DE102021211326A1

DE102021211326A1 - Verfahren und Steuereinheit zum Erfassen einer Radstellung mindestens eines Rades eines Fahrzeugs und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102021211326A1
Application number: DE102021211326.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-10-07
Filing date: 2021-10-07
Publication date: 2023-04-13

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Erfassen einer Radstellung mindestens eines Rades (120) eines Fahrzeugs (100) vorgestellt, das einen Schritt des Einlesens von Bilddaten (115) von einer Kamera (105) des Fahrzeugs (100) umfasst, wobei die Bilddaten (115) zumindest einen Teilbereich des Rades (120) und/oder einen Umfeldbereich (125) des Fahrzeugs (100) repräsentieren, sowie einen Schritt des Auswertens der Bilddaten (115), um ein Auswerteergebnis zu erhalten, das einen aktuellen Auslenkungswinkel (167) des mindestens einen Rades (120) repräsentiert, um eine aktuelle Radstellung des mindestens einen Rades (120) des Fahrzeugs (100) zu erfassen. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Vergleichens des aktuellen Auslenkungswinkels (167) mit einer Sollposition, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, wobei das Vergleichsergebnis eine Fehlstellung des mindestens einen Rades (120) repräsentiert, wenn der aktuelle Auslenkungswinkel (167) um mehr als einen vorbestimmten Toleranzbereich von der Sollposition abweicht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Steuereinheit zum Erfassen einer Radstellung mindestens eines Rades eines Fahrzeugs sowie auf ein Fahrzeug.
Heutige Fahrzeuge weisen in der Regel eine Mehrzahl von Fahrerassistenzsystemen auf. Fahrerassistenzsysteme sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber auch eine Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Ein weiterer Aspekt ist die Verbesserung der Ökonomie. Fahrerassistenzsysteme greifen dabei teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeuges ein oder warnen durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den Fahrer kurz vor oder während kritischer Situationen.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Steuereinheit zum Erfassen einer Radstellung mindestens eines Rades eines Fahrzeugs sowie ein verbessertes Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Durch den hier vorgestellten Ansatz wird eine Möglichkeit geschaffen, um Herstellungskosten zu reduzieren, indem beispielsweise eine Plausibilisierung einer aktuellen Radstellung einer Radlenkung, beispielsweise an einer Hinterachse, durch bereits im Fahrzeug vorhandene Systeme durchgeführt und so auf mindestens einen zusätzlichen Sensor für diese Funktion des Fahrzeugs verzichtet werden kann. Weiterhin kann durch den Ansatz eine Fahrzeugpanne vermieden werden, die beispielsweise auf einen falschen Lenkwinkel zurückzuführen ist.
Es wird ein Verfahren zum Erfassen einer Radstellung mindestens eines Rades eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Einlesens und einen Schritt des Auswertens umfasst. Im Schritt des Einlesens werden Bilddaten von einer Kamera des Fahrzeugs eingelesen, wobei die Bilddaten zumindest einen Teilbereich des Rades und zusätzlich oder alternativ einen Umfeldbereich des Fahrzeugs repräsentieren. Im Schritt des Auswertens werden die Bilddaten ausgewertet, um ein Auswerteergebnis zu erhalten, das eine aktuelle Auslenkung, bevorzugt einen aktuellen Auslenkungswinkel, des mindestens einen Rades repräsentiert, um eine aktuelle Radstellung des mindestens einen Rades des Fahrzeugs zu erfassen. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt des Vergleichens der aktuellen Auslenkung, bevorzugt des aktuellen Auslenkungswinkels, mit einer Sollposition, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten. Dabei kann das Vergleichsergebnis eine Fehlstellung des mindestens einen Rades repräsentieren, wenn die aktuelle Auslenkung, bevorzugt der aktuelle Auslenkungswinkel, um mehr als einen vorbestimmten Toleranzbereich von der Sollposition abweicht.
