DE102012219569A1

DE102012219569A1 - Aktualisierung eines gespeicherten Umfangs eines Rades

Info

Publication number: DE102012219569A1
Application number: DE201210219569
Authority: DE
Inventors: Frank Hoenes; Frank Seidel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-04-30

Abstract

Verfahren zur Aktualisierung eines in einem Steuergerät (12) gespeicherten Umfangs von Rädern (20) eines Fahrzeugs (10), wobei für eine Aktualisierung eines Umfangs eines Rades (20) mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird: a.) Optisches Erfassen von Objekten (24, 26, 28, 29), wobei bei bekannten Objekten (24, 26, 28, 29) mit Hilfe einer gespeicherten Objektlänge und/oder eines gespeicherten Abstands zwischen zwei bekannten Objekten (24, 26, 28, 29) eine gefahrene Wegstrecke ermittelt und eine Aktualisierung des Umfangs des Rades (20) durchgeführt wird, b) Auswerten eines Reifendrucks eines Rades (20), wobei aus dem Reifendruck ein Korrekturwert für den Umfang des Rades (20) berechnet wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktualisierung eines in einem Steuergerät gespeicherten Umfangs von Rädern eines Fahrzeugs sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Fahrassistenzsysteme finden einen immer breiteren Einsatz, um den Fahrer eines Kraftfahrzeugs zu unterstützen. Unterschieden wird hierbei zwischen automatischen und halbautomatischen Systemen. Bei automatischen Systemen wird das durchzuführende Fahrmanöver automatisch vom Fahrassistenzsystem sowohl hinsichtlich Längsführung als auch hinsichtlich Querführung durchgeführt. Bei einem halbautomatischen System führt der Fahrer des Kraftfahrzeugs entweder die Längsführung durch, d. h. Bremsen und Beschleunigen des Fahrzeugs, und die Querführung wird vom Fahrassistenzsystem übernommen oder umgekehrt. Zu ihrer Funktion benötigen sowohl die automatischen als auch die halbautomatischen Fahrassistenzsysteme genaue Informationen über die Strecke, die das Fahrzeug zurücklegt.
Für das Messen der durch das Fahrzeug zurück gelegten Wegstrecke werden im allgemeinen Radimpulsgeber verwendet. Diese Radimpulsgeber liefern pro Radumdrehung eine feste Anzahl an Impulsen, beispielsweise 48 oder 96 Impulse pro Radumdrehung. Abhängig von dem Radumfang ergibt sich so pro Radimpuls eine Wegstrecke, die sich aus Radumfang dividiert durch die Anzahl der Impulse pro Umdrehung multipliziert mit der Anzahl der gemessenen Impulse berechnet. Dabei ist die tatsächlich zurückgelegte Wegstrecke von verschiedenen Parametern des Rads abhängig. Diese Parameter, die vom Radtyp abhängen, umfassen beispielsweise Felgengröße, Radtyp und Sollluftdruck. Zusätzlich gibt es Parameter, die von den Umgebungsbedingungen abhängen, wie beispielsweise Beladungszustand des Fahrzeugs, Tiefe des Reifenprofils, tatsächlicher Reifendruck, Außen- und Radtemperatur und Fahrbahnbeschaffenheit, usw..
Aufgrund dieser Vielzahl von Parametern ist somit selbst bei Auslieferung eines neuen Fahrzeugs der tatsächliche Radumfang nicht genau bekannt. Daher können die Komponenten des Fahrzeugs, beispielsweise ein Fahrassistenzsystem, die auf diese Informationen des Radumfangs zurückgreifen, nur einen Mittel- und Durchschnittswert des Radumfangs verwenden. In der Folge kann es zwischen dem über die Radimpulszähler ermittelten zurückgelegten Weg und der tatsächlich durch das Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke zu erheblichen Abweichungen kommen, da der tatsächliche Radumfang variiert. Daher ist es wünschenswert, zur Steigerung der Genauigkeit einen Korrekturwert für den gespeicherten Radumfang bzw. den tatsächlichen Radumfang zu ermitteln.
Aus DE 42 17 676 A1 ist eine Vorrichtung zum Messen des von einem Kraftfahrzeug zurückgelegten Weges auf einem Prüfstand bekannt. Dabei ist eine Eingabevorrichtung vorgesehen, über die der Radumfang bei Normaltemperatur eingegeben werden kann. Zur Vermeidung von Fehlern bei der Messung der Wegstrecke wird die Änderung des Radumfangs aufgrund einer Temperaturerhöhung berücksichtigt.
Aus DE 10 2006 058567 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Ermittlung eines aktualisierten Radumfangs bekannt. Der Radumfang wird ausgehend von einem in einer Speichereinheit hinterlegten Startwert durch Vergleichen mit einer von der Radgeschwindigkeit unabhängigen Referenzgeschwindigkeit aktualisiert. In der Speichereinheit kann eine Tabelle mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Referenzradumfängen hinterlegt sein, die jeweils unterschiedlichen Reifentypen zugeordnet sind. Die Referenzgeschwindigkeit kann beispielsweise über eine Beschleunigungssensoreinheit oder über das Global Positioning System (GPS) ermittelt werden.
