CN101198505A - 用于检测低摩擦值车行道的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测低摩擦值车行道的存在的方法，其中－预先规定包含一个或多个预先确定的行驶情形类型的群，－确定在所述群中所包含的行驶情形类型的至少两次出现，其中不必要必须是同一行驶情形类型，和－根据此来检测低摩擦值车行道的存在。

Description

用于检测低摩擦值车行道的方法和装置

现有技术

通过联合仪器向驾驶员对光滑车行道的公知警告以所测量的外界温度为基础。如果该外界温度未超过预先规定的值、例如4℃，则例如在联合仪器的显示器上出现关于可能的道路光滑的警告消息。在此不考虑实际的车行道状态，并且如果不存在道路光滑性，而仅仅低温占主导，则也生成警告。

发明优点

本发明涉及一种用于检测低摩擦值车行道的或具有低摩擦值的车行道的存在的方法，其中

-预先规定含有一个或多个预先确定的行驶情形类型的群，

-确定在该群中所包含的行驶情形类型的至少两次出现，其中不必必须是同一行驶情形类型，和

-与此有关地检测低摩擦值车行道的存在。

因此可以比在采用外界温度计时更精确和更正确地检测低摩擦值车行道。

本发明的一种有利的扩展方案的特征在于，所述群含有至少两个不同的行驶情形类型。通过考虑更宽广的行驶情形范围，进一步改善检测的可靠性。

本发明的一种有利的扩展方案的特征在于，

-对于每一个所出现的预先确定的行驶情形类型，确定代表存在低摩擦值车行道的概率的光滑性参量，和/或确定高摩擦值参量，所述高摩擦值参量代表存在具有高摩擦值的车行道的概率，和

-根据所确定的光滑性参量和/或所确定的高摩擦值参量来检测低摩擦值车行道的存在。

由此可以在出现不同的行驶情形时以不同的加权将所述不同的行驶情形考虑到对低摩擦值车行道的存在的确定中。

本发明的一种有利的扩展方案的特征在于，

-对于每一个所出现的预先确定的行驶情形类型，确定加权参量，所述加权参量取决于该出现的预先确定的行驶情形类型存在多长时间。

因此考虑，长时间持续的行驶情形允许比仅短时存在的行驶情形更精细地推断出低摩擦值车行道的存在。

本发明的一种有利的扩展方案的特征在于，根据关系式

$f\_\mathrm{low}\_\mathrm{mue}=$

$\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}f\_\mathrm{low}\_\mathrm{mue}\_\mathrm{event}\_i\·\mathrm{Gew}\_i}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}f\_\mathrm{low}\_\mathrm{mue}\_\mathrm{event}\_i\·\mathrm{Gew}\_i+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}f\_\mathrm{high}\_\mathrm{mue}\_\mathrm{event}\_i\·\mathrm{Gew}\_i}$

确定参量f_low_mue，所述参量是存在低摩擦值车行道的概率的尺度，并且如果参量f_low_mue超出预先规定的极限值，则将低摩擦值车行道检测为存在的，

其中，在所说明的关系式中，

-i是所出现的预先确定的行驶情形类型的数量用的一起运行的计数器，

-f_low_mue_event_i和f_high_mue_event_i是针对第i个所出现的预先确定的行驶情形类型所确定的光滑性参量和高摩擦值参量，

-Gew_i是第i个所出现的预先确定的行驶情形类型的加权参量。

本发明的一种有利的扩展方案的特征在于，至少一个预先确定的行驶情形类型与车轮打滑调节系统是否是激活的(aktiv)有关。

本发明的一种有利的扩展方案的特征在于，至少一个预先确定的行驶情形类型与由驾驶员所执行的制动的制动踏板操作的强度有关。

本发明的一种有利的扩展方案的特征在于，至少一个预先确定的行驶情形类型与存在的运输工具加速度有关。

本发明的一种有利的扩展方案的特征在于，至少一个预先确定的行驶情形类型与在制动过程期间运输工具减速(Fahrzeugverzgerung)和至少一个车轮减速之间的差有关。

本发明的一种有利的扩展方案的特征在于，至少一个预先确定的行驶情形类型与每单位时间车轮减速的变化有关。

在无显著的附加耗费的情况下，利用在现代运输工具中所存在的传感器可以确定所述参量，诸如车轮打滑调节系统的状态、制动踏板操作的强度、运输工具加速度、车轮减速、运输工具减速、和每单位时间车轮减速的变化，并且因此允许不耗费地检测预先规定的行驶情形类型。