Das Fahrzeug kann als ein Personenkraftwagen oder beispielsweise als ein Nutzfahrzeug ausgeformt sein, das lediglich beispielhaft eine Mehrzahl von Radachsen aufweist. Das Fahrzeug kann dabei mittels Vorderachslenkung und zusätzlich oder alternativ mittels Hinterachslenkung von einem Fahrer geführt werden. Damit das Fahrzeug betriebsgemäß fahren kann, ist das mindestens eine Rad für beispielsweise eine Geradeausfahrt parallel zu mindestens einem weiteren Rad und parallel zu einer Haupterstreckungsachse des Fahrzeugs ausgerichtet, welche der Längsachse des Fahrzeugs entspricht. Die Radstellung ist durch die Auslenkung eines Rades und genauer durch den Auslenkungswinkel definiert, der beispielsweise einem Radlenkwinkel an der Hinterachse entsprechen kann. Der Auslenkungswinkel kann dabei beispielsweise eine Nullposition in der Radstellung repräsentieren, so dass die Räder parallel zur Längsachse des Fahrzeugs ausgerichtet sind, wie dieses für eine normale Geradeausfahrt entlang der Längsachse des Fahrzeugs benötigt wird. Die Auslenkung an sich kann jedoch ohne die Ermittlung des tatsächlichen Auslenkungswinkels bereits ausreichend sein, um eine Abweichung in der Radstellung zu erfassen. Stehen die Räder, wie oben gesagt, bei einer gestellten Position für die Geradeausfahrt nicht exakt auf Nullposition, so ist diese Abweichung bereits ein Anzeichen für eine fehlerhafte Radstellung.
Eine optische Erfassungseinrichtung, wie z.B. eine Kamera des Fahrzeugs, kann in Verbindung mit einem digitalen Außenspiegel stehen oder eine solche Funktion implementieren, sodass diese Kamera vorteilhafterweise zusätzlich zu dem eigentlich von dieser erfassten Umfeldbereich ein Rad und somit zusätzlich die Radstellung des Rades erfassen kann. Der zu erfassende Umfeldbereich kann demnach im Bereich einer Hinterachse des Fahrzeugs vorgesehen sein. Durch Verwendung einer ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Kamera können vorteilhafterweise Kosten reduziert werden, da für die Erfassung der Radstellung keine zusätzlichen Sensoren benötigt werden, sondern die bereits vorhandene Kamera verwendet werden kann, um diese Funktion zu erfüllen.
Vorteilhafterweise kann das Verfahren auch auf weitere Räder des Fahrzeugs angewandt werden, sodass die Radstellung mehrerer, oder gar jedes der Räder des Fahrzeugs kontrolliert bzw. geprüft werden kann. Vorteilhafterweise können hierdurch auch durch das Auslenken der Räder auf die Radachsen wirkende Kräfte erfasst werden, die beispielsweise bei einer Nichtbeachtung zu Fehlfunktionen und zusätzlich oder alternativ zu Schäden an dem Fahrzeug führen können. Die Sollposition kann beispielsweise als eine vorbestimmte oder gewollte Radstellung der Räder verstanden werden, der beispielsweise ein Sollwinkel zugeordnet sein kann. Die Sollposition und der Sollwinkel können daher quasi synonym verstanden werden. Der Sollwinkel kann dabei im Schritt des Vergleichens mit dem aktuellen Auslenkungswinkel verglichen werden. Die Sollposition kann weiterhin vorteilhafterweise einer Parallelstellung der Räder in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs entsprechen, sodass beispielsweise eine Fahrt des Fahrzeugs nicht nachteilig beeinflusst wird. Die Fehlstellung kann beispielsweise zu einer übermäßigen Abnutzung von Fahrzeugteilen führen, weswegen es vorteilhaft sein kann, die Fehlstellung frühzeitig zu erkennen. Unter einem Toleranzbereich kann vorliegend beispielsweise eine Abweichung der Radstellung von der Sollposition von bis zu 20 Grad, insbesondere von nicht mehr als 10 Grad, insbesondere von nicht mehr als 5 Grad oder gar von nicht mehr als 2 Grad verstanden werden.
Das Verfahren kann weiterhin einen Schritt des Ermittelns eines Änderungsparameters zum Verändern der Radstellung nach dem Schritt des Vergleichens umfassen, wenn das Vergleichsergebnis die Fehlstellung des Rades repräsentiert, wobei der Änderungsparameter derart ermittelt werden kann, dass der aktuelle Auslenkungswinkel an die Sollposition angenähert wird. Durch Verändern der Radstellung kann vorteilhafterweise die ermittelte Fehlstellung der Räder korrigiert werden, um vorteilhafterweise eine Weiterfahrt zu ermöglichen. Die veränderte Radstellung kann dabei beispielsweise als dauerhafte Veränderung oder alternativ als temporäre Veränderung der Radstellung durchgeführt werden, die vorteilhafterweise mindestens so lange aufrecht erhalten werden kann, bis das Fahrzeug in eine Werkstatt gebracht wurde.
