CN105829180B - 用于检测机动车辆驾驶在不良道路表面上的情形的方法和装置 - Google Patents

用于检测机动车辆驾驶在不良道路表面上的情形的方法和装置 Download PDF

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Abstract

用于检测机动车辆驾驶在不良道路表面上的装置，该装置包括：用于接收有关于这些车轮的转速(ωij)的信号的器件，这些信号来自用于每个车轮的多个车轮转速传感器，以及处理器件(10，11，12，13，14，15)，这些处理器件用于将带通滤波应用至所接收的信号以便于：隔离表示在所接收的信号中存在的低频噪声的低频分量；从而计算因此过滤的转速信号(ωij (f))的最大值(ωmax (f))，经计算的所述最大值表示对于所有车轮的低频噪声的最大值；将所述最大值关于一个阈值(S1)进行阈值处理；并且在预定运行距离上和无车轮滑动时对所述最大值(ωmax (f))跨越阈值(S1)的次数的预定数量计数后，检测驾驶在不良道路表面上的情形的开始。

Description

用于检测机动车辆驾驶在不良道路表面上的情形的方法和 装置
技术领域
在第一方面，本发明涉及一种方法，该方法用于针对装备有用于该车辆的每个车轮的多个车轮转速传感器的机动车辆来检测驾驶在不良道路表面上的情形。根据本发明的另一个方面，本发明还涉及一种用于执行该方法的装置。
背景技术
术语“不良道路表面”例如指具有波状板金属类型道路纵断面的不平整道路，该不平整道路根据车辆的速度将导致在车辆水平处的某些表现，很可能对舒适度产生不利地影响。
已知根据道路特性在车辆的车轮处控制阻尼以便提高舒适度。受控阻尼***使得能够主要基于(由传感器的测量)动态情形、或者基于由驾驶者(选择者)选择的模式来改变舒适度。
从专利文件FR 2914993中已知一种方法，该方法用于检测不良道路表面而不需要使用附加传感器，例如悬架行程传感器。这种方法实质上基于对在来自四个车轮速度传感器的信号中存在的高频噪声的幅值的分析，这些车轮速度传感器被有利地安装在装备有主动安全***(例如专用于车轮牵引控制或防抱死制动的***)的所有车辆上。更确切地，这种方法使用了对来自车轮的转速信号的高通滤波并且基于由四个过滤车轮速度信号的最大值跨越阈值的一组数量来检测不良道路表面情形，该最大值表示对于所有四个车轮和对于给定持续时间和不存在车轮滑动时的高频噪声的最大值。这种方法通过将高通滤波应用至车轮速度信号，因此使得能够不用附加传感器来检测车辆驾驶在高频道路纵断面上的情形，即，在障碍物之间具有短距离的不平整道路上，典型地特征为相对于车身和/或车轮的突然车轮移动。然而，这种方法局限于仅检测和考虑了驾驶在高频不良道路表面上的情形而没有覆盖其他不良道路表面情形，例如具有低频道路纵断面的道路，相当地导致涉及不利地影响舒适度的车身移动的车辆表现。
还需要一种用于检测驾驶在不良道路表面上的情形的***，该***能够考虑低频不良道路表面的情形以便在削弱道路在这些情形下强加在车辆上的应力并且不需要昂贵的附加传感器。
发明内容
为此目的，提出了一种方法，该方法用于检测针对一种机动车辆驾驶在不良道路表面上的情形，该机动车辆装备有用于所述机动车辆的每个车轮的多个车轮转速传感器，所述过程的特征在于其包括以下步骤：
-从所述传感器接收有关于这些车轮的转速的多个信号；
-对所接收的有关于这些车轮的转速的信号进行带通滤波以隔离低频分量，这些低频分量表示在所接收的信号中存在的低频噪声；
-计算有关于这些车轮的转速的因此过滤的信号的最大值，经计算的所述最大值表示对于所有车轮的低频噪声的最大值；
-将经计算的所述最大值关于一个设定阈值进行阈值处理；
-检测驾驶在不良道路表面上的情形的开始，包括在预定运行距离上和当不存在车轮滑动时对由经计算的所述最大值跨越阈值的预定数量的计数。
有利地，该阈值是根据车辆的速度来设定的。
该方法有利地包括用于控制与这些车轮关联的多个减震器的一个步骤，该步骤在于：在检测到驾驶在不良道路表面上的情形的开始后修改在这些车轮处的阻尼，对在这些车轮处的阻尼的所述修改在于增加与这些车轮关联的这些减震器的校准值。
