用于车辆的车轮对准自动检测系统和方法与流程

1.本公开涉及一种用于车辆的车轮对准自动检测系统和方法。


背景技术：

2.本节总体上呈现了本公开的背景。在本节中所描述的范围内，当前署名的发明人的工作以及在提交时说明书中不构成现有技术的各方面，既不明示地也不暗含地被视为是本公开的现有技术。
3.有些车辆包括车轮和联接到车轮的轮胎。在使用期间，车轮可能由于各种原因而变得不对准。无论具体原因如何，都应当定期进行车轮对准检查以延长车辆轮胎的寿命。因此，期望开发一种用于自动检测车轮未对准的方法和系统。


技术实现要素：

4.本公开描述了一种用于车轮对准自动检测的系统和方法。本公开的系统为车辆用户提供车轮对准或未对准的视觉表示，从而帮助车辆用户确定是否应当对准车辆车轮。在本公开的系统和方法中，使用诸如惯性测量单元(imu)的车辆传感器来检测可能导致车轮未对准的事件，并且作为响应，通知车辆用户应当执行车轮对准自动检查。在该车轮对准自动检查期间，使用诸如相机和imu的传感器在受到命令时检查车辆是否沿直线路径行驶，从而允许车辆用户确定车轮是否未对准。由于本公开的系统和方法具有的能力，车辆用户不再需要猜测车辆车轮是否未对准。相反，本公开的系统和方法为车辆用户提供了自动检查车轮对准的可靠方式，使得车辆用户能够及时采取补救措施以延长车辆轮胎的寿命。
5.在本公开的一方面，用于车辆的车轮对准检测系统包括多个传感器，以及控制器。多个传感器中的每一个配置成生成信号。控制器与多个传感器通信并且配置成：基于来自多个传感器中的至少一个传感器的信号来检测施加在车辆上的外力；确定施加在车辆上的外力的大小是否在第一预定值与第二预定值之间；以及响应于确定施加在车辆上的外力的大小在第一预定值与第二预定值之间而命令车辆提供警报。警报指示应当执行车轮对准检查。
6.在本公开的一方面，该系统还包括与控制器通信的显示器。控制器配置成命令显示器显示指示应当执行车轮对准检查的警报。
7.在本公开的一方面，控制器配置成：监控车辆行驶的距离；确定车辆行驶的距离是否等于或大于预定距离阈值；以及响应于确定车辆行驶的距离等于或大于预定距离阈值而命令显示器显示警报。
8.在本公开的一方面，该系统还包括车辆中的至少一个安全气囊。安全气囊与控制器通信，并且控制器配置成：确定施加在车辆上的外力的大小大于第三预定值。第三预定值大于第一预定值和第二预定值。控制器还配置成：基于来自多个传感器中的至少一个传感器的信号确定至少一个安全气囊是否已经展开；以及响应于确定至少一个安全气囊没有展开并且确定施加在车辆上的外力的大小大于第三预定值而命令显示器提供警报。如上文所
讨论的，警报指示应当执行车轮对准检查。
9.在本公开的一方面，控制器配置成：命令显示器提供选择提示，以在提供警报时允许车辆用户选择是否执行车轮对准检查；以及接收车辆用户的用户输入。用户输入是车辆用户对执行车轮对准检查的选择。控制器还配置成：基于用户输入确定车辆用户想要执行车轮对准检查；以及响应于接收到用户输入而命令车辆执行车轮对准检查。
10.在本公开的一方面，控制器配置成：基于来自多个传感器中的至少一个传感器的信号来确定在车辆移动时车辆的实际车辆路径；将车辆的实际车辆路径与预定期望路径进行比较以确定路径偏移；以及确定路径偏移是否大于预定偏移阈值。
11.在本公开的一方面，控制器配置成：响应于确定路径偏移大于预定偏移阈值而生成示出实际车辆路径与预定期望路径重叠或偏离的图像；以及命令显示器显示示出实际车辆路径与预定期望路径重叠或偏离的图像。
12.在本公开的一方面，由车辆自动执行车轮对准检查，并且车辆自主操作。
13.在本公开的一方面，控制器配置成：指示车辆用户定位车辆的方向盘，使得车辆沿直线路径移动；以及指示车辆用户将车辆加速到预定速度而不改变方向盘的位置。
14.在本公开的一方面，控制器配置成命令显示器显示车轮对准检查的结果。控制器还配置成检测车轮未对准，并且响应于检测到车轮未对准而执行以下中的至少一项：(1)向车辆用户提供附近的汽车商店选项，并且接收来自车辆用户的汽车商店选择以修正车轮对准；(2)帮助车辆用户预约附近的汽车商店选项之一，以便稍后修正车轮对准；或者(3)在未来以预定时间间隔向车辆用户提供提醒。
15.本公开还描述了一种用于车辆的车轮对准检测方法。在本公开的一方面，该方法包括：检测施加在车辆上的外力；确定施加在车辆上的外力的大小是否在第一预定值与第二预定值之间；以及响应于确定施加在车辆上的外力在第一预定值与第二预定值之间而命令车辆提供警报。警报指示应当执行车轮对准检查。
16.在本公开的一方面，该方法还包括命令车辆的显示器向车辆用户显示警报。
17.在本公开的一方面，该方法还包括监控车辆行驶的距离；确定车辆行驶的距离是否等于或大于预定距离阈值；以及响应于确定车辆行驶的距离等于或大于预定距离阈值而命令车辆提供警报。
18.在本公开的一方面，该方法还包括检测施加在车辆上的外力的大小大于第三预定值。第三预定值大于第一预定值和第二预定值。该方法还包括确定车辆中的至少一个安全气囊是否已经展开，并且响应于确定至少一个安全气囊没有展开并且检测到施加在车辆上的外力的大小大于第三预定值而命令车辆提供警报。