In einem Schritt des Bereitstellens kann ferner ein Warnsignal an eine Schnittstelle zu einer Warneinrichtung des Fahrzeugs bereitgestellt werden, wenn das Vergleichsergebnis die Fehlstellung des Rades repräsentiert. Die Warneinrichtung kann beispielsweise als eine Anzeigeeinrichtung oder in Verbindung mit mindestens einer akustischen Warnanzeige, wie z. B. einem Lautsprecher stehen, um den Fahrer über die Fehlstellung des Rades informieren zu können. Der Fahrer kann dabei beispielsweise unter Verwendung eines aufleuchtenden Lämpchens, eines akustischen Warntons und zusätzlich oder optional haptisch oder taktil beispielsweise durch Vibration gewarnt werden.
Gemäß einer Ausführungsform können im Schritt des Einlesens die Bilddaten von dem Teilbereich des Rades und zusätzlich oder alternativ von dem Umfeldbereich des Fahrzeugs auf einer Fahrzeugseite eingelesen werden. Weiterhin können weitere Bilddaten von einem weiteren Teilbereich eines weiteren Rades und zusätzlich oder alternativ von einem weiteren Umfeldbereich des Fahrzeugs auf einer weiteren Fahrzeugseite eingelesen werden. Folglich können im Schritt des Auswertens die weiteren Bilddaten verwendet werden, um das Auswerteergebnis zu erhalten, das einen aktuellen Auslenkungswinkel des Rades und zusätzlich oder alternativ des weiteren Rades repräsentieren kann, um eine aktuelle Radstellung des Rades und zusätzlich oder alternativ des weiteren Rades zu erfassen. Die Fahrzeugseite und die weitere Fahrzeugseite können beispielsweise einander gegenüberliegend angeordnet sein. Dadurch kann die Radstellung des weiteren Rades des Fahrzeugs erfasst und vorteilhafterweise eine mögliche Fehlstellung des weiteren Rades ermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Plausibilisierens des Auswerteergebnisses umfassen, wenn der aktuelle Auslenkungswinkel des Rades um nicht mehr als einem vorbestimmten Toleranzbereich von dem aktuellen Auslenkungswinkel des weiteren Rades abweicht. Das bedeutet, dass der aktuelle Auslenkungswinkel des Rades mit dem des weiteren Rades abgeglichen werden kann. Dadurch kann festgestellt werden, ob eines der Räder die Fehlstellung aufweist. Wenn anhand des Abgleichs erkannt wird, dass nur eines der Räder eine Fehlstellung aufweist, kann der Fahrer beispielsweise aufgefordert werden, die entsprechende Kamera zu überprüfen, um diese beispielsweise zu reinigen. Alternativ kann der Fahrer dazu aufgefordert werden, eine Werkstatt aufzusuchen, wenn anhand des Abgleichs erkannt wird, dass beide Räder die Fehlstellung aufweisen, die so gravierend ist, dass eine normale Weiterfahrt nur bedingt möglich ist.
Ferner können die Bilddaten im Schritt des Einlesens von zumindest einem Teilbereich des Rades an einer Hinterachse des Fahrzeugs eingelesen werden, wobei die Bilddaten insbesondere von einem digitalen Außenspiegel erfasst werden können. Vorteilhafterweise können die Bilddaten von der Kamera erfasst werden, welche zur Implementierung einer Funktion eines digitalen Außenspiegels eingesetzt werden kann. Das bedeutet, dass die Kamera doppelfunktional eingesetzt werden kann. Ein Erfassungsbereich der Kamera kann dabei hauptsächlich in Richtung des Hecks des Fahrzeugs sein. Dadurch, dass beispielsweise auf einen zusätzlichen Sensor allein zum Detektieren der Fehlstellung von einem oder mehreren Rädern verzichtet werden kann, können Fertigungskosten und auch ein benötigter Bauraum innerhalb des Fahrzeugs reduziert werden. Alternativ kann eine Kamera verwendet werden, die einen Panoramablick ermöglicht, um beispielsweise zusätzlich zu dem Teilbereich des Rades an der Hinterachse einen Teilbereich eines weiteren Rades an einer Vorderachse des Fahrzeugs erfassen zu können.
Gemäß einer Ausführungsform können die Schritte des Verfahrens während eines Stillstands des Fahrzeuges und zusätzlich oder alternativ während einer Fahrt des Fahrzeuges durchgeführt werden. Vorteilhafterweise kann dadurch zu jedem Zeitpunkt, beispielsweise nachdem das Fahrzeug in Betrieb genommen wurde, die Radstellung des mindestens einen Rades überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden.