DE 10 2010 000867 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung eines aktualisierten Radumfangs. Für eine Referenzmessung werden Beschleunigungssensoren verwendet, wobei die Abweichungen bei der ermittelten Referenzgeschwindigkeit aufgrund einer Straßensteigung korrigiert werden.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Korrekturverfahren ist, dass die Korrekturmöglichkeit nicht ständig zur Verfügung steht oder dass die zur Korrektur verwendeten Referenzdaten, wie beispielsweise GPS-Daten, selber mit einem großen Fehler behaftet sind, so dass eine genaue Korrektur des Radumfangs nicht möglich ist.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Verfahren zur Aktualisierung eines in einem Steuergerät gespeicherten Umfangs von Rädern eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei für eine Korrektur eines Umfangs eines Rades mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird:

(a) Optisches Erfassen von Objekten, wobei bei bekannten Objekten mithilfe einer gespeicherten Objektlänge und/oder eines gespeicherten Abstandes zwischen zwei bekannten Objekten eine gefahrene Wegstrecke ermittelt und eine Korrektur des Umfangs berechnet wird,
(b) Auswerten eines Reifendrucks der Räder, wobei aus dem Reifendruck ein Korrekturwert für den Umfang des Rades berechnet wird.

Die Aktualisierung des Umfangs kann im Hintergrund automatisch ablaufen. Dadurch wird der Fahrer nicht beeinträchtigt und es stehen ständig aktuelle Korrekturwerte zur Verfügung. Dabei wird unter Aktualisierung verstanden, dass der im Steuergerät gespeicherte Umfang mit Hilfe eines ermittelten Korrekturwerts verbessert oder durch einen neu bestimmten Wert ersetzt wird.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird als Startwert für die Korrektur der Soll-Umfang eines Rades aus einem vom Fahrer in das Steuergerät eingegebenen Typs und Zustands der Reifen der Räder vorgegeben. Dabei wird aus dem eingegebenen Zustand ein Korrekturwert für den Umfang berechnet. In einer Variante des Verfahrens werden dem Fahrer für die Eingabe des Typs und Zustand der Reifen der Räder verschiedene vorgegebene Reifentypen und verschiedene vorgegebenen Reifenzustände angeboten, deren Parameter in einem Speicher abgelegt sind.
Als vorgegebene Reifentypen können dem Fahrer beispielsweise alle vom Fahrzeughersteller freigegebenen Reifentypen angeboten werden. Dabei werden die Soll-Umfänge der einzelnen Reifentypen in einem Speicher hinterlegt, der dem Steuergerät zugeordnet sein kann. Des Weiteren kann durch die Vorgabe verschiedener Reifenzustände der Fahrer beispielsweise eine Profiltiefe eingeben, oder den Reifenzustand über Angaben wie „neuwertig“, „gebraucht“ oder „annähernd abgefahren“ oder beispielsweise über die gefahrene Kilometerleistung eingeben. Dabei sind für diese verschiedenen Reifenzustände passende Korrekturparameter im Speicher hinterlegt.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird kein Startwert bzw. Soll-Umfang vorausgesetzt. Dabei wird der tatsächliche Umfang eines Rades direkt gemäß Schritt (a) des Verfahrens ermittelt und im Steuergerät gespeichert.
Bei der Korrektur bzw. Ermittlung des Umfanges eines Rades gemäß Schritt (a) des Verfahrens wird mit einer im Fahrzeug verbauten Kamera die Fahrbahn und/oder die Umgebung des Fahrzeugs erfasst und es werden Objekte im Kamerabild erkannt und deren Bewegung verfolgt. Wird von dem Kamerasystem ein bekanntes Objekt erfasst, dessen Ausdehnung dem System bekannt ist, kann eine Korrektur des Umfangs der Räder des Fahrzeugs erfolgen. Dazu werden vom Steuergerät die Radimpulse gezählt und gleichzeitig die tatsächlich zurückgelegte Wegstrecke über im Speicher des Steuergerätes hinterlegte Geometriedaten des bekannten Objekts ermittelt. Aus der Differenz dieser Werte ergibt sich der Korrekturbetrag mit dem der im Steuergerät gespeicherte Umfang der Räder des Fahrzeugs korrigiert wird.
Die für eine Korrektur bzw. Ermittlung gemäß Schritt (a) des Verfahrens verwendeten bekannten Objekte sind beispielsweise ausgewählt aus Fahrbahnmarkierungen zwischen den Fahrbahnen, Fahrbahnmarkierungen seitlich und an Ein- und Ausfahrten, auf der Fahrbahn angebrachte Pfeile, Haltelinien, Zebrastreifen, Bordsteine, Prallwände, Seitenbegrenzungen, Leitpfosten, Nagelreihen und Mülleimer am Straßenrand.
