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Die Erfindung betrifft ein Rad eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug umfassend mindestens ein solches Rad nach dem nebengeordneten Anspruch 5 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines solchen Fahrzeuges nach dem nebengeordneten Anspruch 8. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
DE 10 2011 087 894 A1 verwiesen.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Fahrerassistenzsysteme bekannt, bei welchen insbesondere durch an der Fahrzeugkarosserie angeordnete Kameras, Objekte erkannt werden und bei einer möglichen Kollision des Fahrzeuges mit einem solchen Objekt, eine Warnung bzw. ein Warnsignal an einen Fahrzeugführer ausgelöst wird. Ein solches ist beispielsweise aus der o.g.
DE 10 2011 087 894 A1 bekannt.
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Jedoch sind die Sensoriken, welche in derartigen Fahrerassistenzsystem verwendet werden, also insbesondere die Kameras üblicherweise aufgrund einer Multifunktion, an der Fahrzeugfront, Fahrzeugheck oder am Außenspiegel angeordnet.
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Dies ist nachteilig, da der Abstand zu einem Objekt im Fahrzeugumfeld nicht genau genug bestimmt werden kann, was dazu führt, dass es entweder zu einer tatsächlichen Kollision mit dem Objekt und dem Fahrzeug führt oder der Toleranzbereich so hoch gewählt ist, dass keine zufriedenstellende und exakte Rückmeldung für einen Fahrzeugführer erfolgt.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Rad eines Fahrzeuges, ein Fahrzeug selbst sowie ein Verfahren zu dem Betrieb eines Fahrerassistenzsystems und ein solches Fahrerassistenzsystem bereitzustellen, welches die oben genannten Nachteile beseitigt.
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Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch ein Rad mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Fahrzeug umfassend ein solches Rad mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 6 sowie ein Verfahren zur Betrieb eines Fahrerassistenzsystems mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 und ein solches Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 12. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Es wird ein Rad eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, vorgeschlagen, welches eine Felge, einen Nabenabschnitt sowie zumindest zwei den Nabenabschnitt mit der Felge verbindende Speichen umfasst. Üblicherweise drehen sich alle genannten Bestandteile des Rades während der Drehbewegung des Rades um dessen Drehachse mit.
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Es ist dabei vorgesehen, dass das Rad ferner zumindest einen Sensor umfasst, der zur Erfassung von Objekten im Radumfeld ausgebildet ist.
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Ein solcher Sensor ist bevorzugt als Kamera, als Lidar-, radar- bzw. als Ultraschallsensor ausgebildet.
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Der Sensor ist dabei bevorzugt an einer Radaußenseite, also an einer im eingebauten Zustand des Rades im Fahrzeug in Richtung der Fahrzeugumgebung ausgerichteten Seite des Rades, angeordnet. Diese Anordnung an der Radaußenseite ermöglicht es dem Sensor, Daten über die unmittelbare Fahrzeugumgebung zu erfassen.
Beispielsweise können dadurch Objekte, welche sich in unmittelbarer Nähe dieses Fahrzeugrads befinden, erfasst werden.
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Es ist vorteilhaft, dass mit einem am Rad des Fahrzeuges angeordneten Sensor insbesondere der Abstand eines erfassten Objektes von dem Fahrzeugrad genau bestimmt werden kann, da der Sensor direkt am Rad angeordnet ist. Damit ist eine exakte Bestimmung des Vorhandenseins eines Objektes im Radumfeld bzw. im Fahrzeugumfeld und eine genauere Bestimmung der Entfernung des Objektes vom Fahrzeugrad möglich.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Sensor derart am Radäußeren angeordnet ist, dass sich dieser nicht mit der Drehbewegung des Rades um dessen Drehachse mit dreht, wenn sich das Rad im funktionsgemäßen Bewegungszustand um die Drehachse dreht.
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Beispielsweise kann der Sensor an einem Emblem bzw. einem Nabenemblem des Rades angeordnet sein oder an einer Radkappe oder ähnlichem befestigt sein. Es ist auch möglich, dass der Sensor bei der Herstellung des Rades in das Radmaterial integriert wird und beispielsweise in eine der Speichen oder in die Nabe eingegossen wird.
