DE10325192A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung einer Lageänderung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Lageänderung eines an einem Fahrzeug (5) angehängten Anhängers (6) relativ zum Fahrzeug (5). Mittels einer am Fahrzeug (5) angeordneten Sensoreinheit (7, 8) wird eine Abstandsänderungsgröße ermittelt, die einen sich im Bereich einer Messstelle (9, 10) ändernden Abstand (d¶1¶, d¶2¶) zwischen Fahrzeug (5) und Anhänger (6) beschreibt. In Abhängigkeit der ermittelten Abstandsänderungsgröße wird eine Drehwinkeländerungsgröße bestimmt, die einen sich zeitlich ändernden Drehwinkel (alpha) zwischen der Längsachse des Fahrzeugs (5) und der Längsachse des Anhängers (6) beschreibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung einer Lageänderung eines an einem Fahrzeug angehängten Anhängers relativ zum Fahrzeug. Hierbei wird mittels einer am Fahrzeug angeordneten Sensoreinheit eine Abstandsänderungsgröße ermittelt, die einen sich im Bereich einer Messstelle ändernden Abstand zwischen Fahrzeug und Anhänger beschreibt.
  • Aus der Druckschrift DE 100 65 230 A1 geht ein Verfahren sowie ein System zur Erleichterung des Manövrierens und/oder des Rückwärtsfahrens eines Fahrzeugs mit einem Anhänger hervor. Das Fahrzeug weist eine Überwachungseinrichtung auf, die den Nahumgebungsbereich des Fahrzeugs an der dem Anhänger zugewandten Seite des Fahrzeugs erfasst. Eine Auswerteeinheit, die die erfassten Werte der Überwachungseinrichtung auswertet, gibt Anweisungen zur Drehung eines im Fahrzeug angeordneten Lenkrads. Die Anweisungen werden entsprechend einer vorteilhaften Ausführung aus einem sich ändernden Abstand des Fahrzeugs zum Anhänger bestimmt. Nachteilig ist, dass der sich ändernde Abstand kein eindeutiges Maß für eine Lageänderung des Anhängers relativ zum Fahrzeug angibt, da die Lageänderung insbesondere auch von der jeweiligen Länge der Deichsel des Anhängers abhängt.
    •
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Größe zu ermitteln, die ein eindeutiges Maß für eine Lageänderung des Anhängers relativ zum Fahrzeug angibt.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 8 gelöst.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Lageänderung eines an einem Fahrzeug angehängten Anhängers relativ zum Fahrzeug erfasst. Hierzu wird mittels einer am Fahrzeug angeordneten Sensoreinheit eine Abstandsänderungsgröße ermittelt. Die Abstandsänderungsgröße beschreibt einen sich im Bereich einer Messstelle ändernden Abstand zwischen Fahrzeug und Anhänger. In Abhängigkeit der ermittelten Abstandsänderungsgröße wird eine Drehwinkeländerungsgröße bestimmt, wobei die Drehwinkeländerungsgröße einen sich zeitlich ändernden Drehwinkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers beschreibt. Die Drehwinkeländerungsgröße liefert ein eindeutiges Maß für eine Lageänderung des Anhängers relativ zum Fahrzeug.