Weiterhin können die Schritte des Verfahrens wiederholt durchgeführt werden. Beispielsweise können die Schritte des Verfahrens in zeitlichen Abständen oder beispielsweise in einer Dauerschleife wiederholt werden, um vorteilhafterweise die Radstellung während der Fahrt zu überprüfen. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren beispielsweise jeweils bei einem Starten des Fahrzeugs und zusätzlich oder alternativ nach einem Fahrtende durchgeführt und die Räder auf mögliche Fehlstellungen überprüft werden.
Ferner wird eine Steuereinheit vorgestellt, die eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.
Eine Steuereinheit kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Steuereinheit kann eine oder mehrere geeignete Schnittstellen aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Steuereinheit umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Steuereinheit ausgeführt wird.
Es wird weiterhin ein Fahrzeug vorgestellt, das eine optische Erfassungseinheit, bevorzugt eine Kamera, zum Erfassen von Bilddaten, die zumindest einen Teilbereich eines Rades des Fahrzeugs und zusätzlich oder alternativ einen Umfeldbereich des Fahrzeugs repräsentieren, sowie eine Steuereinheit in einer zuvor genannten Variante aufweist.
Das Fahrzeug kann beispielsweise als ein Personenkraftfahrzeug oder beispielsweise als ein Nutzfahrzeug realisiert sein. Das Fahrzeug kann dabei mindestens eine Radachse aufweisen, an der zumindest ein Rad angeordnet sein kann. Die Kamera kann vorteilhafterweise als digitaler Außenspiegel eingesetzt werden, um den Teilbereich des Rades sowie den Umfeldbereich oder einen Teil davon zu erfassen. Durch die doppelte Funktionalität der Kamera können vorteilhafterweise Kosten reduziert werden. Die Steuereinheit kann beispielsweise als ein eigenständiges Steuergerät des Fahrzeugs oder als Bauteil einer Fahrzeugkomponente ausgeführt sein, beispielsweise in die Kamera in Form einer Leiterplatte integriert sein.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Erfassen einer Radstellung mindestens eines Rades eines Fahrzeugs und
3 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 100 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein zweispuriges Fahrzeug realisiert, das mindestens eine Kamera 105 und eine Steuereinheit 110 aufweist. Die Kamera 105 ist dabei ausgebildet, um Bilddaten 115 zu erfassen, die zumindest einen Teilbereich eines Rades 120 des Fahrzeugs und/oder einen Umfeldbereich 125 des Fahrzeugs 100 repräsentiert. Die Steuereinheit 110 ist ausgebildet, um ein Verfahren zum Erfassen einer Radstellung des mindestens einen Rades 120 durchzuführen oder anzusteuern, wie es in 2 näher beschrieben wird. Die Steuereinheit 110 ist dabei ausgebildet, um die Bilddaten 115 und lediglich optional weitere Bilddaten 130 beispielsweise über eine Schnittstelle zu einer weiteren Kamera 135 einzulesen und zu verarbeiten. Weiterhin ist die Steuereinheit 110 ausgebildet, um nach einem Verarbeiten der Bilddaten 115, 130 ein Warnsignal 140 an eine Schnittstelle zu einer Warneinrichtung 145 des Fahrzeugs 100 bereitzustellen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Kameras 105, 135 entgegen einer Fahrtrichtung 150 des Fahrzeugs 100 an dem Fahrzeug 100 angeordnet. Die Kamera 105 ist dabei an einer Fahrzeugseite 152 und die weitere Kamera 135 auf einer weiteren Fahrzeugseite 153 angeordnet. Die Fahrzeugseiten 152, 153 sind dabei einander gegenüberliegend angeordnet. Die weitere Kamera 135 ist dabei ausgebildet, um einen weiteren Teilbereich eines weiteren Rades 155 und/oder von einem weiteren Umfeldbereich 157 des Fahrzeugs 100 auf der weiteren Fahrzeugseite 153 zu erfassen.
