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WO2007033705A1 - Umfelderkennungseinrichtung sowie verfahren zur ansteuerung der umfelderkennungseinrichtung - Google Patents

Umfelderkennungseinrichtung sowie verfahren zur ansteuerung der umfelderkennungseinrichtung Download PDF

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WO2007033705A1
WO2007033705A1 PCT/EP2006/001385 EP2006001385W WO2007033705A1 WO 2007033705 A1 WO2007033705 A1 WO 2007033705A1 EP 2006001385 W EP2006001385 W EP 2006001385W WO 2007033705 A1 WO2007033705 A1 WO 2007033705A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
obstacle
sensors
detection device
activated
trailer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2006/001385
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Schwarzhaupt
Gernot Spiegelberg
Istvan Vegh
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Daimler AG
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
Application filed by DaimlerChrysler AG, Daimler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of WO2007033705A1 publication Critical patent/WO2007033705A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D13/00—Steering specially adapted for trailers
    • B62D13/06—Steering specially adapted for trailers for backing a normally drawn trailer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/027—Parking aids, e.g. instruction means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9315—Monitoring blind spots
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9317—Driving backwards

Definitions

  • the invention relates to an environment detection device for a towing vehicle with a control device and one or more obstacle sensors and a method for driving the environment detection device.
  • the rear viewable space for the driver is determined by the interplay of the length and width of the towing vehicle and the trailer in combination with the mirrors responsible for all-round visibility.
  • the environment behind the towing vehicle becomes all the more confusing as the articulation angle between towing vehicle and trailer increases.
  • Obstacle sensors usually shut off when the trailer is docked.
  • Document DE 19805515 A1 discloses an obstacle detection system in a motor vehicle having an electronic control unit with sensors for detecting the distance of an obstacle in a predetermined area. It was recognized as a problem that the usual obstacle detection systems trigger on vehicle mounted attachments a false alarm. In order to suppress such a false alarm, in a first step the distance to a possible obstacle is detected and in a second step it is checked whether this distance changes. However, it is to be feared that this system does not lead to a satisfactory result in a towing vehicle with coupled trailer, since the distance between towing vehicle and trailer constantly changes in maneuvering due to the varying bending angle.
  • the invention is therefore the object of providing an environment detection device which effectively monitors the rear space of a towing vehicle with coupled trailer especially when reversing.
  • a method for controlling the environment detection device is to be formed.
  • the environment detection device is suitable and / or designed for a towing vehicle, as a towing vehicle preferably any type of vehicle is understood, to which a trailer or semi-trailer is coupled, in particular, a tractor unit is understood.
  • the environment detection device has a control device and one or more obstacle sensors.
  • the obstacle sensors are designed to detect the distance of an obstacle in a given area.
  • the obstacle sensors may be designed as any sensors, e.g. be designed as ultrasonic, radar and / or laser sensors, etc.
  • the obstacle sensors are preferably realized as sensors operating according to the echosounding principle, in particular as ultrasonic sensors and / or radar sensors.
  • the obstacle sensors are preferably offset in time and in particular cyclically addressed by the control unit, wherein the respective addressed obstacle sensor emits an echo signal, in particular an ultrasound packet. Knowing the measured transit time of the echo signal and the speed of sound, the distance to the obstacle and / or the position of the obstacle can be determined in a known manner by means of a triangulation method, wherein a direct measurement and a cross measurement is required.
  • Direct measurement means that an obstacle sensor sends a signal and receives its own echo.
  • Cross measurement means that the echo of the signal sent by the obstacle sensor is different from one another Obstacle sensor is received. For a complete determination of the distance and / or the position of an obstacle according to the sonar principle, at least two obstacle sensors are thus required.
  • the control device is connected to the obstacle sensors and preferably coupled with particular optical, acoustic or haptic warning devices and / or coupled.
  • the obstacle sensors are selectively activated and / or activated depending on the bending angle between the towing vehicle and a trailer.
  • the angle of articulation between the direction of longitudinal extension of the towing vehicle and the longitudinal direction of extension of the trailer is understood as the angle of articulation.
  • the bending angle is 0 °.
  • the obstacle sensors are controlled by the control device, in particular individually and / or successively switched on or off, wherein the selection of obstacle sensors takes place as a function of the bending angle.
  • the selective activation physically ie by switching on and / or off obstacle sensors and / or parts of obstacle sensors and / or measuring range sections in the measured value recording, or information technology, ie by switching on and / or off obstacle sensors and / or parts of Obstacle sensors and / or measuring range sections in the measurement evaluation, be realized.
  • the obstacle sensors are in particular physically so switched on or off so that obstacle sensor pairs are formed, which allow a cross-location in the desired space areas.