19.在本公开的一方面，该方法还包括响应于提供警报而提示车辆用户选择是否执行车轮对准检查。车辆用户的选择是用户输入。该方法还包括响应于接收到将执行车轮对准检查的用户输入而命令车辆执行车轮对准检查。
20.在本公开的一方面，该方法还包括：在车辆运动时检测实际车辆路径，并将车辆的实际车辆路径与预定期望路径进行比较以确定路径偏移。此外，该方法包括确定路径偏移是否大于预定偏移阈值。
21.在本公开的一方面，该方法还包括响应于确定路径偏移大于预定偏移阈值而生成示出实际车辆路径与预定期望路径重叠的图像，以及命令车辆的显示器显示示出实际车辆
路径与预定期望路径重叠或偏离的图像。
22.在本公开的一方面，由车辆自动执行车轮对准检查。
23.在本公开的一方面，该方法还包括指示车辆用户定位车辆的方向盘，使得车辆沿直线路径移动，以及指示车辆用户将车辆加速到预定速度而不改变方向盘的位置。
24.在本发明的一方面，该方法还包括显示车轮对准检查的结果。
25.本公开进一步的适用领域将从以下提供的详细描述中变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
26.结合附图，从包括权利要求和示例性实施例的详细描述中，本公开的系统和方法的以上特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。
附图说明
27.根据详细描述和附图，将更全面地理解本公开，其中：
28.图1是描绘了包括车轮对准自动检测系统的车辆的实施例的框图；
29.图2是根据本公开的实施例的车轮对准自动检测方法的一部分的流程图；
30.图3是图2的车轮对准自动检测方法的另一部分的流程图；
31.图4a是图1的车辆的显示器的示意性前视图，示出了车轮对准检查图像，其中显示器配置成平视显示器(hud)；
32.图4b是图1的车辆的显示器的示意性前视图，示出了车轮对准检查图像，其中显示器配置成信息娱乐中心显示器；以及
33.图5是图2的车轮对准自动检测方法的又一部分的流程图。
具体实施方式
34.现在将详细参考在附图中展示的本公开的若干示例。尽可能地在附图和描述中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的部件或步骤。附图是简化形式的，并且没有按精确的比例绘制。
35.参照图1，车辆10基本上包括底盘12、车身14、前轮和后轮17，并且可以称为车辆系统。在所描绘的实施例中，车辆10包括两个前轮17a和两个后轮17b。车身14布置在底盘12上并且基本上包围车辆10的部件。车身14和底盘12可以共同形成车架。车轮17各自在车身14的相应拐角附近旋转地联接到底盘12。车辆10包括联接到前轮17a的前车桥19和联接到后轮17b的后车桥25。
36.在多个不同实施例中，车辆10可以是自动驾驶车辆，并且控制系统98结合到车辆10中。控制系统98可以称为系统或车轮对准自动检测系统。车辆10例如是自动控制以将乘客从一个地点运送到另一个地点的车辆。在所展示的实施例中，车辆10被描绘为皮卡车，但是应当理解，也可以使用其他车辆，包括卡车、轿车、双门小轿车、运动型多功能车(suv)、休闲车(rv)等。在一个实施例中，车辆10可以是所谓的二级、三级、四级或五级自动化系统。四级系统表示“高度自动化”，指的是由自动驾驶系统对动态驾驶任务的各方面执行特定驾驶模式，即使驾驶人员没有对干预请求做出适当响应。五级系统表示“完全自动化”，指的是在能够由驾驶人员管理的多种道路和环境条件下，由自动驾驶系统全时执行动态驾驶任务的各方面。在3级车辆中，车辆系统在所设计的区域内执行整个动态驾驶任务(ddt)。仅当如果
出现问题或车辆即将离开其能够操作的区域从而车辆10实质上“询求”驾驶员接管时，才期望车辆操作者负责退出ddt。在2级车辆中，系统提供转向、制动/加速支持、车道对中和自适应巡航控制。然而，即使启用了这些系统，驾驶位上的车辆操作者也必须处于驾驶中并持续监视自动化特征。
37.如所示出的，车辆10基本上包括推进系统20、传动系统22、转向系统24、制动系统26、传感器系统28、致动器系统30、至少一个数据存储装置32、至少一个控制器34、以及通信系统36。在多个不同实施例中，推进系统20可以包括电机(例如牵引马达)和/或燃料电芯推进系统。车辆10还可以包括电连接到推进系统20的电池(或电池组)21。因此，电池21配置成存储电能并向推进系统20提供电能。在某些实施例中，推进系统20可以包括内燃发动机。传动系统22配置成根据可选择的速度比将动力从推进系统20传递到车辆车轮17。根据多个不同实施例，传动系统22可以包括有级变速器、无级变速器或其他合适的变速器。制动系统26配置成向车辆车轮17提供制动转矩。在多个不同实施例中，制动系统26可以包括摩擦制动器、线控制动器、再生制动系统(例如电机)、和/或其他合适的制动系统。转向系统24影响车辆车轮17的位置，并且可以包括方向盘33。虽然出于说明的目的将转向系统24描绘为包括方向盘33，但是在本公开的范围内所构想的一些实施例中，转向系统24可以不包括方向盘33。