本发明的一种有利的扩展方案的特征在于，在检测到低摩擦值车行道的情况下实现驾驶员警告。因此提示驾驶员，将其驾驶方式与车行道特性相匹配。

用于检测低摩擦值车行道的存在的本发明装置含有：

-存储器装置，其中存储有含有一个或多个预先确定的行驶情形类型的群，

-确定装置，其中确定在所存储的群中所包含的行驶情形类型的至少两次出现，其中不必必须是同一行驶情形类型，和

-检测装置，利用所述检测装置根据在确定装置中所确定的、在所存储的群中所包含的行驶情形类型的至少两次出现来检测低摩擦值车行道的存在。

本发明方法的一种有利的扩展方案也表示为本发明装置的有利扩展方案并且反之亦然。

附图说明

附图由图1至3组成。

图1展示了本发明方法的基本流程。

图2展示了本发明装置的基本结构。

图3展示了本发明的一种实施形式。

实施例

通过本发明能够通过通常的制动调节功能ABS、ASR和ESP(ESP＝“电子稳定程序(Electronic Stability Program)”)和通常采用的传感器系统(横向加速度、偏航率(Gierrate)、方向盘角度、车轮转速)获得关于占主导的车行道状态的信息，并且只有在所识别出道路光滑时才通过联合仪器向驾驶员显示警告。

本发明以以下的事实为基础，即在积雪光滑的车行道上，当比在干燥的车行道上低得多的加速度或减速时就导致了ABS/ASR/ESP干涉。从在轻微制动时的车轮信号中可以获得车行道光滑的附加标志，而也不导致ABS调节。此外，所出现的高加速度是对于干燥的和不滑的车行道的标志。本发明的优点是，只有当道路光滑真正占主导时，才向驾驶员输出警告。避免了驾驶员习惯于持续显示的警告，如在温度触发的方案中所发生的那样。在具有常规ESP或ABS系统的运输工具中，如果导致了ABS调节，则驾驶员通过制动踏板的脉动来获悉反馈。但是在具有EHB系统(EHB＝“电液压制动器(elektrohydraulische Bremse)”)的运输工具中取消了该反馈。按照本发明给司机的警告可以代替该缺失的反馈。

用于估计车行道状态的算法基于对不同的行驶状态的分析，所述行驶状态对于积雪光滑的车行道或对于干燥的沥青是典型的。

积雪光滑的车行道的典型的行驶状态：

行驶状态A1：

存在微小的运输工具加速度，并且ASR或ESP调节是激活的。

行驶状态A2：

存在微弱的制动过程，并且ABS调节是激活的。

行驶状态A3：

-存在微弱的制动过程，并且

-在至少一个车轮减速和所确定的运输工具减速之间存在大的差，并且

-存在不平稳的车轮行为，可从车轮减速的时间导数的、即车轮的反向曲线走向的大的值上来识别。

针对干燥沥青的典型行驶状态：

行驶状态B1：

-存在微弱的制动过程，并且

-在至少该车轮减速和所确定的运输工具减速之间存在微小的差，并且

-存在平稳的车轮特性，可从车轮减速的时间导数的小的值上来识别。

行驶状态B2：

存在至少中等强烈的制动过程，并且ABS调节不是激活的。

行驶状态B3：

存在至少中等强烈的运输工具加速度，而ASR或ESP调节不是激活的。

行驶状态B4：

存在高的运输工具加速度。

状态A1、B3和B4中所分析的运输工具加速度a尤其是总运输工具加速度，该总运输工具加速度可以具有纵向加速度分量和横向加速度分量。该总运输工具加速度根据下式来确定：

a＝SQRT(ax²+ay²)

其中，SQRT表示平方根函数，ax是例如从车轮转速传感器信号中所确定的运输工具纵向加速度，和ay是例如借助横向加速度传感器所测量的横向加速度。

例如根据利用前压传感器所识别的前压(Vordruek)和/或例如从车轮转速中所确定的运输工具纵向加速度或减速来识别在状态A2、A3、B1和B2中制动过程的强度。

给这些状态中的每一种分配单个估计概率f_low_mue_even和/或f_high_mue_event以及加权因子Gew。

如果存在状态A1、A2、A3、B1、...、B4中的一种，则从属于相应情形的单个信号(例如4个车轮信号组合成一个参量)中通过模糊逻辑方法计算参量f_low_mue_event，该参量f_low_mue_event说明了关于所存在的状态是光滑车行道的概率。参量f_high_mue_event类似地说明了关于目前存在的状态是粗糙的沥青车行道的概率。在给定的状态下，不是绝对必要地需要概率中的一个采用值1，而另一概率采用值0。同样可以设想，在给定的状态下，f_low_mue_even和f_high_mue_event两者采用不同于零的值，其中f_low_mue_even+f_high_mue_event＝1。