Werden beispielsweise die Fahrbahnmarkierungen zwischen den Fahrbahnen für eine Korrektur gemäß Schritt (a) verwendet, werden diese als bekannte Objekte in den Kamerabildern identifiziert. Bei den Fahrbahnmarkierungen ist sowohl die Länge als auch deren Abstand zueinander bekannt.
Zur Ermittlung der vom Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke wird nun die Bewegung der erfassten Fahrbahnmarkierung im Kamerabild verfolgt. Dazu wird beispielsweise die Lage einer Fahrbahnmarkierung im Kamerabild festgehalten und es werden die Radimpulse gezählt bis an der festgehaltenen Position die nächste Fahrbahnmarkierung erkannt wird. Ist beispielsweise die Strichlänge der Fahrbahnmarkierung 3 Meter und beträgt der Abstand zweier Fahrbahnmarkierungen ebenfalls 3 Meter, so ist dem System aus diese Messung bekannt, dass das Fahrzeug eine Wegstrecke von 6 Metern zurückgelegt hat. Diese tatsächlich vom Fahrzeug zurückgelegte Wegstrecke wird mit der Wegstrecke, die aus der Anzahl der gezählten Radimpulse und dem gespeicherten Umfangs der Räder ermittelt wurde, verglichen und es wird anschließend eine Aktualisierung des Umfangs der Räder durchgeführt. Je nach Ausführungsform des Verfahrens kann dabei ein Korrekturwert für einen vorgegeben Startwert berechnet werden oder es kann direkt ein neuer Umfang der Räder berechnet und im Steuergerät abgespeichert werden.
Zur Steigerung der Genauigkeit des Verfahrens sollten bei der Objektermittlung Objekte mit unscharfer Konturen oder einem schlechten Kontrast, weil beispielsweise die Farbe einer Fahrbahnmarkierung abgefahren ist, bei der Auswertung verworfen werden.
Des Weiteren ist es bevorzugt, für die Auswertung Objekte zu verwenden, die ungefähr in der Mitte des Erfassungsfelds der Kamera liegen. Dadurch ist sichergestellt, dass sich das Fahrzeug parallel zum erfassten Objekt bewegt, und Fehler bei der Bestimmung der gefahrenen Wegstrecke aufgrund von Winkelfehlern oder Einflüsse des Kameraobjektivs vernachlässigbar sind. Des Weiteren ist es bevorzugt, für die Messung Objekte zu verwenden, die sich im Straßenverkehr häufig wiederholen.
Zusätzlich ist es bevorzugt, bei der Auswahl der Objekte bzw. bei der Zuordnung eines Objekts zu einer bekannten, im Speicher hinterlegten Geometrie, landestypische Regelungen und Vorgaben zu berücksichtigen. So gibt beispielsweise in Deutschland die Straßenverkehrsordnung Richtlinien für die Markierungen der Straßen vor.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es bevorzugt, für das Erkennen der Objekte gemäß Schritt (a) des Verfahrens, eine im Fahrzeug bereits vorhandene Kamera eines Parkassistenten, eines Night View Systems, eines Rundumsicht-Systems, einer Fahrbahnerkennung oder eine vorhandene Rückfahrkamera zu verwenden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Ermitteln der gefahrenen Wegstrecke gemäß Schritt (a) durch ein einer Kamera zugeordnetes Steuergerät.
Durch die Auswertung der Kamerabilder und Vergleichen der ermittelten Wegstrecke mit der durch die Radimpulszähler ermittelten Wegstrecke direkt in einem der Kamera zugeordneten Steuergerät wird eine zeitliche Latenz zwischen den verschiedenen Messungen vermieden, die ansonsten die Messung verfälschen könnte. Das eigentliche Bestimmen des Korrekturwerts kann danach auch in einem anderen Steuergerät, wie beispielsweise im Steuergerät eines Einparksystems erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Schritt (a) nur dann durchgeführt, wenn die horizontale bzw. vertikale Neigung des Fahrzeugs während der Messung gering ist, d.h. dass das Fahrzeug weder schaukelt noch kippt und sich somit parallel zur Fahrbahn bewegt. Dies kann beispielsweise durch Auswerten von Beschleunigungs-Sensoren, des Lenkwinkels oder anderer Fahrzeugsensoren ermittelt werden. Des Weiteren ist es bevorzugt, den Schritt (a) des Verfahrens nur bei Fahrt mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit durchzuführen, d.h. dass das Fahrzeug nur eine geringe Beschleunigung bzw. Verzögerung während der Messung durchführt.