38.传感器系统28包括用于感测车辆10的外部环境和/或内部环境的可观测状况的一个或多个传感器40(即，感测装置)。传感器40与控制器34通信，并且传感器可以包括，但不限于，一个或多个雷达、一个或多个光探测和测距(激光雷达)传感器、一个或多个里程计、一个或多个探地雷达(gpr)传感器、一个或多个转向角传感器、一个或多个轮胎压力传感器、一个或多个相机(例如，光学相机和/或热相机，如后置相机和/或前置相机)、一个或多个陀螺仪、一个或多个加速度计、一个或多个速度传感器、一个或多个转向角传感器、一个或多个超声波传感器、一个或多个惯性测量单元(imu)和/或其他传感器。每个传感器40配置成生成指示车辆10的外部环境和/或内部环境的所感测的可观测状况的信号。因为传感器系统28向控制器34提供数据，所以传感器系统28及其传感器40被视为信息源(或简单地称为源)。
39.传感器系统28包括一个或多个全球导航卫星系统(gnss)收发器(例如，全球定位系统(gps)收发器)，gnss收发器配置成检测和监控路线数据(即，路线信息)。gnss收发器配置成与gnss通信以定位车辆10在全球中的位置。gnss收发器与控制器34进行电子通信。
40.致动器系统30包括一个或多个致动器装置42，致动器装置控制一个或多个车辆特征，例如但不限于推进系统20、传动系统22、转向系统24和制动系统26。在多个不同实施例中，车辆特征还可以包括内部和/或外部车辆特征，例如但不限于车门、后备箱和车厢特征(例如空气、音乐、照明等)。
41.数据存储装置32存储用于自动地控制车辆10的数据。在多个不同实施例中，数据存储装置32存储可导航环境的定义地图。在多个不同实施例中，定义地图可以由远程系统预定义并且从远程系统获得。例如，定义地图可以由远程系统组装并且(无线地和/或以有线方式)传送到车辆10并且存储在数据存储装置32上。数据存储装置32可以是控制器34的一部分、与控制器34分离、或者是控制器34的一部分以及单独系统的一部分。
42.车辆10还可以包括与车辆10的控制器34或另一控制器通信的一个或多个安全气
囊35。安全气囊35包括可充气气囊并且配置成在收起构型和展开构型之间转换，以缓冲施加在车辆10上的外力的影响。传感器40可以包括安全气囊传感器，例如imu，安全气囊传感器配置成检测外力并生成指示该外力大小的信号。控制器34配置成基于来自一个或多个传感器40(例如安全气囊传感器)的信号来命令安全气囊35展开。因此，控制器34配置成确定安全气囊35何时展开。
43.控制器34包括至少一个处理器44和非暂时性计算机可读存储装置或介质46。处理器44可以是定制处理器或市场上可获得的处理器、中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、与控制器34相关联的多个处理器之间的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、宏处理器、其组合、或一般地用于执行指令的装置。计算机可读存储装置或介质46可以包括例如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和保持存储器(kam)中的易失性和非易失性存储。kam是持久性或非易失性存储器，可以用于在处理器44断电时存储各种操作变量。计算机可读存储装置或介质46可以使用多个存储器装置来实现，例如prom(可编程只读存储器)、eprom(电prom)、eeprom(电可擦除prom)、闪存、或能够存储数据的其他电、磁、光或组合存储装置，其中一些数据表示控制器34在控制车辆10时使用的可执行指令。控制器34编程为执行下面详细描述的车轮对准检测方法100(图2)。
44.指令可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。当由处理器44执行指令时，指令使处理器44接收并处理来自传感器系统28的信号；执行用于自动地控制车辆10的部件的逻辑、计算、方法和/或算法；并且基于逻辑、计算、方法和/或算法向致动器系统30生成控制信号以自动控制车辆10的部件。尽管图1中示出了单个控制器34，但是车辆10的实施例可以包括多个控制器34，多个控制器通过合适的通信介质或通信介质的组合进行通信，并且协作以处理传感器信号，执行逻辑、计算、方法和/或算法，并且生成控制信号以自动控制车辆10的特征。
45.在多个不同实施例中，控制器34的一个或多个指令包含在控制系统98中。车辆10包括用户界面23，用户界面可以是仪表板中的触摸屏。用户界面23可以包括但不限于提供声音、车辆座椅或其他物体中的触觉反馈的一个或多个扬声器27、一个或多个显示器29、一个或多个麦克风31和/或适于向车辆10的车辆用户提供通知或从车辆用户接收输入的其他装置。用户界面23与控制器34进行电子通信，并且用户界面配置成接收来自车辆用户(例如，车辆操作者)的输入。例如，用户界面23可以包括配置成接收来自车辆用户的输入的触摸屏和/或按钮。因此，控制器34配置成经由用户界面23接收来自用户的输入。显示器29可以配置成平视显示器(hud)、信息集群显示器、和/或信息娱乐中心显示器。无论其配置如何，显示器29都能够向车辆用户(例如，车辆操作者或乘客)显示信息。扬声器27能够向车辆用户提供可听见的通知。
