Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Steuerung und/oder Regelung einer Bewegung eines Fahrzeugs während eines Einparkvorgangs mittels eines Einparksystems, umfassend zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Festlegen einer Soll-Strecke, der von dem Fahrzeug während eines Einparkvor¬ ganges gefolgt werden soll;

Berechnen mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung von zumindest einem Sollwert eines Längsbewegungsparameters in Abhängigkeit von zumindest einem Querbewegungsparameter und einer Position des Fahrzeugs entlang der Soll- Strecke, wobei der Längsbewegungsparameter eine Bewegungsgröße des Fahr¬ zeugs im Wesentlichen entlang der Soll-Strecke und der Querbewegungsparameter eine Bewegungsgröße des Fahrzeugs zumindest teilweise in eine Richtung senk¬ recht zu der Soll-Strecke beschreibt; und

Vollautomatisches Steuern und/oder Regeln des Längsbewegungsparameters in Abhängigkeit von dem berechneten Sollwert des Längsbewegungsparameters mit¬ tels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung; sowie ein automatisches Einparksy¬ stem.

Mit einem automatischen Einparksystem soll ein einfaches und sicheres Einparken eines Fahrzeugs ermöglicht werden, insbesondere sollen reproduzierbar schnelle und im wesent¬ lichen von Störeinflüssen, wie der menschlichen motorischen Ungenauigkeit bzw. Träg¬ heit, und von Störeinflüssen aufgrund der, insbesondere im Bezug auf eine Steuerungsprä- _.

zision, unzureichenden Schnittstelle zwischen dem Fahrer und dem Fahrzeug, unabhängige Einparkvorgänge ermöglicht werden.

So ist aus der US 5,742,141 ein semiautomatisches Parksystem für ein Fahrzeug bekannt, bei dem kontinuierlich ein Sollweg berechnet wird, um zu einer endgültigen Parkposition zu gelangen. Einem Fahrer des Fahrzeugs werden über Veränderungen der aufzuwenden¬ den Lenkkraft Anweisungen zur Betätigung des Lenkrades gegeben, um das Fahrzeug auf den gewünschten Sollweg zu lenken. Dabei soll insbesondere die aufzuwendende Lenk¬ kraft erhöht werden, wemi der Fahrer in eine vom Sollweg abkommende Richtung lenken möchte, und verringert werden, wenn der Fahrer so lenkt, daß das Fahrzeug auf dem Soll¬ weg bleibt. Mit diesem System bleibt jedoch der wesentliche Störeinfluß eines Fehlsteu- erns durch den Fahrer erhalten.

Die US 2003/0182038 Al offenbart ein Parkassistenzsystem, bei dem eine Steuerwinkel¬ geschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Steuerwinkel und einer Fahrzeuggeschwin- digkeit verändert wird, so daß eine Kurvenrate, d.h. der Kehrwert eines Kurvenradius, ein lineares Verhältnis zur Bewegungsentfernung hat. Dies soll Berechnungen einer automati¬ schen Regeleinrichtung erheblich vereinfachen. Eine Steuerung der Fahrzeuggeschwindig¬ keit neben der Steuerwinkelgeschwindigkeit wird nicht offenbart.

Aus der US 5,661,650 ist ein System bekannt, um die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges während eines Normalfahrbetriebszustandes in Abhängigkeit von der Straßenform zu re¬ geln. Bei diesem System wird insbesondere die Geschwindigkeit des Fahrzeuges verrin¬ gert, um das Fahrzeug sicher durch eine Kurve zu bringen. Dazu werden insbesondere Kar¬ teninformationen ausgelesen, um daraus spezielle Informationen über den Straßenverlauf zu ermitteln, um anschließend eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln, ohne daß dieses System zur Assistenz oder zur Durchführung eines Einparkvorganges eingesetzt wird.

Aus der JP 2001 138 941 A ist ein System zum automatischen Parken bekannt, bei dem eine Fahrgeschwindigkeit, die von dem Fahrer vorgegeben wird, in Abhängigkeit von einer durch einen Antrieb zur Beeinflussung der Lenkung eines Kraftfahrzeugs konstruktiv vor-

gegebenen maximalen Lenkradgeschwindigkeit begrenzt wird. Dabei wird eine Soll- Strecke im voraus gespeichert. Durch die Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit soll ein starkes Abweichen von der Soll-Strecke verhindert werden, was sich dadurch ergeben könnte, daß der Lenkantrieb nicht den gewünschten Lenkwinkel einstellen kann, wenn die Fahrgeschwindigkeit durch den Fahrer zu hoch gewählt wird. Auch dieses System steht somit unter dem deutlichen Störeinfluß durch den Fahrer, daß dieser in den Einparkvor¬ gang durch die notwendige Vorgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit eingreift bzw. den Ab¬ lauf des Einparkvorgangs bestimmt.

Aus der DE 102 20 426 Al ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Park¬ hilfesystems bekannt, bei dem ein automatisches Abbremsen und/oder Beschleunigung eines Fahrzeuges während eines Ein- und/oder Ausparkablaufes gesteuert wird. Dabei handelt es sich um ein semiautomatisches Parkhilfesystem bei dem einem Fahrer ein Lenk¬ radeinschlag vorgegeben wird, den der Fahrer einstellen muß. Proportional zu einer Diffe¬ renz zwischen dem vorgegebene Lenkrademschlag und einem von dem Fahrer eingestell¬ ten Lenkeinschlag wird dann durch das Parldiilfesystem eine Bremskraft gesteuert und so die Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepaßt.

Ferner wird in der WO 2004/007232 Al ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei einem Fahrmanöver, wie einem Park- oder Rangiermanöver, offenbart, bei dem eine Referenztrajektorie bestimmt wird, entlang der das Fahrzeug bewegt werden soll. Dem Fahrer wird während des Fahrmanövers eine einzustellende, das Fahrzeug ent¬ lang der Referenztraktoiϊe steuernde Lenkradstellung angegeben. Die Fahrzeuglängsge- schwindigkeit wird bei einer Lenkwinlcelabweichung zwischen dem von dem Fahrer tat¬ sächlich eingestellten Ist-Lenkwinkel und dem in der angeforderten Lenkradeinstellung entsprechen Soll-Lenkwinkel fahrerunabhängig beeinflußt. Dem Fahrer soll dadurch eine größere Reaktionszeit zur Verfügung gestellt werden, um die angegebene Lenkradsteue¬ rung einzustellen.

Somit weisen die bekannten Einparkverfahren bzw. Einparksysteme den Nachteil auf, daß der Einparkvorgang durch Störeinflüsse, insbesondere menschlicher Natur, beeinflußt wird

und somit eine hohe Reproduzierbarkeit, insbesondere bei der Geschwindigkeit und der Genauigkeit des Einparkvorganges, nicht erzielt werden kann. Ferner können bei den be¬ kannten Systemen, beispielsweise bei einer großen Längsgeschwindigkeit, überraschende und schnelle Änderungen eines Querbewegungsparameters, wie einem Lenkwinkel auftre¬ ten, die einen Fahrer unter Umständen verletzen können, beispielsweise durch ein schnell drehendes Lenkrad, wenn der Fahrer die Hände ohne große Kraftkopplung an dem Lenk¬ rad hält. Ferner kann der Fahrer seiner Aufgabe der Überwachung des Einparkvorganges nur unvollständig nachkommen, wenn ein Lenkrad sich zu schnell dreht, da ein gezielter Eingriff in das schnell drehende Lenkrad zu Korrekturzwecken erschwert, wenn nicht un¬ möglich ist.

Ferner offenbart die DE 201 05 340 Ul eine dreidimensionale Umfelderfassungsvorrich¬ tung für Straßenfahrzeuge. Diese wird insbesondere zur Detektion von Parklücken einge¬ setzt. Durch Aufnahme eines zweidimensionalen Entfernungsprofils mittels eines Sensors und Weitervorarbeitung dieses Profils wird ein dreidimensionales Abbild der Umgebung des Fahrzeugs erzeugt.