Für eine Korrektur des Umfangs eines Rades des Fahrzeugs gemäß Schritt (b) des Verfahrens wird berücksichtigt, dass der Umfang des Rades abhängig vom Reifendruck ist. Bei einem höheren Reifendruck ist auch der Umfang des Rades größer als bei einem Rad mit geringem Reifendruck.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Reifendruck eines Rades gemäß Schritt (b) entweder über einen Sensor im Rad gemessen oder berechnet, wobei die Berechnung einen manuell vom Fahrer ermittelten Reifendruck, die aktuelle Außentemperatur, die Fahrt Zeit und/oder die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt.
Die zuverlässigsten Daten über den Reifendruck lassen sich durch die Anordnung eines Sensors im Rad erhalten. Dabei sind in einer Ausführungsform des Verfahrens das Steuergerät und die Sensoren im Rad über einen Daten-Bus miteinander verbunden. Der Daten-Bus kann beispielsweise als CAN-Bus ausgeführt sein.
Falls das Fahrzeug über keine aktive Reifendruckmesseinrichtung, also über keinen entsprechenden Sensor im Rad verfügt, kann eine Abschätzung des Reifendrucks über eine Berechnung erfolgen. Grundlage für die Berechnung ist ein manuell vom Fahrer ermittelter Reifendruck, den dieser beispielsweise beim Auftanken des Fahrzeugs ermittelt hat. Dabei wird der Zeitpunkt und die aktuelle Außentemperatur bei der Messung zusätzlich zu dem gemessenen Reifendruck im System abgelegt. Der aktuelle Reifendruck kann nun beispielsweise durch Korrigieren des manuell gemessenen Reifendrucks mit der aktuellen Außentemperatur und einer Abschätzung der Reifentemperatur anhand der zuletzt gefahrenen Geschwindigkeit berechnet werden. Mit diesem abgeschätzten Reifendruck kann wiederum eine Korrektur des Umfangs des Rades ermittelt werden.
Nachdem eine Korrektur oder Neubestimmung für einen Umfang eines Rades eines Fahrzeugs ermittelt wurde, wird der im Steuergerät gespeicherte Umfang aktualisiert, so dass der neu ermittelte Umfang allen an das Steuergerät angeschlossenen Komponenten, insbesondere den Fahrassistenzsystemen, zur Verfügung steht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Korrektur oder Neubestimmung des Umfangs eines Rades individuell für jedes Rad des Fahrzeugs.
Durch eine individuelle Aktualisierung des Umfangs eines Rades für alle Räder des Fahrzeugs kann eine unterschiedliche Abnutzung der einzelnen Räder berücksichtigt werden. Dies ist vorteilhaft, da die Abnutzung der Reifen der angetriebenen Räder deutlich höher ist als die der nicht angetriebenen Räder.
In einer Ausführungsform des Verfahrens kann durch einen Vergleich der durch die Radimpulsgeber eines jeden Rades gelieferten Impulse bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs eine unterschiedliche Abnutzung der Reifen der Räder festgestellt werden. Diese Information kann dem Fahrer mitgeteilt werden. Dabei kann berücksichtigt werden, ob das Fahrzeug mit einem 2- oder 4-Radantrieb ausgerüstet ist. Bei einem permanenten 4-Radantrieb sollte die Abnutzung aller Räder parallel verlaufen. Bei 2-Radantrieben müssen die Räder der angetriebenen Achse eine höhere Abnutzung als die der nicht angetriebenen Achse aufweisen. Dabei kann in einer Ausführungsform des Verfahrens die Aktualisierung des gespeicherten Umfangs eines Rades für Räder, die einem höheren Verschleiß unterliegen, öfter erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Aktualisierung des gespeicherten Umfangs eines Rades nur dann vorgenommen, wenn die ermittelte Korrektur, bzw. der neu bestimmte Umfang, durch die Vornahme mehrerer Messungen verifiziert worden ist. Dabei ist es in einer weiteren Variante des Verfahrens denkbar, dass nach einem Tausch der Reifen oder wenn die letzte erfolgreiche Messung schon länger zurückliegt, die Schwelle für die Übernahme einer Messung als Korrekturwert zu senken.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden für die Korrektur des gespeicherten Umfangs eines Rades Grenzen für die Korrektur vorgegeben. Ebenso kann ein zulässiger Bereich für einen neu bestimmten Umfang vorgegeben werden. Dadurch wird der maximal auftretende Fehler beim Umfang eines Rades aufgrund einer fehlerhaften Aktualisierung begrenzt.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Überwachung der Eingabe der Höchstgeschwindigkeit bzw. Warngeschwindigkeit, die üblicherweise bei einem Reifentausch vorgenommen wird, überwacht. Wird der Wert für die Höchstgeschwindigkeit bzw. Warngeschwindigkeit geändert, so wird dies als ein Hinweis auf einen Austausch der Reifen aufgefasst und die zuvor gespeicherten Korrekturen werden gelöscht.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zur Aktualisierung eines in einem Steuergerät gespeicherten Umfangs von Rädern eines Fahrzeugs, umfassend ein Steuergerät, wobei das Steuergerät eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren durchzuführen und die Vorrichtung des weiteren mindestens eines der folgenden Merkmale umfasst:

(a) Mittel zum optischen Erfassen von Objekten bekannter Länge,
(b) Mittel zum Erfassen des Reifendrucks

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zusätzlich Mittel zur Eingabe des Reifentyps und Zustands durch den Fahrer.