46.通信系统36与控制器34进行通信并且配置成与其他实体48无线地传送信息，其他实体48包括例如但不限于，其他车辆(“v2v”通信)、基础设施(“v2i”通信)、远程呼叫中心处的远程系统(例如，general motors的on-star)和/或个人设备。在某些实施例中，通信系统36是配置成利用ieee 802.11标准经由无线局域网(wlan)进行通信或通过使用蜂窝数据通信而进行通信的无线通信系统。然而，诸如专用短程通信(dsrc)信道的附加或替代通信方法也视为在本公开的范围内。dsrc信道指的是专门为汽车使用而设计的单向或双向短程到中程无线通信信道以及相应的一组协议和标准。因此，通信系统36可以包括用于接收和/或
发送信号(例如，协作感测消息(csm))的一个或多个天线和/或收发器。通信系统36配置成在车辆10与另一车辆之间无线地传送信息。进一步地，通信系统36配置成在车辆10与基础设施或其他车辆之间无线地传送信息。
47.图2是车轮对准检测方法100的一部分的流程图。方法100或其部分可以在计算机程序产品中实现，该计算机程序产品包含在计算机可读介质46中并且包括指令，指令可由控制器34的处理器44执行，以使得控制系统98实现方法指令中的一个或多个。计算机程序产品可以包括一个或多个软件程序，软件程序包括：源代码、目标代码、可执行代码或其他格式的程序指令；一个或多个固件程序；或硬件描述语言(hdl)文件；以及任何与程序相关的数据。数据可以包括数据结构、查找表或任何其他合适格式的数据。程序指令可以包括程序模块、例程、程序、对象、部件等。计算机程序可以在一个计算机上执行或者在彼此通信的多个计算机上执行。
48.程序可以包含在计算机可读介质46上，计算机可读介质可以是非暂时性的并且可以包括一个或多个存储装置、制品等。示例性计算机可读介质46包括：计算机系统存储器，例如，ram(随机存取存储器)、rom(只读存储器)；半导体存储器，例如，eprom(可擦除可编程rom)、eeprom(电可擦除可编程rom)、闪存；磁盘或光盘或磁带；和/或诸如此类。计算机可读介质46还可以包括计算机到计算机连接，例如，当通过网络连接或其他通信连接(有线、无线或其组合)来传送或提供数据时。以上示例的任何组合也包括在计算机可读介质46的范围内。因此，应当理解，方法100可以至少部分地由能够实施与方法100的一个或多个步骤相对应的指令的任何电子制品和/或装置来执行。
49.继续参照图2，方法100可以在框102处开始。在框102处，控制器34基于例如来自传感器40的一个或多个信号而检测到车辆10正在被驾驶。控制器34可以替代地基于从用户界面23接收到的用户输入而检测到车辆10正在被驾驶。无论控制器34如何检测到车辆10正在被驾驶，车辆10可以由车辆用户或控制系统98驾驶。因为车辆10可以是自动驾驶车辆，所以车辆用户不一定驾驶车辆10。相反，控制系统98可以操作和驾驶车辆10。在框102之后，方法100进行至框104。
50.在框104，控制器34配置成基于来自传感器40(例如imu)的至少一个信号检测一个或多个较小外力事件。在某些预定驾驶状况期间，例如当车辆10驶过坑洼或减速带时或者当车辆10撞到路缘或另一物体时，可能发生较小外力事件。为了确定是否发生了较小外力事件，一个或多个传感器40感测是否有外力施加在车辆10上以及该外力的大小是否在第一预定值与第二预定值之间。第一预定值和第二预定值不同，并且可以通过对车辆10进行测试来确定。控制器34可以直接或间接地测量施加在车辆10上的外力的大小，以确定是否发生了较小外力事件。作为非限制性示例，可以是传感器40之一的imu包括加速度计，并且可以测量车辆10的加速度的大小以检测较小外力事件。具体地，imu可以通过测量车辆10的加速度来检测有外力施加在车辆10上。然后imu生成信号并向控制器34发送信号。由imu生成的信号指示车辆10的加速度。一旦接收到来自imu的信号，控制器34使用该信号来确定车辆10的加速度的大小是否在第一加速度值与第二加速度值之间。如果车辆10的加速度的大小在第一加速度值与第二加速度值之间，则控制器34确定车辆10经历了较小外力事件。通过这种方式，imu间接地测量施加在车辆10上的外力的大小，并且控制器34间接地确定施加在车辆10上的外力的大小在第一预定值与第二预定值之间。如果控制器34没有检测到较小外
力事件，则方法100返回至框102。另一方面，如果方法100确定发生了较小外力事件，则方法100进行至框106。
51.在框106处，控制器34命令车辆10向车辆用户提供警报，通知车辆用户应当执行车轮对准检查。因此，警报指示应当执行车轮对准检查，并且警报可以是例如显示器29上显示的消息和/或扬声器27产生的可听见的声音。作为非限制性示例，响应于确定施加在车辆10上的外力的大小在第一预定值与第二预定值之间，控制器34可以命令显示器29将警报显示为弹出通知，告知车辆用户应当执行车轮对准。理想的是，在车辆10经历了较小外力事件之后，通知车辆用户应当执行车轮对准检查，以便识别潜在的车轮对准问题。
