Verfahren zum Einparken eines Fahrzeugs sowie entsprechendes Einparkassistenzsystem und

Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um einen lEinparkvorgang eines Fahrzeugs (semi-) automatisch durchzuführen, sowie ein entsprechendes Einparkassistenzsystem und ein entsprechendes Fahrzeug.

Nach dem Stand der Technik, siehe beispielsweise DE 10 2007 009 745 A1 , ist es bekannt, einen Einparkpfad abhängig von einem Hindernis, welches während des Einparkens erfasst wird, zu verändern.

Dagegen stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen Einparkvorgang auch dann erfolgreich abzuschließen, wenn ein Hindernis das Einparken auf einer ursprünglich geplanten Position innerhalb einer Parklücke unmöglich macht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Einparken eines Fahrzeugs nach Anspruch 1 , durch ein Einparkassistenzsystem nach Anspruch 6 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. '

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einparken eines Fahrzeugs mit Hilfe eines Einparkassistenzsystems bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:

• Automatisches Bestimmen einer Zielposition des .Fahrzeugs innerhalb einer Parklücke.

Dabei gilt ein Einparkvorgang des Einparkassistenzsystems dann als erfolgreich beendet, wenn das Fahrzeug die Zielposition erreicht.

• Automatisches Aktivieren eines Lenkeingriffs des Einparkassistenzsystems in eine Lenkung des Fahrzeugs, um den Einparkvorgang des Einparkassistenzsystems auszuführen.

• Automatisches Erfassen eines Zustands des Fahrzeugs während des Einparkvorgangs (während des aktivierten Lenkeingriffs), wobei dieser Fahrzeugzustand ein Erreichen der Zielposition durch das Fahrzeug verhindert. • In Abhängigkeit von dem erfassten Fahrzeugzustand wird die Zielposition automatisch neu bestimmt.

• „Der Einparkvorgang wird mit der neu bestimmten Zielposition fortgesetzt.

Indem die Zielposition neu bestimmt wird, wenn erfasst wird, dass die ursprüngliche Zielposition nicht erreichbar ist, kann der Einparkvorgang auch in diesem Fall erfolgreich abgeschlossen werden. Da der Fall, dass die ursprüngliche Zielposition nicht erreichbar ist, durch ein Erfassen eines Fahrzeugzustands entdeckt wird, kann dieser Fall oder dieser Fahrzeugzustand vorteilhafterweise auch in Situationen erfasst werden, welche durch die Umgebung des Fahrzeugs erfassende Sensoren, die nach dem Stand der Technik in solchen Fällen meist eingesetzt werden, nicht erfasst werden können. Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch eine mehrfache Neubestimmung der Zielposition. D.h. wenn erfindungsgemäß erfasst wird, dass auch eine neu bestimmte Zielposition nicht erreichbar ist, wird die Zielposition nochmals neu bestimmt u.s.w.. Durch die Neubestimmung der Zielposition vermeidet die vorliegende Erfindung auch endlose Versuche, um eine nicht zu erreichende Zielposition doch noch zu erreichen, wie es nach dem Stand der Technik üblich ist.

Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform handelt es sich bei der Parklücke um eine Querparklücke, welche im Wesentlichen senkrecht zu einer Fahrbahn oder Straße, an- welcher die Querparklücke angeordnet ist, liegt. Gemäß dieser Ausführungsform liegt der Fahrzeugzustand, welcher das Erreichen der ursprünglichen Zielposition verhindert, dann vor, wenn ein Gangwechsel von einem Rückwärtsgang des Fahrzeugs in einen Vorwärtsgang des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt vorgenommen und erfasst wird, zu welchem sich zum einen das Fahrzeug zumindest teilweise innerhalb der Parklücke befindet oder die Parklücke zumindest teilweise überdeckt und zum anderen eine ausreichend geringe Schrägstellung des Fahrzeugs bezüglich der Querparklücke vorliegt, aber das Fahrzeug die Zielposition oder das Ende des ersten Rangierzugs noch nicht erreicht hat. Der Fahrzeugzustand liegt z.B. dann vor, wenn der Gangwechsel ^' von dem Rückwärtsgang in den Vorwärtsgang entgegen einer Anweisung (insbesondere einer Fahrtrichtungsanzeige) des Assistenzsystems erfolgt. D.h. der Fahrzeugzustand liegt vor, wenn das Assistenzsystem über die Fahrtrichtungsanzeige noch eine weitere Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs anzeigt, der Fahrer aber bereits den Vorwärtsgang einlegt, so dass das Fahrzeug zu früh vorwärts bewegt wird.

