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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend mehrere an einer Achse angeordnete Räder.
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Es ist bekannt, dass die Ausrichtung der Räder einer, insbesondere lenkbaren, Achse eines Kraftfahrzeugs von innerhalb des Kraftfahrzeugs nur schwer abschätzbar ist. Mithin kommt es etwa bei Rangier- oder Parkvorgängen häufig zu Berührungen zwischen einem oder mehreren Rädern und einem Objekt, wie insbesondere einem Bordstein. Es besteht dabei die Gefahr von Beschädigungen der Räder, das heißt der Reifen beziehungsweise der die Reifen tragenden Felgen, welche Beschädigungen in kritischen Fällen bis hin zu einem Platzen eines Reifens respektive einem Riss einer Felge führen können.
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Moderne Fahrerassistenzsysteme in Form von Fahrzeugumfeldsensoriken, Einparkhilfen oder dergleichen bieten hierfür keine Abhilfe, da sie zumeist nur zur Erfassung der Abstände von Objekten vor und/oder hinter dem Kraftfahrzeug ausgebildet sind, ferner eine Mindestobjekthöhe erfordern, so dass beispielsweise ein Bordstein nicht erfasst beziehungsweise nicht als Objekt eingestuft wird, und weiterhin einen eine Art einen Mindestabstand um das Kraftfahrzeug bildenden sogenannten „Sicherheitsgürtel” vorsehen, welcher typischerweise ca. 30 cm beträgt und bei Unterschreitung dessen üblicherweise Warnungen, insbesondere in Form von warnenden Dauertönen, ausgegeben werden, so dass z. B. bordsteinnahe Rangier- oder Einparkvorgänge für den Fahrer nur unter erschwerten Bedingungen ausführbar sind.
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Mithin bieten gängige Fahrzeugumfeldsensoriken zum einen keinen ausreichenden Schutz der Räder des Kraftfahrzeugs vor Berührungen mit Objekten, wie sie bei Rangier- oder Einparkvorgängen häufig auftreten, zum anderen erschweren die von diesen ausgesendeten Warnungen objektnahe, das heißt, insbesondere bordsteinnahe, Rangier- oder Einparkvorgänge. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein, insbesondere im Hinblick auf den Schutz der Räder bei Rangier- oder Einparkvorgängen, verbessertes Kraftfahrzeug anzugeben.
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Das Problem wird durch ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art gelöst, welches sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass wenigstens ein Rad wenigstens ein zur berührungslosen Ermittlung einer den Abstand des Rads zu einem Objekt betreffenden Abstandsinformation ausgebildetes Abstandsermittlungsmittel aufweist.
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Das erfindungsgemäße Prinzip sieht eine Integration eines zur Ermittlung einer den Abstand des Rads zu einem Objekt betreffenden Abstandsinformation ausgebildeten Abstandsermittlungsmittels in wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs vor. Vorzugsweise weist jedes Rad des Kraftfahrzeugs ein entsprechendes Abstandsermittlungsmittel auf. Durch die direkte Anbringung beziehungsweise Integration des Abstandsermittlungsmittels an das Rad kann der Abstand des Rads zu einem Objekt, insbesondere einem über eine übliche Fahrzeugumfeldsensorik aufgrund einer Unterschreitung einer Mindestobjekthöhe nicht erfassbares Objekt, wie einem Bordstein oder dergleichen, genau ermittelt und in Form einer entsprechenden Abstandsinformation ausgegeben werden. Mithin wird der bis dato nicht oder nur schwer zu ermittelnde Abstand zwischen einem Rad und einem, insbesondere flachen, Objekt über ein radseitiges, das heißt direkt am Rad angeordnetes Abstandsermittlungsmittel ermittelt, wodurch die Ermittlung genauer den Abstand zwischen Rad und Objekt betreffender Abstandsinformationen möglicht ist.