  • the invention is based on the consideration that the obstacle sensors are each connected for free spaces behind the towing vehicle, which are not covered by the trailer, the free space areas are determined on the bending angle between towing vehicle and trailer.
  • the obstacle sensors each have a transmission module for establishing a spatial transmission range and a reception module for establishing a spatial reception range.
  • the transmission range and the reception range are configured in the form of a club.
  • the transmitter modules and receiver modules are selectively activated and / or activated by the controller, in particular such that an obstacle sensor may have an activated transmitter module and a deactivated receiver module or vice versa in operation.
  • the selective connection of obstacle sensors and / or transmission modules and / or receiving modules by the control device is preferably carried out in the following situations: An obstacle sensor is completely, ie switched with the transmission module and the receiving module, as soon as the bending angle is designed such that the trailer is located outside the transmission range and at the same time outside the reception range of the obstacle sensor.
  • the connected obstacle sensor can make a direct measurement as well as a cross measurement with a particular adjacent obstacle sensor.
  • the transmission module of an obstacle sensor is switched on as soon as the bending angle is formed such that the trailer is arranged outside the transmission range of the obstacle sensor.
  • the reception module of an obstacle sensor is switched on as soon as the bending angle is designed such that at least one transmission module of another obstacle sensor is activated and the reception area of the switched obstacle sensor overlaps at least partially with the transmission range of the activated transmission module of the other obstacle sensor. At the same time, the reception area of the connected obstacle sensor can also overlap with the trailer.
  • the obstacle sensors are designed as a substantially horizontally oriented arrangement at the rear of the towing vehicle.
  • at least four obstacle sensors used, with each two obstacle sensors are concentrated in the edge region of the arrangement, so that in Randberei ⁇ h a space area for the obstacle measurement is formed, in which both a cross and a direct measurement is feasible.
  • the edge obstacle sensors are arranged substantially vertically one above the other, in particular vertically above one another, and / or arranged offset to one another, wherein preferably the main measuring directions of the obstacle sensors are designed to converge.
  • the obstacle sensors are selectively either completely, ie with the function "send and receive", or alternatively depending on the bending angle completely or only in the receiving mode, ie with the function "receive only” activated.
  • Fig. 1 is a team in plan view to illustrate the
  • FIG. 2 a shows a first exemplary embodiment of a surroundings detection device according to the invention, integrated in a traction vehicle shown schematically in plan view;
  • FIG. Fig. 2b The towing vehicle with
  • FIG. 11a, b, c a second embodiment of an environment detection device according to the invention.
  • Figure 1 shows " a team consisting of a towing vehicle 1 and a coupled trailer 2 in plan view.
  • Towing vehicle 1 and trailer 2 are arranged at an angle to each other and close between a kink angle alpha sin, with towing vehicle 1 and trailer 2 are arranged at an angle of 30 ° at right angles to each other and are lined up at a kink of 0 ° linearly one behind the other.
  • the bright viewing areas 3 a, b, c, and d are visible to the driver of the cab of the towing vehicle 1 directly or through mirrors.
  • the gray shaded areas 4, 5 and 6, which are arranged in front of the towing vehicle 1, behind the trailer 2 and behind the towing vehicle 1 and in front of the trailer 2, represent measuring ranges of surroundings recognition devices. From this representation it can be seen that the measuring range 6, which originates from a arranged in the rear of the towing vehicle 1 environment detection device overlaps without further measures with the trailer 2 and thus constantly registers this as an obstacle.
  • FIG. 2a a trailer with a towing vehicle 1 and a trailer 2 is shown in plan view. Towing vehicle 1 and trailer 2 are connected via a coupling device 4 hinged together.
  • the towing vehicle 1 has a total of eight sensors Sl ... S8, which are designed as ultrasonic sensors and are arranged in the rear region of the towing vehicle 1. As can be seen from a comparison of FIGS. 2a to 2c, two sensors S1 / S2 and S7 / S8 are arranged vertically above one another in the edge region of the rear of the towing vehicle 1. The remaining four sensors S3 ... S6 are arranged at approximately the same height as the respective upper peripheral sensors S1 and S7 and together with these form a convex contour in plan view.
  • the eight sensors Sl ... S8 are connected to a control device 5, which controls a warning device 6, for example a loudspeaker or a warning lamp.
  • a warning device 6 for example a loudspeaker or a warning lamp.
  • Starting from each of the eight sensors Sl ... S8 extends in each case a club-shaped transmitting and receiving area Bl ... B8, which are arranged mutually overlapping.
  • the main measuring directions of the sensors S1 to S3 or S4 and S5 or S6 to S8 are each aligned parallel or substantially parallel to one another.