Aufgabe der Erfindung ist es folglich ein Verfahren zur automatischen Steuerung und/oder Regelung einer Bewegung eines Fahrzeugs während eines Einparkvorgangs zu liefern, das die Nachteile des Stands der Technik überwindet, insbesondere eine von menschlichen Störeinflüssen unabhängige Regelung eines Einparkvorganges eines Fahrzeugs ermöglicht, unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer maximalen Überwachbarkeit durch einen Fah¬ rer des Fahrzeugs sowie unter Erreichen eines maximalen Komforts für Insassen des Fahr¬ zeugs. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Einparksystem zu lie¬ fern, das die Nachteile des Stands der Technik überwindet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sollwert des Längsbewe¬ gungsparameters zumindest zeitweise während des Einparkvorganges in Abhängigkeit von zumindest einer Ableitung des Querbewegungsparameters berechnet wird.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß zum Festlegen der Soll-Strecke mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung die Soll-Strecke, insbesondere basierend auf Meßdaten

zumindest eines mit dem Einparksystem in Wirkverbindung stehenden ersten Sensors, vor¬ zugsweise von Meßdaten, die den Abstand des Fahrzeugs zu weiteren Objekten, wie Hin¬ dernissen und/oder weiteren Fahrzeugen repräsentieren, vor und/oder während des Ein¬ parkvorganges berechnet wird, die Soll-Strecke aus zumindest einer, vorzugsweise von dem Einparksystem umfaßten, Speichereinrichtung vor und/oder während des Einparkvor- ganges ausgelesen wird und/oder die Soll-Strecke mittels zumindest einer Eingabeeinrich¬ tung in das Einparksystem vor und/oder während des Einparkvorganges eingegeben wird.

Bei den beiden vorgenannten Alternativen kann vorgesehen sein, daß der Längsbewe¬ gungsparameter zumindest eine Längsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs, insbesondere ent¬ lang der Soll-Strecke, beschreibt und/oder der Querbewegungsparameter zumindest einen Lenkwinkel δ _H des Fahrzeugs und/oder einen Lenkwinkel eines Mittels zur Beeinflussung des Lenkwinkels des Fahrzeugs, wie einem Lenkrad, beschreibt.

Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Sollwert des Längsbewegungspara¬ meters, insbesondere die Soll-Längsgeschwindigkeit v _sol , des Fahrzeugs, zumindest zeit¬ weise während des Einparkvorganges in Abhängigkeit von einem Sollwert des Querbewe- gungsparameters, vorzugsweise einem Soll-Lenkwinkel δ _{H soll} , berechnet wird.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, daß der Sollwert des Querbewegungsparame- ters, vorzugsweise der Soll-Lenkwinkel δ _{H soll} , insbesondere mittels der Steuer- und/oder

Regeleinrichtung, aus den Daten der Soll-Strecke berechnet wird, basierend auf Meßdaten zumindest eines mit dem Einparksystem in Wirkverbindung stehenden zweiten Sensors, der insbesondere mit dem ersten Sensor identisch ist, vorzugsweise von Meßdaten, die den Abstand des Fahrzeugs von weiteren Objekten, wie Hindernissen und/oder weiteren Fahr¬ zeugen repräsentieren, berechnet wird, aus zumindest einer, vorzugsweise von dem Ein¬ parksystem umfaßten, Speichereinrichtung ausgelesen wird und/oder mittels zumindest einer Eingabeeinrichtung in das Einparksystem eingegeben wird.

Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Sollwert des Längsbewegungspara¬ meters die Soll-Längsgeschwindigkeit v _S0 π des Fahrzeugs ist, der Sollwert des Längsbewe-

gungsparameters in Abhängigkeit von zumindest einer Ableitung des Sollwerts des Quer- bewegungsparameters berechnet wird und/oder die Ableitung des Querbewegungsparame- ters und/oder die Ableitung des Sollwerts des Querbewegungsparameters nach der Zeit erfolgt, wobei der Sollwert des Längsbewegungsparamters vorzugsweise basierend auf einer Lenkwinkelgeschwindigkeit δ _H und/oder einer Soll-Lenkwinkelgeschwindigkeit ^ _{H, so} ii berechnet wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Sollwert des Längsbewegungsparameters, insbesondere die Soll-Längsgeschwindigkeit v _so]1 des Fahr¬ zeugs, zumindest zeitweise während des Einparkvorganges in Abhängigkeit von, vorzugs¬ weise umgekehrt proportional zu, einer örtlichen Ableitung des Querbewegungsparame¬ ters, vorzugsweise des Sollwerts des Querbewegungsparameters, entlang der Soll-Strecke berechnet wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Soll¬ wert des Längsbewegungsparameters zumindest zeitweise während des Einparkvorganges in Abhängigkeit, vorzugsweise proportional, zu einem maximalen Querbewegungsparame- ter, insbesondere einer maximalen Lenlcwinkelgeschwindigkeit <5 _{ff max} , berechnet wird.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Größe des maximalen Querbewegungs¬ parameters im Laufe des Einparkvorganges verändert wird, insbesondere an die Annähe¬ rung des Fahrzeugs an ein Hindernis und/oder ein zeitliches Stadium des Einparkvorgan¬ ges adaptiert wird, vorzugsweise der Querbewegungsparameter zu Beginn des Einparkvor¬ ganges geringer ist als während und/oder zum Ende des Einparkvorganges.

Bei den beiden vorgenannten Alternativen wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Soll-Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zumindest zeitweise während des Einparkvor¬

ganges gemäß V ₈₀₁₁ (J) = p. , ^H,soll \ ^S J \s I ^' °H,maχ. berechnet wird, wobei δ _H)SoIι (s) ein ÖS

Soll-Lenkwinkel an einer Position s, vorzugsweise einer Bogenlänge, des Fahrzeugs ent¬ lang der Soll-Strecke repräsentiert.

In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zumindest zeit¬ weise während des Einparkvorgangs zumindest ein Sollwert einer zeitlichen Ableitung des Querbewegungsparameters, insbesondere eine Soll-Lenkwinkelgeschwindigkeit, in Ab¬ hängigkeit von dem Längsbewegungsparameter, vorzugsweise dem Sollwert des Längs¬ bewegungsparameters, insbesondere der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs, und/oder der Position s des Fahrzeugs entlang der Soll-Strecke, insbesondere gemäß

δ _{H s ιι} (s) = — δ _{H s ιι} (_?') I -v , wobei δ„ _{s ιι} (_?) ein Soll - Lenkwinkel an der Position s ist, ds' berechnet wird.

Auch kann vorgesehen sein, daß der Querbewegungsparameter zumindest zeitweise wäh¬ rend des Einparkvorganges, vorzugsweise mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung, insbesondere vollautomatisch, auf den Sollwert des Querbewegungsparameters, insbeson¬ dere den Soll-Lenkwinkel δ _{H Solt} (s) , und/oder den Sollwert der zeitlichen Ableitung des

Querbewegungsparameters, insbesondere die Soll-Lenkwinlcelgeschwindigkeit δ _{H Solι} {s) , gesteuert und/oder geregelt wird.

hi einer alternativen Ausruhrungsform kann vorgesehen sein, daß der Sollwert des Längs¬ bewegungsparameters zumindest zeitweise während des Einparkvorganges in Abhängig¬ keit von, vorzugsweise proportional zu, einem durch einen Fahrer des Fahrzeugs vorgege¬ benen Querbewegungsparameter, vorzugsweise einer durch einen Fahrer vorgegebene Lenkwinlcelgeschwindigkeit δ _{H Fahrer} , berechnet wird, wobei der durch den Fahrer beein¬ flußte Querbewegungsparameter insbesondere mittels zumindest einer über zumindest ei¬ nen dritten Sensor, wobei der dritte Sensor insbesondere identisch mit dem ersten und/oder zweiten Sensor ist, gemessenen Größe bestimmt wird.

Dabei wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Soll-Längsgeschwindigkeit des Fahr¬ zeugs zumindest zeitweise während des Einparkvorgangs gemäß

^V soll θ) = fϊ'W* ¹ )!. -S Η ₁ .Fahrer berechnet wird, wobei δ _{H Soll} (s) der Soll-Lenkwinkel

an der Position s entlang der Soll-Strecke ist.

Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Sollwert des Längsbewegungspara¬ meters, zumindest zeitweise während des Einparkvorganges, in Abhängigkeit von zumin¬ dest einer Differenz zwischen einem Sollwert des Querbewegungsparameters, insbesonde¬ re dem Soll-Lenkwinkel, und einem Istwert des Querbewegungsparameters, insbesondere einem Ist-Lenkwinkel, der vorzugsweise durch den Fahrer vorgegeben wird, berechnet wird.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, daß der Sollwert des Längsbewegungsparame¬ ters in Abhängigkeit von der, insbesondere betragsmäßigen, Differenz zwischen dem Soll¬ wert des Querbewegungsparameters und dem Istwert des Querbewegungsparameters be¬ rechnet wird, insbesondere der Sollwert des Längsbewegungsparameters mit zunehmender, insbesondere betragsmäßiger, Differenz zwischen dem Sollwert des Querbewegungspara¬ meters und dem Istwert des Querbewegungsparameters monoton abnimmt, vorzugsweise der Längsbewegungsparameter auf Null reduziert wird, insbesondere das Fahrzeug an¬ gehalten wird, wenn die Differenz zwischen dem Sollwert des Querbewegungsparameters und dem Istwert des Querbewegungsparameters einen vorbestimmten Wert überschreitet und/oder der Sollwert des Querbewegungsparameters einen vorbestimmten Wertebereich, insbesondere einen maximalen Lenkwinkelbetrag des Fahrzeugs, überschreitet.