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Das Rad weist typischerweise eine Felge und einen daran befestigten Reifen auf. Somit ist das Abstandsermittlungsmittel zweckmäßig an der Felge oder dem Reifen angeordnet. Hierbei kommt grundsätzlich jeder Ort der Felge oder des Reifes in Betracht, der eine für die Anbringung des Abstandsermittlungsmittels geeignete Befestigungsmöglichkeit bietet. Die Anordnung des Abstandsermittlungsmittels kann lösbar oder unlösbar sein. Im ersten Fall ist die Möglichkeit eines einfachen Austauschs, gegebenenfalls sogar einer Nachrüstung, eines Rads mit einem entsprechenden Abstandsermittlungsmittels denkbar. Verwendbare Verbindungsarten sind etwa Kraft- und/oder Form- und/oder Stoffschlussverbindungen, wie z. B. Schraub-, Rast- oder Klebeverbindungen. Im zweiten Fall ist eine dauerhafte und insofern besonders stabile Anordnung des Abstandsermittlungsmittels an dem Reifen oder der Felge angestrebt, insbesondere ist auch eine integrale Ausbildung des Abstandsermittlungsmittels mit der Felge oder dem Reifen denkbar, so dass das Abstandsermittlungsmittel beispielsweise innerhalb des den Reifen bildenden oder des die Felge bildenden Materials angebracht ist. In allen Fällen ist eine auf die im Betrieb des Kraftfahrzeugs, das heißt insbesondere auf die bei im Fahrbetrieb entstehenden hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Räder herrschenden Kräfte angepasste stabile Anordnung des Abstandsermittlungsmittels an dem Reifen oder der Felge gewährleistet. Selbstverständlich können Abstandsermittlungsmittel grundsätzlich sowohl an einem Reifen als auch an der Felge eines jeweiligen Rads angebracht sein.
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Die Ermittlung der den Abstand zwischen Rad und Objekt betreffenden Abstandsinformation erfolgt erfindungsgemäß berührungslos, das heißt das Abstandsermittlungsmittel erfordert zur Ermittlung der Abstandsinformation keine Berührung des Rads mit einem Objekt. Dies ist vorteilhaft, da eine Berührung des Rads mit dem Objekt bereits zu den mit dem erfindungsgemäßen Prinzip gerade zu vermeidenden möglichen Beschädigungen des Rads führen kann.
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Das Abstandsermittlungsmittel weist vorteilhaft wenigstens einen Abstandssensor zur berührungslosen Ermittlung der den Abstand des Rads zu dem Objekt betreffenden Abstandsinformation auf. Der Abstandssensor kann beispielsweise ein kapazitiver Sensor oder ein optischer Sensor oder ein Ultraschallsensor sein. Grundsätzlich kommt jedwede Art von eine berührungslose Abstandsermittlung zwischen einem Rad und einem Objekt ermöglichenden Sensoren als erfindungsgemäße Abstandssensoren in Frage. Selbstverständlich kann ein Abstandsermittlungsmittel auch mehrere auf unterschiedlichen Messprinzipien beruhende Abstandssensoren aufweisen.
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Die Verwendung eines Abstandsermittlungsmittels, das mehrere an oder in der Felge und/oder am oder in dem Reifen, insbesondere der Reifenflanke, verteilt angeordnete, jeweils von dem Kraftfahrzeug nach außen gerichtete Abstandssensoren aufweist, ist als weitere vorteilhafte Ausführungsform zu sehen, da sich dadurch ein noch genaueres Abbild des Abstands zwischen dem jeweiligen Rad und dem Objekt ermitteln lässt. Die Ausrichtung der jeweiligen Abstandssensoren erlaubt eine umfassendere Objekterfassung im Bereich um das Rad. Gegebenenfalls kann das Abstandsermittlungsmittel die von den einzelnen Abstandssensoren gelieferten Sensorsignale im Rahmen der Ermittlung der Abstandsinformation filtern, gegenseitig verifizieren oder plausibilisieren.