例如在加权因子Gew的确定中考虑：积雪光滑的车行道或沥青的条件有多长时间得到满足、即情形如何良好地适用于分析。

借助本发明对上述行驶状态A1、A2、A3、B1、...、B4的存在进行识别，并且确定出给分别存在的行驶状态所分配的加权因子。为了确定加权因子，如行驶状态持续那样长时间地分析存在的行驶状态。随后例如可以通过模糊逻辑方法来确定参量f_low_mue，该参量f_low_mue是所分析的行驶情形是更可能(eher)表明光滑行驶车行道还是更可能表明粗糙行驶车行道的尺度。如果该参量f_low_mue超出预先规定的极限值、例如0.8，则将光滑行驶车行道的存在用信号通知驾驶员。

为此例如根据下式来确定参量f_low_mue：

$f\_\mathrm{low}\_\mathrm{mue}=$

$\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}f\_\mathrm{low}\_\mathrm{mue}\_\mathrm{event}\_i\·\mathrm{Gew}\_i}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}f\_\mathrm{low}\_\mathrm{mue}\_\mathrm{event}\_i\·\mathrm{Gew}\_i+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}f\_\mathrm{high}\_\mathrm{mue}\_\mathrm{event}\_i\·\mathrm{Gew}\_i}$

在此，

-i表示上述行驶状态A1、A2、A3、B1、...、B4的群中的最后出现的状态，

-f_low_mue_event_i和f_high_mue_event_i表示针对光滑车行道或干燥沥青(Asphalt)和针对最后出现的行驶状态i的概率，和

-Gew_i表示对于最后所出现的行驶状态的加权因子。

根据参量f_low_mue，例如可以向驾驶员输出警告信息，或影响车轮打滑调节系统或行驶动力学调节系统。

在图1中示出了本发明方法的流程。当在方框100中开始之后，在方框101中检测存在的行驶情形类型。随后在方框102中询问，是否存在在群中所包含的行驶情形类型的至少两次出现，其中不必要必须是同一行驶情形类型。如果回答为“否”(在图1中始终用“n”来表示)，则向方框101返回转移。相反地，如果回答为“是”(在图1中始终用“y”来表示)，则随后在方框103中确定参量f_low_mue。在方框104中随后询问，参量f_low_mue是否超出预先规定的极限值。如果不是这种情况，则向方框101的输入端返回转移，并且在那里检测下一所出现的预先确定的行驶情形类型。但是如果满足了方框104中的询问，则在方框105中确定具有低摩擦值的车行道的存在，并且例如通知驾驶员。随后在方框106中结束本方法，或分析其它的相应情况，以便从而考虑车行道状态的可能变化，或改正误差估计。此外还可以通过采用滞后来防止警告消息的振荡，即在f_low_mue＞0.6时设置低摩擦值警告，而在f_low_mue＜0.4时重新收回低摩擦值警告。所说明的数值0.4和0.6中仅仅是实例值。

在图2中示出了用于检测低摩擦值车行道的存在的本发明装置的结构。方框205在此是存储器装置，其中存储有包含一个或多个预先确定的行驶情形类型的群。方框201包含确定装置，其中确定在所存储的群中所包含的行驶情形类型的至少两次出现，其中不必要必须是同一行驶情形类型。方框201为此收到传感器装置200的输入信号，方框200例如包括车轮转速传感器和用于确定驾驶员制动意愿的前压传感器。在方框201中利用这些传感器信号确定当前的行驶情形，并且与在方框205中所存储的行驶情形类型进行比较。图2还包含检测装置202，利用所述检测装置根据在确定装置201中所确定的、在所存储的群中所包含的行驶情形类型的至少两次出现来检测低摩擦值车行道的存在。如果存在低摩擦值车行道，则可以例如通过驾驶员警告装置203输出驾驶员信息和/或可能影响车轮打滑调节装置204。

图3再次以替代示图的方式展示了本发明构思的一种实施形式。在方框301、302和303中，借助在方框300中所包含的传感器的输出信号来检测目前的行驶状态。例如可以：