  • Vehicle 1 and trailer 2 take each other a kink angle alpha of about 5 °. As can best be seen from the top view in FIG. 2a, the trailer 2 pivots out of the transmission and reception range B1 and B2 of the sensors S1 and S2 at this angle of articulation.
  • the operation of the environment recognition device is as follows:
  • the control device 5 evaluates the articulation angle, where appropriate, together with further information, with the result that the trailer 2 is arranged outside the transmission and reception ranges Bl and B2.
  • the sensors S1 and S2 are activated, so that both preferably transmit and receive cyclically and, in particular, perform direct and cross measurements.
  • the remaining sensors S3 to S8 are deactivated in this situation, since they would only detect the trailer 2 as an obstacle.
  • the bending angle alpha 20 ° and the trailer 2 is from the transmission and reception area B3 of Sensor S3 fully swung out.
  • the control device activates the sensor S3 in this situation, specifically for the transmitting and receiving operation.
  • the sensor S2 can be switched off, so that the cross measurement is performed by the sensors S1 and S3.
  • the sensors Sl and S3 are cyclically successively controlled by the control device 5.
  • the sensor S4 is activated in the region B4 for the transmission and reception operation, for a bending angle of ⁇ > 60 ° (FIG. 10) the sensors S1, S3, S4 are and S5 is activated for send and receive operation.
  • the sensors Sl ... S8 are not only each completely, i. each simultaneously for the transmission and reception mode, activated, but depending on the bending angle only the receiving module of a sensor is activated, the transmission module is disabled.
  • the sensors are thus controlled according to the functions "send and receive" and "receive only”.
  • Such an alternative control of the sensors S 1... S 8 is set forth in the following table:
  • the senor S2 can be deactivated at a bending angle alpha> 20 °.
  • the second embodiment only six sensors Ul ... U6, which are also arranged differently and / or aligned as the sensors Sl ... S8.
  • the sensors Ul ... U6 correspond to the sensors S1, S3... S7, the additional sensors S2 and S8 being omitted in the second exemplary embodiment.
  • the sensors U2 and U5 corresponding to the sensors S3 and S6 are arranged offset on holding plates to the edge region of the rear of the vehicle 1.
  • the sensor pairs U1 / U2 or U5 / U6 form overlapping transmission and reception ranges R1 / R2 and R5 / R6 in the edge region, the overlap being at least 50%, preferably at least 60%, in particular at least 70%.
  • Figures 12 to 19 show the team with the towing vehicle 1 and the trailer 2 at different bending angles.
  • This second embodiment is more favorable in the implementation, since on the one hand less sensors are needed and secondly, the control device can be made simpler.

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Abstract

Für ein Zugfahrzeug mit Anhänger ist es eine schwierige Aufgabe, rückwärts an eine Laderampe oder an ein Hindernis heran zu fahren. Der Erfindung lieg die Aufgabe zugrunde, eine Umfelderkennungseinrichtung vorzuschlagen, welche den rückwärtigen Raum eines Zugfahrzeugs mit angekoppeltem Anhänger insbesondere beim Rückwärtsfahren effektiv überwacht. Ergänzend soll ein Verfahren zur Ansteuerung der Umfelderkennungseinrichtung gebildet werden. Hierzu wird eine Umfelderkennungseinrichtung für ein Zugfahrzeug 1 mit einer Steuerungseinrichtung 5 und mehreren Hindernissensoren Sl... S8, Ul... U6 vorzuschlagen, wobei die Steuerungsrichtung 5 programmtechnisch und/oder schaltungstechnisch derart ausgebildet ist, dass im Anhängerbetrieb die Hindernissensoren Sl... S8, Ul... U6 in Abhängigkeit des Knickwinkels alpha zwischen dem Zugfahrzeug 1 und einem Anhänger 2 selektiv aktivierbar und/oder aktiviert sind.

Description

Umfelderkennungseinrichtung sowie Verfahren zur Ansteuerung der Umfelderkennungseinrichtung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Umfelderkennungseinrichtung für ein Zugfahrzeug mit einer Steuerungseinrichtung und einem oder mehreren Hindernissensoren sowie ein Verfahren zur Ansteuerung der Umfelderkennungseinrichtung.
[0002] Für den Fahrer eines Zugfahrzeugs mit Anhänger ist es eine schwierige Aufgabe, rückwärts an eine Laderampe oder an ein Hindernis heran zu fahren. Der für den Fahrer einsehbare rückwärtige Raum wird durch ein Zusammenspiel der Länge und Breite des Zugfahrzeugs und des Anhängers in Kombination mit den für die Rundumsicht verantwortlichen Spiegel bestimmt. Im allgemeinen wird die Umgebung hinter dem Zugfahrzeug umso unübersichtlicher je größer der Knickwinkel zwischen Zugfahrzeug und Anhänger ist .