Das Steuergerät kann dabei als separates Steuergerät ausgeführt sein, oder Teil eines zusammen mit weiteren Komponenten, wie beispielsweise eines Fahrassistenzsystems, gemeinsam genutzten Steuergeräts sein.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Fahrassistenzsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa auf einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, zum Beispiel über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.
Vorteile der Erfindung
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aktualisierung eines in einem Steuergerät gespeicherten Umfangs von Rädern eines Fahrzeugs wird eine einfache Korrektur eines Umfangs eines Rades mit den ohnehin am Fahrzeug zur Verfügung stehenden Informationen durchgeführt. Dadurch läßt sich das Verfahren leicht in ein bestehendes Assistenzsystem integrieren, ohne dass zusätzliche Bauteile vorgesehen werden müssen.
Des Weiteren steht das erfindungsgemäße Verfahren ständig zur Verfügung und muss weder vom Fahrer separat aktiviert werden noch stört es die Abläufe der vorhandenen Fahrassistenzsysteme. Durch die permanente Korrektur bzw. Überwachung des Umfangs der Räder eines Fahrzeugs kann eine hohe Güte und Zuverlässigkeit aller Systeme erreicht werden, die auf die Kenntnis des Umfangs eines Rades angewiesen sind. Insbesondere profitieren Systeme zum automatischen oder halbautomatischen Einparken von dem erfindungsgemäßen Verfahren, da hierbei besonders genaue Informationen über die vom Fahrzeug zurückgelegte Wegstrecke benötigt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1A ein fahrendes Fahrzeug auf einer Straße in einer Ansicht von oben,
1B das Bild einer im Fahrzeug angeordneten nach vorne ausgerichteten Kamera,
2A ein Fahrzeug mit drahtlos an ein Steuergerät angebundenen Reifendrucksensoren,
2B ein Fahrzeug mit Außenthermometer und einer Eingabevorrichtung,
3A ein Fahrzeug mit einer Eingabevorrichtung,
3B eine als Touch-Screen ausgeführte Eingabevorrichtung.
Ausführungsformen der Erfindung
1A zeigt ein Fahrzeug, welches mit einer Kamera Objekte auf und neben der Straße erfasst.
In 1A ist ein Fahrzeug 10 dargestellt, welches auf einer Straße 22 fährt. Das Fahrzeug 10 umfasst vier Räder 20, deren Drehung über jeweils einen Radimpulsgeber 18 erfasst wird. Die Radimpulsgeber 18 sind mit einem Steuergerät 12 verbunden. Diese Verbindung ist in der gezeigten Ausführungsform als Datenschnittstelle 40 ausgeführt.
Das Fahrzeug 10 umfasst des Weiteren eine Kamera 16. Die Kamera 16 ist in der in 1 dargestellten Ausführungsform nach vorne ausgerichtet und der Kamera 16 ist ein Kamerasteuergerät 14 zugeordnet. Das Kamerasteuergerät 14 steht mit dem Steuergerät 12 ebenfalls in Verbindung. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist es denkbar zusätzlich oder alternativ nach hinten oder zu den Seiten ausgerichtete Kameras zu nutzen.
Die vom Fahrzeug 10 zurückgelegt Wegstrecke wird zum einen mithilfe der Radimpulszähler erfasst. Diese liefern pro Radumdrehung eine festgelegte Anzahl an Impulsen beispielsweise 48 oder 96 Impulse. Abhängig vom Umfang der Räder ergibt sich pro Radimpuls eine Wegstrecke, die sich aus Radumfang dividiert durch Impulse pro Umdrehung multipliziert mit der gemessenen Anzahl der Impulse berechnet. Die auf diese Weise ermittelte zurückgelegte Strecke ist abhängig vom Umfang der Räder, wobei eine Abweichung des für die Berechnung verwendeten, im Steuergerät 12 hinterlegten Radumfangs vom tatsächlichen Umfang der Räder auch die ermittelte Wegstrecke von der tatsächlich durch das Fahrzeug 10 zurückgelegten Wegstrecke abweicht. Da verschiedene Komponenten des Fahrzeugs 10, insbesondere Fahrassistenzsysteme, zuverlässige Informationen über den zurückgelegten Weg benötigen, muss der im Steuergerät 12 hinterlegte Umfang der Räder des Fahrzeugs 10 an den tatsächlichen Umfang angepasst werden.