Ferner ist es möglich, dass der Sensor in bzw. an einem Abdeckelement zur Abdeckung eines Speichenzwischenraums angeordnet ist.
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Je nachdem von welchen Radbestandteil der oder sie Sensoren aufgenommen wird oder werden, kann an diesem dann bevorzugt eine entsprechende Aufnahme angeordnet sein, welche ein sicheres und vor Herausfallen geschützte Aufnahme des Sensors bietet.
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Es wird ferner ein Fahrzeug vorgeschlagen, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welches zumindest ein solches, oben beschriebenes Rad umfasst. Bevorzugt umfasst ein solches Fahrzeug zwei derartiger Räder und besonders bevorzugt umfasst das Fahrzeug vier derartiger Räder. Beispielsweise kann ein Fahrzeug mit vier Rädern zwei der genannten Räder umfassen, wobei diese zwei Räder dann die Räder einer, bzgl. der Fahrzeugmittelachse betrachtet, gemeinsamen Fahrzeugseite darstellen. Beispielsweise kann das rechte Vorder- und Hinterrad jeweils ein derartiges erfindungsgemäße Rad darstellen. Ein solches Fahrzeug von denen jeweils zwei von vier Rädern ein erfindungsgemäßes Rad entspricht, wobei diese zwei Räder auf einer Fahrzeugseite angeordnet sind, ist insbesondere für Einparksituationen in eine Querparklücke sinnvoll. Somit kann gezielt über den zumindest einen Sensor überwacht werden, ob ein Bordstein oder ein anderes ähnliches Objekt (wie beispielsweise einen Schneehaufen oder eine kleine Wand) während dem Einparken seitlich neben dem Fahrzeug vorhanden ist. Es ist auch möglich, dass nur beide Hinterräder des Fahrzeuges ein entsprechendes erfindungsgemäßes Rad darstellen.
Es ist alternativ jedoch auch möglich, dass nur ein Rad (beispielsweise nur ein Hinterrad des Fahrzeuges) oder dass alle vier Räder des Fahrzeuges ein derartiges erfindungsgemäßes Rad sind.
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Wie bereits weiter oben genannt ist jedenfalls vorgesehen, dass der Sensor, vorteilhaft die genannte Kamera, an der Radaußenseite angeordnet ist, sodass die Radumgebung bzw. die Fahrzeugumgebung des jeweiligen Rads zumindest teilweise durch diesen erfassbar sind.
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Der Sensor ist dabei derart ausgebildet, dass dieser in der Lage ist, Objekte, wie beispielsweise einen Bordstein, einen Schneehaufen, eine Straßenerhöhung, Steine oder Mauern oder auch Fahrbahnstreifen oder Fahrbahnmarkierungen, welche sich in unmittelbarer Nähe bzw. in Reichweite des Sensors befinden, zu erfassen. Ferner kann der Sensor auch Gegenstände, die sich auf Radhöhe befinden, beispielsweise in einer Garage, erfassen. Der Sensor ist ebenfalls bevorzugt derart ausgebildet, dass dieser nach Erfassen eines solchen Objektes auch den Abstand des Rades, an welchem er angeordnet ist, zu dem jeweiligen erfassten Objekt zu bestimmen.
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Ferner wird ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug zumindest ein Rad umfasst, welches nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist bzw. wobei das Fahrzeug ein oben beschriebenes Fahrzeug ist.
Das Verfahren ist insbesondere zum Schutz eines Fahrzeuges bzw. eines Fahrzeugrades vor einer möglichen Kollision mit einem Objekt, beispielsweise einem Bordstein oder ähnlichen. Das Verfahren dient daher insbesondere zum Schutz des Fahrzeugrades vor Beschädigung. Daher eignet sich das Verfahren insbesondere während einem Parkmanöver des Fahrzeuges.
Das Verfahren eignet sich ferner auch als Navigationshilfe, beispielsweise während einem manuellen, teilautonomen oder auch autonomen Einparkmanöver oder während einer teilautonomen oder autonomen Fahrt auf einer Fahrbahn, welche Fahrbahnmarkierungen bzw. Fahrbahnkennzeichnungen auf der Fahrbahn umfasst.