[0003] Es ist üblich zur Unterstützung des Fahrers im Heckbereich eines Fahrzeugs Hindernissensoren anzuordnen. Diese Technologie ist bei Personenkraftfahrzeugen mittlerweile auf dem Markt weit verbreitet. Allerdings weist ein an ein Zugfahrzeug mit rückwärtig ausgerichteten Hindernissensoren angekoppelter Anhänger im Bereich der Sensorreichweite viele Störkonturen wie z.B. Stützbeine, Ablageflächen etc. auf, die von den Hindernissensoren als Hindernis erkannt werden und zur Ausgabe eines Warnsignals führen. Zur Vermeidung eines ständig an den Fahrer weitergegebenes Warnsignal werden die
Hindernissensoren üblicherweise abgeschaltet, sobald der Anhänger angekoppelt ist.
[0004] Die Druckschrift DE 19805515 Al offenbart ein Hinderniserkennungssystem in einem Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Steuergerät mit Sensoren zur Erfassung des Abstandes eines Hindernisses in einem vorgegebenen Bereich. Dabei wurde als Problem erkannt, dass die üblichen Hinderniserkennungssysteme bei am Fahrzeug angebrachten Anbauteilen einen Fehlalarm auslösen. Um einen derartigen Fehlalarm zu unterdrückten wird in einem ersten Schritt der Abstand zu einem möglichen ■ Hindernis detektiert und in einem zweiten Schritt überprüft, ob sich dieser Abstand ändert. Es ist allerdings zu befürchten, dass dieses System bei einem Zugfahrzeug mit angekoppeltem Anhänger zu keinem befriedigenden Ergebnis führt, da der Abstand zwischen Zugfahrzeug und Anhänger sich im Rangierbetrieb aufgrund des variierenden Knickwinkels dauernd ändert.
[0005] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Umfelderkennungseinrichtung vorzuschlagen, welche den rückwärtigen Raum eines Zugfahrzeugs mit angekoppeltem Anhänger insbesondere beim Rückwärtsfahren effektiv überwacht. Ergänzend soll ein Verfahren zur Ansteuerung der Umfelderkennungseinrichtung gebildet werden.
[0006] Diese Aufgabe wird durch eine Umfelderkennungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. [0007] Die Umfelderkennungseinrichtung ist für ein Zugfahrzeug geeignet und/oder ausgebildet, wobei als Zugfahrzeug vorzugsweise jede Art von Fahrzeug verstanden wird, an das ein Anhänger oder Auflieger koppelbar ist, insbesondere wird darunter eine Sattelzugmaschine verstanden.
[0008] Die erfindungsgemäße Umfelderkennungseinrichtung weist eine Steuerungseinrichtung und einen oder mehrere Hindernissensoren auf. Die Hindernissensoren sind zur Erfassung des Abstandes eines Hindernisses in einem vorgegebenen Bereich ausgebildet. Prinzipiell können die Hindernissensoren als beliebige Sensoren, z.B. als Ultraschall-, Radar- und/oder Lasersensoren etc. ausgebildet sein.
[0009] Bevorzugt sind die Hindernissensoren jedoch als nach dem Echolot-Prinzip arbeitende Sensoren, insbesondere als Ultraschallsensoren und/oder Radarsensoren realisiert.
[0010] Bei dem Echolot-Prinzip werden die Hindernissensoren vorzugsweise zeitlich versetzt und insbesondere zyklisch vom Steuergerät angesprochen, wobei der jeweils angesprochene Hindernissensor ein Echosignal, insbesondere ein Ultraschallpaket, aussendet. Die Entfernung zum Hindernis und/oder die Position des Hindernisses kann in Kenntnis der gemessenen Laufzeit des Echosignals und der Schallgeschwindigkeit mittels eines Triangulationsverfahrens in bekannter Weise ermittelt werden, wobei eine Direktmessung und eine Kreuzmessung benötigt wird. Direktmessung bedeutet, dass ein Hindernissensor ein Signal sendet und sein eigenes Echo empfängt. Kreuzmessung bedeutet, dass das Echo des vom Hindernissensor gesendeten Signals von einem anderen Hindernissensor empfangen wird. Für eine vollständige Bestimmung der Entfernung und/oder der Position eines Hindernisses nach dem Echolot-Prinzip werden somit mindestens zwei Hindernissensoren benötigt.
[0011] Die Steuerungseinrichtung ist mit den Hindernissensoren verschaltet und vorzugsweise mit insbesondere optischen, akustischen oder haptischen Warneinrichtungen gekoppelt und/oder koppelbar.
[0012] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Anhängerbetrieb der oder die Hindernissensoren in Abhängigkeit des Knickwinkels zwischen dem Zugfahrzeug und einem Anhänger selektiv aktivierbar und/oder aktiviert sind.