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Zweckmäßig ist das Abstandsermittlungsmittel zur Kommunikation mit einer kraftfahrzeugseitig vorgesehenen Steuereinrichtung ausgebildet, welche bei einer eine Unterschreitung eines Mindestabstands des Rads zu einem Objekt anzeigenden Abstandsinformation zur Ausgabe eines, insbesondere akustischen und/oder optischen und/oder haptischen, Warnsignals ausgebildet ist. Mithin erhält der Fahrer bei zu starker Annäherung eines Rads an ein Objekt, das heißt bei Unterschreitung des Mindestabstands zwischen dem Rad und dem Objekt, ein entsprechendes Warnsignal und so einen dezidierten Hinweis, dass eine Berührung des Rads mit dem Objekt bei unveränderter Fahrweise unmittelbar bevorsteht. Insbesondere kann neben dem Abstandsermittlungsmittel auch die Steuereinrichtung zur Auswertung der Abstandsinformation, das heißt beispielsweise zur Filterung, Plausibilisierung oder Klassifikation der Abstandsinformationen ausgebildet sein.
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Das Warnsignal kann als Tonsignal über fahrzeuginnenraumseitige Lautsprecher, als Bildsignal über fahrzeuginnenraumseitige Anzeigemittel oder als haptisches Signal, das heißt etwa durch Vibrationen eines in ein üblicherweise mit dem Fahrer in Kontakt stehendes Teil des Kraftfahrzeugs, wie z. B. einem Lenkrad, integrierten Vibrationsmittels ausgegeben werden.
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Die Kommunikation zwischen dem Abstandsermittlungsmittel und der Steuereinrichtung kann drahtgebunden oder drahtlos sein. Im ersten Fall besteht sonach eine auch bei Rotation des Rads eine Kommunikation zwischen dem Abstandsermittlungsmittel und der Steuereinrichtung erlaubende drahtgebundene Kommunikationsleitung beziehungsweise Kommunikationsverbindung. Eine drahtlose Kommunikationsverbindung kann in konstruktiver Hinsicht von Vorteil sein, da derart Kommunikationsleitungen zwischen dem Abstandsermittlungsmittel und der Steuereinrichtung entfallen können. In diesem Fall weist das Abstandsermittlungsmittel wenigstens einen mit wenigstens einem der Steuereinrichtung zugeordneten Empfänger in Funkverbindung stehenden Sender auf.
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Sofern das Kraftfahrzeug eine Fahrzeugumfeldsensorik zur Erfassung von Objekten im Fahrzeugumfeld umfasst, kann eine der Fahrzeugumfeldsensorik zugeordnete Steuereinrichtung zur Berücksichtigung der den Abstand des Rads zu einem Objekt betreffenden Abstandsinformation ausgebildet sein. Da das Abstandsermittlungsmittel in der Regel auch unterhalb der Mindestobjekthöhe der Fahrzeugumfeldsensorik, das heißt etwa auf dem Boden befindliche Objekte, erfassen und deren Abstand zu dem Rad ermitteln kann, kann der Erfassungsbereich der kraftfahrzeugseitig vorgesehenen Fahrzeugumfeldsensorik durch die Berücksichtigung der von dem Abstandsermittlungsmittel gelieferten Abstandsinformationen speziell auch im Hinblick den Schutz der Räder vor Berührungen mit Objekten erweitert werden. Wie erwähnt können, sofern z. B. nicht von der Fahrzeugumfeldsensorik erfasste, im Fahrzeugvorfeld oder Fahrzeigrückraum befindliche Objekte eine Ausgabe entsprechender Warnsignale erfordern, entsprechende Warnsignale sonach gegebenenfalls erst bei Unterschreiten eines Mindestabstands zwischen einem Rad und einem Objekt, das heißt bei Vorliegen einer eine Unterschreitung eines Mindestabstands des Rads zu einem Objekt anzeigenden Abstandsinformation ausgebbar sein. Die Fahrzeugumfeldsensorik kann Teil eines kraftfahrzeugseitigen, insbesondere automatischen, Einparkhilfesystems sein oder mit einem solchen kommunizieren.