In der in 1A dargestellten Ausführungsform werden von der nach vorne ausgerichteten Kamera 16 Bilder der Straße und der näheren Umgebung geliefert. Diese werden durch das der Kamera 16 zugeordnete Steuergerät 14 ausgewertet. Bei der Auswertung werden in den Bildern der Kamera 16 bekannte Objekte identifiziert. In der in 1A dargestellten Situation werden als bekannte Objekte die Fahrbahnmarkierungen 24, die Pfeile 28, die Leitpfosten 26 und weitere Fahrbahnmarkierungen 29 erkannt. In einer weiteren Ausführungsform mit einer zur Seite ausgerichteten Ausführungsform könnten durch diese Seitenstreifen oder andere bekannte Objekte am Straßenrand ausgewertet werden.
Da die Größe vieler dieser Objekte gesetzlich vorgeschrieben ist, in Deutschland beispielsweise durch die Straßenverkehrsordnung, können den Objekten, sofern sie bekannt sind, eine bekannte Geometrie aus einem Speicher zugewiesen werden. So weisen beispielsweise die Fahrbahnmarkierungen zwischen Fahrbahnen 24 in Deutschland Innerorts eine Länge 25 von 3 Metern auf. Auch der Abstand 23 zwischen zwei solcher Fahrbahnmarkierungen 24 beträgt 3 Meter.
Mithilfe der bekannten Objekte 24, 26, 28, 29, bzw. deren bekannter Geometrie, kann das Kamerasteuergerät 14 aus den Bildern der Kamera 16 die vom Fahrzeug 10 zurückgelegte Wegstrecke ermitteln. Aus einem Vergleich der über die Radimpulsgeber ermittelten zurückgelegten Wegstrecke und der über die Kamera 16 ermittelten tatsächlich zurückgelegten Wegstrecke kann nun ein Korrekturwert für den Umfang der Räder ermittelt werden. Dieser Korrekturwert wird vom Steuergerät 12 benutzt, um den gespeicherten Umfang der Räder 20 des Fahrzeugs 10 zu aktualisieren. Alternativ kann aus der ermittelten tatsächlich zurückgelegten Wegstrecke und den gezählten Radimpulsen der tatsächliche Umfang der Räder 20 direkt berechnet und im Steuergerät 12 abgespeichert werden.
In 1B ist das Bild einer nach vorne gerichteten Kamera eines Fahrzeugs dargestellt.
1B zeigt das Bild einer Kamera 16 eines Fahrzeugs 10, die nach vorne auf eine Straße 22 gerichtet ist. In dem in 1B dargestellten Bild ist die Straße 22 mit Fahrbahnmarkierungen 24, zwischen den Fahrbahnen erkennbar. Des Weiteren sind an den Seiten der Straße 22 Leitpfosten 26 zu erkennen.
Ein der Kamera 16 zugeordnetes Steuergerät 14 kann aus den von der Kamera 16 gelieferten Bildern durch das Erkennen von bekannten Objekten 24, 26 die durch das Fahrzeug 10 zurückgelegte Wegstrecke ermitteln. Dabei wird ausgenutzt, dass die Geometrie der bekannten Objekte 24, 26, 28, 29 immer gleich ist und im Steuergerät hinterlegt werden kann. So ist beispielsweise die Länge der Fahrbahnmarkierungen 24 zwischen den Fahrbahnen in Deutschland innerorts auf 3 Meter festgelegt. Auch der Abstand 23 zwischen zwei Markierungen trägt 3 Meter.
Zur Ermittlung des durch das Fahrzeug 10 zurückgelegten Weges können die Bewegungen der Objekte 24, 26 relativ zum Fahrzeug 10 in den Bildern der Kamera 16 verfolgt werden. Bewegen sich Objekte wie beispielsweise die Fahrbahnmarkierungen 24, zwischen den Fahrbahnen im wesentlichen parallel zum Fahrzeug 10, lässt sich die zurückgelegte Wegstrecke auf besonders einfache Weise abschätzen. Wie bereits erwähnt, beträgt die Länge einer Fahrbahnmarkierung 24 sowie der Abstand zweier Fahrbahnmarkierungen 24 jeweils 3 Meter. Die Wegstreckenmessung wird begonnen, sobald eine Fahrbahnmarkierung 24 in einem Messbereich 30 einen Messpunkt 32 berührt. Die Wegstreckenmessung wird gestoppt, sobald das nachfolgende Objekt, d.h. die nachfolgende Fahrbahnmarkierung 24 den Messpunkt 32 berührt. Die vom Fahrzeug 10 in diesem Zeitraum zurückgelegte Wegstrecke entspricht dann genau der Länge einer Fahrbahnmarkierung 24, und einem Abstand 23 zwischen zweier Fahrbahnmarkierungen 24, d.h. die Wegstrecke beträgt 6 Meter. Werden dabei gleichzeitig ab Beginn der Messung die Impulse eines Radimpulsgebers gezählt und die Zählung mit dem Ende der Messung beendet, können die beiden auf verschiedene Weise ermittelten Wegstrecken miteinander verglichen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden beide Messungen, d.h. sowohl die Messung der Wegstrecke mittels Auswertung der Kamerabilder als auch die Wegstreckenmessung durch Zählen der Impulse der Randimpulsgeber durch das Kamerasteuergerät 14 durchgeführt, um Messfehler aufgrund von zeitlichen Latenzen auszuschließen. Die Ergebnisse beider Messungen können im Anschluss an das Steuergerät übermittelt werden, welches durch Vergleichen beider Messungen eine Korrektur des im Steuergerät 12 gespeicherten Radumfangs vornimmt.