52.方法100还包括在框102之后执行的框108。在框108处，控制器34确定是否发生了较大外力事件。当有外力施加在车辆10上并且该外力的大小等于或大于第三预定值时，发生较大外力事件。第三预定值大于第一预定值和第二预定值，以允许控制器34区分较大外力事件和较小外力事件。为了确定是否发生了较大外力事件，一个或多个传感器40感测是否有外力施加在车辆10上以及该外力的大小是否等于或大于第三预定值。可以通过对车辆10进行测试来确定第三预定值。控制器34可以直接或间接地测量施加在车辆10上的外力的大小，以确定是否发生了较大外力事件。作为非限制性示例，可以是传感器40之一的imu包括加速度计，并且可以测量车辆10的加速度的大小以检测较大外力事件。具体地，imu可以通过测量车辆10的加速度来检测有外力施加在车辆10上。然后imu生成信号并向控制器34发送信号。由imu生成的信号指示车辆10的加速度。一旦接收到来自imu的信号，控制器34使用该信号来确定车辆10的加速度的大小是否等于或大于第三加速度值，其中第三加速度值大于第一加速度值和第二加速度值。如果车辆10的加速度的大小等于或大于第三加速度值，则控制器34确定车辆10经历了较大外力事件。通过这种方式，imu间接地测量施加在车辆10上的外力的大小，并且控制器34间接地确定施加在车辆10上的外力的大小等于或大于第三预定值。如果控制器34没有检测到较大外力事件，则方法100返回至框102。另一方面，如果方法100确定发生了较大外力事件，则方法100进行至框110。
53.在框110处，控制器34确定安全气囊35是否已经展开。作为非限制性示例，控制器34或车辆10的另一控制器可以配置成当施加在车辆10上的外力的大小大于第四预定值时使安全气囊35展开。第四预定值大于第三预定值。因此，由于控制器34可以命令安全气囊35展开，所以控制器34配置成确定安全气囊35已经展开。替代地，控制器34可以从车辆10中的其他控制器34接收指示安全气囊35已经展开的数据。如果控制器34确定安全气囊35还没有展开，则方法100进行至框106。如上文所讨论的，在框106处，控制器34命令显示器29向车辆用户提供警报，通知车辆用户应当执行车轮对准检查。理想的是，在车辆10经历了较大外力事件之后，通知车辆用户应当执行车轮对准检查，以便识别潜在的车轮对准问题。如果控制器34确定一个或多个安全气囊35已经展开，则方法100进行至框112。
54.在框112，控制器34向另一实体48发送信号，另一实体例如是远程呼叫中心(例如general motors的on-star)。该信号可以包括关于车辆10的数据，例如车辆10的位置和关于安全气囊35的信息。例如，该数据可以通知远程呼叫中心车辆10的安全气囊35已经展开。在框112处，控制器34可以使用通信系统36打开与远程呼叫中心的通信线路，以便允许车辆用户与远程呼叫中心处的人通信。
55.在执行框102之后，方法100还继续进行至框112。在框112处，控制器34基于传感器
40中的至少一个(例如里程计)的信号来监控车辆10行驶的距离。控制器34还配置成基于从一个或多个传感器40(例如，里程计)接收的至少一个信号来确定车辆10是否从特定时刻(例如，重置时间)或自最后检查点以来已经行驶了等于或大于预定距离阈值的距离。“最后检查点”表示执行最后一次车轮对准检查的时间点。可以通过对车辆10进行测试来确定预定距离阈值。作为非限制性示例，预定距离阈值可以是10,000英里。如果控制器34确定自特定时刻以来车辆10行驶的距离小于预定距离阈值(例如，10,000英里)，则不提供指示应当执行车轮对准检查的警报，并且方法100返回至框102。然而，如果控制器34确定自特定时刻以来车辆10行驶的距离等于或大于预定距离阈值，则方法100进行至框106。理想的是，一旦车辆10行驶了一定英里，就进行车轮对准检查，以便识别潜在的车轮未对准。如果检测到车轮未对准，则可以执行车轮对准过程以延长车辆轮胎的寿命。
56.图3是方法100的另一部分，示出了上文描述的框106。除了上文描述的指令之外，在框106处，控制器34命令用户界面23在提供警报的同时提供选择提示。换言之，用户界面23可以在提供警报的同时提供选择提示。选择提示允许车辆用户选择其是否想要执行车轮对准检查。例如，显示器29可以显示为用户提供选项的视觉选择提示。一个选项是执行车轮对准检查，另一个选项是拒绝车轮对准检查。控制器34可以替代地或附加地命令扬声器27产生可听见的选择提示，询问车辆用户其是否想要进行车轮对准检查。无论选择提示是如何产生的，车辆用户现在都有机会选择是否进行车轮对准检查。此时，车辆用户可以接受或拒绝车轮对准检查。为此，车辆用户可以通过用户界面23提供用户输入。如上文所讨论的，用户界面23可以包括触摸屏或按钮，以使得车辆用户能够提供该用户输入。一旦车辆用户做出选择，用户界面23向控制器34传送该选择。然后控制器34接收车辆用户的选择。因此，控制器34配置成基于用户输入确定车辆用户想要进行车轮对准检查。如果车辆用户不想进行车轮对准检查，则方法100返回至框114。如果车辆用户想要执行车轮对准检查，则方法100进行至框116。
57.在框116处，控制器34进行自动或半车轮对准自动检查，该检查可以包括如下文所讨论的若干子步骤118、120和122。为了启动车轮对准检查，控制器34通过用户界面23指示车辆用户驾驶到具有最小距离的直线路径空间(例如，100米的直线路径空间)的地点。该位置可以是停车场或具有直线路径空间的道路。替代地，控制器34可以命令车辆10自主地驾驶到这样的地点。一旦车辆10到达该地点，控制器34便执行子步骤118。