•Wenn der Fahrer des Fahrzeugs bei einem (semi-) automatischen Einparkvorgang einen Gangwechsel vor dem Erreichen der Zielposition vornimmt, ohne das Einparkassistenzsystem zu deaktivieren, kann dies in der Regel nur daran liegen, dass der Fahrer ein Hindernis (beispielsweise einen Bordstein) erkannt hat, welches von den Sensoren des Fahrzeugs bisher nicht entdeckt wurde. Da sich das Fahrzeug bei diesem Zustand (beim Gangwechsel) meist dicht bei diesem Hindernis befindet, ist es vorteilhaft, die neue Zielposition abhängig von diesem Fahrzeugzustand, d.h. von der aktuellen Position des Fährzeugs, vorzunehmen.

Gemäß dieser Ausführungsform überdeckt das Fahrzeug dann einen Teil der Parklücke, wenn eine Differenz, welche zwischen dem vorderen Ende der Parklücke und der Position der Mitte einer Hinterachse des Fahrzeugs definiert ist, einen positiven Wert aufweist (d.h. die Mitte der Hinterachse befindet sich bereits innerhalb der Parklücke bzw. die Mitte der Hinterachse hat sich beim Einparken über das vordere Ende der Parklücke in die Parklücke hinein bewegt). Dabei wird die Position der Mitte der Hinterachse bezüglich eines Koordinatensystems bestimmt, bei welchen Positionen innerhalb der Parklücke negative y-Werte aufweisen. Daher ist die Differenz positiv, wenn sich die Mitte der Hinterachse innerhalb der Parklücke befindet. Eine ausreichend geringe Schrägstellung des Fahrzeugs bezüglich der Querparklücke liegt gemäß dieser Ausführungsform dann vor, wenn ein Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse der Parklücke kleiner als. ein vorbestimmter Winkel (z.B. ^' 15°) ist.

Die Zielposition kann dabei einen Zielabstand umfassen, welcher zwischen dem vorderen Ende der Parklücke und der Sollposition der Mitte der Hinterachse definiert ist. Dieser Zielabstand wird abhängig von der aktuellen Position des Fahrzeugs beim Gangwechsel neu bestimmt, indem der Zielabstand gleich dem Abstand zwischen dem vorderen Ende der Parklücke und der aktuellen Position der Mitte der Hinterachse abzüglich eines vorbestimmten Versatzes (z.B. 30 cm) bestimmt wird.

Bei der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Zielposition bezüglich der Mitte der Hinterachse definiert. Dadurch wird die Zielposition zum einen durch den Zielabstand von dem vorderen Ende oder von der vorderen Kante der Parklücke definiert, wobei sich der Zielabstand entlang der Längsachse der Parklücke erstreckt, während das vordere Ende oder vordere Begrenzung der Parklücke im Wesentlichen senkrecht zu dieser Längsachse liegt. Zum anderen wird die Zielposition durch einen Abstand von den seitlichen Begrenzungen der Parklücke, welche sich im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Parklücke erstrecken, definiert. Bei einer Querparklücke verändert sich aufgrund des durch den Fahrzeugzustand erfass- ten Hindernisses vorteilhafterweise meist nur der Zielabstand, aber nicht der Abstand der neuen Zielposition von den seitlichen Begrenzungen der Parklücke. Durch den vorbestimmten Versatz weist das Fahrzeug beim Erreichen der Zielposition einen ausreichend großen Abstand von dem Hindernis (z.B. Bordstein) auf.

Unter der Annahme dass die Zielposition eine Sollposition der Mitte der Hinterachse des Fahrzeugs definiert, gilt der Einparkvorgang dann als erfolgreich beendet, wenn folgende drei Bedingungen erfüllt sind: · ^' Ein Abstand zwischen der aktuellen Lage der Mitte der Hinterachse und der Zielposition entlang der Längsachse der Parklücke liegt unterhalb eines ersten Schwellenwerts. D.h. das Fahrzeug bzw. die Mitte der Hinterachse hat den (neu bestimmten) Zielabstand erreicht.

• Ein Abstand zwischen der aktuellen Lage der Mitte der Hinterachse und der Zielposition senkrecht zu der Längsachse der Parklücke liegt unterhalb eines zweiten Schwellenwerts, welcher beispielsweise 8 cm beträgt.

• Der Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse der Parklücke ist kleiner als ein dritter Schwellenwert, welcher beispielsweise 2° beträgt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Einparkassistenzsystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst das Einparkassistenzsystem eine Steuerung, mindestens einen Sensor zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs und mindestens einen Zustandserfas- sungssensor. Mit dem mindestens einen Sensor wird eine Zielposition des Fahrzeugs innerhalb einer Parklücke bestimmt. Mit Hilfe des mindestens einen Zustandserfassungssensors wird der Fahrzeugzustand erfasst, welcher ein Erreichen der Zielposition verhindert. Mittels der Steuerung wird ein Lenkeingriff des Assistenzsystems in eine Lenkung des Fahrzeugs aktiviert, um dadurch den Einparkvorgang des Einparkassistenzsystems erfolgreich durchzuführen. Abhängig von dem erfassten Fahrzeugzustand wird die Zielposition neu bestimmt und der Einparkvorgang mit der neu bestimmten Zielposition fortgesetzt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Einparkassistenzsystems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.

Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug bereitgestellt, welches ein erfindungsgemäßes Einparkassistenzsystem umfasst.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Fahrzeuge mit einem Einparkassistenzsystem geeignet, um ein (semi-) automatisches Einparken in eine Querparklücke durchzuführen. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung auch beim Einparken in eine Längsparklücke eingesetzt werden kann. Darüber hinaus lässt sich die vorliegende Erfindung zumindest prinzipiell auch bei Schiffen und Flugzeugen einsetzen.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben. In Fig. 1 wird dargestellt, unter welchen Bedingungen erfindungsgemäß eine Zielposition innerhalb einer Parklücke erreicht wird.

In Fig. 2 wird dargestellt, wie durch ein Hindernis eine Zielposition erfindungsgemäß neu bestimmt wird.

Fig. 3 stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen

Einparkassistenzsystem dar.

Mit Hilfe der Fig. 1 werden die drei Bedingungen erläutert, welche erfüllt sein müssen, damit ein (semi-J automatischer Einparkvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung als erfolgreich beendet angesehen wird. Die Fig. 1 zeigt eine Zielposition 1 , welche zu einem Fahrzeug 1 1 gehört, welches über seihe Umrandung in Fig. 1 dargestellt ist. Als gestrichelte Umrandung 13 ist ein Fahrzeug 13 dargestellt, welches den (semi-) automatischen Einparkvorgang noch nicht erfolgreich beendet hat.

Die Zielposition 1 bezieht sich auf eine Mitte 5 einer Hinterachse 4 des einzuparkenden Fahrzeugs 13. D.h. die Zielposition 1 gilt als erreicht, wenn die Mitte 5 der Hinterachse 4 mit gewissen Toleranzen (Schwellenwerten) die Zielposition 1 erreicht hat.

Die drei oben genannten Bedingungen sind die folgenden:

1. Das Fahrzeug 13 befindet sich in einem Zielkorridor, welcher durch die Längsachse 3 der Parklücke und einen parametrierbaren Abstand Δχ (z.B. 8 cm) definiert ist. Anders ausgedrückt ist ein Abstand zwischen der aktuellen Lage der Mitte 5 der Hinterachse 4 des Fahrzeugs 13 und der Zielposition 1 senkrecht zu der Längsachse 3 der Parklücke kleiner als der Abstand Δχ.

Die Bedingung 1 ist in Fig. 1 nicht erfüllt.

2.. Die Schrägstellung des Fahrzeugs 13 ist kleiner als ein parametrisierbarer Winkel (z.B.

2,0°). Anders ausgedrückt ist der Winkel d zwischen der Längsachse 6 des Fahrzeugs 13 und der Längsachse 3 der Parklücke kleiner als der parametrisierbare Winkel.

Auch diese Bedingung 2 ist in Fig. 1 nicht erfüllt.

3. Die Fahrzeugfront des Fahrzeugs 13 ist bündig zu dem in Fig. 1 eingezeichneten Nullpunkt bzw. zu der dargestellten x-Achse. Anders ausgedrückt ist ein Abstand zwischen der aktuellen Lage der Mitte 5 der Hinterachse 4 und der Zielposition 1 in Richtung der Längsachse 3 der Parklücke kleiner als ein weiterer parametrisierbarer Abstand (z.B. 5 cm).

Diese Bedingung 3 ist in Fig. 1 erfüllt.

Da bezüglich des Fahrzeugs 13 zwei Bedingungen nicht erfüllt sind, ist der Einparkvorgang nicht erfolgreich beendet.

Anhand der Fig. 2 wird die Neubestimmung der Zielposition 1 ; 2 erläutert. In der Fig. 2 sind Fahrzeuge 11-14 wiederum durch ihre Umrandung 1 1-14 in verschiedenen Situationen dargestellt. Mit der gepunkteten Umrandung 1 1 wird ein Fahrzeug 11 in der ursprünglich geplanten Zielposition 1 dargestellt. Mit der schwach durchgezogenen Umrandung 12 wird ein Fahrzeug 12 in der Position oder zu dem Zeitpunkt dargestellt, zu welchem eine Neubestimmung der Zielposition 1 ; 2 stattfindet. Das Fahrzeug 13 mit der gestrichelten Umrandung 13 zeigt ein Fahrzeug, bei welchem die Bedingungen zur erfolgreichen Beendigung des Einparkvorgangs noch nicht erfüllt sind. Schließlich zeigt das Fahrzeug 14 mit der stark durchgezogenen Umrandung 14 ein Fahrzeug, welches erfolgreich bezüglich der neuen Zielposition 2 eingeparkt ist. Die restlichen bezüglich Fig. 2 nicht diskutierten Bezugszeichen entsprechen Elementen, welche mit Fig. 1 erläutert worden sind.