2A zeigt ein Fahrzeug mit in den Rädern angeordneten Reifendrucksensoren.
In 2A ist ein Fahrzeug 10 dargestellt, welches vier Räder 20 mit jeweils einem Reifendrucksensor 34 umfasst. Des Weiteren ist jedem Rad 20 des Fahrzeugs 10 ein Radimpulsgeber 18 zugeordnet. Die Radimpulsgeber 18 stehen mit einem Steuergerät 12 des Fahrzeugs 10 in Verbindung. Die Verbindung ist beispielsweise als CAN-Bus 40 ausgeführt. In der in 2A dargestellten Ausführungsform sind die Reifendrucksensoren 34 über einen Funkempfänger 38 drahtlos mit dem Steuergerät 12 verbunden. Dabei werden die Messwerte der Reifendrucksensoren 34 über Radiowellen 36 an den Funkempfänger 38 übertragen, der wiederum die Messwerte über den CAN-Bus 40 an das Steuergerät 12 überträgt.
Mithilfe der Messwerte über den Reifendruck in jedem Rad 20 kann das Steuergerät 12 für jedes Rad 20, ausgehend von einem hinterlegten Startwert für den Umfang, einen Korrekturwert ermitteln. Mithilfe dieses Korrekturwerts kann der im Steuergerät 12 gespeicherte Umfang eines Rades 20 des Fahrzeugs 10 aktualisiert werden.
In 2B ist ein Fahrzeug mit einem Außenthermometer und einer Eingabevorrichtung dargestellt.
2B zeigt ein Fahrzeug 10 mit vier Rädern 20. Jedem Rad 20 ist ein Radimpulsgeber 18 zugeordnet, der pro Umdrehung eines Rades eine festgelegte Anzahl von Impulsen generiert und an das Steuergerät 12 übermittelt. Die Verbindung der Radimpulsgeber 18 zum Steuergerät 12 ist bevorzugt als CAN-Bus 40 ausgeführt. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 10 ein Außenthermometer 42 und eine Eingabevorrichtung 44, welche ebenfalls über den CAN-Bus 40 mit dem Steuergerät 12 in Verbindung stehen.
Da sich der Umfang der Räder 20 abhängig vom Reifendruck verändert, ist für eine genaue Wegstreckenmessung mithilfe der Radimpulsgeber 18 stets die Kenntnis des tatsächlichen Umfangs eines Rades 20 erforderlich. Zur Korrektur des im Steuergerät 12 gespeicherten Umfangs eines Rades 20 kann der Fahrer des Fahrzeugs 10 über eine Eingabevorrichtung 44 den, beispielsweise beim Auftanken, gemessenen Reifendruck eingeben. Zur Verbesserung dieser Korrektur wird durch das Steuergerät 12 zusätzlich zu dem eingegebenen Druck auch die aktuelle Außentemperatur gespeichert, die über das Außenthermometer 42 ermittelt wird.
Eine Änderung des Reifendrucks aufgrund von einer Temperaturerhöhung der Reifen kann nun ebenfalls durch das Steuergerät 12 abgeschätzt werden. Dazu kann das Steuergerät 12 beispielsweise die aktuelle Außentemperatur und die zuletzt gefahrene Geschwindigkeit berücksichtigen.
In 3A ist ein Fahrzeug mit einer Eingabevorrichtung dargestellt.
3A zeigt ein Fahrzeug 10 mit vier Rädern 20. Jedem Rad 20 ist ein Radimpulsgeber 18 zugeordnet und die Radimpulsgeber 18 stehen über einen CAN-Bus 40 mit einem Steuergerät 12 in Verbindung.
Für eine Wegstreckenmessung über die Radimpulsgeber 18 muss das Steuergerät 12 den Umfang der Räder 20 kennen. Zur Vorgabe eines Soll-Umfangs eines Rades 20 ist dem Steuergerät 12 eine Eingabevorrichtung 44 zugeordnet. Über die Eingabevorrichtung 44 kann der Fahrer den Typ und den Zustand eines Rades 20 vorgeben, wobei im Steuergerät 12 für jeden Reifentyp und vorgegebenen Zustand ein Umfangswert gespeichert ist.
3B zeigt eine als Touch Screen ausgeführte Eingabevorrichtung.