Mit der Erfindung wird dabei vorgeschlagen, daß nach einem Anhalten des Fahrzeugs eine Aufforderung an den Fahrer ausgegeben wird, das Fahrzeug in eine Richtung entgegen einer durch die Soll- Trajektorie vorgegebenen Soll-Längsrichtung zu bewegen.

Ferner ist bevorzugt, daß einem Fahrer über zumindest eine, vorzugsweise visuelle, hörba¬ re und/oder haptische Signaleinrichtung, insbesondere in Form eines Lautsprechers, eines haptisch aktiven Lenkrads und/oder zumindest einer visuellen Anzeige, eine Änderung des Querbewegungsparameters empfohlen wird, insbesondere eine empfohlene Drehrichtung

eines Lenkrads signalisiert wird, um die Differenz zwischen dem Sollwert des Querbewe- gungsparameters, insbesondere dem Soll-Lenkwinkel, und dem Istwert des Querbewe- gungsparameters, insbesondere dem Ist-Lenkwinkel, zu reduzieren, und/oder dem Fahrer eine Anweisung zum Bewegen des Fahrzeugs entgegen der Soll-Längsrichtung der SoIl- Trajektorie, insbesondere nach einem Anhalten des Fahrzeugs, angezeigt wird.

Ferner wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Sollwert des Längsbewegungspara¬ meters zumindest zeitweise während des Einparkvorganges zusätzlich in Abhängigkeit von zumindest einem Maximalwert des Längsbewegungsparameters, einer maximalen Längs¬ beschleunigung des Fahrzeugs, insbesondere entlang der Soll-Strecke, zumindest einer, insbesondere maximalen, Längsbeschleunigungsänderung des Fahrzeugs und/oder zumin¬ dest einem Abstand des Fahrzeugs von einem Hindernis, wie einem zweiten Fahrzeug oder einem feststehendem Hindernis, berechnet wird, insbesondere der Sollwert des Längsbe¬ wegungsparameters, wie die Soll-Längsgeschwindigkeit, durch den Maximalwert des Längsbewegungsparameters, insbesondere durch eine Maximallängsgeschwindigkeit v _max , begrenzt wird.

Schließlich kann das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, daß die Soll-Strecke während des Einparkvorganges und/oder nach einem Anhalten des Fahrzeugs, vorzugsweise unter Auswertung von Meßdaten des ersten, zweiten und/oder dritten Sen¬ sors, nachberechnet und/oder aktualisiert wird.

Die das Einparksystem betreffende Aufgabe wird gelöst durch ein automatisches Einpark¬ system für ein Fahrzeug umfassend zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, wobei das Einparksystem insbesondere die Steuer- und/oder Regeleinrichtung, zur Ausfüh¬ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.

Dabei wird durch die Erfindung zumindest ein mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung in Wirkverbindung stehender Sensor, vorzugsweise zumindest ein Abstandssensor, zumin¬ dest ein Sensor zur Messung zumindest eines Längsbewegungsparameters des Fahrzeugs

und/oder zumindest ein Sensor zur Messung zumindest eines Querbewegungsparameters des Fahrzeugs vorgeschlagen.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, daß mittels zumindest eines Seitenabstandssen- sors, vorzugsweise mittels zwei bis vier Seitenabstandssensoren, ein Abstand des Fahr¬ zeugs zu zumindest einem, insbesondere im Bezug auf eine Soll-Strecke des Fahrzeugs während eines Einparkvorganges, seitlich von dem Fahrzeug angeordneten Objekts, mittels zumindest eines Heckabstandssensors, vorzugsweise mittels vier Heckabstandssensoren, ein Abstand des Fahrzeugs zu zumindest einem, im Bezug auf die Soll-Strecke im Heckbe¬ reich des Fahrzeugs angeordneten, Objekts und/oder mittels zumindest eines Frontab- standssensors, vorzugsweise mittels vier bis sechs Frontabstandssensoren, ein Abstand des Fahrzeugs zu zumindest einem, im Bezug auf die Soll-Strecke im Frontbereich des Fahr¬ zeugs angeordneten, Objekts bestimmbar ist.

Bei den beiden vorgenannten Alternativen ist bevorzugt, daß mittels der Meßwerte des Abstandssensors zumindest eine Soll-Strecke des Fahrzeugs vor und/oder während eines Einparkvorganges, zumindest ein Sollwert und/oder zumindest ein Maximalwert des Längsbewegungsparameters des Fahrzeugs und/oder zumindest ein Sollwert und/oder zu¬ mindest ein Maximalwert des Querbewegungsparameters des Fahrzeugs, insbesondere mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung, bestimmbar ist.

Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Abstandssensor unter Einsatz elek¬ tromagnetischer Wellen, insbesondere von Mikrowellen-, mm- Wellen-, Infrarot- und/oder Ultraschallstrahlung einen Abstand bestimmt und/oder zumindest ein Radarelement, zu¬ mindest ein Lidarelement, zumindest ein Sonarelement, zumindest ein Multisensorelement und/oder zumindest ein Photonic Mixing Device umfaßt.

Bevorzugt ist ferner, daß der Sensor zur Messung des Längsbewegungsparameters zumin¬ dest ein Odometer und/oder zumindest einen Raddrehzahlsensor umfaßt, vorzugsweise zumindest einen aktiven magnetostatischen Raddrehzahlsensor, insbesondere umfaßt von einem ABS- und/oder ESP-System des Fahrzeugs.

Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Sensor zur Messung des Querbewe- gungsparameters zumindest einen Lenksäulen- bzw. Ritzelsensor in Wirkverbindung mit einem Lenksystem des Fahrzeugs, vorzugsweise einem Lenkrad, einer Lenksäule und/oder einem Lenkgestänge des Fahrzeugs, umfaßt, wobei der Sensor zur Messung des Querbe- wegungsparameters vorzugsweise zumindest einen magnetischen Aufnehmer umfaßt und/oder von einem ABS- und/oder ESP-System des Fahrzeugs umfaßt ist.

Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Einparksystem zumindest einen Aktor zur Beein¬ flussung des Längsbewegungsparameters und/oder des Querbewegungsparameters des Fahrzeugs auf, wobei insbesondere mittels des Aktors der Längsbewegungsparameter, vor¬ zugsweise auf einen Sollwert, und/oder der Querbewegungsparameter, vorzugsweise auf einen Sollwert, Steuer- und/oder regelbar ist.

Dabei ist insbesondere bevorzugt, daß mittels zumindest eines Lenkaktors zumindest ein Lenkwinkel des Fahrzeugs beeinflußbar ist, wobei der Lenkaktor vorzugsweise zumindest einen Momentsteller, insbesondere als inhärente Funktion einer, vorzugsweise elektrome- chanischen, Lenkunterstützung in das Lenksystem des Fahrzeugs integriert und/oder als externer Momentensteller, wie als separater Motor, in ein, vorzugsweise hydraulisches, Lenkunterstützungssystem integriert, und/oder zumindest einen Winkelüberlagerungsstel- ler, der insbesondere mittels zumindest eines Getriebes, wie einem Planetengetriebe oder einem Harmonie Drive, mit dem Lenksystem des Fahrzeugs in Wirkverbindung steht, um¬ faßt.

Bei den beiden vorgenannten Alternativen wird bevorzugt, daß mittels zumindest eines Bremsaktors der Längsbewegungsparameter, vorzugsweise zumindest eine Längsge¬ schwindigkeit des Fahrzeugs beeinflußbar ist, wobei der Bremsaktor vorzugsweise zumin¬ dest eine elektrohydraulische und/oder elektromechanische Bremse und/oder einen elek¬ tronisch steuerbaren Bremskraftverstärker umfaßt und/oder über den Bremsaktor in eine, vorzugsweise elektrohydraulische, Bremsansteuerung eines ESP- und/oder ABS-Systems des Fahrzeugs eingreifbar ist

Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Aktor zumindest eine Antriebssteue¬ rung zur Beeinflussung der Antriebsleistung zumindest eines Antriebaggregats des Fahr¬ zeugs, wie einem Verbrennungsmotor, umfaßt.

Ferner wird für das automatische Einparksystem gemäß der Erfindung zumindest eine Speichereinrichtung in Wirkverbindung mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorge¬ schlagen, wobei mittels der Speichereinrichtung vorzugsweise zumindest eine Soll- Strecke, zumindest ein Sollwert des Längsbewegungsparameters und/oder zumindest ein Sollwert des Querbewegungsparameters speicherbar ist bzw. sind.