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Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass der zumindest eine Sensor, bevorzugt eine Kamera, welcher an dem zumindest einem Rad des Fahrzeuges angeordnet ist, ein Objekt in unmittelbarer Nähe des Fahrzeugrades bzw. des Radumfelds erfasst. Unter Radumfeld wird jener Bereich außerhalb des Fahrzeuges aufgefasst, welcher durch den Sensor erfassbar bzw. erreichbar ist. In unmittelbarer Nähe bedeutet daher im Sinne dieser Erfindung, ein Abstand des Objektes vom Fahrzeugrad von maximal 5 Metern.
Ein genanntes Objekt stellt dabei insbesondere ein Bordstein einer Straße dar. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verfahren bei niedrigen Geschwindigkeiten im stillstandsnahen Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeuges von ca. 0 bis 12 km/h durchgeführt wird. Ein solcher Geschwindigkeitsbereich ist bei Einparkvorgängen üblich.
Alternativ oder zusätzliches kann das Objekt auch eine Seitblanke oder eine Straßen- bzw. Fahrbahnmarkierung darstellen. Es ist ferner bevorzugt, dass das Verfahren bei aktiviertem Spurhalteassistenten durchgeführt wird.
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Das Verfahren kann demnach in gezielt in bestimmten Fahrsituationen durchgeführt werden, während es in anderen Fahrsituationen nicht durchgeführt werden kann, womit unnötige Energie oder Kapazität eingespart werden kann.
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Es ist in einem nächsten Schritt vorgesehen, dass der Abstand bzw. die Entfernung des vom Sensor erfassten Objekts vom Fahrzeugrad bzw. vom Sensor ermittelt wird. Diese Ermittlung erfolgt beispielsweise vom Sensor selbst (beispielsweise durch Messung) oder von einer Recheneinheit, welche aus den Daten des Sensors den Abstand berechnet.
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Dadurch, dass der Sensor, und insbesondere die Kamera, am Fahrzeugrad angeordnet ist, kann der Abstand bzw. die Entfernung des Objektes vom Rad selbst exakt ermittelt bzw. gemessen werden. Daher kann eine genauere Abstandsermittlung als sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, dargestellt werden.
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Wird ein maximaler Abstandswert des Fahrzeugrads von dem erfassten Objekt ermittelt oder gemessen, so ist es vorgesehen, dass ein aktiver Eingriff in ein Fahrzeuglenksystem erfolgt und/oder ein Warnsignal bzw. eine Warnung an einen Fahrzeugführer erfolgt.
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Der maximale Abstandswert kann, je nach Fahrsituation und Fahrzeuggeschwindigkeit in der jeweiligen Situation adaptiv verändert werden. Je geringer beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, desto geringer ist der Betrag des maximalen Abstandswertes. Je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit, desto höher wird der Betrag des maximalen Abstandswertes gesetzt. Befindet sich also beispielsweise das Fahrzeug in einem Parkmanöver im stillstandsnahen Geschwindigkeitsbereich (beispielsweise zwischen 0 und 15 km/h), so kann der maximale Abstandswert einen Wert von ca. 5 bis 25 cm betragen.
Befindet sich das Fahrzeug stattdessen in einer Fahrt mit erhöhten Geschwindigkeiten, beispielsweise oberhalb von 80 km/h, so ist es bevorzugt vorgesehen, dass der maximale Abstandswert in einem Bereich zwischen 30 bis 50 cm liegt.
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Dadurch dass der Sensor im Rad integriert ist, kann der Abstand zu dem Objekt sehr genau ermittelt bzw. gemessen werden. Daher ist es, insbesondere in Parksituationen, bei welchen beispielsweise in urbanes Gebiet, oft jeder Zentimeter ausschlaggebend ist, möglich eine exakte Abstandsbestimmung vorzunehmen. Auch während dem Ein- und Ausparken aus einer Garage oder einer engen Einfahrt eignet sich das Verfahren daher insbesondere. Das Verfahren gewährleistet, dass, beispielsweise bei Parkmanövern, der vorhandene Parkraum vollständig ausgeschöpft werden kann, ohne jedoch dabei die Gefahr einer Kollision mit dem Objekt zu verursachen.
