate decreases and the desired trailer path command curvature is less than an instantaneous trailer path curvature. Anhängerrückfahrassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die Eingabevorrichtung einen drehbaren Knopf beinhaltet, der konfiguriert ist, in einem Fahrzeuginnenbereich montiert zu sein.Trailer reversing assistance system according to Claim 1 wherein the input device includes a rotatable knob configured to be mounted in a vehicle interior. Verfahren zur Steuerung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen eines Kupplungswinkels zwischen einem Fahrzeug und einem an dem Fahrzeug angebrachten Anhänger: Bestimmen einer Anhängerwegkrümmungsanweisung basierend auf einer Eingabegröße einer Eingabevorrichtung; Berechnen einer ersten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze basierend auf dem Kupplungswinkel; Berechnen einer zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze basierend auf der Anhängerwegkrümmungsanweisung; Bestimmen einer Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze basierend auf der ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze; und Beschränken, mittels einer Steuerung, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf die Fahrzeugschwellengeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung die Fahrzeugschwellengeschwindigkeitsgrenze auf die höhere der ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze festlegt, wenn eine Größe einer Kupplungswinkelrate abnimmt und eine gewünschte Anhängerweganweisungskrümmung geringer als eine augenblickliche Anhängerwegkrümmung ist.A method for controlling the speed of a motor vehicle, the method comprising: determining a hitch angle between a vehicle and a trailer attached to the vehicle; determining a trailer curvature command based on an input from an input device; calculating a first vehicle speed limit based on the hitch angle; calculating a second vehicle speed limit based on the trailer curvature command; determining a threshold vehicle speed limit based on the first and second vehicle vehicle speed limit; and limiting, by means of a controller, the speed of the vehicle to the vehicle threshold speed, characterized in that the controller sets the vehicle threshold speed limit to the higher of the first and second vehicle speed limits when a magnitude of a hitch angle rate decreases and a desired trailer path command curvature is less than an instantaneous trailer path curvature. Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine optimale Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch Steuern eines Bremssystems und/oder einer Antriebsstrangdrehmomentausgabe und/oder einer Getriebegangauswahl gehalten wird, um ein Servolenkungssystem zu unterstützen, das Fahrzeug auf einem gewünschten Weg zu positionieren und einen Fahrzeugwegfehler innerhalb eines gewünschten Bereichs zu halten.Procedure according to Claim 6 wherein an optimal speed of the vehicle is maintained by controlling a braking system and/or a powertrain torque output and/or a transmission gear selection to assist a power steering system in positioning the vehicle on a desired path and maintaining a vehicle path error within a desired range. Verfahren nach Anspruch 6, wobei in einer Nachschlagetabelle gespeicherte Werte einen Zusammenhang zwischen der gewünschten Anhängerwegkrümmung und einer Zeit zum Erreichen der gewünschten Anhängerwegkrümmung oder zwischen einer ersten oder zweiten Geschwindigkeitsgrenze und einem Kupplungswinkel und/oder der gewünschten Anhängerwegkrümmung beinhalten.Procedure according to Claim 6 wherein values stored in a lookup table include a relationship between the desired trailer curvature and a time to reach the desired trailer curvature or between a first or second speed limit and a hitch angle and/or the desired trailer curvature. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Eingabevorrichtung in Richtung einer Neutralstellung vorgespannt ist.Procedure according to Claim 6 , wherein the input device is biased towards a neutral position.
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