Die durch die Kameras 105, 135 erfassten Räder 120, 155 sind einer Hinterachse 160 zugeordnet. Die Hinterachse 160 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Hinterradachse ausgebildet, sodass die Räder 120, 155 entsprechend als Hinterräder des Fahrzeugs 100 realisiert sind. Die Räder 120, 155 sind dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel in der hier gezeigten Darstellung parallel zueinander, jedoch nicht parallel zu einer Längsachse 165 des Fahrzeugs 100 angeordnet. Das bedeutet, dass ein aktueller Auslenkungswinkel 167 des mindestens einen Rades 120 gemäß diesem Ausführungsbeispiel nicht einem Sollwinkel 170 für die Geradeausfahrt entspricht, wie er beispielhaft anhand einer Vorderachse 175 des Fahrzeugs im Bezug zu an der Vorderachse 175 angeordneten Vorderrädern 180 dargestellt ist. Der Sollwinkel 170 entspricht gemäß diesem Ausführungsbeispiel einer Sollposition der Vorderräder 180 parallel zu der Haupterstreckungsachse 165. Die Vorderräder 180 sind hier mit einem Radlenkwinkel von 0° angeordnet, welches deren Neutral- oder Nullposition entspricht.
In anderen Worten ausgedrückt wird die mindestens eine Kamera 105, 135 in Funktion als digitaler Außenspiegel zusätzlich zur Kontrolle und Korrektur des eingestellten Radlenkwinkels an der Hinterachse, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel als aktueller Auslenkungswinkel 167 bezeichnet ist, beispielsweise im Falle eines Verlusts einer sensorisch bestimmten Absolutposition einer Hinterachslenkung des Fahrzeugs 100 verwendet. Üblicherweise verfügen Hinterachslenkungen über zwei Sensoren zur Bestimmung und Plausibilisierung der aktuellen Stellerposition, wie beispielsweise ein Rotorlagesensor zur Berechnung einer aktuellen Stellerposition, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Radstellung bezeichnet ist, und einen linearen Positionssensor am Spindeltrieb zur direkten Bestimmung der Stellerposition und/oder der Stellernulllage. Alternativ sind auch Stellerkonzepte üblich, welche ausschließlich auf die Position eines Positionssensors am Spindeltrieb regeln und keinen separaten Sensor benötigen. Diese Sensoren können somit zumindest zum Teil eingespart werden, wenn die Auslenkungen mittels der Kamera zusätzlich ermittelt werden.
Bei einer üblichen Nutzung von Fahrzeugdaten, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel und Querbeschleunigung, ist ein fehlerhafter Radlenkwinkel an der Hinterachslenkung erkennbar, wobei das Fahrzeug 100 dafür in Bewegung bleiben muss, was bei sehr großen Lenkwinkeln an der Hinterachse sicherheitskritisch sein kann. Ein dazu alternativer Einsatz beispielsweise eines Multiturn-Sensors als Rotorlagesensor ohne zusätzlichen Positionssensor am Spindeltrieb birgt ebenfalls das Risiko, dass ein Fehler im Antrieb der Hinterachslenkung, insbesondere im Getriebe, falls ein solches verwendet wird, nicht erkannt wird. Des Weiteren werden oftmals zur Reduzierung des Luftwiderstands und/oder aus Kostengründen an einem Fahrzeug digitale Außenspiegel eingesetzt.
Vor diesem Hintergrund wird der vorgestellte Ansatz beschrieben, bei dem eine Auswertung des entsprechenden Bildbereichs im digitalen Außenspiegel, welcher den hinteren Radkasten erfasst, auch im Stillstand des Fahrzeugs 100 mittels einer automatisierten Bildauswertung ermöglicht wird, sowie ein großer erkannter Lenkwinkel an den Hinterrädern mit der aktuellen Sollposition der Räder der Hinterachslenkung abgeglichen wird. Durch den hier vorgestellten Ansatz würde es sich z.B. auch erkennen lassen, wenn sich die Räder der Hinterachslenkung in der Nullposition befinden, obwohl eigentlich ein Lenkwinkel vorliegen müsste. Anhand der Nutzung beider Außenspiegel, das bedeutet beider Kameras 105, 135, wird abgeglichen, auf welcher Fahrzeugseite 152, 153 beispielsweise die Felge sichtbar ist und/oder in welche Richtung die Hinterachslenkung bewegt werden müsste, damit sie sich in Richtung der Nulllage bewegt.