  • Darüberhinaus gibt die Drehwinkeländerungsgröße ein direktes Maß für die Stärke einer Abweichung des Anhängers von einer vorgegebenen Soll-Fahrspur an. Die Soll-Fahrspur ist hierbei neben der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs im wesentlichen durch den Lenkwinkel gegeben, der an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellt ist. Die Drehwinkeländerungsgröße kann daher vorteilhaft zur Verwirklichung einer Rangierhilfe und/oder einer Fahrstabilitätseinrichtung dienen. Ausgehend von der Drehwinkeländerungsgröße und gegebenenfalls unter zusätzlicher Berücksichtigung der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs und einer Lenkwinkelgröße, die den an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellten Lenkwinkel beschreibt, und/oder einer Lenkradwinkelgröße, die die Stellung eines im Fahrzeug angeordneten Lenkrads beschreibt, können selbsttätige oder den Fahrer unterstützende Lenkeingriffe vorgenommen werden. Letztere erfolgen beispielsweise durch Aufschalten eines entsprechenden Lenkradhilfsmoments auf das Lenkrad. Die Lenkeingriffe erfolgen derart, dass der Anhänger auf der vorgegebenen Soll-Fahrspur gehalten bzw. auf diese zurückgeführt wird. So wird unter anderem ein rückwärts gerichtetes Rangieren des aus Fahrzeug und Anhänger bestehenden Fahrzeuggespanns für den Fahrer wesentlich erleichtert. Zusätzlich oder alternativ hierzu können die Lenkeingriffe derart erfolgen, dass Fahrinstabilitäten des Fahrzeuggespanns, die beispielsweise ihre Ursache in Schlingerbewegungen des Anhängers haben, gedämpft werden.
  • Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Vorteilhafterweise sind am Fahrzeug wenigstens zwei Sensoreinheiten angeordnet, wobei mittels jeder der Sensoreinheiten eine Abstandsänderungsgröße ermittelt wird. Aus jeder der ermittelten Abstandsänderungsgrößen kann eine einzelne Drehwinkeländerungsgröße bestimmt werden, sodass aus den einzelnen Drehwinkeländerungsgrößen durch Mittelwertbildung eine mittlere Drehwinkeländerungsgröße bestimmt werden kann, die eine gegenüber den einzelnen Drehwinkeländerungsgrößen entsprechend höhere, mit der Anzahl der Sensoreinheiten zunehmende Genauigkeit aufweist.
  • Daneben besteht die Möglichkeit, dass am Fahrzeug insbesondere genau zwei Sensoreinheiten angeordnet sind, wobei die Drehwinkeländerungsgröße dann in einfacher Weise in Abhängigkeit einer aus den jeweils ermittelten Abstandsänderungsgrößen gebildeten Differenz bestimmt werden kann.
  • Zur Ermittlung der Abstandsänderungsgröße ist es von Vorteil, wenn von der Sensoreinheit eine elektromagnetische Welle in Richtung des Anhängers abgestrahlt wird. Mittels der Sensoreinheit wird die Abstandsänderungsgröße aufgrund einer Dopplerverschiebung der vom Anhänger zurückgestrahlten elektro magnetischen Welle ermittelt. Die Dopplerverschiebung steht hierbei in direktem Zusammenhang mit der Abstandsänderungsgröße.
  • Alternativ wird von der Sensoreinheit ebenfalls eine elektromagnetische Welle in Richtung des Anhängers abgestrahlt, wobei mittels der Sensoreinheit die Abstandsänderungsgröße nun aufgrund einer sich zeitlich ändernden Phasenverschiebung zwischen der abgestrahlten elektromagnetischen Welle und der vom Anhänger zurückgestrahlten elektromagnetischen Welle ermittelt wird. Die sich zeitlich ändernde Phasenverschiebung steht hierbei ebenfalls in direktem Zusammenhang mit der Abstandsänderungsgröße.
  • Die Ermittlung der Abstandsänderungsgröße kann zeitlich kontinuierlich erfolgen, sodass die tatsächliche Abstandsänderungsgröße zu jedem Zeitpunkt zur Ermittlung der Drehwinkeländerungsgröße zur Verfügung steht.
  • Daneben ist es auch möglich, die Abstandsänderungsgröße ausschließlich zu diskreten Zeitpunkten zu ermitteln. In diesem Fall genügt es, wenn die Sensoreinheit eine elektromagnetische Welle in zeitlich gepulster Form abstrahlt, sodass neben dem Energieverbrauch der Sensoreinheit auch der von der Sensoreinheit kommende und zur Bestimmung der Drehwinkeländerungsgröße auszuwertende Datenstrom verringert wird. Damit die Drehwinkeländerungsgröße dennoch zu jedem Zeitpunkt bestimmt werden kann, besteht die Möglichkeit, dass die Ermittlung der Abstandsänderungsgröße für Zeitpunkte, die zwischen den diskreten Zeitpunkten liegen, durch Extrapolation erfolgt.