Im Folgenden wird ein Einparkvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der Fig. 2 erläutert.

Beim Vorbeifahren an der Querparklücke zwischen zwei parkenden Fahrzeugen 15 wird die Querparklücke vermessen und die Zielposition 1 für die Mitte 5 der Hinterachse 4 festgelegt. Nach einem Einlegen des Rückwärtsganges und einer manuellen Aktivierung des Einparkassis- tenzsystems übernimmt das Einparkassistenzsystem über den Lenkeingriff die Lenkung bzw. Querführung des Fahrzeugs während die Längsführung (d.h. Gasgeben, Bremsen und Gangwechsel) nach wie vor dem Fahrer obliegt.

Beim Einparken in die Parklücke bemerkt der Fahrer ein Hindernis 9, in diesem Fall einen Bordstein 9, so dass er das Fahrzeug abbremst. Das Einparkassistenzsystem erfasst, dass sich das Fahrzeug 2 noch nicht an der Zielposition 1 befindet und dass der Fahrer einen Gangwechsel vom Rückwärtsgang in den Vorwärtsgang des Fahrzeugs durchführt. D.h. das Einparkassistenzsystem erfasst den Gangwechsel entgegen der aktuellen Anweisung des Einparkassistenz- systems, das Fahrzeug 10 weiter rückwärts zu fahren. Anschließend überprüft das Einparkassistenzsystem, ob das Fahrzeug 12 eine ausreichend kleine Schrägstellung (z.B. weniger als 15 °) bezüglich der Längsachse 3 der Parklücke aufweist und ob sich das Fahrzeug mit der Mitte 5 der Hinterachse 4 bereits innerhalb der Parklücke befindet (d.h. Ay > 0 ). Ay entspricht dabei der Differenz des y-Werts der x-Achse (als vordere Kante oder Begrenzung der Parklücke) und des y-Werts der aktuellen Position der Mitte 5 der Hinterachse 4 des Fahrzeugs 12. Da das Koordinatensystem, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, derart angeordnet ist, dass Positionen innerhalb der Parklücke negative y-Werte aufweisen, ist die Differenz Ay positiv, wenn sich die Mitte 5 der Hinterachse 4 des Fahrzeugs 12 innerhalb der Parklücke befindet. Bezüglich der Position und der Lage des Fahrzeugs 12 sind sowohl die Bedingung bezüglich der Schrägstellung (6 < 15°) als auch bezüglich der Differenz (Ay ä 0) erfüllt. Daher bestimmt das Einparkassistenzsys- tem die Zielposition bezüglich ihres y-Wertes neu. Der neue y-Wert der neuen .Zielposition 2 ergibt sich aus einer Summe des aktuellen y-Werts y-, der aktuellen Position der Mitte 5 der Hinterachse 4 des Fahrzeugs 12 und einem Offset y ₀ f _f set (z-B. 30 cm), so dass sich als neuer y-Wert für die neue Zielposition 2 y _ael ergibt.

Das nach wie vor aktive Einparkassistenzsystem versucht nun die neue Zielposition 2 zu erreichen. Für den in Fig. 2 dargestellten Fall muss das Fahrzeug 12 nur noch um den Offset (z. B. 30 cm) gerade nach vorn gezogen werden, um den Einparkvorgang erfolgreich abzuschließen.

In Fig. 3 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dargestellt, welches neben einem erfindungsgemäßen Einparkassistenzsystem 20 eine Lenkung 8 umfasst. Das Einparkassistenzsystem 20 umfasst seinerseits eine Steuerung 7, zumindest einen Umfeldsensor 16, einen Positionsbestimmungssensor 17 und einen Gangwechselerfassungssensor 18. Mit dem oder den Umfeldsensoren 6 vermisst das Einparkassistenzsystem 20 Parklücken, um eine Zielposition 1 zu bestimmen. Mit dem Positionsbestimmungssensor 17 bestimmt das Einparkassistenzsystem 20 die aktuelle Position des Fahrzeugs 10, um beispielsweise zu entscheiden, ob ein Einparkvorgang erfolgreich abgeschlossen worden ist. Mit dem Gangwechselerfassungssensor 18 erfasst das Einparkassistenzsystem 20 einen Gangwechsel des Fahrzeugs 10, beispielsweise vom Rückwärtsgang in den Vorwärtsgang. Bei einem Einparkvorgang mittels des erfindungsgemäßen Einparkassistenzsystems 20 greift die Steuerung 7 in die Lenkung 8 des Fahrzeugs 10 ein.