Durch das mindestens grobe Einstellen der Hinterachslenkung anhand der Bilddaten der Kameras 105, 135 in einen gewissen Lenkwinkel-Korridor, der als ein Toleranzbereich beschrieben sein kann, wird zumindest eine Weiterfahrt in die nächste Werkstatt sicher ermöglicht. Bei der Weiterfahrt ist es möglich, die bereits bekannte Nutzung der Fahrzeugsensorik zur weiteren Einstellung des Radlenkwinkels an der Hinterachse zu nutzen.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Erfassen einer Radstellung mindestens eines Rades eines Fahrzeugs. Das Verfahren 200 wird dabei von einer Steuereinheit eines Fahrzeugs durchgeführt, wie es in 1 beschrieben wurde. Das Verfahren 200 umfasst dabei einen Schritt 205 des Einlesens, einen Schritt 210 des Auswertens und einen Schritt 215 des Vergleichens. Im Schritt 205 des Einlesens werden Bilddaten von einer Kamera des Fahrzeugs eingelesen, die beispielsweise als digitaler Außenspiegel verwendet wird. Die Bilddaten repräsentieren dabei zumindest einen Teilbereich des Rades und/oder einen Umfeldbereich des Fahrzeugs, der sich beispielsweise in einem Bereich einer Hinterachse des Fahrzeugs befindet. Im Schritt 210 des Auswertens werden die Bilddaten ausgewertet, um ein Auswerteergebnis zu erhalten, das einen aktuellen Auslenkungswinkel des mindestens einen Rades an beispielsweise einer Hinterachse des Fahrzeugs repräsentiert, um eine aktuelle Radstellung des mindestens einen Rades des Fahrzeugs zu erfassen. Im Schritt 215 des Vergleichens wird der aktuelle Auslenkungswinkel mit einer Sollposition verglichen, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten. Die Sollposition der Räder ist dabei beispielsweise einem Sollwinkel zugeordnet, der für den Vergleich herangezogen wird. Das Vergleichsergebnis repräsentiert dabei eine Fehlstellung des mindestens einen Rades, wenn der aktuelle Auslenkungswinkel um mehr als einen vorbestimmten Toleranzbereich von dem Sollwinkel abweicht.
Optional werden die Bilddaten im Schritt 205 des Einlesens von zumindest einem Teilbereich des Rades an einer Hinterachse des Fahrzeugs eingelesen. Insbesondere werden die Bilddaten von einem digitalen Außenspiegel des Fahrzeugs erfasst. Im Schritt 205 des Einlesens werden die Bilddaten von dem Teilbereich des Rades und/oder von dem Umfeldbereich des Fahrzeugs auf einer Fahrzeugseite sowie zusätzlich weitere Bilddaten von einem weiteren Teilbereich eines weiteren Rades und/oder von einem weiteren Umfeldbereich des Fahrzeugs auf einer weiteren Fahrzeugseite eingelesen. Folglich werden im Schritt 210 des Auswertens die weiteren Bilddaten verwendet, um das Auswerteergebnis zu erhalten, das einen aktuellen Auslenkungswinkel des Rades und/oder des weiteren Rades repräsentiert, um eine aktuelle Radstellung des Rades und/oder des weiteren Rades zu erfassen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 200 einen Schritt 220 des Plausibilisierens des Auswerteergebnisses vor dem Schritt 215 des Vergleichens, wenn der aktuelle Auslenkungswinkel des Rades um nicht mehr als einem vorbestimmten Toleranzbereich von dem aktuellen Auslenkungswinkel des weiteren Rades abweicht. Beispielsweise wird auf diese Art ermittelt, ob die Abweichung an beiden Rädern auftritt oder beispielsweise nur an einem der Räder.
Optional umfasst das Verfahren 200 einen Schritt 225 des Ermittelns eines Änderungsparameters zum Verändern der Radstellung nach dem Schritt 215 des Vergleichens, wenn das Vergleichsergebnis die Fehlstellung des Rades repräsentiert. Der Änderungsparameter wird dabei derart ermittelt, dass der aktuelle Auslenkungswinkel an die Sollposition, beziehungsweise dem Sollwinkel angenähert wird. Dadurch wird beispielsweise mindestens eine Weiterfahrt bis zu einer Werkstatt ermöglicht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 200 zudem einen Schritt 230 des Bereitstellens eines Warnsignals an eine Schnittstelle zu einer Warneinrichtung des Fahrzeugs, wie beispielsweise eine Anzeigeeinheit oder eine Akustikeinrichtung, wenn das Vergleichsergebnis die Fehlstellung des Rades repräsentiert. Die Schritte 205, 210, 215, 220, 225, 230 werden dabei optional während eines Stillstands des Fahrzeuges und/oder während einer Fahrt des Fahrzeuges durchgeführt und werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel wiederholt durchgeführt.