选地，对有关于这些车轮的转速的信号进行带通滤波可以包括在1Hz量级的低截止频率和在3Hz量级的高截止频率。
有利地，该方法包括一个步骤，该步骤用于：在已经检测到驾驶在不良道路表面上的情形开始之后，当达到预定最小车辆速度时，检测驾驶在不良道路表面上的情形的结束。
有利地，该方法包括一个步骤，该步骤用于：在已检测到驾驶在不良道路表面上的情形开始之后，当行进最小运行距离而没有再次检测到驾驶在不良道路表面上的情形时，检测驾驶在不良道路表面上的情形的结束。
该方法有利地包括监测至少一个车轮发生滑动的一个同时步骤以及在至少一个车轮上检测到滑动的事件中禁止所述过程直到返回没有车轮滑动的情形为止的一个步骤。
优选地，对车轮滑动的检测在于对所接收的有关于这些车轮的转速的信号进行低通滤波、计算因此过滤的每个速度信号的最小值和最大值、将在对于每个过滤的信号的所述最小值与最大值之间的差值与一个预定滑动阈值进行比较、并且如果这个差值在一段预定持续时间内大于所述滑动阈值则检测车轮滑动。
此外，提出了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括当这个程序在处理器上运行时用于执行上述方法步骤的指令。
上述检测方法因此可以通过数字处理器件来执行，例如微处理器、微控制器或诸如此类。
此外，提出了一种用于检测机动车辆驾驶在不良道路表面上的情形的装置，所述装置包括：
用于从用于所述车辆的每个车轮的多个车轮转速传感器接收有关于这些车轮的转速的信号的接收器件，以及
用于应用对所接收的信号进行带通滤波的处理器件，这些处理器件旨在用于：隔离表示在所接收的信号中存在的低频噪声的低频分量；计算因此过滤的有关于这些车轮的转速的信号的最大值，经计算的所述最大值表示对于所有车轮的低频噪声的最大值；将经计算的所述最大值关于一个设定阈值进行阈值处理；并且在预定运行距离上和当不存在车轮滑动时对由经计算的所述最大值跨越阈值的预定数量的计数之后，检测驾驶在不良道路表面上的情形的开始。
这个装置可以例如包括或者被整合到一个或多个处理器中。
此外，提出了一种机动车辆，该机动车辆包括如上所述的检测装置。
附图说明
本发明的另外的特征和优点将从阅读结合附图通过非限制性实例的方式给出的本发明的具体实施例的以下说明中变得清楚，在附图中：
-图1是展示了本发明的方法的运行的功能图；
-图2是展示了根据本发明的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
根据本发明用于检测驾驶在不良道路表面上的情形的方法应用于配备有多个车轮转速传感器的车辆，这些车轮转速传感器被适配成分别对车辆的四个车轮提供四个转速信号ωij。每个车轮是以一对i、j下标来指代的，i对于前车轮等于1并且对于后车轮等于2，并且j对于左车轮等于1并且对于右车轮等于2。
使用四个车轮速度信号的优点是，这些信号在其是由车辆的其他安全和舒适相关的应用所使用的参数的情况下可以直接在车辆的CAN网络上获得。因为本发明的方法在于单独使用来自四个车轮速度的这个信息，不需要提供附加传感器(运动传感器或加速计)来检测低频类型的不良道路表面，如将在以下更详细地讨论的。
最初，从驾驶在良好道路表面上的情形步骤E0开始，首先执行对有关于车轮的转速的这四个信号的接收步骤E1。该方法然后被适配成对在所接收的这些信号中存在的低频噪声的幅值进行分析。为此，在步骤E2中，过滤器模块10执行对所接收的四个信号ωij的带通滤波。这种带通滤波旨在隔离所接收的信号的低频分量，同时消除主要由于转弯情形而产生的持续分量。所发送的频带有利地在(对于低截止频率)至少0.5Hz、优选约1Hz与(对于高截止频率)至少2.5Hz、优选约3Hz之间，低截止频率和高截止频率构成了该***的配置参数。为此，根据实施例，带通滤波器优选地使用具有对应于所述高截止频率的截止频率的二阶低通滤波器、接下来是优选地具有对应于所述低截止频率的截止频率的三阶高通滤波器。因此在滤波模块10的输出端处获得了四个带通过滤的信号ωij (f)。