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Es ist ferner denkbar, dass das Abstandsermittlungsmittel in Abhängigkeit einer Maximalgeschwindigkeit (Grenzgeschwindigkeit) des Kraftfahrzeugs zur Ermittlung der Abstandsinformation ausgebildet ist. Mithin kann die Ermittlung der Abstandsinformation erst bei Unterschreiten einer Maximalgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ausführbar sein, so dass die Ermittlung des Abstands zwischen dem Rad und dem Objekt z. B. nur bei im Rahmen von bei Rangier- oder Einparkvorgängen üblichen geringen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs erfolgt. Eine entsprechende Maximalgeschwindigkeit kann beispielsweise 10 km/h sein.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Rad für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Rad für das vorstehend beschriebene Kraftfahrzeug. Das Rad zeichnet sich dadurch aus, dass es wenigstens ein zur berührungslosen Erfassung einer den Abstand des Rads zu einem Objekt betreffenden Abstandsinformation ausgebildetes Abstandsermittlungsmittel aufweist.
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Grundsätzlich gelten sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug auch für das erfindungsgemäße Rad.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
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2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rads in einer beispielhaften Ausführungsform;
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3 eine Schnittansicht der Darstellung in 2;
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4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rads in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform; und
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5 eine Schnittansicht der Darstellung in 4.
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1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Ersichtlich umfasst das Kraftfahrzeug 1 an jeweiligen Fahrzeugachsen, das heißt an einer lenkbaren Vorderachse und einer Hinterachse, angeordnete Räder 2. Die Räder 2 bestehen jeweils aus einem auf eine Felge 3 aufgezogenen Reifen 4.
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Die Räder 2 weisen jeweils ein zur berührungslosen Ermittlung einer den Abstand des Rads 2 zu einem Objekt betreffenden Abstandsinformation I ausgebildetes Abstandsermittlungsmittel 5 auf. Jedes Abstandsermittlungsmittel 5 umfasst mehrere umfangsmäßig in der Reifenflanke verteilt angeordnete kapazitive Abstandssensoren 6. Die Abstandssensoren 6 ermitteln den Abstand des jeweiligen Rads 2 zu einem Objekt, wie insbesondere einem Bordstein 7 (vgl. 2–5) und kommunizieren eine entsprechende den Abstand des jeweiligen Rads 2 zu dem jeweiligen Objekt betreffende Abstandsinformation I, insbesondere drahtlos, an eine kraftfahrzeugseitige Steuereinrichtung 8. Mithin weist jeder Abstandssensor 6 einen mit einem Empfänger der Steuereinrichtung 8 kommunizierenden Sender zur Übertragung der Abstandsinformationen I auf. Die Energieversorgung der Abstandssensoren 6 kann beispielsweise über von diesem umfasste oder diesen zugeordnete Energiespeicher realisiert sein.
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Die Steuereinrichtung 8 ist bei einer eine Unterschreitung eines Mindestabstands eines Rads 2 zu einem Objekt anzeigenden Abstandsinformation I zur Ausgabe eines, insbesondere akustischen und/oder optischen und/oder haptischen, Warnsignals ausgebildet. Die Ausgabe des Warnsignals erfolgt insofern z. B. über kraftfahrzeugseitige Lautsprecher, Anzeigemittel oder Vibrationsmittel, welche schematisch durch den Kasten 9 dargestellt sind.
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Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ferner eine Fahrzeugumfeldsensorik 10 zur Erfassung von Objekten im Fahrzeugumfeld. Eine der Fahrzeugumfeldsensorik 10 zugeordnete Steuereinrichtung 11 ist zur Berücksichtigung der den Abstand eines Rads 2 zu einem Objekt betreffenden Abstandsinformation I ausgebildet. Das heißt, dass entsprechende, beispielsweise vor einer Kollision des Kraftfahrzeugs 1 mit einem Kollisionsobjekt auf Basis von Steuersignalen der Steuereinrichtung 11 erzeugte und ausgegebene Warnsignale, insbesondere im Rahmen von Rangier- oder Einparkvorgängen des Kraftfahrzeugs 1, erst ausgegeben werden, wenn die Abstandsinformation I eine Unterschreitung eines Mindestabstands eines Rads 2 zu einem Objekt anzeigt. Derart kann die für die Fahrzeugumfeldsensorik 10 erforderliche Mindestobjekthöhe, das heißt die Mindesthöhe, die ein Objekt aufweisen muss, um überhaupt von der Fahrzeugumfeldsensorik 10 erfasst werden zu können, reduziert werden, da die Abstandssensoren 6 des Abstandsermittlungsmittels 5 selbst flache auf dem Untergrund befindliche, das heißt sich von diesem nur marginal abhebende Objekte erfassen können. Im besonderen ist demnach mittels der Abstandssensoren 6 auch eine Erfassung eines Bordsteins 7 möglich.