In anderen Worten ausgedrückt werden im Schritt 220 des Plausibilisierens die Auswerteergebnisse der Bilddaten der digitalen Außenspiegelsensoren bei einem Einsatz eines Zentralstellers als Hinterachslenkung gegeneinander plausibilisiert. Erkennt dabei eine der Kameras eine entsprechende Abweichung, wird dies mit dem Bildsignal der weiteren Kamera abgeglichen, ob auch dort diese Auffälligkeit vorliegt. Wird die Schiefstellung der Hinterräder beispielsweise nur an einer der Kameras erkannt, wird im Schritt 230 des Bereitstellens dem Fahrer eine entsprechende Meldung ausgegeben, wie beispielsweise, dass der Außenspiegelsensor gereinigt werden und/oder die Radstellung an dem entsprechenden Hinterrad kontrolliert werden sollte, da die Schiefstellung beispielsweise auf eine unfallbedingte plastische Verformung der Radaufhängung rückführbar sein kann.
Zudem ist es optional denkbar, dass die Auswertung der Bilddaten der digitalen Außenspiegel im Rahmen einer umfassenden Auswertung der Fahrzeugdaten genutzt wird, um den Lenkwinkel einer Hinterachslenkung zu plausibilisieren. Dadurch ist beispielsweise ein weiterer Positionssensor innerhalb der Hinterachslenkung zur Plausibilisierung des Auslenkungswinkels hinfällig.
3 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinheit 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Steuereinheit 110 entspricht oder ähnelt dabei der in 1 beschriebenen Steuereinheit 110 und ist entsprechend für ein Fahrzeug einsetzbar, wie es ebenfalls in 1 beschrieben wurde. Weiterhin ist die Steuereinheit 110 ausgebildet, um ein Verfahren zum Erfassen einer Radstellung mindestens eines Rades eines Fahrzeugs anzusteuern und/oder auszuführen, wie es beispielsweise in 2 beschrieben wurde.
Die Steuereinheit 110 weist dazu eine Einleseeinheit 300 und eine Auswerteeinheit 305 auf sowie eine Vergleichseinheit 310 und optional eine Bereitstelleinheit 315. Die Einleseeinheit 300 ist dabei ausgebildet, um Bilddaten 115 von einer Kamera 105 des Fahrzeugs einzulesen, wobei die Bilddaten 115 zumindest einen Teilbereich des Rades und/oder einen Umfeldbereich des Fahrzeugs repräsentieren, beispielsweise auf einer Fahrzeugseite des Fahrzeugs. Weiterhin ist die Einleseeinheit 300 ausgebildet, um weitere Bilddaten 130 von einem weiteren Teilbereich eines weiteren Rades und/oder von einem weiteren Umfeldbereich des Fahrzeugs auf einer weiteren Fahrzeugseite einzulesen. Die Auswerteeinheit 305 ist ausgebildet, um die Bilddaten 115 und/oder die weiteren Bilddaten 130 auszuwerten, um ein Auswerteergebnis 320 zu erhalten, das eine aktuelle Auslenkung bzw. einen aktuellen Auslenkungswinkel des Rades und/oder des weiteren Rades repräsentiert, um eine aktuelle Radstellung des Rades und/oder des weiteren Rades zu erfassen. Die Vergleichseinheit 310 ist ausgebildet, um den aktuellen Auslenkungswinkel mit einer Sollposition zu vergleichen, um ein Vergleichsergebnis 325 zu erhalten, das eine Fehlstellung des mindestens einen Rades repräsentiert, wenn der aktuelle Auslenkungswinkel um mehr als einen vorbestimmten Toleranzbereich von der Sollposition abweicht. Die Bereitstelleinheit 315 ist weiterhin ausgebildet, um ein Warnsignal 140 an eine Schnittstelle zu einer Warneinrichtung 145 des Fahrzeugs bereitzustellen, wenn das Vergleichsergebnis 325 die Fehlstellung des Rades repräsentiert.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug
105: Kamera
110: Steuereinheit
115: Bilddaten
120: Rad
125: Umfeldbereich
130: weitere Bilddaten
135: weitere Kamera
140: Warnsignal
145: Warneinrichtung
150: Fahrtrichtung
152: Fahrzeugseite
153: weitere Fahrzeugseite
155: weiteres Rad
157: Umfeldbereich
160: Hinterachse
165: Haupterstreckungsachse, Längsachse
167: Auslenkungswinkel
170: Sollwinkel
175: Vorderachse
180: Vorderrad
200: Verfahren zum Erfassen einer Radstellung
205: Schritt des Einlesens
210: Schritt des Auswertens
215: Schritt des Vergleichens
220: Schritt des Plausibilisierens
225: Schritt des Ermittelns
230: Schritt des Bereitstellens
300: Einleseeinheit
305: Auswerteeinheit
310: Vergleichseinheit
315: Bereitstelleinheit
320: Auswerteergebnis
325: Vergleichsergebnis

Claims