58.在子步骤118，如果车辆10是自动驾驶车辆，则控制器34可以命令车辆10自动地执行车轮对准检查；或者可以通过例如用户界面23来指示车辆用户执行某些步骤以半自动地进行车轮对准检查。如果车辆10是自动驾驶车辆，则控制器34命令车辆10的转向系统24将其转向设定为以预定速度(例如，每小时五英里)在直线路径上形驶。理想的是，在车辆10以相对较低的速度(即，预定速度)在直线路径上形驶时执行车轮对准检查，以便使车轮对准检查期间的误差降到最小。如上文所讨论的，在半自动情况中，控制器34可以替代地指示车辆用户遵循某些步骤来启动车轮对准检查。在此过程中，控制器34命令显示器29显示第一指令。第一指令需要要求车辆用户定位车辆10的方向盘33，使得车辆10沿直线路径移动。然后，控制器34命令显示器29显示第二指令。第二指令需要要求车辆用户将车辆缓慢加速到预定速度而不改变转向方向。换言之，第二指令需要要求车辆用户以预定加速度将车辆10加速到预定速度，同时保持方向盘33定位成沿直线路径驾驶车辆10。一旦车辆10以预定速
度沿直线路径行驶(自主地或者由车辆用户驾驶)，当车辆处于运动中时，诸如imu和相机的传感器40检测实际车辆路径170和预定期望路径172(如图4a和图4b所示)。然后，传感器40向控制器34发送指示实际车辆路径170的一个或多个信号。然后，控制器34基于从一个或多个传感器40接收的信号确定实际车辆路径170。然后，方法100继续进行至子步骤120。
59.在子步骤120，控制器34生成示出实际车辆路径170和预定期望路径172的图像。该图像可以示出实际车辆路径170与预定期望路径172重叠或偏离。如下文所讨论的，可以基于来自一个或多个传感器40(例如转向角传感器)的信号来确定预定期望路径。替代地，预定期望路径可以通过对车辆10进行测试来确定，并且可以存储在计算机可读存储介质46上。
60.图4a示出车辆10的显示器29，示出了实际车辆路径170和预定期望路径172。在所描绘的实施例中，显示器29配置成hud。然而，可以设想，显示器29可以具有其他配置，例如信息集群显示器或信息娱乐中心显示器。例如，显示器29配置成信息娱乐中心显示器。
61.回到图3，在子步骤120，控制器34可以确定(例如，计算)实际车辆路径170与预定期望路径172之间的路径偏移。然后，方法100继续进行至子步骤122。在子步骤122，控制器34基于路径偏移的值确定是否建议车轮对准，并命令显示器29显示车轮对准检查的结果。车轮对准检查的结果可以包括路径偏移、实际车辆路径170、预定期望路径172、和/或基于路径偏移的值指示是否建议车轮对准的通知。如果建议车轮对准，则方法100进行至框124。如下文参照图5所讨论的，如果控制器34基于路径偏移的值确定不建议车轮对准，则控制器34命令显示器29提供未检测到车轮对准问题的通知。
62.继续参照图3，在框124处，诸如轮胎压力传感器的传感器40可以测量车辆10的轮胎的轮胎压力并向控制器34发送指示轮胎压力的信号。然后控制器34基于来自传感器40(例如轮胎压力传感器)的信号确定每个车辆轮胎的轮胎压力。然后，控制器34确定是否所有轮胎的轮胎压力基本上相等。在本公开内容中，术语“基本上相等”是指可以变化
±
5％的值。如果所有轮胎的轮胎压力不是基本上相等的，则方法100进行至框126。可以设想，车辆用户可以手动测量车辆轮胎的轮胎压力。在框126处，车辆用户或技工可以调节轮胎压力，直到车辆轮胎的所有轮胎压力基本上相等。接下来，方法100返回至框106。如果所有车辆轮胎的轮胎压力基本上相等，则方法100进行至框128。
63.在框128处，控制器34命令用户界面23询问车辆用户其是否想要现在修正车轮对准。为此，控制器34可以命令显示器29向用户显示问题(例如，“现在修正车轮对准吗？”)。车辆用户可以经由用户界面23通过提供用户输入来回答该问题。控制器34接收该用户输入并确定车辆用户是否想要现在修正车轮对准。如果车辆用户不想现在修正车轮对准，则方法100进行至框130。如果车辆用户想要现在修正轮对准，则方法100进行至框132。
64.在框130处，控制器34以预定时间间隔(例如，一天一次)提醒应当执行车轮对准。这些提醒可以显示在显示器29上。用户可以通过用户界面23禁止提醒。
65.在框132处，控制器34命令传感器系统28的gnss收发器向卫星发送信号以找到最近的汽车修理店的位置。卫星返回信号，该信号具有一个或多个最近的汽车修理店的位置以及到所识别的汽车修理店的导航数据。控制器34命令显示器29显示到汽车修理店的导航指令。如果车辆10是自动驾驶车辆，则如果用户接受去汽车修理店，控制器34可以命令车辆10行驶到该店。换言之，如果检测到未对准，则控制器34可以：(1)提供附近的汽车商店选
项，然后用户可以选择最适合其的一个商店来修正车轮对准；(2)预约汽车商店，之后修正车轮对准；或者(3)控制器34可以在将来向用户提供提醒。