  • Besonders kostengünstig lässt sich die Vorrichtung realisieren, wenn die wenigstens eine Sensoreinheit gleichzeitig auch die Sensorik einer im Fahrzeug vorhandenen Parkhilfseinrichtung – bei der Anmelderin als PARKTRONIC bezeichnet – bildet.
    •
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1a ein mit einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetes Fahrzeug, an dem ein Anhänger angehängt ist,
  • 1b ein mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetes Fahrzeug, an dem ein Anhänger angehängt ist,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei es sich um das erste Ausführungsbeispiel oder das zweite Ausführungsbeispiel handeln kann.
  • In 1a ist ein mit einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetes Fahrzeug 5 dargestellt, an dem ein Anhänger 6 angehängt ist. Bei dem Fahrzeug 5 kann es sich um einen Personenkraftwagen oder um einen Lastkraftwagen handeln, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl für Anhänger 6 mit starrer als auch mit lenkbarer Deichsel geeignet ist. An der dem Anhänger 6 zugewandten Seite des Fahrzeugs 5 sind zwei Sensoreinheiten 7,8 angeordnet, wobei jede der Sensoreinheiten 7,8 eine Abstandsänderungsgröße ermittelt. Die Sensoreinheiten 7,8 sind in Fahrzeugquerrichtung beabstandet angeordnet, wobei beispielsgemäß die eine Sensoreinheit 7 in Vorwärts-Fahrtrichtung des Fahrzeugs 5 gesehen rechts und die andere Sensoreinheit 8 in Vorwärts-Fahrtrichtung des Fahrzeugs 5 gesehen links von der Anhängerkupplung des Fahrzeugs 5 angeordnet ist. Die Abstandsänderungsgröße beschreibt einen sich im Bereich einer durch die Position der betreffenden Sensoreinheit 7,8 am Fahrzeug 5 bestimmten Messstelle 9,10 ändernden Abstand d1,d2 zwischen Fahrzeug 5 und Anhänger 6. Die Messstellen 9,10 sind bestimmten Bereichen der Außenseite des Anhängers 6 zugeordnet, wobei es sich beispielsgemäß um die dem Fahrzeug 5 zugewandte Außenseite des Anhängers 6 handelt. Die Sensoreinheit 7,8 ist beispielsweise Teil einer im Fahrzeug 5 bereits vorhandenen Parkhilfseinrichtung. Die ermittelten Abstandsänderungsgrößen werden einer Auswerteeinheit 15 zugeführt. Die Auswerteeinheit 15 bestimmt aus den Abstandsänderungsgrößen eine Drehwinkeländerungsgröße, die einen sich zeitlich ändernden Drehwinkel α zwischen der Längsachse des Fahrzeugs 5 und der Längsachse des Anhängers 6 beschreibt.
  • Im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel strahlt die Sensoreinheit 7,8 eine elektromagnetische Welle mit einer Wellenlänge im Millimeter- oder Zentimeterbereich in Richtung des Anhängers 6 ab, wobei die Sensoreinheit 7,8 die Abstandsänderungsgröße durch Auswertung der von der Außenseite des Anhängers 6 zurückgestrahlten elektromagnetischen Welle ermittelt. Die Sensoreinheit 7,8 weist hierzu eine Sendeeinheit zur Abstrahlung der elektromagnetischen Welle und eine Empfangseinheit zum Empfang der zurückgestrahlten elektromagnetischen Welle auf, wobei die Sendeeinheit und die Empfangseinheit vorzugsweise in möglichst geringem Abstand zueinander angeordnet sind oder sogar eine räumliche Einheit bilden. Bei der Sende- bzw. Empfangseinheit handelt es sich beispielsweise um einen Radarsender bzw. Radarempfänger, wie er üblicherweise in Parkhilfseinrichtungen, Abstandsregelsystemen o.ä. Verwendung findet.