Verfahren (200) zum Erfassen einer Radstellung mindestens eines Rades (120) eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (200) die folgenden Schritte umfasst: - Einlesen (205) von Bilddaten (115) mittels einer optischen Erfassungseinrichtung (105) des Fahrzeugs (100), wobei die Bilddaten (115) zumindest einen Teilbereich des Rades (120) und/oder einen Umfeldbereich (125) des Fahrzeugs (100) repräsentieren; - Auswerten (210) der Bilddaten (115), um ein Auswerteergebnis (320) zu erhalten, das einen aktuellen Auslenkungswinkel (167) des mindestens einen Rades (120) repräsentiert, um eine aktuelle Radstellung des mindestens einen Rades (120) des Fahrzeugs (100) zu erfassen; und - Vergleichen (215) des aktuellen Auslenkungswinkels (167) mit einer Sollposition, um ein Vergleichsergebnis (325) zu erhalten, wobei das Vergleichsergebnis (325) eine Fehlstellung des mindestens einen Rades (120) repräsentiert, wenn der aktuelle Auslenkungswinkel (167) um mehr als einen vorbestimmten Toleranzbereich von der Sollposition abweicht.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, mit einem Schritt (225) des Ermittelns eines Änderungsparameters zum Verändern der Radstellung nach dem Schritt (215) des Vergleichens, wenn das Vergleichsergebnis (325) die Fehlstellung des Rades (120) repräsentiert, wobei der Änderungsparameter derart ermittelt wird, dass der aktuelle Auslenkungswinkel (167) an die Sollposition angenähert wird.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (230) des Bereitstellens eines Warnsignals (140) an eine Schnittstelle zu einer Warneinrichtung (145) des Fahrzeugs (100), wenn das Vergleichsergebnis (325) die Fehlstellung des Rades (120) repräsentiert.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im Schritt (205) des Einlesens die Bilddaten (115) von dem Teilbereich des Rades (120) und/oder von dem Umfeldbereich (125) des Fahrzeugs (100) auf einer Fahrzeugseite (152) eingelesen werden, und wobei weitere Bilddaten (130) von einem weiteren Teilbereich eines weiteren Rades (155) und/oder von einem weiteren Umfeldbereich (157) des Fahrzeugs (100) auf einer weiteren Fahrzeugseite (153) eingelesen werden, und wobei im Schritt (210) des Auswertens die weiteren Bilddaten (130) verwendet werden, um das Auswerteergebnis (320) zu erhalten, das einen aktuellen Auslenkungswinkel (167) des Rades (120) und/oder des weiteren Rades (155) repräsentiert, um eine aktuelle Radstellung des Rades (120) und/oder des weiteren Rades (155) zu erfassen.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 4, mit einem Schritt (220) des Plausibilisierens des Auswerteergebnisses (320), wenn der aktuelle Auslenkungswinkel (167) des Rades (120) um nicht mehr als einem vorbestimmten Toleranzbereich von dem aktuellen Auslenkungswinkel des weiteren Rades (155) abweicht.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im Schritt (205) des Einlesens die Bilddaten (115) von zumindest einem Teilbereich des Rades (120) an einer Hinterachse (160) des Fahrzeugs (100) eingelesen werden, insbesondere wobei die Bilddaten (115) von der Kamera (105, 135) erfasst werden, die zur Implementierung eines digitalen Außenspiegels ausgebildet ist.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Schritte (205, 210, 215, 220, 225, 230) des Verfahrens (200) während eines Stillstands des Fahrzeuges (100) und/oder während einer Fahrt des Fahrzeuges (100) durchgeführt werden.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Schritte (205, 210, 215, 220, 225, 230) des Verfahrens (200) wiederholt durchgeführt werden.
Steuereinheit (110), die eingerichtet ist, um die Schritte (205, 210, 215, 220, 225, 230) des Verfahrens (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten (300, 305, 310, 315) auszuführen und/oder anzusteuern.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte (205, 210, 215, 220, 225, 230) des Verfahrens (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen und/oder anzusteuern.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.
Fahrzeug (100), das die folgenden Merkmale aufweist: - eine Kamera (105) zum Erfassen von Bilddaten (115), die zumindest einen Teilbereich eines Rades (120) des Fahrzeugs (100) und/oder einen Umfeldbereich (125) des Fahrzeugs (100) repräsentieren; und - eine Steuereinheit (110) gemäß Anspruch 9.