这种带通滤波之后是对因此过滤的有关于车轮转速的信号的阈值处理步骤E3。为此，用于计算四个带通过滤信号ωij (f)的最大值的模块11被适配成计算这四个带通过滤信号在每个采样时间的最大值ωmax (f)，该最大值表示在这四个车轮之一上存在的最大低频噪声。然后，阈值处理模块12被适配成将这四个过滤的信号的最大值ωmax (f)与阈值S1进行比较并且递送阈值处理信号SS1，例如，如果带通过滤信号的最大值ωmax (f)大于所述阈值S1则该阈值处理信号采取值1并且如果事实并非如此则采取值0。
有利地根据车辆的速度和/或根据由驾驶者选择的受控阻尼***的控制模式来设定阈值S1。阈值S1可以例如借助于根据上述参数来建立的适当的映射来参数化。
在步骤E4中，同时监测在车辆的车轮之一上发生滑动，以便在必要时在车辆的至少一个车轮上检测到滑动的事件中禁止在步骤E5中的由该方法执行的计算，直到返回到没有车轮滑动的情形为止。滑动情形有可能使低频不良道路表面检测方法失真。为此，与由模块10、11和12实施的步骤同时，滤波模块13实施对来自传感器的有关于车轮转速ωij的四个信号进行低通滤波，旨在去除影响这些信号各自的噪声。这个滤波模块13优选地执行一阶低通滤波器，该一阶低通滤波器的截止频率也是进程配置参数。因此，滤波模块13的输出端递送仅包含纯速度而没有噪声的四个低通过滤速度信号ωij (PB)，所述信号被提供至分析模块14，该分析模块被适配成基于这四个低通过滤速度信号来检测这些车轮之一的滑动。为此，分析模块14被适配成：分析每个低通过滤信号ωij (PB)的最小值与最大值之间的差值，通过将该差值与滑动阈值进行比较，如果这个差值在一段预定持续时间大于所述滑动阈值则检测车轮滑动。然后由分析模块14递送车轮滑动状态的检测信号SG，例如，当检测到车轮滑动时该检测信号预期采取值1并且如果事实并非如此则维持为值0。
根据本方法，当没有检测到车轮滑动时，实施步骤E6，从而由从四个带通过滤信号ωij (f)的最大值ωmax (f)的阈值处理模块12的输出端提供的布尔信号SS1来检测驾驶在低频不良道路表面上的情形的开始。基于在预定运行距离上和当不存在车轮滑动时由所述最大值ωmax (f)跨越阈值S1的预定数量来更加精确地确定这种检测。为此，检测模块15被适配成在阈值处理信号SS1的每个上升沿上(换言之，在每次有关于车轮的转速的四个带通过滤信号的最大值ωmax (f)超过阈值S1时)使计数器增量。因此，当所计数的跨越数量达到预定数量时产生对低频不良道路表面的开始的检测，该预定数量是在车辆的运行距离上自行设定的配置参数，在此过程中，不间断地获得值为1的阈值处理信号并且不存在车轮滑动。换言之，当在道路延伸的一定设定距离上和当不存在车轮滑动情况下低频噪声的振荡的幅值被认为足够时，驾驶在低频不良道路表面上的情形的开始的检测被确认有效。在步骤E7处的对考虑到设定距离由车辆在这个相同的阈值信号状态下行进的距离足够的验证确定的是，道路的这种延伸实际上对应于驾驶在低频不良道路表面上的情形，以便避免对驾驶在低频不良道路表面上的情形的不合时宜的检测。换言之，这个步骤有助于使该过程针对误差更加鲁棒。这个步骤E7在确定驾驶在低频不良道路表面上的情形的情况下递送检测信号SD，该检测信号的对于值1的通道在步骤E8中例如表明驾驶在不良道路表面的情形的检测的开始。
当在步骤E7之后检测到驾驶在低频不良道路表面上的情形时，由有关于车轮的转速的四个带通过滤信号的最大值ωmax (f)跨越阈值S1的计数器被重置为零。当检测到车轮滑动时(信号SG变为1)，这个计数器也重置为零。
当检测到驾驶在低频不良道路表面上的情形时，检测信号SD可以例如被发送至受控阻尼***的控制单元16，使其可以控制与车轮关联的减震器以便在步骤E9中修改车轮的阻尼。具体地，阻尼***可以被控制成使得在驾驶在低频不良道路表面上的情形中增加减震器的校准值并且因此提高舒适度。
该过程还被适配成检测行进在低频不良道路表面上的结束，这发生在已检测到驾驶在低频不良道路表面上的情形时。该过程更确切地被适配成能够在两种情况下(当达到车辆的预定最小速度时、或由车辆行进的最小驾驶距离没有经由如上所述的应用至阈值处理信号SS1的过程再次检测到驾驶在不良道路表面上的情形时)退出驾驶在不良道路表面上的情形。在检测到了不良道路表面情形时，当检测到车轮滑动时也可以检测不良道路表面的结束。