  • Da im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel die Wellenlänge der abgestrahlten elektromagnetischen Welle wesentlich größer ist als die Abmessungen der mikroskopischen, letztlich für die Reflexion der elektromagnetischen Welle verantwortlichen Oberflächenunebenheiten der Außenseite des Anhängers 6, besteht Gleichheit zwischen dem Winkel, unter dem die elektromagnetische Welle auf die Außenseite einfällt, und dem Winkel, unter dem die elektromagnetische Welle anschließend von der Außenseite zurückgestrahlt wird. Bilden die Sendeeinheit und die Empfangseinheit im wesentlichen eine räumliche Einheit, so bedeutet dies insbesondere, dass nur derjenige Anteil der elektromagnetischen Welle in Richtung der Empfangseinheit zurückgestrahlt wird, der von der Sendeeinheit senkrecht zur Außenseite des Anhängers 6 abgestrahlt wurde. Demzufolge muss der Öffnungswinkel der Sendeeinheit bzw. der Empfangseinheit, innerhalb dessen eine Abstrahlung bzw. ein Empfang der elektromagnetischen Welle möglich ist, mindestens so groß sein wie der maximal zu erwartende Drehwinkel α zwischen der Längsachse des Fahrzeugs 5 und der Längsachse des Anhängers 6.
  • Zur Bestimmung der Drehwinkeländerungsgröße genügt es prinzipiell, wenn lediglich eine Sensoreinheit 7,8 am Fahrzeug 5 angeordnet ist. In diesem Fall bestimmt die Auswerteeinheit 15 die Drehwinkeländerungsgröße auf Grundlage einer Gleichung der Form
    Figure 00070001
    wobei α . die zeitliche Änderung des Drehwinkels α und d .i, i = 1, 2, die zeitliche Änderung des Abstands d1,d2 zwischen Fahrzeug 5 und Anhänger 6 ist. Für kleine Drehwinkel α folgt daraus wegen cos α ≈ 1 die in den meisten Fällen ausreichende Beziehung α . ∝ d .i ; i = 1, 2 , (2)die unabhängig vom momentanen Wert des Drehwinkels α ist. Die Gleichung (1) ergibt sich hierbei aufgrund der zeitlichen Ableitung eines geometrischen Zusammenhangs der Gestalt sin α ∝ di – do ; i = 1, 2 , (3) wobei do der Abstand zwischen Fahrzeug 5 und Anhänger 6 am Ort der Anhängerkupplung des Fahrzeugs 5 ist. Dieser Abstand ist im wesentlichen identisch mit der Länge der Deichsel des Anhängers 6 und kann daher als zeitlich konstant angenommen werden.
  • Zur Erhöhung der Genauigkeit bei der Bestimmung der Drehwinkeländerungsgröße sind mindestens zwei Sensoreinheiten 7,8 am Fahrzeug 5 angeordnet. Jede der Sensoreinheiten 7,8 ermittelt eine Abstandsänderungsgröße, die der Auswerteeinheit 15 zugeführt wird. Aus jeder der Abstandsänderungsgrößen bestimmt die Auswerteeinheit 15 jeweils auf Grundlage der Gleichung (2) eine einzelne Drehwinkeländerungsgröße und daraus durch Mittelwertbildung schließlich eine mittlere Drehwinkeländerungsgröße, die eine gegenüber den einzelnen Drehwinkeländerungsgrößen entsprechend höhere, mit der Anzahl der Sensoreinheiten 7,8 zunehmende Genauigkeit aufweist.