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Zweckmäßig werden die Abstandssensoren 6 nur bei Unterschreiten einer bei Rangier- oder Einparkvorgängen üblichen Maximalgeschwindigkeit (Grenzgeschwindigkeit) des Kraftfahrzeugs 1 von beispielsweise 10 km/h aktiviert, das heißt die Abstandssensoren 6 erfassen nur unterhalb der Maximalgeschwindigkeit das entsprechende im Bereich der Räder 2 befindliche Objekte. Mithin erhält die Steuereinrichtung 8 entsprechende Abstandsinformationen I nur bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unterhalb der werkseitig oder bedienerseitig vorgegebenen jeweiligen Maximalgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rads 2 in einer beispielhaften Ausführungsform, 3 zeigt eine entsprechende Schnittansicht der Darstellung in 2. Das Kraftfahrzeug 1 ist hier, wie auch in den 4, 5 nicht mehr explizit dargestellt. Das Rad 2 befindet sich unmittelbar vor einem Bordstein 7. Eine Berührung des Bordsteins 7 durch das Rad 2 kann zu Beschädigungen des Rads 2, das heißt des Reifens 4 beziehungsweise der Felge 3 führen. Die innerhalb der Reifenflanke (vgl. 3) angeordneten Abstandssensoren 6 erfassen den Abstand des Rads 2 zu dem Bordstein 7 und übertragen diesen wie vorstehend beschrieben in Form von den Abstand zwischen dem Rad 2 und dem Bordstein 7 betreffenden Abstandsinformationen I an die Steuereinrichtung 8, welche gegebenenfalls, das heißt bei Unterschreitung eines zwischen dem Rad 2 und dem Bordstein 7 zulässigen Mindestabstands, ein Warnsignal erzeugt und ausgibt. In 3 ist eine mögliche Anordnung entsprechender Abstandssensoren 6 innerhalb des Rads 2 dargestellt. Dabei sind die Abstandssensoren 6 innerhalb der Reifenflanke unmittelbar an der Innenseite der axial nach außen (links) gerichteten Mantelfläche des Rads 2 angeordnet. Die Anordnung der Abstandssensoren 6 kann beispielsweise über ein Verkleben oder eine integrale Ausbildung mit dem den Reifen 4 bildenden Material realisiert sein. Die Abstandssensoren 6 können also z. B. in das den Reifen 4 bildende Material einvulkanisiert sein.
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4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rads 2 in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, 5 zeigt eine entsprechende Schnittansicht der Darstellung in 4. Der wesentliche Unterschied zu der in den 2, 3 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rads 2 besteht darin, dass die das Abstandsermittlungsmittel 5 bildenden Abstandssensoren 6 nicht innerhalb des Reifens 4, sondern innerhalb der Felge 3 angeordnet sind. Die Abstandssensoren 6 sind umfangsmäßig verteilt hinter den axial nach außen gerichteten Felgenhörnern angeordnet. Die Abstandssensoren 6 können beispielsweise integral mit der Felge 3 ausgebildet sein, das heißt z. B., dass die Abstandssensoren 6 mit dem die Felge 3 bildenden Material, das heißt z. B. einer Leichtmetalllegierung, vergossen sein können.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, dass entsprechende Abstandssensoren 6 sowohl, wie in den 2, 3 gezeigt, innerhalb des Reifens 4 als auch, wie in den 4, 5 gezeigt, innerhalb der Felge 3 angeordnet sein können.