-在方框301中检测部分制动、即微弱制动的存在，

-在方框302中检测ABS、ASR或ESP调节的瞬时激活性(Aktivitt)，和

-在方框303中检测强烈运输工具加速度的存在。

根据在方框301和/或302和/或303中所检测的行驶状态，必要时将该行驶状态在方框304中分类为表明低的车行道摩擦值的，或在方框305中分类为表明高的车行道摩擦值的。为此尤其也可以使用基于模糊逻辑的方法。该基于模糊逻辑的方法允许计算存在的行驶状态的概率、即以概率x存在低摩擦值车行道，而以概率1-x存在高摩擦值车行道。随后在方框306中例如形成以下商：低摩擦值行驶状态的数量/(低摩擦值行驶状态的数量+高摩擦值行驶状态的数量)，或形成如f_low_mue那样的所使用的参量。

基于该商，在方框307中检测低摩擦值车行道的存在。

Claims (12)

1.用于检测低摩擦值车行道的存在的方法，其中

-预先规定包含一个或多个预先确定的行驶情形类型的群(205)，

-确定在所述群中所包含的行驶情形类型的至少两次出现，其中不必要必须是同一行驶情形类型(102)，和

-根据此来检测低摩擦值车行道的存在(105)。

2.按权利要求1的方法，其特征在于，所述群(205)含有至少两个不同的行驶情形类型。

3.按权利要求1的方法，其特征在于，

-对于每一个所出现的预先确定的行驶情形类型(i)，确定代表存在低摩擦值车行道的概率的光滑性参量(f_low_mue_event_i)，和/或

确定代表存在具有高摩擦值的车行道的概率的高摩擦值参量(f_high_mue_event_i)，和

-根据所确定的光滑性参量(f_low_mue_event_i)和/或所确定的高摩擦值参量(f_high_mue_event_i)来检测低摩擦值车行道的存在。

4.按权利要求3的方法，其特征在于，

-对于每一个所出现的预先确定的行驶情形类型(i)，确定与所出现的预先确定的行驶情形类型存在多长时间有关的加权参量(Gew_i)。

5.按权利要求4的方法，其特征在于，根据以下关系式

$f\_\mathrm{low}\_\mathrm{mue}=$

$\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}f\_\mathrm{low}\_\mathrm{mue}\_\mathrm{event}\_i\·\mathrm{Gew}\_i}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}f\_\mathrm{low}\_\mathrm{mue}\_\mathrm{event}\_i\·\mathrm{Gew}\_i+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}f\_\mathrm{high}\_\mathrm{mue}\_\mathrm{event}\_i\·\mathrm{Gew}\_i}$

来确定参量f_low_mue，该参量f_low_mue是存在低摩擦值车行道的概率的尺度，和

如果所述参量f_low_mue超出预先规定的极限值，则将低摩擦值车行道检测为存在的，

其中在所说明的关系式中，

-i是对于所出现的预先确定的行驶情形类型的计数器，

-f_low_mue_event_i和f_high_mue_event_i是针对第i个所出现的预先确定的行驶情形类型所确定的光滑性参量和高摩擦值参量，

-Gew_i是对于第i个所出现的预先确定的行驶情形类型的加权参量。

6.按权利要求1的方法，其特征在于，至少一个预先确定的行驶情形类型与车轮打滑调节系统是否是激活的有关。

7.按权利要求1的方法，其特征在于，至少一个预先确定的行驶情形类型与由驾驶员所执行的制动的制动踏板操作的强度有关。

8.按权利要求1的方法，其特征在于，至少一个预先确定的行驶情形类型与存在的运输工具加速度(a)有关。

9.按权利要求1的方法，其特征在于，至少一个预先确定的行驶情形类型与在制动过程期间运输工具减速和至少一个车轮减速之间的差有关。

10.按权利要求1的方法，其特征在于，至少一个预先确定的行驶情形类型与每单位时间车轮减速的变化有关。

11.按权利要求1的方法，其特征在于，在检测到低摩擦值车行道的情况下实现驾驶员警告(203)。

12.用于检测低摩擦值车行道的存在的装置，包含：

-存储器装置(205)，其中存储有包含一个或多个预先确定的行驶情形类型的群，

-确定装置(201)，其中确定在所存储的群中所包含的行驶情形类型的至少两次出现，其中不必要必须是同一行驶情形类型，和

-检测装置(202)，利用所述检测装置(202)根据在所述确定装置中所确定的、在所存储的群中所包含的行驶情形类型的至少两次出现来检测低摩擦值车行道的存在。