  • Beispielsgemäß sind am Fahrzeug 5 genau zwei Sensoreinheiten 7,8 angeordnet, von denen jede eine Abstandsänderungsgröße ermittelt. Alternativ zu der im vorherigen Abschnitt beschriebenen Vorgehensweise bestimmt die Auswerteeinheit 15 dann die Drehwinkeländerungsgröße in Abhängigkeit einer aus den ermittelten Abstandsänderungsgrößen gebildeten Differenz, was auf Grundlage einer Gleichung der Form
    Figure 00080001
    erfolgt, wobei α . die zeitliche Änderung des Drehwinkels α und d .1, d .2 die zeitliche Änderung des Abstands d1, d2 zwischen Fahrzeug 5 und Anhänger 6 ist. Für kleine Drehwinkel α ergibt sich analog zur Gleichung (1) die in den meisten Fällen ausreichende Beziehung α . ∝ (d .1 – d .2) , (5) die ebenso wie Gleichung (2) unabhängig vom momentanen Wert des Drehwinkels α ist. Die Gleichung (4) ergibt sich hierbei aufgrund der zeitlichen Ableitung eines geometrischen Zusammenhangs der Gestalt sin α ∝ d1 – d2 . (6)
  • Zur Ermittlung der Abstandsänderungsgröße strahlt die Sensoreinheit 7,8 eine elektromagnetische Welle in Richtung des Anhängers 6 ab, wobei die Sensoreinheit 7,8 die Abstandsänderungsgröße aufgrund einer Dopplerverschiebung der vom Anhänger 6 zurückgestrahlten elektromagnetischen Welle ermittelt. Durch die Dopplerverschiebung ergibt sich eine vom Anhänger 6 zurückgestrahlte elektromagnetische Welle der Frequenz
    Figure 00090001
  • Hierbei ist f die Frequenz der von der Sensoreinheit 7,8 abgestrahlten elektromagnetischen Welle, c die Lichtgeschwindigkeit und d .i, i = 1, 2, die zeitliche Änderung des Abstands d1, d2 zwischen Fahrzeug 5 und Anhänger 6. Die obige Gleichung (5) ergibt sich in einfacher Weise aus den aus der Literatur bekannten Gleichungen zum longitudinalen Dopplereffekt (siehe bspw. „Taschenbuch der Physik", S. 278f, 4. Auflage, Verlag Harri Deutsch). Das obere Vorzeichen ist anzuwenden, wenn sich der Anhänger 6 vom Fahrzeug 5 entfernt, wohingegen das untere Vorzeichen anzuwenden ist, wenn sich der Anhänger 6 dem Fahrzeug 5 nähert. Die Sensoreinheit 7,8 ermittelt die Frequenz der vom Anhänger 6 zurückgestrahlten elektromagnetischen Welle und daraus schließlich auf Grundlage der Gleichung (5) die Abstandsänderungsgröße.
  • In einer alternativen Ausführungsform strahlt die Sensoreinheit 7,8 ebenfalls eine elektromagnetische Welle in Richtung des Anhängers 6 ab, wobei die Sensoreinheit 7,8 die Abstandsänderungsgröße nun aufgrund einer sich zeitlich ändernden Phasenverschiebung zwischen der abgestrahlten elektromagneti schen Welle und der vom Anhänger 6 zurückgestrahlten elektromagnetischen Welle ermittelt. Durch die sich zeitlich ändernde Phasenverschiebung ergibt sich bei Überlagerung der abgestrahlten elektromagnetischen Welle und der vom Anhänger 6 zurückgestrahlten elektromagnetischen Welle am Ort der Sensoreinheit 7,8 eine resultierende elektromagnetische Welle der Frequenz
    Figure 00100001
  • Hierbei ist f die Frequenz der von der Sensoreinheit 7,8 abgestrahlten elektromagnetischen Welle, c die Lichtgeschwindigkeit und d .i, i = 1, 2, die zeitliche Änderung des Abstands d1, d2 zwischen Fahrzeug 5 und Anhänger 6. Die Sensoreinheit 7,8 ermittelt die Frequenz der resultierenden elektromagnetischen Welle und daraus schließlich auf Grundlage der Gleichung (6) die Abstandsänderungsgröße.