[0013] Als Knickwinkel wird dabei der Winkel zwischen der Längserstreckungsrichtung des Zugfahrzeugs und der Längserstreckungsrichtung des Anhängers verstanden. Sind beispielsweise Zugfahrzeug und Anhänger in Geradeausfahrt hintereinander angeordnet, so beträgt der Knickwinkel 0°.
[0014] Die Hindernissensoren werden von der Steuerungseinrichtung angesteuert, insbesondere einzeln und/oder nacheinander zu- bzw. abgeschaltet, wobei die Auswahl der Hindernissensoren in Abhängigkeit des Knickwinkels erfolgt. Insbesondere kann die selektive Aktivierung physikalisch, also durch Zu- und/oder Abschalten von Hindernissensoren und/oder Teilen von Hindernissensoren und/oder von Messbereichsabschnitten bei der Messwertaufnähme, oder informationstechnisch, also durch Zu- und/oder Abschalten von Hindernissensoren und/oder Teilen von Hindernissensoren und/oder von Messbereichsabschnitten bei der Messwertauswertung, realisiert sein. [0015] Vorzugsweise werden die Hindernissensoren insbesondere physikalisch derart zu- bzw. abgeschaltet, so dass Hindernissensorpaare gebildet werden, die eine Kreuzortung in den gewünschten Raumbereichen ermöglichen.
[0016] Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die Hindernissensoren jeweils für freie Raumbereiche hinter dem Zugfahrzeug zugeschaltet werden, die nicht durch den Anhänger verdeckt sind, wobei die freien Raumbereiche über den Knickwinkel zwischen Zugfahrzeug und Anhänger ermittelt werden .
[0017] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Hindernissensoren jeweils ein Sendemodul zum Aufbau eines räumlichen Sendebereichs und ein Empfangsmodul zum Aufbau eines räumlichen Empfangsbereichs auf. Vorzugsweise sind Sendebereich und Empfangsbereich keulenförmig ausgebildet .
[0018] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Sendemodule und Empfangsmodule selektiv durch die Steuerungseinrichtung aktivierbar und/oder aktiviert, insbesondere derart, dass ein Hindernissensor im Betrieb ein aktiviertes Sendemodul und ein deaktiviertes Empfangsmodul oder vice versa aufweisen kann.
[0019] Das selektive Zuschalten von Hindernissensoren und/oder Sendemodulen und/oder Empfangsmodulen durch die Steuerungseinrichtung erfolgt vorzugsweise in den folgenden Situationen: [0020] Ein Hindernissensor wird vollständig, d.h. mit Sendemodul und Empfangsmodul, zugeschaltet, sobald der Knickwinkel derart ausgebildet ist, dass der Anhänger außerhalb des Sendebereichs und zugleich außerhalb des Empfangsbereichs des Hindernissensors angeordnet ist. In diesem Fall kann der zugeschaltete Hindernissensor eine Direktmessung sowie eine Kreuzmessung mit einem insbesondere benachbarten, anderem Hindernissensor vornehmen.
[0021] Das Sendemodul eines Hindernissensors wird zugeschaltet, sobald der Knickwinkel derart ausgebildet ist, dass der Anhänger außerhalb des Sendebereichs des Hindernissensors angeordnet ist.
[0022] Das Empfangsmodul eines Hindernissensors wird zugeschaltet, sobald der Knickwinkel derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Sendemodul eines anderen Hindernissensors aktiviert ist und der Empfangsbereich des zugeschalteten Hindernissensors zumindest teilweise mit dem Sendebereich des aktivierten Sendemoduls des anderen Hindernissensors überlappt. Zugleich kann der Empfangsbereich des zugeschalteten Hindernissensors auch mit dem Anhänger überlappen.
[0023] Soweit vorliegend von Empfangs- und Sendebereichen gesprochen wird, werden damit die für eine Hindernismessung technisch relevanten, räumlichen und keine theoretisch unendlich ausgedehnten Bereiche bezeichnet.
[0024] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Hindernissensoren als eine im wesentlichen waagrecht ausgerichtete Anordnung am Heck des Zugfahrzeugs ausgebildet . Vorzugsweise werden mindestens vier Hindernissensoren verwendet, wobei jeweils zwei Hindernissensoren im Randbereich der Anordnung konzentriert sind, so dass sich im Randbereiσh ein Raumbereich für die Hindernismessung ausbildet, in dem sowohl eine Kreuz- als auch eine Direktmessung durchführbar ist .
[0025] Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die randseitigen Hindernissensoren im wesentlichen senkrecht übereinander, insbesondere lotrecht übereinander, angeordnet und/oder zueinander versetzt angeordnet, wobei vorzugsweise die Hauptmessrichtungen der Hindernissensoren aufeinander zulaufend ausgebildet sind.