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Das Warnsignal, welches bei Erreichen des maximalen Abstandswertes an den Fahrzeugführer gesendet wird, kann beispielsweise akustisch und/oder haptisch und/oder visuell erfolgen. Beispielsweise kann dem Fahrzeugführer über ein Boardcomputer oder einen HUD (Head-up-Display) der genaue Abstand zum Objekt angezeigt werden. Es kann auch genau angezeigt werden, welches Rad welchen Abstand von dem Objekt hat. Zusätzlich oder alternativ kann kein Warnsignal erfolgen, welches den Fahrer darauf hinweist, dass ein bestimmter oder der maximale Abstandswert erreicht wurde. Es ist auch alternativ oder zusätzlich möglich, dass das Warnsignal in Form einer Vibration, beispielsweise der Lenkhandhabe erfolgt.
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Die Anzeige (visuell und/oder akustisch) kann auch in ein aus dem Stand der Technik bekanntes PDC System integriert werden, mit dem Mehrwert, dass die Fahrzeugräder explizit mit in Betracht gezogen werden.
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Zusätzlich oder alternativ zu dem genannten Warnsignal kann außerdem bei Erfassen, dass der maximale Abstandswert zu dem Objekt erreicht ist, ein aktiver oder passiver Eingriff in das Fahrzeuglenksystem erfolgen. Beispielsweise kann der Endanschlag der Lenkhandhabe, insbesondere bei der Verwendung einer elektromechanischen Lenkeinreichung im Fahrzeug oder einer Servolenkung, in Abhängigkeit des ermittelten maximalen Abstandswertes verändert werden. Wird also beispielsweise erfasst, dass das Rad des Fahrzeuges den maximalen Abstandswert erreicht hat, so wird der Endanschlag der Lenkhandhabe derart eingestellt, dass der Fahrer das Fahrzeug nicht mehr weiter in Richtung des Objektes lenkt.
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Es ist ferner zusätzlich der alternativ möglich, dass aktiv in das Lenkgeschehen durch das Assistenzsystem eingegriffen wird, wenn erfasst wird, dass der maximale Abstandswert zu dem Objekt erreicht ist. Beispielsweise kann ein Lenkwinkel zumindest eines Rads des Fahrzeuges oder ein Lenkhandhabewinkel einer Lenkhandhabe eines Fahrzeuges autonom derart eingestellt werden, dass das Fahrzeug nicht mehr weiter in Richtung des Objektes gelenkt wird.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel befindet sich das Fahrzeug in einem stillstandsnahen Geschwindigkeitsbereich, insbesondere in einem Einpark- bzw. Ausparkmanöver in eine Querparklücke an einer Straße oder aus oder in eine Garage oder eine enge Einfahrt/Ausfahrt. Der Parkplatz ist dabei durch zumindest einen Bordstein oder einen Gegenstand bzw. eine Mauer oder ähnlichem, welcher sich auf Radhöhe befindet seitlich begrenzt. Das Verfahren wird aufgrund des Erfassens der Einparksituation des Fahrzeuges gestartet. Der Bordstein bzw. das Objekt wird durch den Sensor erfasst, sobald das Objekt in den Sensorbereich gelangt.
Bevorzugt umfasst das Fahrzeug an jedem der Räder zumindest einen genannten Sensor, sodass ein exaktes Bestimmen des Abstandes des jeweiligen Rades zum Objekt erfolgen kann.
Wird der maximale Abstandswert vom jeweiligen Rad zum Objekt erfasst, so wird der Fahrer durch ein oben genanntes Warnsignal gewarnt bzw. ein oben genannter Eingriff in das Lenksystem erfolgt.
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Es wird ferner ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen. Ein solches Assistenzsystem umfasst mindestens einen Sensor an zumindest einem Rad des Fahrzeuges sowie zumindest eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Sensordaten und zur Bestimmung des Abstandes des Rads von einem Objekt in der Fahrzeug- bzw. Radumgebung. Die Auswerteeinheit ist dabei derart ausgebildet ist, dass diese bei Erfassen eines maximalen Abstandswertes des Rades des Fahrzeuges von dem Objekt eine Warnung an einen Fahrzeugfahrer und/oder einen Eingriff in das Lenksystem des Fahrzeuges bewirkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011087894 A1 [0001, 0002]