Ferner kann ein automatisches Einparksystem zumindest eine Eingabeeinrichtung in Wirk¬ verbindung mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung aufweisen, wobei mittels der Einga¬ beeinrichtung vorzugsweise zumindest eine Soll-Strecke, zumindest ein Sollwert des Längsbewegungsparameters und/oder zumindest ein Sollwert des Querbewegungsparame¬ ters in das Einparksystem eingebbar ist und/oder die Eingabeeinrichtung zumindest eine Tastatur, zumindest eine Spracheingabeeinrichtung und/oder zumindest einen Touchscreen umfaßt.

Schließlich wird mit der Erfindung zumindest eine Signaleinrichtung in Wirkverbindung mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung, wobei vorzugsweise mittels der Signaleinrich¬ tung dem Fahrer des Fahrzeugs visuelle, haptische und/oder hörbare Anweisungen zur Ein¬ stellung zumindest eines Querbewegungsparameters signalisierbar sind und/oder die Si¬ gnaleinrichtung zumindest ein Display, zumindest einen Sitzvibrator, zumindest ein hap- tisch aktives Pedal und/oder zumindest einen Lautsprecher umfaßt.

Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch eine vollau¬ tomatische Steuerung bzw. Regelung, d.h. eine Steuerung und/oder Regelung ohne eine direkte Einflußnahme durch einen Fahrer des Fahrzeugs, eines Längsbewegungsparameters des Fahrzeugs auf einen Sollwert, der in Abhängigkeit von einem Querbewegungsparame- ter und einer Position des Fahrzeugs, insbesondere entlang einer Soll-Strecke, die im all¬ gemeinen auch als Solltrajetktorie oder Sollkurs bezeichnet wird, bestimmt wird, erreicht wird, daß gleichzeitig bei einer hohen Genauigkeit und hohen Reproduzierbarkeit sowie

hohen Geschwindigkeit eines Einparkvorgangs der Einparkvorgang für einen Fahrzeugsm¬ sassen komfortabel ist und ein Fahrer während des Einparkvorgangs stets überwachend und kontrollierend in den Einparkvorgang eingreifen kann, ohne daß das Risiko einer Ver¬ letzung des Fahrers besteht. Bei der Ausführung des Verfahrens, insbesondere bei der Be¬ stimmung einer Solltrajektorie, entspricht vorzugsweise der anfängliche Sollwert des Querbewegungsparameters, insbesondere der Soll-Lenkwinkel 6 _H , _SO11 bzw. eine SoIl- Trajektorie des Lenkwinkels, dem aktuellen Ist-Wert des Lenkwinkels. Auch kann vorge¬ sehen sein, daß der Sollwert des Querbewegungsparameters, insbesondere die SoIl- Trajektorie bzw. Soll-Strecke, derartig bestimmt bzw. festgelegt wird, daß eine Differenz zwischen dem Ist-Wert des Querbewegungsparameters und dem Sollwert des Querbewe¬ gungsparameters vermieden, zumindest reduziert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Regelstrategie einge¬ setzt wird, bei der eine Längs- und Querführung des Fahrzeugs so aufeinander abgestimmt werden, daß während des Einparkvorgangs nur moderate Bewegungsänderungen des Fahr¬ zeugs sowie moderate Bewegungsänderungen an Steuereinrichtungen des Fahrzeugs, wie einem Lenkrad, durchgeführt werden. Dies führt dazu, daß bei großen Krümmungsgradien¬ ten eines Fahrwegs langsamere Längsgeschwindigkeiten des Fahrzeugs eingestellt werden, um so eine zur Einhaltung einer Soll-Strecke bzw. einer Solltrajektorie notwendige Lenk- geschwindigkeit bzw. Geschwindigkeit der Bewegung eines Lenkrades zu begrenzen. Hierdurch werden überraschende und schnelle Bewegungen des Querbewegungsparame¬ ters, insbesondere eine zu hohe Drehgeschwindigkeit eines Lenkrads, und des Längsbewe¬ gungsparameters vermieden und somit einer eventuellen Verletzung einer sich in dem Fahrzeug befindlichen Person entgegengewirkt. Die Regelungs- bzw. Steuerungsvorgänge des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Einparksystems werden auf diese Weise in ihrer Dynamik begrenzt, was die Möglichkeit einer Überwachung weiter erhöht. Dies führt zu einer größeren Sicherheit und Kontrollierbarkeit eines Fahrzeugs bei Verwendung des er¬ findungsgemäßen Verfahrens bzw. Einparksystems. Ferner führt das durch das erfmdungs- gemäße Einparksystem durchgeführte Einparkmanöver zu einem Manöver, das dem von einem Menschen durchgeführten Einparkmanöver ähnelt. Um die Kontrollierbarkeit des durch das erfindungsgemäße automatische Einparksystem durchgeführten Einparkvor-

gangs durch einen Fahrer zu erhöhen, ohne die Genauigkeit des Einparkvorgangs zu redu¬ zieren, kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Querbewegungsparameter durch einen Fahrer und zwar in Abhängigkeit von einem automatisch gesteuerten bzw. geregelten Längsbewegungsparameter, eingestellt werden, so daß eine Kontrolle des Fahrzeugs durch den Fahrer mittels des erfindungsgemäßen automatischen Einparksystems während des Einparkvorgangs besteht, also der Fahrer durch die Kontrolle der Querbewegung aktiv in der Regelschleife verbleibt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Be¬ schreibung, in der Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeich¬ nungen im einzelnen erläutert werden.

Dabei zeigt:

Figur 1 eine Soll-Strecke eines Fahrzeugs bei einem Parkvorgang;

Figur 2 einen Soll-Lenkwinkel in Abhängigkeit von einer Soll-Strecke bei einem

Einparkvorgang eines Fahrzeugs;

Figur 3 ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf mehrerer Kenngrößen während eines Einparkvorganges mit einem Einparksystem gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und

Figur 4 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen automatischen

Einp arks ystems .

In Figur 1 ist zur Erläuterung des erfindungsgemäßen automatischen Einparksystems und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Längsregelung eines Fahrzeugs eine zweidimensionale Solltrajektorie bzw. Soll-Strecke 1 eines Fahrzeugbezugspunktes, wie einem Fahrzeugschwerpunkt, die mathematisch oder empirisch bestimmt werden kann, dargestellt. Mit anderen Worten stellt die Soll-Strecke 1 den Weg des Fahrzeugs während des Einparkvorganges dar. Dabei befindet sich der Fahrzeugbezugspunkt zu Beginn eines

Einparkvorganges an einem Startpunkt 2 und bewegt sich, der Soll-Strecke 1 folgend, zu einem Umkehrpunkt 3 in eine erste Bewegungsriclitung, im wesentlichen in negative x- Richtung. Das Fahrzeug folgt der Soll-Strecke 1 zwischen dem Startpunkt 2 und dem Um¬ kehrpunkt 3 in einer ersten Kurve 5 und anschließend in einer zweiten Kurve 7. Dabei ist die Krümmungsrichtung der ersten Kurve 5 entgegengesetzt zur Krümmungsrichtung der zweiten Kurve 7 und die erste Kurve 5 geht in die zweite Kurve 7 an einem Punkt 6 auf der Soll-Strecke 1, nachdem der Punkt 8 der ersten Kurve 5 durchlaufen wurde, über. Nach Erreichen des Umlcehrpunkts 3 bewegt sich das Fahrzeug zu einem Haltepunkt 9 in eine zweite Bewegungsrichtung, im wesentlichen in positive x-Richtung, d.h. in eine Richtung, die im wesentlichen umgekehrt zur ersten Bewegungsrichtung ist.

