DE102012018409A1

DE102012018409A1 - Verfahren zur Ermittlung eines Radumfangs eines an einem Fahrzeug angeordneten Fahrzeugrades, Parkassistenzsystem, Kraftfahrzeug, Computerprogramm, und computerlesbares Medium

Info

Publication number: DE102012018409A1
Application number: DE102012018409.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Bauer
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2014-03-20
Also published as: US9085300B2; US20140088832A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Radumfanges zumindest eines an einem Fahrzeug angeordneten Fahrzeugrades mittels einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Referenzstrecke und den Messsignalen eines dem Fahrzeugrad zugeordneten Raddrehzahlsensors, mit den nacheinander durchgeführten Schritten: (a) Positionieren des Fahrzeugs vor einem stehenden Hindernis und Erfassen des Hindernisses mittels einer Abstandsmessvorrichtung des Fahrzeugs, (b) Bewegen des Fahrzeugs in Richtung des Hindernisses, (c) Ermitteln der zurückgelegten Wegstrecke als Referenzstrecke mittels der Abstandsmessvorrichtung, (d) Ermitteln der Anzahl der Messimpulse des Radsensors über die zurückgelegte Wegstrecke, (e) Bestimmen des Radumfanges aus der ermittelten Entfernung und der ermittelten Anzahl der Messimpulse des Radsensors. Die Erfindung betrifft ferner ein Parkassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, ein Kraftfahrzeug, ein Computerprogrammprodukt und ein Computerprogramm.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Radumfanges zumindest eines an einem Fahrzeug angeordneten Fahrzeugrades. Die Erfindung betrifft ferner ein Parkassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, ein Kraftfahrzeug, ein Computerprogrammprodukt und ein Computerprogramm.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit und/oder der zurückgelegten Wegstrecke eines Fahrzeugs ist der Reifendurchmesser des Fahrzeugrades erforderlich. Die entsprechende Information des Reifendurchmessers ist in wenigstens einem Steuergerät des Fahrzeugs abgelegt. Aus diesem Wert kann in Verbindung mit einem die Raddrehzahl angebenden Wert, der von einem Raddrehzahlsensor geliefert wird, der Wert für die Fahrgeschwindigkeit und/oder der Wert für die zurückgelegte Wegstrecke berechnet werden. Diesen Wert für die Fahrgeschwindigkeit oder die zurückgelegte Wegstrecke nutzen Fahrzeugsysteme wie automatische oder halbautomatische Parkassistenten, um hieraus die Position des Fahrzeugs zu einem beliebigen Zeitpunkt zu berechnen oder die zum Einparken erforderliche Wegstrecke zu berechnen. Ein den Wert des Reifendurchmessers betreffender Fehler führt daher zu einem Fehler in der Positionsbestimmung des Fahrzeugs bzw. hinsichtlich der zurückgelegten Wegstrecke.
Bei einem Wechsel von Sommerreifen auf Winterreifen oder umgekehrt treten unter Umständen größere Differenzen hinsichtlich des Reifendurchmessers auf. Daher muss der Reifendurchmesser regelmäßig kalibriert werden. Üblicherweise wird der Reifendurchmesser oder der Reifenumfang gemessen und der gemessene Wert direkt in das entsprechende Steuergerät einprogrammiert. Der hieraus bestimmte Umfang des Reifens gibt jedoch normalerweise nicht den tatsächlichen Reifenumfang des montierten Fahrzeugrades an.
Ein Verfahren zur Kalibrierung des Raddurchmessers bzw. des Radumfanges wird z. B. in der DE 10 2005 054 141 A1 gezeigt. Demnach wird eine Referenzstrecke abgefahren und die dafür notwendigen Raddrehungen in Relation zur gefahrenen Strecke gesetzt, um daraus den Raddurchmesser bzw. den Radumfang zu berechnen.
In ähnlicher Weise ist auch aus der DE 10 2005 052 476 A1 bekannt, den Radumfang aus den Signalen eines Raddrehzahlsensors und einer Referenzstrecke zu bestimmen. Dort wird vorgeschlagen, die Referenzstrecke mittels aus den durch das GPS-System eines Navigationssystems ermittelten Positionen zu bestimmen.
Um nun den Reifenumfang bzw. den Raddurchmesser mit diesen Verfahren zu bestimmen, ist eine relativ hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Referenzstrecke erforderlich, was entsprechende Systeme stehts aufwändig und damit kostenintensiv gestaltet.
ZUSAMMENFASSUNG
Vor diesem Hintergrund ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung des Radumfanges anzugeben, welches eine hohe Genauigkeit bei der Ermittlung der Referenzstrecke zur Bestimmung des Radumfanges bzw. des Raddurchmessers liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Parkassistenzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und/oder durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und/oder ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und/oder ein computerlesbares Medium mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
Demgemäß ist vorgesehen:

– Ein Verfahren zur Ermittlung eines Radumfanges zumindest eines an einem Fahrzeug angeordneten Fahrzeugrades mittels einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Referenzstrecke und den Messsignalen eines dem Fahrzeugrad zugeordneten Raddrehzahlsensors, mit den nacheinander durchgeführten Schritten: (a) Positionieren des Fahrzeugs vor einem stehenden Hindernis und Erfassen des Hindernisses mittels einer Abstandsmessvorrichtung des Fahrzeugs, (b) Bewegen des Fahrzeugs in Richtung des Hindernisses, (c) Ermitteln der zurückgelegten Wegstrecke als Referenzstrecke mittels der Abstandsmessvorrichtung, (d) Ermitteln der Anzahl der Messimpulse des Radsensors über die zurückgelegte Wegstrecke, (e) Bestimmen des Radumfanges aus der ermittelten Entfernung und der ermittelten Anzahl der Messimpulse des Radsensors.
– Ein Parkassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Steuergerät, Abstandssensoren und den Fahrzeugrädern des Fahrzeugs jeweils zugeordnete Raddrehzahlsensoren zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
– Ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Parkassistenzsystem.
– Ein Computerprogramm, welches Instruktionen aufweist, die eine programmgesteuerte Einrichtung dazu veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
– Ein computerlesbares Medium, welches ein erfindungsgemäßes Computerprogramm aufweist.