  • Welche der beiden alternativen Ausführungsformen der Sensoreinheit 7,8 Verwendung findet, hängt insbesondere von der Wellenlänge und damit von der Frequenz der von der Sensoreinheit 7,8 abgestrahlten elektromagnetischen Welle ab. So bietet sich die zweite Ausführungsform im Bereich von Wellenlängen an, die groß gegenüber der durch die Dopplerverschiebung verursachten Wellenlängenänderung der vom Anhänger 6 zurückgestrahlten elektromagnetischen Welle sind.
  • Die Ermittlung der Abstandsänderungsgröße durch die Sensoreinheit 7,8 erfolgt entweder zeitlich kontinuierlich oder aber ausschließlich zu diskreten Zeitpunkten. In letzterem Fall strahlt die Sensoreinheit 7,8 die elektromagetische Welle in zeitlich gepulster Form ab. Die Ermittlung der Abstandsänderungsgröße für Zeitpunkte, die zwischen den diskreten Zeitpunkten liegen, wird von der Auswerteeinheit 15 durch Extrapolation unter Verwendung einer entsprechenden, in der Auswerteeinheit 15 abgelegten Berechnungsvorschrift ermittelt.
  • In 1b ist ein mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetes Fahrzeug 5 dargestellt, an dem gleichfalls ein Anhänger 6 angehängt ist. Der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Sensoreinheit 7,8 eine elektromagnetische Welle mit einer Wellenlänge im Nanometer- oder Mikrometerbereich statt im Millimeter- oder Zentimeterbereich abstrahlt. Hierbei kann es sich um Licht im sichtbaren oder unsichtbaren Wellenlängenbereich handeln, wozu die Sensoreinheit 7,8 eine geeignete optoelektronische Sende- und Empfangseinheit aufweist.
  • Da die Wellenlänge der abgestrahlten elektromagnetischen Welle im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel wesentlich kleiner ist als die Abmessungen der mikroskopischen Oberflächenunebenheiten der Außenseite des Anhängers 6, wird die von der Sendeeinheit abgestrahlte elektromagnetische Welle infolge der statistischen Ausrichtung der Oberflächenunebenheiten nunmehr unter beliebigen Winkeln, also diffus, von der Außenseite in Richtung der Empfangseinheit zurückgestrahlt.
  • Bilden die Sendeeinheit und die Empfangseinheit im wesentlichen eine räumliche Einheit und strahlt die Sendeeinheit eine elektromagnetische Welle in Form stark gebündelten sichtbaren oder unsichtbaren Lichts parallel zur Längsachse des Fahrzeugs 5 in Richtung des Anhängers 6, beispielsweise durch Verwendung eines Lasers, so ist zur Bestimmung der Drehwinkeländerungsgröße in Gleichung (3) bzw. (6) jeweils die Sinus-Funktion durch die Tangens-Funktion zu ersetzen, sodass sich nach zeitlicher Ableitung der Gleichung (3) bzw. (6) dementsprechend veränderte Gleichungen (1) und (2) bzw. (4) und (5) ergeben.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Ausgestaltung einer Rangierhilfe und/oder einer Fahrstabilitätsregelung eines Fahrzeugs. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um das in der 1a bzw. in der 1b dargestellte Fahrzeug 5, an dem der Anhänger 6 angehängt ist. Die Sensoreinheiten 7,8 sollen dann ebenfalls mit den in der 1a bzw. in der 1b dargestellten Sensoreinheiten 7,8 identisch sein. Entsprechendes gilt für die Auswerteeinheit 15.
