[發(fā)明專利]用于在車輛中確定道路特性的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710859440.6
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107933559B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: H·古爾文;T·古斯塔夫松;M·舍爾德
• 申請（專利權）人: 沃爾沃汽車公司
• 主分類號: B60W40/00
• 分類號: B60W40/00;B60W40/10;B60W40/105
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

提供了一種用于在車輛中確定道路特性的方法，所述方法包括：獲得沿x、y和z方向的車輛加速度；獲得齒條力；獲得用于所有四個車輪中每個的車輪速度；基于車輪速度確定車輪速度能量；基于車輪的相應車輪速度確定所有四個車輪的車輪滑移；基于車輛加速度和車速確定沿x、y和z方向中每個的加速能量；基于檢測的齒條力確定齒條力能量；并且基于車輪速度能量、齒條力能量和車速確定道路特性。還提供了執(zhí)行所述方法的系統(tǒng)。

技術領域

本發(fā)明涉及在車輛中用于檢測和分類路面粗糙性和干擾的方法和系統(tǒng)。

背景技術

現(xiàn)代車輛包含更多數(shù)量的傳感器以便檢測一系列的環(huán)境和車輛參數(shù)。特別地，利用用于自駕駛和主動安全的傳感器的車輛嚴重依賴不同類型的各種傳感器來控制車輛性能。

但是，在車輛駛過可能包括坑洼、粗糙瀝青、未鋪砌道路、碎石路、雪、鵝卵石等等的粗糙路面時，為車輛和傳感器帶來了干擾。這種干擾可能又會導致來自傳感器的錯誤讀數(shù)。

通過利用現(xiàn)有的車輛動態(tài)傳感器連同軟件和算法檢測這種路面，車輛系統(tǒng)能彌補所述干擾并且提供更好的功能。例如能夠向車輛懸架系統(tǒng)提供道路粗糙性信息。此外，有關道路干擾例如凍脹和坑洼的信息可能是養(yǎng)護工所關注的，以提高道路質量和避免事故。

US 9108640公開了一種系統(tǒng)，其中四個豎直位移傳感器(分別用于每個車輪)可被添加于沖擊并藉此用于檢測車輪的豎直移動，并且以該種方式利用車輛GPS確定和報告道路質量。

但是，仍然期望用于識別道路特性的改進系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內容

鑒于上述以及現(xiàn)有技術的其它缺陷，本發(fā)明的一個目的是提供一種在車輛中用于確定道路特性的改進方法和系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了在車輛中用于確定道路特性的方法，所述方法包括：檢測沿x、y和z方向的車輛加速度；檢測齒條力(rack force)；檢測用于所有四個車輪中每個的車輪速度；基于車輪速度確定車輪速度能量；基于車輪的相應車輪速度確定所有四個車輪的車輪滑移(wheel slip)；基于車輛加速度和車速確定沿x、y和z方向中每個的加速能量；基于檢測的齒條力確定齒條力能量；并且基于車輪速度能量、齒條力能量和車速確定道路特性。

本發(fā)明基于這樣的認識：利用車輛中現(xiàn)有的傳感器和設備通過組合來自車輪速度傳感器、加速度傳感器和齒條力傳感器的信息獲得道路特性的精確確定。特別地，利用有關齒條力的信息使得可能得到道路特性的更詳細信息，在下文中將進一步詳述。

齒條力此處被限定為作用于車輛轉向齒條上的力。因為齒條力提供有關作用于車輛轉向輪上的力的信息，藉此可利用檢測到的或確定的齒條力來得到路面特性。

通過對取決于時間的輸入信號進行積分得到用于確定道路特性的相應能量，其中輸入信號可為時間連續(xù)的或時間離散的。典型地，移除靜態(tài)能量水平。與如何基于各種輸入信號確定信號能量相關的其它細節(jié)是信號處理領域眾所周知的并且不再贅述。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，確定道路特性可進一步包括確定在適合頻帶中沿x、y和z方向的車輛加速度。車速增加可能導致獲得的加速能量的頻率增加。藉此，加速度的頻帶能夠適應當前車速。實際上，頻帶的選擇可被視為在確定加速能量之前(即積分之前)施加于加速度信號的帶通濾波器。適合頻帶因而可與速度成比例從而更高的車速導致更高頻率下的頻帶。

此外，更高車速可能產生具有更高幅度的加速能量。因此，根據(jù)車速換算加速能量以利于在不同車速下檢測不同類型的表面。還應當注意，車速與加速度幅度之間的關系可為線性或非線性的，并且可根據(jù)經(jīng)驗或分析地獲得用于不同車速或速度區(qū)間的適宜定標因數(shù)或定標函數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，車輪速度能量可被確定為適合頻帶中的單獨車輪速度能量。通過單獨確定用于各個車輪的車輪速度，可能識別僅影響四個車輪的子集合的路面特性，例如可能僅影響右或左側車輪的洞或凸起。