Die Erkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die für die Berechnung des Radumfanges erforderliche Referenzstrecke mit hoher Genauigkeit ermittelt werden kann. Wird diese Größe zur Berechnung des Radumfangs herangezogen, führt dies ebenso zu einem genauen Wert des berechneten Radumfanges, wodurch Assistenzsysteme des Fahrzeugs, die diesen Wert des Radumfanges nutzen, zuverlässig mit hoher Qualität arbeiten können.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jedem Fahrzeugrad des Fahrzeugs ein Raddrehzahlsensor zugeordnet ist und für jedes Fahrzeugrad Verfahrensschritt (d) durchgeführt wird. Vorzugsweise wird dabei aus den für jedes Fahrzeugrad ermittelten Messimpulsen gemäß Verfahrensschritt (e) jeweils der Radumfang der Fahrzeugräder ermittelt. Dies bietet den Vorteil, radindividuell die Radumfänge zu bestimmen und diese Werte hinsichtlich weiterer Reifenparameter, wie etwa des Reifendrucks, auszuwerten.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn in einer Weiterbildung aus den ermittelten Radumfängen der Fahrzeugräder des Fahrzeugs ein mittlerer Radumfang bestimmt wird. Mit einem solchen Wert kann das Ergebnis von diesen Wert nutzenden Fahrzeugsystemen, wie z. B. ein Parkassistenzsystem, verbessert werden, welches gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Abstandsmessvorrichtung aufweist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Parkassistenzsysetm bevorzugt zunächst in einen Lernmodus versetzt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Bestimmen des Radumfanges ein Faktor bestimmt wird, der ein Verhältnis zwischen dem bestimmten Radumfang und einem gespeicherten Radumfang kennzeichnet. Mit Hilfe des berechneten Faktors kann eine Vielzahl von Fahrzeugsystemen sehr einfach den neu bestimmten Radumfang berechnen und für deren weiteren Betrieb nutzen.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
INHALTSANGABE DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 eine schematische Darstellung eines vor einem Hindernis stehenden Fahrzeugs zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 ein Ablaufdiagramm als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
1 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs vor einem Hindernis stehend zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Kraftfahrzeug 1 mit vier Fahrzeugrädern 2, welchen jeweils ein Raddrehzahlsensor 3 zugeordnet ist, umfasst nach 1 ein Parkassistenzsystem 4 mit einem Steuergerät 7, welchem die Messimpulse als Messsignale der Raddrehzahlsensoren 3 zugeführt werden. Zur Abstandsmessung weist das Parkassistenzsystem 4 eine Abstandsmessvorrichtung mit Abstandssensoren 5 auf, die am vorderen Stoßfänger des Fahrzeugs 1 angeordnet sind und z. B. Ultraschallsensoren darstellen können. Das Steuergerät 7 ist mit einem Display 6 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden, auf dem gezielt Hinweise zum Lenkeinschlag sowie zu den Stopp- und Umlenkpunkten dargestellt werden, wenn das Fahrzeug 1 z. B. mit einem halbautomatischen Parkassistenzsystem 4 ausgestattet ist. Das Fahrzeug 1 kann auch ein automatisches Parkassistenzsystem 4 aufweisen, welches die Lenkmanöver in die Parkposition des Kraftfahrzeugs 1 automatisch ausführt.
Um den Radumfang der einzelnen Fahrzeugräder 2, z. B. nach einem Reifenwechsel zu ermitteln, werden die in dem Ablaufdiagramm gemäß 2 dargestellten Verfahrensschritte durchgeführt.
Gemäß Verfahrensschritt S1 wird zunächst das Parkassistenzsystem 4 vom Fahrer in einen Lernmodus versetzt.
Anschließend wird das Kraftfahrzeug 1 vor ein Hindernis, bspw. eine Wand 8, wie dies in 1 dargestellt ist, gestellt, so dass die Abstandssensoren 5 das Hindernis 8 erfassen können (Verfahrensschritt S2).
Nun wird das Kraftfahrzeug 1 durch den Fahrer um eine Wegstrecke s in Richtung F des Hindernisses 8 gefahren (Verfahrensschritt S3). Dabei wird im Verfahrensschritt S4 von dem Parkassistenzsystem 4 diese Wegstrecke s ermittelt und gleichzeitig die über diese Wegstrecke 2 erzeugten Messimpulse der Raddrehzahlsensoren 3 erfasst. Dabei wird pro Umdrehung eines Fahrzeugrades wenigstens ein Messimpuls von dem zugehörigen Raddrehzahlsensor 3 erzeugt.
Mit diesen erfassten Größen, also der ermittelten Wegestrecke s und der Anzahl der von den Drehzahlsensoren 3 erzeugten Messimpulse, wird gemäß Verfahrensschritt S5 der Fahrweg je Radumdrehung, also der Radumfang jedes der Fahrzeugräder 2, berechnet. Da mittels der Abstandsmessvorrichtung 5 die zurückgelegte Wegstrecke s mit hoher Genauigkeit ermittelt wird, weist auch der ermittelte Wert des Radumfanges eine hohe Genauigkeit auf.
Ist beispielsweise bekannt, dass ein Raddrehzahlsensor 3 an einem Rad des Fahrzeugs bei einer vollen Umdrehung 20 Messimpulse erzeugt, kann über folgende Formel der Radumfang berechnet werden: Umfang = 20/(Anzahl Messimpulse)·(gemessene Wegstrecke)
Werden also z. B. eine Wegstrecke von 80 cm gemessen und zehn Impulse erfasst, ergibt sich der Radumfang zu: Umfang = 20/10·80 cm = 160 cm
Die Berechnung kann sehr einfach für unterschiedliche Raddrehzahlsensoren 3 angepasst werden. Dazu muss lediglich die Zahl 20 durch die Anzahl der Messimpulse ersetzt werden, die ein Sensor auf einer vollen Umdrehung des jeweiligen Rades erzeugt.
Dieser Wert des Radumfanges wird in einem Speicher des Steuergerätes 7 des Parkassistenzsystems 4 als Reifenparameter gespeichert und steht im Rahmen der Funktion „Parkassistenzsystem” zur Verfügung (Verfahrensschritt S6).
Da z. B. nach einem Reifenwechsel die richtige Reifengröße vorliegt, wird die Einparkgüte, insbesondere bei einem automatischen Einparken, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlich verbessert.
Der nach dem beschriebenen Verfahren berechnete Radumfang kann natürlich nicht nur einem Parkassistenzsystem zur Verfügung gestellt werden, sondern kann von allen Fahrzeugfunktion oder Fahrerassistenzsystemen, die für die durchzuführenden Funktionen den aktuellen Radumfang der Fahrzeugräder benötigen, genutzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann anstelle eines neuen Radumfangs auch ein Faktor berechnet werden, der das Verhältnis zwischen einem gespeicherten Radumfang und dem neuen Radumfang angibt. Dazu werden zwei Entfernungen gemessen. Eine Entfernung entspricht der zurückgelegten Wegstrecke, die mit Hilfe der Abstandsmessvorrichtung 5 erfasst wurde. Die zweite Entfernung entspricht derjenigen Entfernung, die von den Raddrehzahlsensoren 3 gemessen wurde. Wird beispielsweise von der Abstandsmessvorrichtung 5 eine Entfernung von 85 cm und von den Raddrehzahlsensoren 3 eine Entfernung von 90 cm gemessen, ergibt sich der Faktor zu 85 cm/90 cm = 0,944
Dieser Faktor kann daraufhin von denjenigen Systemen im Fahrzeug genutzt werden, die Berechnungen basierend auf dem Reifenumfang durchführen und die den original Wert für den Reifenumfang gespeichert haben.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
In einer Ausführungsform ist das computerlesbare Medium als CD, DVD, Festplatte, USB-Speicher oder dergleichen ausgebildet.
Folgende weitere Ausführungsformen sind unter anderem möglich:

1. Vorrichtung zur Ermittlung eines Radumfanges zumindest eines an einem Fahrzeug angeordneten Fahrzeugrades mittels einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Referenzstrecke und den Messsignalen eines dem Fahrzeugrad zugeordneten Raddrehzahlsensors mit Mitteln zum Positionieren des Fahrzeugs vor einem stehenden Hindernis und Erfassen des Hindernisses mittels einer Abstandsmessvorrichtung des Fahrzeugs mit Mitteln zum Bewegen des Fahrzeugs in Richtung des Hindernisses mit Mitteln zum Ermitteln der zurückgelegten Wegstrecke als Referenzstrecke mittels der Abstandsmessvorrichtung mit Mitteln zum Ermitteln der Anzahl der Messimpulse des Radsensors über die zurückgelegte Wegstrecke mit Mitteln zum Bestimmen des Radumfanges aus der ermittelten Entfernung und der ermittelten Anzahl der Messimpulse des Radsensors
2. Vorrichtung nach Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fahrzeugrad des Fahrzeugs ein Raddrehzahlsensor zugeordnet ist und die Mittel zum Ermitteln der Anzahl der Messimpulse für jedes Fahrzeugrad die Messimpulse des Radsensors über die zurückgelegte Wegstrecke ermitteln und die Mittel zum Bestimmen aus den für jedes Fahrzeugrad ermittelten Messimpulsen jeweils den Radumfang der Fahrzeugräder ermitteln.
3. Vorrichtung nach Ausführungsform 2, mit Mitteln zum Bestimmen eines mittleren Radumfangs aus den ermittelten Radumfängen der Fahrzeugräder des Fahrzeugs
4. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Ermitteln der zurückgelegten Wegstrecke als eine Abstandsmessvorrichtung eines Parkassistenzsystems des Fahrzeugs ausgebildet sind und zur Erfassung des Hindernisses und Ermitteln der zurückgelegten Wegstrecke verwendet werden.
5. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, mit Mitteln zum Versetzen des Parkassistenzsystems zur Durchführung des Verfahrens in einen Lernmodus.

Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug, Kraftfahrzeug
2: Fahrzeugrad
3: Raddrehzahlsensor des Fahrzeugrades
4: Parkassistenzsystem
5: Abstandmessvorrichtung
6: Display
7: Steuergerät
8: Hindernis
S1–S6: Verfahrensschritte
F: Richtung
s: Entfernung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005054141 A1 [0004]
DE 102005052476 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines Radumfanges zumindest eines an einem Fahrzeug (1) angeordneten Fahrzeugrades (2) mittels einer von dem Fahrzeug (1) zurückgelegten Referenzstrecke (s) und den Messsignalen eines dem Fahrzeugrad (2) zugeordneten Raddrehzahlsensors (3), mit den nacheinander durchgeführten Schritten: (a) Positionieren des Fahrzeugs (1) vor einem stehenden Hindernis (7) und Erfassen des Hindernisses (7) mittels einer Abstandsmessvorrichtung (5) des Fahrzeugs (1); (b) Bewegen des Fahrzeugs (1) in Richtung des Hindernisses (8); (c) Ermitteln der zurückgelegten Wegstrecke (s) als Referenzstrecke mittels der Abstandsmessvorrichtung (5); (d) Ermitteln der Anzahl der Messimpulse des Radsensors (3) über die zurückgelegte Wegstrecke (s); (e) Bestimmen des Radumfanges aus der ermittelten Entfernung (s) und der ermittelten Anzahl der Messimpulse des Radsensors (3).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fahrzeugrad (2) des Fahrzeugs (1) ein Raddrehzahlsensor (3) zugeordnet ist und für jedes Fahrzeugrad (2) der Verfahrensschritt (d) durchgeführt wird und aus den für jedes Fahrzeugrad (2) ermittelten Messimpulsen gemäß Verfahrensschritt (e) jeweils der Radumfang der Fahrzeugräder (2) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den ermittelten Radumfängen der Fahrzeugräder (2) des Fahrzeugs (1) ein mittlerer Radumfang bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstandsmessvorrichtung (5) eines Parkassistenzsystems (4) des Fahrzeugs (1) zur Erfassung des Hindernisses (8) und Ermitteln der zurückgelegten Wegstrecke (s) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Parkassistenzsystem (4) zur Durchführung des Verfahrens in einen Lernmodus versetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bestimmen des Radumfanges ein Faktor bestimmt wird, der ein Verhältnis zwischen dem bestimmten Radumfang und einem gespeicherten Radumfang kennzeichnet.
Parkassistenzsystem (4) eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem Steuergerät (7), Abstandssensoren (5) und den Fahrzeugrädern (2) des Fahrzeugs (1) jeweils zugeordnete Raddrehzahlsensoren (3) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug (1), mit einem Parkassistenzsystem (4) nach Anspruch 7.
Computerprogramm, welches Instruktionen aufweist, die eine programmgesteuerte Einrichtung dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6 auszuführen.
Computerlesbares Medium, welches ein Computerprogramm nach Anspruch 9 aufweist.