In 3B ist eine Eingabevorrichtung 44 dargestellt, die in der gezeigten Ausführungsform als Touch-Screen 46 ausgeführt ist. Auf dem Touch Screen können verschiedene Menüelemente durch Berührung ausgewählt werden. In dem in 3B dargestellten Beispiel wird dem Fahrer unter dem Menüpunkt 48 eine Auswahl 50 mit verschiedenen vorgegebenen Reifentypen angeboten. Der Fahrer kann durch Berühren des passenden Reifentyps seinen verwendeten Reifen auswählen. Des Weiteren wird dem Fahrer ein Menüpunkt 52 zur Auswahl des Reifenzustands angeboten. Dabei wird dem Fahrer eine Auswahl 54 mit verschiedenen vorgegebenen Reifenzuständen angeboten. Diese vorgegebenen Reifenzustände können beispielsweise als „neuwertig“, „gebraucht“, „annähernd abgefahren“ angeboten werden. Des Weiteren ist es denkbar, dass der Fahrer eine gemessene Profiltiefe oder eine gefahrene Kilometerleistung über eine Bildschirmtastatur eingibt, oder aus verschieden vorgegebenen Bereichen auswählt. So kann beispielsweise bei einer Eingabe für die Profiltiefe die Auswahl „> 6 mm“, „4–6 mm“ oder „< 4mm“ angeboten werden.
Zu den dem Fahrer angebotenen Reifentypen und Reifenzuständen sind jeweils passende Soll-Umfänge für das Rad gespeichert, die nach der Auswahl durch den Fahrer als Soll-Umfang vom Steuergerät 12 des Fahrzeugs 10 verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4217676 A1 [0005]
DE 102006058567 [0006]
DE 102010000867 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Aktualisierung eines in einem Steuergerät (12) gespeicherten Umfangs von Rädern (20) eines Fahrzeugs (10), dadurch gekennzeichnet, dass für eine Aktualisierung eines Umfangs eines Rades (20) mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt wird: a) Optisches Erfassen von Objekten (24, 26, 28, 29), wobei bei bekannten Objekten (24, 26, 28, 29) mit Hilfe einer gespeicherten Objektlänge und/oder eines gespeicherten Abstands zwischen zwei bekannten Objekten (24, 26, 28, 29) eine gefahrene Wegstrecke ermittelt und eine Aktualisierung des Umfangs des Rades (20) durchgeführt wird, b) Auswerten eines Reifendrucks eines Rades (20), wobei aus dem Reifendruck ein Korrekturwert für den Umfang des Rades (20) berechnet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Startwert für die Korrektur ein Soll-Umfang eines Rades (20) vorgegeben wird und wobei der Soll-Umfang eines Rades (20) aus einem vom Fahrer in das Steuergerät (12) eingegebenen Typs und Zustands der Reifen der Räder (20) vorgegeben werden kann, wobei aus dem eingegebenen Zustand ein Korrekturwert für den Umfang berechnet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer für die Eingabe verschiedene vorgegebene Reifentypen (50) und verschiedene Reifenzustände (54) angeboten werden, deren Parameter in einem Speicher abgelegt sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die für eine Korrektur gemäß Schritt a) verwendeten bekannten Objekte (24, 26, 28, 29) ausgewählt sind aus Fahrbahnmarkierungen zwischen den Fahrbahnen (24), Fahrbahnmarkierungen seitlich und an Ein- und Ausfahrten (29), auf der Fahrbahn angebrachte Pfeile (28), Haltelinien, Zebrastreifen, Bordsteine, Prallwände, Seitenbegrenzungen, Leitpfosten (26), Nagelreihen und Mülleimer am Straßenrand.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für das Erkennen der Objekte (24, 26, 28, 29) gemäß Schritt a) eine vorhandene Kamera (16) eines Parkassistenten, Nightview-Systems, Rundumsicht-Systems, einer Fahrbahnerkennung oder eine vorhande Rückfahrkamera verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln der gefahrenen Wegstrecke gemäß Schritt a) durch ein einer Kamera (16) zugeordnetes Steuergerät (14) erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifendruck eines Rades (20) gemäß Schritt b) über einen Sensor (34) im Rad (20) gemessen oder berechnet wird, wobei die Berechnung einen manuell vom Fahrer ermittelten Reifendruck, die aktuelle Außentemperatur, die Fahrzeit und/oder die aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (12) und die Sensoren (34) im Rad (20) über einen CAN-Bus (40) miteinander verbunden sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierung des Umfangs individuell für jedes Rad (20) des Fahrzeugs (10) erfolgt.
Vorrichtung zur Aktualisierung eines in einem Steuergerät (12) gespeicherten Umfangs von Rädern (20) eines Fahrzeugs (10), umfassend ein Steuergerät (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (12) eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen und die Vorrichtung des Weiteren mindestens eines der folgenden Merkmale umfasst: a) Mittel zum optischen Erfassen von Objekten bekannter Länge (14, 16), b) Mittel zum Erfassen des Reifendrucks (34).
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich Mittel zur Eingabe des Reifentyps und Zustands durch den Fahrer (44) umfasst.
Computerprogramm, das das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt, wenn es auf einem Computer abläuft.