Die Soll-Strecke 1 bildet die Grundlage für die nachfolgend beschriebene Wegmessung bzw. Odometrie. Die Soll-Strecke 1 hängt von der aktuellen Position des Fahrzeugs und Kenngrößen der Parklücke, insbesondere der Größe der Parklücke ab. Vorzugsweise wird die Soll-Strecke 1 zumindest einmal vor Beginn des Einparkvorgangs berechnet, jedoch kann sie auch mittels einer Eingabevorrichtung des Einparksystems vorgegeben werden oder aus einer Speichervorrichtung ausgelesen werden. In Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs entlang der Soll-Strecke 1 wird ein Sollwert eines Querbewegungsparame- ters des Fahrzeugs in Form eines Soll-Lenkwinkels 6 _H , _SO II bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeometrie und den Kenngrößen des Lenksystems

In Figur 2 ist ein beispielhafter Verlauf eines Soll-Lenkwinkels 5 _H , _SOII in Abhängigkeit von einer Position des Fahrzeugs entlang der Soll-Strecke 1, ausgedrückt durch die Bogenlänge s entlang der Soll-Strecke 1, aufgetragen. Wie in einer Zusammenschau mit der Figur 1 zu sehen ist, ist der Soll-Lenkwinkel 5 _H , _SO 1I(S) in einem ersten Bereich 15 positiv. Dieser Be¬ reich 15 in Figur 2 entspricht der ersten Kurve 5 der Soll-Strecke 1 in Figur 1. Die Bogen¬ länge s weist an dem Punkt 2 in Figur 1 den Wert s ₂ auf, während die Bogenlänge s an dem Punkt 6 in Figur 1 den Wert s ₆ aufweist. Der positive Wert des Soll-Lenkwinkels 5 _H , _SOII bedeutet, daß ein Lenkrad des Fahrzeugs in eine erste Richtung ausgeschlagen wird. Dabei nimmt der Lenkwinkel im Bereich 15 bis zu einem maximalen Wert zu, um dann wieder

abzunehmen, d.h. das Lenkrad wird dann in eine entgegengesetzte Richtung bewegt, bis an dem Punkt 6 der Soll-Strecke 1, d.h. bei der Bogenlänge S ₆ das Lenkrad in eine neutrale Position gebracht wird. In einem zweiten Bereich 17 nimmt der Soll-Lenkwinkel 6 _H , _SOII einen negativen Wert ein, das bedeutet, das Lenkrad wird in eine zu der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung ausgeschlagen. Dabei nimmt der Soll-Lenkwinkel zu¬ nächst betragsmäßig zu, um dann wieder abzunehmen, so daß der Soll-Lenkwinkel 5 _H , _SOI I am Umkehrpunkt 3 wieder Null beträgt, d.h. daß sich das Lenkrad des Fahrzeugs dann in einer neutralen Position befindet. Wie aus Figur 2 ersichtlich schließt sich an den zweiten Bereich 17 wieder ein dritter Bereich 19 an. Dieser Bereich 19 entspricht dem Teil der in Figur 1 dargestellten Soll-Strecke 1 bei der Bewegung von dem Umkehrpunkt 3 zum Hal¬ tepunkt 9. Der Soll-Lenkwinkel 5 _H , _SOII nimmt in dem dritten Bereich 19 einen positiven Wert ein, so daß die Soll-Strecke 1 in Figur 1 in einem Bogen verläuft. Durch den Aus¬ schlag des Lenkrads gemäß dem Soll-Lenkwinkel im dritten Bereich 19 wird eine ab¬ schließende Korrektur der Fahrzeugsrichtung, insbesondere ein "Geradeziehen" des Fahr¬ zeugs bewirkt, d.h. die Längsachse des Fahrzeugs im wesentlichen entlang der Parklücke ausgerichtet.

Gemäß der Erfindung wird von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung in Abhängigkeit von der Soll-Strecke 1 der Soll-Lenkwinkel 6 _H , _SO 11 an. der jeweiligen Position entlang der Soll-Strecke 1 bestimmt. Dies bedeutet, daß die Wegmessung bzw. Odometrie entlang der Soll-Strecke 1 zur Bestimmung des Soll-Lenkwinkels 6 _H , _SOII benutzt wird. Diese Funktion kann beispielsweise der in Figur 2 dargestellten Funktion 6 _H , _SO 11 ( ^S ) entsprechen. Es wird bevorzugt, daß die Soll-Strecke 1 und/oder der Soll-Lenkwinkel 5 _H , _SO 11 zumindest bei Be¬ ginn eines Parkvorgangs berechnet, bzw. eingegeben oder aus einer Speichereinrichtung abgerufen wird bzw. werden und/oder während des Parkvorgangs in gleichmäßigen Ab¬ ständen aktualisiert wird bzw. werden, wodurch Abweichungen von der bisherigen Soll- Strecke 1 nachkorrigiert werden können. Dies bewirkt, daß eine prädiktive Regelung ein¬ gesetzt wird, d.h. für den zukünftigen Soll- Verlauf des Einparkvorganges sowohl die Stre¬ cke des Fahrzeugsbezugspunkts in Form der Soll-Strecke 1 als auch des Soll-Lenkwinkels 5H, _SO11 bestimmt wird bzw. werden.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird sowohl ein Längsbewegungsparame¬ ter als auch ein Querbewegungsparameter vollautomatisch, d.h. ohne eine direkte Beein¬ flussung durch den Fahrer des Fahrzeugs, gesteuert bzw. geregelt. Dabei beschreibt der Längsbewegungsparameter insbesondere eine Längsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs bei einer Bewegung des Fahrzeugs im wesentlichen entlang der Soll-Strecke 1 und wird auf einen Sollwert des Längsbewegungsparameters gesteuert bzw. geregelt. Der Querbewe¬ gungsparameter, insbesondere ein Lenkwinkel oder eine Lenkwinkelgeschwindigkeit, be¬ schreibt eine Bewegung des Fahrzeugs zumindest teilweise in eine Richtung senkrecht zu der Soll-Strecke 1 und wird auf einen Sollwert des Querbewegungsparameters gesteuert bzw. geregelt.

Dies bedeutet, daß die Bewegung des Fahrzeugs während eines Einparkvorgangs vollau¬ tomatisch abläuft, d.h. der Fahrer weder einen Längsbewegungsparameter, wie eine Ge¬ schwindigkeit des Fahrzeugs, noch einen Querbewegungsparameter, wie einen Lenkwinkel beeinflußt. Es ist ihm lediglich möglich, den Parkvorgang zu beobachten und gegebenen¬ falls, beispielsweise, um eine Kollision mit einem nicht erkannten Hindernis zu vermeiden, in den vollautomatischen Einparkvorgang einzugreifen, indem er beispielsweise den Lenkwinkel verändert oder die Fahrzeugsgeschwindigkeit durch Betätigen einer Bremse des Fahrzeugs verringert.

Aus der Soll-Lenkwinkelfunktion 5 _H)SOII (S) läßt sich eine Soll-Lenkwinkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Längsgeschwindigkeit v des Fahrzeuges bestimmen. Dieser Zu¬ sammenhang läßt sich durch die Formel

(X) $ H, Soll 0) = -^ ⁵ HJM 0') I. ^>V

d.h. das Produkt des Gradienten des Soll-Lenkwinkels von s und der Längsgeschwindig- keit, ausdrücken. Um die erfindungsgemäße vollautomatische Längsbewegungsregelung während eines Parkvorganges durchzuführen, wird bei der Erfindung ausgehend von dem mathematischen Zusammenhang, der in der Formel (1) ausgedrückt ist, für die jeweilige Position des Fahrzeugs, ausgedrückt durch die Bogenlänge s entlang der Soll-Strecke 1,

eine Soll-Längsgeschwindigkeit in Abhängigkeit zu einer maximalen Lenkwinkelge¬ schwindigkeit δ _{H mΑX} berechnet. Beispielsweise läßt sich die Soll-Längsgeschwindigkeit V _80I1 numerisch gemäß der Formel

(2) ^V soll 0)

ermitteln.

Während der Durchführung des Parkvorgangs wird die Längsgeschwindigkeit des Fahr¬ zeugs bei einer Bewegung entlang der Soll-Strecke 1 an der jeweiligen Position auf die so berechnete Soll-Längsgeschwindigkeit v _so ii(s) geregelt. Durch eine geeignete Auswahl der maximalen Lenlcwinkelgeschwindigkeit δπ. _max wird erreicht, daß zu hohe Lenkradge¬ schwindigkeiten auch bei einem vollautomatischen Einparkvorgang gemäß der Erfindung, bei der der Fahrer in einem Normalbetrieb nicht in die Steuerung der Längsbewegungsge¬ schwindigkeit des Fahrzeugs beteiligt ist, vermieden werden. Dadurch werden schmerzhaf¬ te Verletzungen des Fahrers, wenn der Fahrer die Hände ohne große Kraftkopplung am Lenkrad hat, vermieden und es wird sichergestellt, daß der Fahrer seiner Aufgabe der Ü- berwachung des Einparkvorgangs vollständig nachkommen kann, da er immer gefahrlos einen gezielten Eingriff in das sich drehende Lenkrad während des Einparkvorgangs durchführen kann. In bevorzugten Ausführungsfoπnen der Erfindung kann die Soll- Längsgeschwindigkeit V _80I i auch zusätzlich durch eine maximale Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs begrenzt werden, um eine überhöhte Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs wäh¬ rend des Einparkvorgangs zu vermeiden. Ferner können auch weitere Einflußgrößen zur Berechnung der Soll-Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs herangezogen werden. Bei¬ spielsweise kann eine maximale Längsbeschleunigung und/oder eine, insbesondere maxi¬ male, Längsbeschleunigungsänderung vorgegeben werden. So kann zum Beispiel ein un¬ gewollter Ruck bei der Bewegung des Fahrzeugs vermieden werden. Dies erhöht den Komfort und die Vorhersehbarkeit der Soll-Längsgeschwindigkeit v _so π, und führt damit zu einem besseren und angenehmeren Fahrerlebnis während des Einparkvorgangs. Auch kann die Soll-Längsgeschwindigkeit v _so n in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