  • Der Auswerteeinheit 15 werden neben den von den Sensoreinheiten 7,8 ermittelten Abstandsänderungsgrößen die von einem Fahrtgeschwindigkeitssensor 16 ermittelte Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs und eine von einem Lenkwinkelsensor 17 ermittelte Lenkwinkelgröße zugeführt, wobei letztere einen an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellten Lenkwinkel beschreibt. Bei dem Fahrtgeschwindigkeitssensor 16 handelt es sich beispielsweise um eine im Fahrzeug bereits vorhandene Anordnung von Raddrehzahlsensoren, die den Rädern des Fahrzeugs zugeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich zur Lenkwinkelgröße wird mittels eines Lenkradwinkelsensors 18 eine Lenkradwinkelgröße bestimmt, die die Stellung eines zur Lenkung des Fahrzeugs vorgesehenen, vom Fahrer manuell zu betätigenden Lenkrads 19 beschreibt. Diese Lenkradwinkelgröße wird dann ebenfalls der Auswerteeinheit 15 zugeführt.
  • Anhand der Drehwinkeländerungsgröße, die aus den Abstandsänderungsgrößen bestimmt wird, kann die Abweichung des Anhängers von einer vorgegebenen Soll-Fahrspur ermittelt werden. Die Soll-Fahrspur ist hierbei neben der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs im wesentlichen durch den Lenkwinkel gegeben, der an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellt ist. Bezüglich der Art und Weise der Bestimmung der Drehwinkeländerungsgröße sei auf die Beschreibung der 1a bzw. der 1b hingewiesen.
  • Ausgehend von der Drehwinkeländerungsgröße und unter zusätzlicher Berücksichtigung der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs und der Lenkwinkelgröße und/oder der Lenkradwinkelgröße wird von der Auswerteeinheit 15 eine Steuergröße bestimmt.
  • Die Steuergröße wird auf einen Lenkwinkelaktuator 25 geführt, der eine von der Steuergröße abhängige Beeinflussung des an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellten Lenkwinkels vornimmt. In einer alternativen Ausführungsform wird die Steuergröße einem Lenkradwinkelaktuator 26 zugeführt, der ein von der Steuergröße abhängiges Lenkradhilfsmoment auf das Lenkrad 19 des Fahrzeugs aufschaltet. Auf diese Weise werden entweder selbsttätige oder den Fahrer unterstützende Lenkeingriffe vorgenommen. Die Lenkeingriffe erfolgen derart, dass der Anhänger auf der vorgegebenen Soll-Fahrspur gehalten bzw. auf diese zurückgeführt wird. Zusätzlich oder alternativ hierzu erfolgen die Lenkeingriffe derart, dass Fahrinstabilitäten des aus Fahrzeug und Anhänger bestehenden Fahrzeuggespanns, die beispielsweise Ihre Ursache in Schlingerbewegungen des Anhängers haben, gedämpft werden.
  • Zusätzlich zu Lenkeingriffen ist es auch vorstellbar, Eingriffe in die Antriebsmittel 27 und/oder in die Bremsmittel 28 des Fahrzeugs vorzunehmen, wozu die Auswerteeinheit 15 mit einer Antriebsmittelsteuerung 29 der Antriebsmittel 27 und/oder mit einer Bremsmittelsteuerung 30 der Bremsmittel 28 des Fahrzeugs zusammenwirkt. Die Antriebsmittel 27, zu denen Motor, Getriebe, Kupplung etc. gehören, sind der Einfachheit halber lediglich durch die Antriebsmittelsteuerung 29 dargestellt. Entsprechendes gilt für die Bremsmittel 28, zu denen unter anderem die Radbremseinrichtungen des Fahrzeugs gehören und von denen nur die Bremsmittelsteuerung 30 dargestellt ist.
  • Die Rangierhilfe und/oder die Fahrstabilitätsregelung wird über einen mit der Auswerteeinheit 15 verbundenen Schalter 35 vom Fahrer des Fahrzeugs aktiviert und deaktiviert. Der Schalter 35 ist beispielsweise Teil einer im Fahrzeug bereits vorhandenen Kombimenüeinheit 36. Im Falle einer Rangierhilfe ist es auch denkbar, dass eine selbsttätige Aktivierung bei Erkennen einer rückwärts gerichteten Fahrt erfolgt.