66.参照图5，如上文所讨论的，子步骤120需要生成示出实际车辆路径170和预定期望路径172的图像。为此，子步骤120可以包括其他子步骤134、136、138和140。子步骤134需要在车辆10以预定速度沿直线路径移动时检测方向盘33的方向盘转角。可以使用一个或多个传感器40(例如方向盘转角传感器)来测量方向盘33的方向盘转角。然后这些传感器40生成指示方向盘转角的一个或多个信号，并且这些信号被发送到控制器34。然后控制器34基于来自传感器的这些信号确定方向盘转角。然后方法100进行至子步骤136。
67.在子步骤136，控制器34基于来自传感器40(例如，方向盘转角传感器)的信号确定预定期望路径172。替代地，可以基于存储在控制器34上的理论上的直线来确定预定期望路径172。一旦确定了预定期望路径，则方法100继续进行至子步骤138。在子步骤138，控制器34生成预定期望路径172的图像(即，可视化图)，并命令显示器29显示预定期望路径172。
68.子步骤120还包括子步骤140，在该子步骤中控制器34生成实际车辆路径170的图像(即，可视化图)。如上文关于子步骤118所讨论的，控制器34从传感器40(例如imu和/或相机)接收一个或多个信号，并且在子步骤140将这些信号用于生成实际车辆路径170的图像。
69.可以以不同的方式确定实际车辆路径170。例如，在车辆10以预定速度沿直线路径移动时，控制器34可以在预定时间段内从一个或多个传感器40(例如imu或单独的陀螺仪)接收陀螺仪读数。利用陀螺仪读数，控制器34通过将来自传感器40的原始数据转换成度每秒来确定车辆10的角运动。然后在时间上对这些度每秒求平均值，从而确定实际车辆路径170。在另一示例中，控制器34可以从传感器40(例如单独的3轴加速计或imu)接收读数，以确定车辆10的加速度及其与理论上的直线的偏差。在又一示例中，控制器34可使用来自传感器40(例如加速度计和陀螺仪)的组合的读数。然后控制器34计算这些组合读数的估计值以确定实际车辆路径170。该估计值可以是归一化加权估计值，是所施加的外力的估计，利用权重项考虑加速度计/陀螺仪的重要性，并且被归一化以便于计算。替代地，控制器34可以使用一个或多个传感器40(例如方向盘转角传感器)的读数来估计前轮角度。然后利用前轮角度的估计值来确定实际车辆路径170。无论采用什么方法，都是在车辆10以预定速度移动并且方向盘33定位成沿直线路径驾驶车辆10时，在预定时间段内收集所有传感器读数。在执行子步骤138和140之后，方法100进行至子步骤122。
70.子步骤122可以包括子步骤142、144和146。在框142处，控制器34确定(即，计算)实际车辆路径170相对于预定期望路径172的路径偏移。为此，控制器34可以将车辆10的实际车辆路径170与预定期望路径172进行比较来确定路径偏移。例如，控制器34可以编程为计算实际车辆路径170与预定期望路径172之间的差异，并且该差异被确定为路径偏移。然后方法100进行至子步骤144。
71.在子步骤144，控制器34确定路径偏移是否大于预定偏移阈值。可以通过对车辆10进行测试来确定预定偏移阈值。如果路径偏移不大于预定偏移阈值，则方法100进行至框146。在框146处，控制器34命令显示器29提供没有检测到车轮对准问题的通知。如果路径偏移大于预定偏移阈值，则方法100进行至上文描述的框124。
72.虽然上文描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性的而非限制性的词语，并且应当理解，在
不脱离本公开的方案和范围的情况下可以进行各种改变。如前所述，可以组合多个不同实施例的特征以形成可能未明确描述或展示的本公开系统和方法的进一步的实施例。虽然可能已将多个不同实施例描述为提供优点或者相对于其他实施例或现有技术实施方式在一个或多个期望的特性方面是优选的，但是本领域普通技术人员会认识到，可以将一个或多个特征或特性折中以实现期望的总体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、组装容易性等。因此，在一个或多个特性方面描述为与其他实施例或现有技术实施方式相比不太理想的实施例并未超出本公开的范围，并且可能对于特定应用而言是理想的。
73.本描述内容本质上仅仅是说明性的，而绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求书之后，其他修改将变得显而易见。
74.本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取多种不同和替代的形式。附图不一定是按比例的；一些特征可以被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为用于教导本领域技术人员以多种不同方式采用本公开的系统和方法的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图展示和描述的多个不同特征可以与一个或多个其他附图中展示的特征组合，从而产生未明确展示或描述的实施例。所展示的特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可能对于特定应用或实施方式是理想的。