Claims (10)

1.一种用于检测针对一种机动车辆驾驶在不良道路表面上的情形的方法，该机动车辆装备有用于所述机动车辆的每个车轮的多个车轮转速传感器，所述方法的特征在于其包括以下步骤：
-从所述传感器接收(E1)有关于这些车轮的转速(ωij)的多个信号；
-对所接收的有关于这些车轮的转速的信号进行带通滤波(E2)以隔离低频分量，这些低频分量表示在所接收的信号中存在的低频噪声；
-计算有关于这些车轮的转速的因此过滤的信号(ωij (f))的最大值(ωmax (f))，经计算的所述最大值表示对于所有车轮的低频噪声的最大值；
-将经计算的所述最大值关于一个设定阈值(S1)进行阈值处理(E3)；
-检测(E6)驾驶在不良道路表面上的情形的开始，包括在预定运行距离上和当不存在车轮滑动时对由经计算的所述最大值(ωmax (f))跨越阈值(S1)的预定数量的计数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该阈值(S1)是根据车辆的速度来设定的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法包括用于控制与这些车轮关联的多个减震器的一个步骤(E9)，该步骤在于：在检测到驾驶在不良道路表面的情形的开始后修改在这些车轮处的阻尼，对在这些车轮处的阻尼的所述修改在于增加与这些车轮关联的这些减震器的校准值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对有关于这些车轮的转速的信号进行带通滤波包括在1Hz量级的低截止频率和在3Hz量级的高截止频率。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括一个步骤，该步骤用于：在检测到驾驶在不良道路表面上的情形开始之后，当达到预定最小车辆速度时，检测驾驶在不良道路表面上的情形的结束。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括一个步骤，该步骤用于：在已检测到驾驶在不良道路表面上的情形开始之后，当行进最小运行距离而没有再次检测到驾驶在不良道路表面上的情形时，检测驾驶在不良道路表面上的情形的结束。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括监测至少一个车轮发生滑动的一个同时步骤(E4)以及在至少一个车轮上检测到滑动的事件中禁止所述方法直到返回没有车轮滑动的情形为止的一个步骤(E5)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对车轮滑动的检测在于对所接收的有关于这些车轮的转速(ωij)的信号进行低通滤波、计算因此过滤的每个速度信号(ωij (PB))的最小值和最大值、将在对于每个过滤的信号(ωij (PB))的所述最小值与最大值之间的差值与一个预定滑动阈值进行对比、并且如果这个差值在一段预定持续时间内大于所述滑动阈值则检测车轮滑动。
9.一种用于检测机动车辆驾驶在不良道路表面上的情形的装置，所述装置包括：
用于从用于所述车辆的每个车轮的多个车轮转速传感器接收有关于这些车轮的转速(ωij)的信号的接收器件，以及
用于应用对所接收的信号进行带通滤波的处理器件(10，11，12，13，14，15)，这些处理器件旨在用于：隔离表示在所接收的信号中存在的低频噪声的低频分量；计算因此过滤的有关于这些车轮的转速(ωij (f))的信号的最大值(ωmax (f))，经计算的所述最大值(ωmax (f))表示对于所有车轮的低频噪声的最大值；将经计算的所述最大值关于一个设定阈值(S1)进行阈值处理；并且在预定运行距离上和当不存在车轮滑动时对由经计算的所述最大值(ωmax (f))跨越阈值(S1)的预定数量的计数之后，检测驾驶在不良道路表面上的情形的开始。
10.一种装备有用于车辆的每个车轮的多个车轮转速传感器的机动车辆(1)，其特征在于，该机动车辆包括如权利要求9所述的一个检测装置(10)。
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