zusätzlich von einem mittels eines Abstandssensors gemessenen Abstands zu einem Hin¬ dernis, wie beispielsweise einem zweiten Fahrzeug oder einem feststehenden Hindernis, abhängen. Es kann auch in dem erfindungsgemäßen automatischen Einparksystem vorge¬ sehen sein, daß am Anfang des Einparkvorganges der zugelassene maximale Querbewe- gungsparameter, insbesondere die maximale Lenkwinkelgeschwindigkeit δ _{H rmx} , geringer ist als während und/oder zum Ende des Einparkvorganges, also die maximale Lenkwinkel¬ geschwindigkeit δ _H , _max adaptiert wird, um den Fahrer nicht mit einem Einsetzen der Rege¬ lung des automatischen Einparksystems zu überraschen. Als weitere Querbewegungspara- meter, auf deren Grundlage die Soll-Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zusätzlich oder alternativ bestimmt werden kann, kommen eine maximale Lenkwinkelbeschleunigung oder ein maximales Lenkraddrehmoment in Betracht.

In Figur 3 ist ein exemplarischer Verlauf der verschiedenen Bewegungsparameter während eines mit dem erfindungsgemäßen automatischen Einparksystem durchgeführten Einpark¬ vorgangs dargestellt. Dabei repräsentiert ein durchgehend gezeichneter erster Graph 20 den Lenkwinkel δ(t), also einen ersten Querbewegungsparameter, und ein gestrichelt gezeich¬ neter zweiter Graph 22 den Lenkwinkel δ(t) in einer zeitlichen Ableitung, also die Lenk- winkelgeschwindigkeit dδ/dt, die einen zweiten Querbewegungsparameter darstellt. Als gepunktet gezeichneter dritter Graph 24 ist die Längsgeschwindigkeit v(t) des Fahrzeuges, also ein Längsbewegungsparameter, aufgetragen. Ferner ist in dem Diagramm der Figur 3 als fett durchgezogen gezeichneter vierter Graph 26 die Position des Fahrzeugs im Laufe des Einparkvorgangs dargestellt, indem die Bogenlänge s über die Zeit aufgetragen ist. In einem ersten Zeitabschnitt 30 wird das Fahrzeug beschleunigt, was im wesentlichen einem Beginn des Einparkvorgangs d.h. dem Bereich der Soll-Strecke 1 zwischen dem Punkt 2 und 8 entspricht. Anschließend wird zu Beginn der ersten Kurve 5 (siehe Figur 1) der Soll- Strecke 1 im Punkt 8, bei dem die Bogenlänge s den Betrag s ₈ aufweist, und eine Erhöhung des Lenkwinkels δ, wie sie in dem ersten Graph 20 in einem zweiten Zeitabschnitt 32 dar¬ gestellt ist, erfolgt die Längsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung automatisch reduziert, so daß die Lenkwinkelgeschwindigkeit dδ/dt be¬ grenzt wird (siehe zweiter Graph 22 der Lenkwinkelgeschwindigkeit dδ/dt im zweiten Zeitabschnitt 32 an einer Position S ₈ ). Anschließend, wenn der Lenkwinkel δ einen maxi-

malen Wert aufweist, und dieser Wert kurzzeitig während eines dritten Zeitabschnitts 34 gehalten wird, wird das Fahrzeug automatisch wieder in Längsrichtung beschleunigt, um bei einem anschließenden Übergang von der ersten Kurve 5 in die zweite Kurve 7 der Soll- Strecke 1 in einem vierten Zeitabschnitt 36 an einer Position der Soll-Strecke 1, die der Bogenlänge s ₆ entspricht, also, im wesentlichen der Position 6 auf der Soll-Strecke 1 ent¬ spricht, wieder gebremst zu werden. Dadurch wird wiederum eine hohe Lenkwinkelge- schwindigkeit vermieden. Anschließend wird das Fahrzeug wieder in Längsrichtung be¬ schleunigt, um an einer Position, die im wesentlichen dem Umkehrpunkt 3 der Soll-Strecke 1 entspricht und bei der die Bogenlänge s ₃ beträgt, kurzzeitig zum Stehen zu kommen, wo¬ bei an dieser Position auch eine hohe Lenkwinkelgeschwindigkeit dδ/dt, wie es aus dem gestrichelten zweiten Graph 22 an der Position S ₂ entnehmbar ist, auftritt. Wie der Figur 3 entnommen werden kann, liegen sowohl die Längsgeschwindigkeit v des Fahrzeugs, wie auch die Lenkwinkelgeschwindigkeit dδ/dt des Fahrzeuges innerhalb vorherbestimmter Grenzen, so daß das Fahrzeug keine für den Fahrer überraschende Bewegungen ausführt, und somit ein komfortabler Einparkvorgang durchgeführt wird.

In Figur 4 ist schematisch ein automatisches Einparksystem 99 gemäß der Erfindung dar¬ gestellt. Das automatische Einparksystem 99 weist eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 auf, die mit einer Vielzahl von Sensoren 102, 104, 106, 108, 110 in Wirkverbindung steht. Beispielsweise kann das automatische Einparksystem 99 zumindest einen Abstands¬ sensor 102, vorzugsweise zwei bis vier über die Fahrzeugbreite verteilte seitliche Ab¬ standssensoren, der bzw. die in eine Richtung im wesentlichen senkrecht zur Längsrich¬ tung des Fahrzeugs ausgerichtet ist bzw. sind, zumindest einen Heck- 104 und/oder zumin¬ dest einen Frontabstandssensor 106, vorzugsweise vier Heckabstandssensoren und/oder vier bis sechs Frontabstandssensoren, die im wesentlichen in bzw. entgegen der Richtung der Längsbewegung des Fahrzeugs ausgerichtet sind, zumindest einen Längsbewegungspa- rametersensor 108 zur Messung des Längsbewegungsparameters, beispielsweise der Längsgeschwindigkeit v, und/oder zumindest einen Querbewegungsparametersensor 110, beispielsweise einen Lenkwinkelsensor, aufweisen. Ferner kann die Steuer- und/oder Re¬ geleinrichtung 100 auch mit einer zumindest Eingabeeinrichtung 112 und zumindest einer

Speichereinrichtung 114 in Wirkverbindung stehen. Diese Einrichtungen 112, 114 dienen insbesondere dazu, eine Soll-Strecke 1 bzw. Solltrajektorie einzugeben bzw. zu speichern.

Der seitliche Abstandssensor 102 wird insbesondere zur Vermessung einer Parklücke ver¬ wendet. Dabei wird ausgenutzt, daß in einer besetzten Parklücke ein Objekt einen geringe¬ ren Abstand zu dem Fahrzeug aufweist als ein Objekt in einer nicht besetzten Parklücke. Insbesondere wird eine Parklücke erkannt, wenn entweder kein Objekt durch den Ab¬ standssensor 102 detektiert wird, oder ein Objekt detektiert wird, das einen Abstand zu dem Fahrzeug aufweist, der um einen Mindestabstand, der ca. eine Fahrzeugsbreite be¬ trägt, größer ist, als zuvor detektierte Objekte, wie z.B. zuvor detektierte parkende Fahr¬ zeuge. Dabei können seitliche Abstandssensoren 102 vorne oder hinten am Fahrzeug mon¬ tiert werden. Bei einer vorderseitigen Montage des seitlichen Abstandsensors 102 kann während des Einparkens der seitliche Abstand zu einem vorderen Fahrzeug gemessen wer¬ den und eine Überprüfung, ob der Parklückenbeginn mit dem abgespeicherten Wissen über die Parklücke übereinstimmt, stattfinden. Bei einem hinteren Einbau ermöglicht der seitli¬ che Abstandssensor 102 eine Abstandskontrolle zu den feststehenden Objekten, insbeson¬ dere beim Rückwärts-Einparken.