  • Wahlweise sind mit der Auswerteeinheit 15 verbundene optische Warneinrichtungen 37 und/oder akustische Warneinrichtungen 38 vorgesehen, die den Fahrer bei Erreichen eines kritischen Fahrzustands des Fahrzeuggespanns warnen. Ein kritischer Fahrzustand liegt insbesondere dann vor, wenn ein in Abhängigkeit der momentanen Fahrsituation des Fahrzeuggespanns gegebener Schwellenwert der Drehwinkeländerungsgröße überschritten wird, bei dem das Fahrzeuggespann unter Umständen für den Fahrer nicht mehr zu beherrschen wäre. Die momentane Fahrsituation des Fahrzeuggespanns wird beispielsweise durch die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die Lenkwinkelgröße und/oder die Lenkradwinkelgröße beschrieben. Ebenso wie der Schalter 35 sind die optischen Warneinrichtungen 37 und/oder die akustischen Warneinrichtungen 38 vorzugsweise Teil einer im Fahrzeug bereits vorhandenen Kombimenüeinheit 36.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Erfassung einer Lageänderung eines an einem Fahrzeug (5) angehängten Anhängers (6) relativ zum Fahrzeug (5), wobei mittels einer am Fahrzeug (5) angeordneten Sensoreinheit (7,8) eine Abstandsänderungsgröße ermittelt wird, die einen sich im Bereich einer Messstelle (9,10) ändernden Abstand (d1,d2) zwischen Fahrzeug (5) und Anhänger (6) beschreibt, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der ermittelten Abstandsänderungsgröße eine Drehwinkeländerungsgröße bestimmt wird, die einen sich zeitlich ändernden Drehwinkel (α) zwischen der Längsachse des Fahrzeugs (5) und der Längsachse des Anhängers (6) beschreibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Sensoreinheiten (7,8) am Fahrzeug (5) angeordnet sind, wobei mittels jeder der Sensoreinheiten (7,8) eine Abstandsänderungsgröße ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere genau zwei Sensoreinheiten (7,8) am Fahrzeug (5) angeordnet sind, wobei die Drehwinkeländerungsgröße in Abhängigkeit einer aus den jeweils ermittelten Abstandsänderungsgrößen gebildeten Differenz bestimmt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der Sensoreinheit (7,8) eine elektromagnetische Welle in Richtung des Anhängers (6) abgestrahlt wird, wobei mittels der Sensoreinheit (7,8) die Abstandsänderungsgröße aus einer Dopplerverschiebung der vom Anhänger (6) zurückgestrahlten elektromagnetischen Welle ermittelt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der Sensoreinheit (7,8) eine elektromagnetische Welle in Richtung des Anhängers (6) abgestrahlt wird, wobei mittels der Sensoreinheit (7,8) die Abstandsänderungsgröße aus einer sich zeitlich ändernden Phasenverschiebung zwischen der abgestrahlten elektromagnetischen Welle und der vom Anhänger (6) zurückgestrahlten elektromagnetischen Welle ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Abstandsänderungsgröße zeitlich kontinuierlich erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Abstandsänderungsgröße zu diskreten Zeitpunkten erfolgt, und dass die Ermittlung der Abstandsänderungsgröße für Zeitpunkte, die zwischen den diskreten Zeitpunkten liegen, durch Extrapolation erfolgt.
  8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer am Fahrzeug (5) angeordneten Sensoreinheit (7,8), die eine Abstandsänderungsgröße ermittelt, die einen sich im Bereich einer Messstelle (9,10) ändernden Abstand (d1,d2) zwischen Fahrzeug (5) und Anhänger (6) beschreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Abstandsänderungsgröße einer Auswerteeinheit (15) zugeführt wird, die in Abhängigkeit der ermittelten Abstandsänderungsgröße eine Drehwinkeländerungsgröße ermittelt, die einen sich zeitlich ändernden Drehwinkel (α) zwischen der Längsachse des Fahrzeugs (5) und der Längsachse des Anhängers (6) beschreibt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (7,8) Teil einer im Fahrzeug (5) bereits vorhandenen Parkhilfseinrichtung ist.
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