[0026] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die Hindernissensoren selektiv entweder vollständig, also mit der Funktion „Senden und Empfangen", oder alternativ abhängig vom Knickwinkel vollständig oder nur im Empfangsbetrieb, also mit der Funktion „Nur Empfangen", aktiviert werden.
[0027] Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung und aus den Zeichnungen. Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
Fig. 1 ein Gespann in Draufsicht zur Illustration der
Sichtverhältnisse beim Rückwärtsrangieren;
Fig. 2a ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umfelderkennungseinrichtung integriert in einem schematisch in Draufsicht dargestellten Zugfahrzeug; Fig. 2b Das Zugfahrzeug mit
Umfelderkennungseinrichtung in Figur 2a in i
Seitenansicht ;
Fig. 2c das Zugfahrzeug mit
Umfelderkennungseinrichtung in Figur 2a in Rüσkenansicht ;
Fig. 3 bis 10 das Zugfahrzeug mit
Umfelderkennungseinrichtung in Fig. 2a bei verschiedenen Knickwinkeln;
Fig. 11 a, b, c ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umfelderkennungseinrichtung;
Fig. 12 bis 19 das Zugfahrzeug mit
Umfelderkennungseinrichtung in Fig. IIa bei verschiedenen Knickwinkeln.
[0028] Einander entsprechende Teile oder Größen sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
[0029] Figur 1 zeigt "ein Gespann bestehend aus einem Zugfahrzeug 1 und einem angekoppelten Anhänger 2 in Draufsicht .
[0030] Zugfahrzeug 1 und Anhänger 2 sind winklig zueinander angeordnet und schließen zwischen sich einen Knickwinkel alpha sin, wobei Zugfahrzeug 1 und Anhänger 2 bei einem Winkel von 30° rechtwinklig zueinander angeordnet sind und bei einem Kinkel von 0° linear hintereinander aufgereiht sind. [0031] Die hellen Sichtbereiche 3 a, b, c, und d sind für den Fahrer von dem Fahrerhaus des Zugfahrzeugs 1 direkt oder über Spiegel einsehbar. Die grau schattierten Bereiche 4, 5 und 6, die vor dem Zugfahrzeug 1, hinter dem Anhänger 2 bzw. hinter dem Zugfahrzeug 1 und vor dem Anhänger 2 angeordnet sind, repräsentieren Messbereiche von Umfelderkennungseinrichtungen. Aus dieser Darstellung ist zu entnehmen, dass der Messbereich 6, der von einer im Heck des Zugfahrzeugs 1 angeordneten Umfelderfassungseinrichtung ausgeht, ohne weitere Maßnahmen mit dem Anhänger 2 überlappt und diesen somit ständig als Hindernis registriert .
[0032] In der Figur 2a ist ein Gespann mit einem Zugfahrzeug 1 und einem Anhänger 2 in Draufsicht dargestellt . Zugfahrzeug 1 und Anhänger 2 sind über eine Kupplungseinrichtung 4 gelenkig miteinander verbunden.
[0033] Das Zugfahrzeug 1 weist insgesamt acht Sensoren Sl... S8 auf, die als Ultraschallsensoren ausgebildet sind und im Heckbereich des Zugfahrzeugs 1 angeordnet sind. Wie aus einer Zusammenschau der Figuren 2a bis 2c ersichtlich ist, sind jeweils zwei Sensoren S1/S2 bzw. S7/S8 im randseitigen Bereich des Hecks des Zugfahrzeugs 1 senkrecht übereinander angeordnet. Die verbleibenden vier Sensoren S3 ... S6 sind in etwa in der gleichen Höhe wie die jeweils oberen randseitigen Sensoren Sl und S7 angeordnet und bilden gemeinsam mit diesen eine in der Draufsicht konvexe Kontur.
[0034] Die acht Sensoren Sl... S8 sind mit einer Steuerungseinrichtung 5 verbunden, die eine Warneinrichtung 6, z.B. eine Lautsprecher oder eine Warnlampe, ansteuert. [0035] Ausgehend von jedem der acht Sensoren Sl ...S8 srstreckt sich jeweils ein keulenförmiger Sende- und Empfangsbereich Bl ... B8, die gegenseitig überlappend angeordnet sind. Die Hauptmessrichtungen der Sensoren Sl bis S3 bzw. S4 und S5 bzw. S6 bis S8 sind jeweils parallel oder im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.
[0036] Fahrzeug 1 und Anhänger 2 nehmen zueinander einen Knickwinkel alpha von etwa 5° ein. Wie am besten aus der Draufsicht in Figur 2a zu sehen ist, schwenkt der Anhänger 2 bei diesem Knickwinkel aus dem Sende- und Empfangsbereich Bl und B2 der Sensoren Sl bzw. S2 heraus.