Der Heckabstandssensor 104 dient zur Absicherung gegen Kollisionen mit im Heckbereich des Fahrzeugs befindlichen Objekten, wie auch der Frontabstandssensor 106 zur Absiche¬ rung gegen Kollisionen mit im Frontbereich des Fahrzeugs befindlichen Objekten dient. Darüber hinaus dient der Frontabstandssensor 106 zur Erfassung eines vorderen Parldük- kenendes bei einem seitlichen Einparken. Die Heck-, Front- oder seitlichen Abstandssenso¬ ren 102, 104, 106 dienen ferner auch zur Überprüfung der Soll-Strecke 1, um gegebenen¬ falls eine Neuberechnung der Soll-Strecke 1 zu veranlassen. Dies geschieht insbesondere dadurch, daß die Neuberechnung einer Soll-Strecke durch die Steuer- und/oder Regelein¬ richtung 100 durchgeführt wird, wenn über die Sensoren 102, 104, 106 ein zu geringer Abstand zu einem Objekt detektiert wird, so daß eine Kollision mit diesem Objekt droht. In den Abstandssensoren 102, 104, 106 können eine Vielzahl von Techniken eingesetzt werden, beispielsweise können elektromagnetische Wellen, wie Mikrowellen, Millimeter¬ wellen, Infrarotwellen und/oder Ultraschallwellen verwendet werden und/oder ein Radar-

element, ein Sonarelement, ein Multisensorelement, ein Lidarelement (Laserradar) und/oder ein Photonic Mixing Device verwendet werden. Eine Montage der Sensoren 104, 106 kann insbesondere in einer Fahrzeughöhe in einem Bereich zwischen 30 und 40 cm erfolgen. Bei der Verwendung von Ultraschallwellen sollten Ultraschallsensoren eingesetzt werden, die eine hohe Abtastgeschwindigkeit aurweisen, um ein Vorbeifahren an einer Parklücke mit einer normalen Geschwindigkeit zu ermöglichen. Der Vorteil eines Photonic Mixing Devices liegt darin, daß ein tiefes Bild mit einer groben Raumwinkelrasterung z.B. 8x8 oder 16x16 erreicht werden kann. Eine Montage des Sensors 102 kann insbesondere in einer Fahrzeugshöhe in einem Bereich von 30 bis 100 cm erfolgen. Insbesondere kann eine Montage dieses Sensors 102 in einer Tür des Fahrzeugs erfolgen. Bei einem Photonic Mi¬ xing Device können auch andere Einbaupositionen verwendet werden.

Zumindest ein Längsbewegungsparameter, beispielsweise die Längsgeschwindigkeit, wird insbesondere über die Messung von einer Wegstrecke mittels über den Sensor 108 gemes¬ senen Raddrehzahlen ermittelt. Die verschiedenen Wege und Geschwindigkeitssignale der einzelnen Räder werden anschließend auf den Fahrzeugbezugspunkt, beispielsweise einen Schwerpunkt des Fahrzeugs, projiziert, um die Fahrgeschwindigkeits- und Wegmessung (Odometrie) für das Fahrzeug zu ermöglichen. Es können aktive magnetostatische Rad¬ drehzahlsensoren, insbesondere Permanentmagnetpolräder, wie sie in modernen ABS- und ESP-Systemen benutzt werden, verwendet werden.

Zumindest ein Querbewegungsparameter, beispielsweise der Lenkwinkel, kann über den Querbewegungsparametersensor 110, insbesondere in Form eines Ritzel-Sensors oder über einen lenksäulenmontierten Sensor, wie er bei ESP-Systemen verwendet wird, bestimmt werden. Damit werden über den Querbewegungsparametersensor 110 die aktuelle Lenk¬ radposition und damit der aktuelle Lenkradwinkel bestimmt. Durch eine Differentiation der über den Sensor 110 gemessenen Werte mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 wird die aktuelle Lenkgeschwindigkeit bestimmt.

Um durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 während des vollautomatischen Ein¬ parkvorganges der Erfindung die Längsbewegung, bzw. die Querbewegung des Fahrzeugs

zu beeinflussen, wird über zumindest einen Lenkaktor 120, zumindest einen Bremsaktor 122 und/oder zumindest eine Antriebssteuerung 124 die Bewegung des Fahrzeugs geregelt. Es können als Lenkaktor 120 zur Einstellung des Radlenkwinkels verschiedene Vorrich¬ tungen genutzt werden. So kann beispielsweise zumindest ein interner Momentensteller als Lenkaktor 120 eingesetzt werden. Damit ist gemeint, daß der Momentensteller beispiels¬ weise als inhärente Funktion einer elektromagnetischen Lenkunterstützung in das Lenksy¬ stem des Fahrzeugs integriert wird. Es ist auch möglich, daß zumindest ein externer Mo¬ mentensteller, beispielsweise bei hydraulischen Lenkunterstützungssystemen, eingesetzt wird, hi diesem Fall kann der Lenkaktor 120 insbesondere zumindest einen Elektromotor umfassen, der über eine mechanische Verbindung, wie einen Riemenantrieb, mit einer Lenksäule des Fahrzeugs in Wirkverbindung steht. Ergänzend oder alternativ zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformell des Lenkaktors 120 kann zumindest ein Winkelüberla- gerungssteller mit einem geeigneten Getriebe verwendet werden, beispielsweise umfassend zumindest ein Planetengetriebe oder zumindest ein Harmonie Drive, der einen zusätzlichen Lenkwinkel einstellen kann. Dies bedeutet, daß über den Winkelüberlagerungssteller dem über das Lenkrad eingestellten Lenkwinkel ein zusätzlicher Winkel überlagert wird, so daß die Räder des Fahrzeugs um den zusätzlichen überlagerten Lenkwinkel ausgelenkt werden, ohne daß es zu einer Bewegung des Lenkrades kommt. Für eine derartige Winkelüberlage¬ rung ist jedoch ein Abstützmoment durch den Fahrer an dem Lenkrad notwendig. Dage- gen erfolgt bei der Verwendung eines internen oder externen Momentenstellers eine Mit¬ führung des Lenkrads bei der Momentüberlagerung.

Um eine Steuerung bzw. Regelung des Längsbewegungsparameters des Fahrzeugs wäh¬ rend eines Einparkvorgangs durchführen zu können, weist das Einparksystem 99 zumin¬ dest einen Bremsaktor 122 sowie vorzugsweise eine Antriebssteuerung 124 auf.

Mittels einer über die Steuer- und Regeleinrichtung 100 eingeleiteten automatischen Ver¬ zögerung durch den Bremsaktor 122 wird eine Veränderung der Längsbewegung des Fahr¬ zeuges, insbesondere eine Verzögerung, also eine Verringerung der Längsbewegungsge¬ schwindigkeit des Fahrzeugs erzielt. Beispielsweise wird über zumindest eine elektrohy- draulische Ansteuerung einer ESP-Hydraulik, zumindest einen Active Booster, d.h. einen

elektronisch steuerbaren Bremskraftverstärker, der auch ohne eine Bremspedalbetätigung Druck aufbauen kann, zumindest eine elektrohydraulische Bremse und/oder über zumin¬ dest eine elektromechanische Bremse, der bzw. die vorzugsweise von dem Bremsaktor 122 umfaßt ist bzw. sind, eine Veränderung des Längsbewegungsparameters erreicht. Dadurch wird insbesondere erreicht, daß eine feinfühlige und gut dosierbare Ansteuerung mittels des Bremsaktors 122 erzielt werden kann und nur ein geringes Geräuschniveau vorliegt. Der Längsbewegungsparameter des Fahrzeugs kann ferner über eine Antriebssteuerung 124 verändert werden. Durch die Antriebssteuerung 124 wird die durch ein Antriebsaggre¬ gat des Fahrzeugs bereitgestellte Antriebsleistung zur Veränderung des Längsbewegungs¬ parameters, insbesondere der Fahrzeuggeschwindigkeit, variiert. Dabei kann insbesondere die Antriebssteuerung 124 über eine elektronische Ottomotorsteuerung oder Dieselmo¬ torsteuerung erreicht werden. Es kann auch auf zumindest eine Motorsteuerung verzichtet werden, wenn ein Kriechmoment bei einem Automatikgetriebe, insbesondere mit einer hydrodynamischen Kupplung, genutzt werden kann, daß genug Antriebsleistung für die Durchführung des Einparkvorganges bereitstellt, so daß der Längsbewegungsparameter ausschließlich über den Bremaktor 122 geregelt wird.