75.在本文中本公开的实施例可以按照功能和/或逻辑块部件和各种处理步骤来描述。应当理解，这样的块组件可以通过配置成执行指定功能的多个硬件、软件和/或固件部件来实现。例如，本公开的实施例可以采用可以在一个或多个微处理器或其他控制装置的控制下执行各种功能的各种集成电路部件，例如，存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等。另外，本领域技术人员将理解，本公开的实施例可以结合多个系统来实践，并且本文描述的系统仅仅是本公开的示例性实施例。
76.为了简洁起见，与信号处理、数据融合、信号发送、控制和系统的其他功能方面(以及系统的各个操作部件)相关的技术可以不在本文中进行详细描述。此外，本文中包含的各图中所示的连接线旨在表示各元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。应当注意，在本公开的实施例中可以存在替代的或附加的功能关系或物理连接。

技术特征：
1.一种用于车辆的车轮对准检测系统，所述系统包括：多个传感器，其中所述多个传感器中的每一个配置成生成信号；控制器，与所述多个传感器通信，其中所述控制器配置成：基于来自所述多个传感器中的至少一个传感器的信号来检测施加在所述车辆上的外力；确定施加在所述车辆上的所述外力的大小是否在第一预定值与第二预定值之间；以及响应于确定施加在所述车辆上的所述外力的大小在所述第一预定值与所述第二预定值之间而命令所述车辆提供警报，其中所述警报指示应当执行车轮对准检查。2.根据权利要求1所述的系统，还包括与所述控制器通信的显示器，其中所述控制器配置成命令所述显示器显示指示应当执行所述车轮对准检查的所述警报。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制器配置成：监控所述车辆行驶的距离；确定自最后检查点以来所述车辆行驶的距离是否等于或大于预定距离阈值；以及响应于确定所述车辆行驶的距离等于或大于所述预定距离阈值而命令所述显示器显示所述警报。4.根据权利要求2所述的系统，还包括在所述车辆中的至少一个安全气囊，其中所述安全气囊与所述控制器通信，并且所述控制器配置成：确定施加在所述车辆上的所述外力的大小大于第三预定值，其中所述第三预定值大于所述第一预定值和所述第二预定值；基于来自所述多个传感器中的至少一个传感器的所述信号确定所述至少一个安全气囊是否已经展开；以及响应于确定所述至少一个安全气囊没有展开并且确定施加在所述车辆上的所述外力的大小大于所述第三预定值而命令所述显示器提供所述警报，其中所述警报指示应当执行所述车轮对准检查。5.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制器配置成：命令所述显示器提供选择提示，以在提供所述警报时允许车辆用户选择是否执行所述车轮对准检查；接收所述车辆用户的用户输入，其中所述用户输入是所述车辆用户对执行所述车轮对准检查的选择；基于所述用户输入确定所述车辆用户想要执行所述车轮对准检查；以及响应于接收到所述用户输入而命令所述车辆执行所述车轮对准检查。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述控制器配置成：基于来自所述多个传感器中的至少一个传感器的所述信号来确定在所述车辆移动时所述车辆的实际车辆路径；将所述车辆的实际车辆路径与预定期望路径进行比较以确定路径偏移；以及确定所述路径偏移是否大于预定偏移阈值。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制器配置成：生成示出所述实际车辆路径与所述预定期望路径重叠或偏离的图像；以及命令所述显示器显示示出所述实际车辆路径与所述预定期望路径重叠或偏离的所述
图像。8.根据权利要求7所述的系统，其中由所述车辆自动执行所述车轮对准检查，并且所述车辆自主操作。9.根据权利要求7所述的系统，其中所述控制器配置成：指示所述车辆用户定位所述车辆的方向盘，使得所述车辆沿直线路径移动；以及指示所述车辆用户将所述车辆加速到预定速度而不改变所述方向盘的位置。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制器配置成：如果检测到未对准，则命令所述显示器显示所述车轮对准检查的结果；检测车轮未对准；响应于检测车轮未对准而执行以下中的至少一项：(1)向所述车辆用户提供附近的汽车商店选项，并且接收来自所述车辆用户的汽车商店选择以修正车轮对准；(2)预约所述附近的汽车商店选项中的一个，以便稍后修正车轮对准；或者(3)在未来以预定时间间隔向所述车辆用户提供提醒。

技术总结
一种用于车辆的车轮对准检测系统，包括多个传感器、以及控制器。多个传感器中的每一个配置成生成信号。控制器与多个传感器通信并且配置成：基于来自多个传感器中的至少一个传感器的信号来检测施加在车辆上的外力；确定施加在车辆上的外力的大小是否在第一预定值与第二预定值之间；以及响应于确定施加在车辆上的外力的大小在第一预定值与第二预定值之间而命令车辆提供警报，其中警报指示应当执行车轮对准检查。对准检查。对准检查。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/9/13