[0037] Die Funktionsweise der Umfelderkennungseinrichtung ist wie folgt: Der Knickwinkel alpha = 5° wird z.B. von einem Sensor erfasst und der Steuerungseinrichtung 5 übergeben. Die Steuerungseinrichtung 5 wertet den Knickwinkel gegebenenfalls zusammen mit weiteren Informationen aus mit dem Ergebnis, dass der Anhänger 2 außerhalb der Sende- und Empfangsbereiche Bl und B2 angeordnet ist. In einem nächsten Schritt werden die Sensoren Sl und S2 aktiviert, so dass beide vorzugsweise zyklisch senden und empfangen und insbesondere Direkt- und Kreuzmessungen durchführen. Die verbleibenden Sensoren S3 bis S8 sind in dieser Situation deaktiviert, da diese nur den Anhänger 2 als Hindernis detektieren würden.
[0038] Die Figuren 3 und 4 zeigen das Gespann in der Figur 2a jeweils mit einem Knickwinkel von alpha = 10° bzw. 15°. In diesen Situationen sind weiterhin die Sensoren Sl und S2 aktiviert .
[0039] In der Figur 5 beträgt der Knickwinkel alpha = 20° und der Anhänger 2 ist aus dem Sende- und Empfangsbereich B3 des Sensors S3 vollständig ausgeschwenkt. Die Steuerungseinrichtung aktiviert in dieser Situation den Sensor S3 und zwar für den sende- und Empfangsbetrieb. Optional kann der Sensor S2 abgeschaltet werden, so dass die Kreuzmessung von den Sensoren Sl und S3 durchgeführt wird. Die Sensoren Sl und S3 werden zyklisch nacheinander von der Steuerungseinrichtung 5 angesteuert .
[0040] Bei einem Knickwinkel von alpha ≥ 50° (Figur 9) wird der Sensor S4 im Bereich B4 für den Sende- und Empfangsbetrieb aktiviert, für einen Knickwinkel von alpha > 60° (Figur 10) sind die Sensoren Sl, S3 , S4 und S5 für den Sende- und Empfangsbetrieb aktiviert .
[0041] Bei einer alternativen Ausführungsform der Ansteuerung werden die Sensoren Sl ... S8 nicht nur jeweils vollständig, d.h. jeweils gleichzeitig für den Sende- und Empfangsbetrieb, aktiviert, sondern in Abhängigkeit des Knickwinkels wird nur das Empfangsmodul eines Sensors aktiviert, wobei das Sendemodul deaktiviert ist. Die Sensoren werden also gemäß der Funktionen „senden und empfangen" und „nur empfangen" angesteuert. Eine derartige alternative Ansteuerung der Sensoren Sl ... S8 ist in der nachfolgenden Tabelle dargelegt:
Figure imgf000013_0001
Sensor Sl - S3 : senden & empfangen,
20 - 50° zyklisch (aktiv)
Sensor 4 : nur empfangen (passiv)
Sensor Sl - S4 : senden & empfangen,
50 - 60° zyklisch (aktiv)
Sensor S5 : nur empfangen (passiv)
Sensor Sl - S5: senden & empfangen,
SO - 90° zyklisch (aktiv)
Sensor S6: nur empfangen (passiv)
[0042] Optional kann auch bei dieser Ansteuerung der Sensor S2 bei einem Knickwinkel alpha > 20° deaktiviert werden.
[0043] Die Figuren IIa bis c zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Umfelderkennungseinrichtung in gleicher Darstellung wie in den Figuren 2a bis c.
[0044] Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel weist das zweite Ausführungsbeispiel nur sechs Sensoren Ul...U6 auf, die zudem anders angeordnet und/oder ausgerichtet sind als die Sensoren Sl ...S8. Im wesentlichen entsprechen die Sensoren Ul... U6 den Sensoren Sl, S3...S7, wobei die Zusatzsensoren S2 und S8 in dem zweiten Ausführungsbeispiel entfallen sind. Um einen ausreichend überlappenden Sende- und Empfangsbereich im Randbereich des Hecks des Fahrzeugs 1 sicherzustellen, sind die den Sensoren S3 und S6 entsprechenden Sensoren U2 und U5 zum Randbereich des Hecks des Fahrzeugs 1 versetzt auf Halteblechen angeordnet. Die Sensorpaare U1/U2 bzw. U5/U6 bilden im Randbereich überlappende Sende- und Empfangsbereiche R1/R2 bzw. R5/R6 aus, wobei die Überlappung mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 60%, insbesondere mindestens 70% beträgt .
[0045] Die Ansteuerung des zweiten Ausführungsbeispiels erfolgt gemäß der nachfolgenden Tabelle. Figuren 12 bis 19 zeigen das Gespann mit den Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 bei verschiedenen Knickwinkeln.