Die Regel- und/oder Steuereinrichtung 100 des Einparksystems 99 ist insbesondere als prediktiver Regler ausgestaltet. Dies bedeutet, daß ein durch das Einparksystem 99 durch¬ geführter Einparkvorgang anhand einer Soll-Strecke bzw. Solltrajektorie, die eine zukünf¬ tige Bewegung des Fahrzeugs beschreibt, durchgeführt wird. Dabei werden die über die Sensoren 102, 104, 106 aufgenommenen Meßwerte mittels einer Signalverarbeitung in ein Umfeldmodell umgesetzt. Aufgrund dieses Umfeldmodells wird eine Soll-Strecke bzw. Solltrajektorie bestimmt. Diese wird insbesondere als Prädiktionstrajektorie bezeichnet, da sie eine Vorhersage für eine zukünftige Bewegung des Fahrzeugs beinhaltet. Wie zuvor beschrieben, werden anhand dieser Soll-Strecke dann Sollwerte des Längsbewegungs- und des Querbewegungsparameters bestimmt, die dann zur Regelung des Einparkvorgangs verwendet werden. Anhand dieser berechneten Werte werden dann geeignete Signale an den Lenkaktor 120, den Bremsaktor 122 und/oder die Antriebssteuerung 124 weitergelei¬ tet. Zur Regelung des Lenkaktors 120, des Bremsaktors 122 und/oder der Antriebssteue¬ rung 124 werden dann die über die Sensoren 108, 110 gemessenen Werte mittels der Steu-

er- und/oder Regeleinrichtung 100 verarbeitet. Wie bereit zuvor beschrieben, kann die Soll-Strecke alternativ oder ergänzend durch über die Eingabeeinrichtung 112 eingegebene oder aus der Speichereinrichtung 114 ausgelesene Werte bestimmt bzw. ergänzt werden. Insbesondere kann alternativ oder ergänzend die Soll- Trajektorie mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100, vorzugsweise in regelmäßigen Abständen, neu bestimmt werden. Dabei werden bevorzugt der Ist- Werte des Querbewegungsparameters und/oder des Längsbewegungsparameters und/oder die Position des Fahrzeugs als Ausgangswerte für die neu zu berechnende Soll- Trajektorie gewählt, wodurch, wie bereits erläutert wurde, eine Differenz zwischen dem Sollwert und dem Ist- Wert der jeweiligen Bewegungspara¬ meter vermieden, zumindest reduziert wird.

In einer weiteren Ausfülirungsform des erfindungsgemäßen automatischen Einparksystems 99 wird nur der Längsbewegungsparameter des Fahrzeugs entlang einer Soll-Strecke 1 durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 gesteuert bzw. geregelt. Dagegen wird der Querbewegungsparameter zumindest teilweise von einem Fahrer beeinflußt. In einem ersten Schritt wird dazu durch die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 100 eine Abwei¬ chung zwischen einem, wie in den zuvor beschriebenen Ausfülirungsformen berechnetem, Soll-Querbewegungsparameter, beispielsweise einem Soll-Lenkwinkel 5 _H , _SO 11 (S), und ei¬ nem aktuellen vom Fahrer beeinflußten Ist-Querbewegungsparameter, insbesondere einem Fahrer-Lenkwinkel δH, _Fahre r (s), bestimmt. Wenn, beispielsweise die Abweichung zwischen dem Soll-Querbewegungsparameter und dem Ist-Querbewegungsparameter einen vorher¬ bestimmten Wert überschreitet, wird das Fahrzeug mittels des durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 angesteuerten Bremsaktors 122 oder mittels der Antriebssteuerung 124 angehalten, und es wird abgewartet, bis die zuvor beschriebene Abweichung zwischen dem Soll-Querbewegungssparameter und dem Ist-Querbewegungsparameter einen Wert aufweist, der für eine Weiterfahrt akzeptabel ist. D.h. eine Bewegung des Fahrzeugs ent¬ lang der Soll-Strecke bzw. innerhalb vorbestimmter Grenzen um die Soll-Strecke herum ermöglicht. Auch kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, daß das Fahrzeug an¬ gehalten wird, wenn der Soll- Querbewegungsparameter einen vorbestimmten Wertebe¬ reich überschreitet. Dieser Wertebereich kann insbesondere ein durch das Fahrzeug vorge¬ gebener Lenkwinkelbereich sein. Falls ein Anhalten des Fahrzeugs aus diesem Grund er-

folgt, wird vorzugsweise zunächst eine Aufforderung an den Fahrer ausgegeben, insbeson¬ dere mittels einer Signaleinrichtung 126, das Fahrzeug zunächst in eine Richtung entgegen der durch die Soll-Trajektorie vorgegebene Richtung zu bewegen. Während dieser Bewe¬ gung erfolgt vorzugsweise eine Neuberechnung der Soll- Trajektorie. Sobald dann ein vor¬ gegebener Wertebereich des Querbewegungsparameters bei einem Einparkvorgang entlang dieser neu berechneten Soll-Trajektorie einhaltbar ist, wird dem Fahrer signalisiert, daß der Einparkvorgang fortgesetzt werden kann. Zumindest eine Anzeigeelement bzw. die Si¬ gnaleinrichtung 126, das bzw. die mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung in Wirkver¬ bindung steht, dienen dazu, dem Fahrer einen Hinweis zu geben, in welche Richtung der Fahrer das Lenkrad drehen soll, um die Abweichung zwischen dem SoIl- Querbewegungsparameter und dem Ist-Querbewegungsparameter zu verringern. In Über¬ gangsbereichen, in denen eine große Lenkwinkeldifferenz eingestellt werden muß, bei¬ spielsweise bei einem Übergang von der ersten Kurve 5 in die zweite Kurve 7 in dem vier¬ ten Zeitabschnitt 36 der Figur 3, kann der Längsbewegungsparameter, insbesondere eine Längsgeschwindigkeit, auf einen Sollwert, insbesondere eine Soll-Längsgeschwindigkeit v _soll , die gemäß der Formel

(3) ^V sollθ) -s Η _t ,Fahrer

berechnet wird, geregelt werden. Ebenso wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsfor¬ men des erfindungsgemäßen automatischen Einparksystems kann die SoIl- Längsgeschwindigkeit v _so n durch eine Maximal-Längsgeschwindigkeit begrenzt werden.

Durch die Berechnung der Soll-Längsgeschwindigkeit v _so π gemäß der Formel (3) wird in dieser Ausfülirungsform auch bei einer hohen Dynamik des Querbewegungsparameters eine gute Übereinstimmung zwischen der Soll-Strecke und der Bewegung des Fahrzeugs erreicht, obwohl der Fahrer die Regelung des Querbewegungsparameters im wesentlichen vollständig übernimmt und somit eigentlich als Störgröße in die Regelung eingreift. Dies wird dadurch erreicht, daß die Bewegung des Fahrzeugs entlang der Soll-Strecke weiterhin automatisch erfolgt. So erfolgt eine Weiterbewegung des Fahrzeugs entlang der vorherbe-

stimmten Soll-Strecke nur, wenn der Fahrer den entsprechenden SoIl- Querbewegungsparameter einstellt. Ist dies nicht der Fall, wird der Einparkvorgang durch Veränderung des Längsbewegungsparameters, insbesondere der Fahrzeugsgeschwindigkeit verlangsamt bzw. unterbrochen, bis der Fahrer wieder den passenden Querbewegungspa- rameter eingestellt hat. Dadurch wird verhindert, daß das Fahrzeug von der Soll-Strecke abweicht und es wird sichergestellt, daß reproduzierbar ein gutes Einparkergebnis erzielt wird, obwohl nur eine Regelung der Längsbewegung des Fahrzeugs durchgeführt wird. Durch die Anpassung des Längsbewegungsparameters an die von dem Fahrer eingestellte Querbewegungsparametergröße wird auch bei einer hohen Dynamik der Längsbewegung eine gute Übereinstimmung zwischen der Soll-Strecke und dem von dem Fahrzeug zurück¬ legten Weg erreicht. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, wie zuvor erwähnt, durch eine maximale Längsgeschwindigkeit begrenzt wird und diese maximale Längsgeschwindigkeit während des Einparkvorgangs adaptiert wird. Insbesondere kann, wenn über die Sensoren 102, 104, 106 ein immer geringer werdender Abstand zu einem Objekt detektiert wird, die maximale Längsgeschwindigkeit immer wei¬ ter reduziert werden, also eine Annäherung des Fahrzeugs an ein Objekt berücksichtigt werden.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüche sowie den Zeichnungen offenbarten Merkmalen der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombinati¬ on für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen we¬ sentlich sein. '

Bezugszeichenliste

1 Soll-Strecke

2 Startpunkt

3 Umkehrpunkt

5 Kurve

6 Punkt

7 Kurve

8 Punkt

9 Haltepunkt

15 Bereich

17 Bereich

19 Bereich

20 Graph

22 Graph

24 Graph

26 Graph

30 Zeitabschnitt

32 Zeitabschnitt

34 Zeitabschnitt

36 Zeitabschnitt

99 Einparksystem

100 Steuer- und/oder Regeleinrichtung

102 Abstandssensor

104 Abstandssensor

106 Abstandssensor

108 Längsb ewegungsp arametersensor

110 Querbewegungsparametersensor

112 Eingab eeinrichtung

114 Speichereinrichtung

120 Lenkaktor

122 Bremsaktor

124 Antriebssteuerang

126 Signaleinrichtung

S Bogenlänge

S ₂ , S ₃ , S ₆ , S ₈ , S ₉ Bogenlänge