Figure imgf000015_0001
[0046] Dieses zweite Ausführungsbeispiel ist günstiger in der Umsetzung, da zum einen weniger Sensoren benötigt werden und zum zweiten die Steuerungseinrichtung einfacher ausgeführt werden kann. Bei einer vereinfachten Ausführung der Umfelderkennungseinrichtung kann vorgesehen sein, die Sensoren S5 und S4 bzw. U3 und U4 in den jeweiligen Ausführungsbeispielen einzusparen und somit im wesentlichen nur die Randbereiche des Hecks des Fahrzeugs 1 zu überwachen.
Bezugszβichenliste
1 Zugfahrzeug
2 Anhänger
3a, b, C7 d Sichtbereiche
4 Kupplungseinrichtung
5 Steuerungseinrichtung
6 Warneinrichtung
Sl. ..S8 Sensoren
Ul. ..U6 Sensoren
Bl. ..B8 Sende- und Empfangsbereiche
Rl. ..R6 Sende- und Empfangsbereiche

Claims

Patentansprüche
1. Umfelderkennungseinrichtung für ein Zugfahrzeug (1) mit einer Steuerungseinrichtung (5) und einem oder mehreren Hindernissensoren (Sl... S8, Ul... U6) , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsrichtung (5) programmtechnisch' und/oder schaltungstechnisch derart ausgebildet ist, dass im Anhängerbetrieb der oder die Hindernissensoren (Sl... S8, Ul...U6) in Abhängigkeit des Knickwinkels (alpha) zwischen dem Zugfahrzeug (1) und einem Anhänger (2) selektiv aktivierbar und/oder aktiviert sind.
2. Umfelderkennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hindernissensoren (Sl... S8, Ul...U6) als Ultraschallsensoren und/oder Radarsensoren ausgebildet sind.
3. Umfelderkennungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hindernissensoren (Sl... S8, Ul...U6) jeweils ein Sendemodul zum Aufbau eines räumlichen Sendebereichs und ein Empfangsmodul zum Aufbau eines räumlichen Empfangsbereichs aufweisen.
4. Umfelderkennungseinrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Knickwinkels die Sendemodule und/oder Empfangsmodule selektiv aktivierbar und/oder aktiviert sind.
5. Umfelderkennungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Hindernissensor (Sl... S8, Ul... U6) aktivierbar und/oder aktiviert ist, wenn der Knickwinkel derart ausgebildet ist, so dass der Anhänger (2) außerhalb des Sendebereichs und zugleich außerhalb des Empfangsbereichs des Hindernissensors (Sl... S8, Ul... U6) angeordnet ist.
6. Umfelderkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendemodul einer der Hindernissensoren (Sl... S8, Ul...U6) aktivierbar und/oder aktiviert ist, wenn der Knickwinkel (alpha) derart ausgebildet ist, so dass der Anhänger (2) außerhalb des Sendebereichs des Hindernissensors (Sl... S8, Ul...U6) angeordnet ist.
7. Umfelderkennungseinrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangsmodul einer der Hindernissensoren (Sl... S8, Ul... U6) aktivierbar und/oder aktiviert ist, wenn der Knickwinkel (alpha) derart ausgebildet ist, dass der Empfangsbereich des Hindernissensors (Sl... S8, Ul...U6) mit einem aktivierten Sendebereich eines anderen Hindernissensor und/oder teilweise mit dem Anhänger (2) überlappt.
8. Umfelderkennungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hindernissensoren (Sl... S8, Ul... U6) in einer im wesentlichen waagrecht ausgerichteten Anordnung mit mindestens 4, vorzugsweise 6, insbesondere 8 Hindernissensoren am Heck des Zugfahrzeugs (1) ausgebildet sind.
9. Umfelderkennungseinrichtung nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass im Randbereich der Anordnung zwei Hindernissensoren (Sl... S8, Ul...U6) einen im wesentlichen überlappenden Sende- und/oder Empfangsbereich aufweisen.
10. Umfelderkennungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die randseitigen Hindernissensoren (Sl, S2; S7, S8) an dem Zugfahrzeug (1) lotrecht oder im wesentlichen lotrecht übereinander angeordnet sind.
11. Umfelderkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die randseitigen Hindernissensoren versetzt (Ul, U2 ; U5, U6) zueinander angeordnet sind und die Hauptmessrichtungen der Hindernissensoren zueinander konvergierend angeordnet sind.
12. Verfahren zur Ansteuerung einer Umfelderkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hindernissensoren in der Funktion „Senden und Empfangen" und/oder in den Funktionen „Senden und Empfangen" und „Nur Senden" selektiv aktiviert werden.
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