CN102381312B - 用于分析车辆的底盘的状态的方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于分析车辆的底盘的状态的方法(200)，其中所述车辆具有制动调节系统和用于获取行驶数据的装置。所述方法包括将所述制动调节系统的至少一个控制信号与所述用于获取行驶数据的装置的至少一个输出信号组合以便得到组合信号的步骤(210)。所述方法还包括基于所述组合信号分析所述底盘的所述状态的步骤(220)。
Description
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求所述的一种用于分析车辆的底盘的状态的方法、一种用于分析车辆的底盘的状态的装置、以及一种计算机程序产品。
背景技术
车辆的轮胎老化，也就是说随着岁月的增长轮胎会变脆以及更硬，并且花纹随着所行驶的路程而减小，从而轮胎的附着特性缓慢变差，而驾驶员没有注意到这些。虽然能够容易地检查花纹深度，却很难能够分析整体状态。诸如减震装置和轮距的总底盘的其他特性也变化缓慢。这些都影响抓地力。
DE102006028277A1公开了一种用于具有控制单元的转弯预警的装置和方法，该控制单元与具有地图数据的存储器连接并且借助于位置获得装置获取当前位置，其中对于可预先给出的位于前方的路段部分能够基于地图数据计算该路段的曲率，并且能够根据该曲率以及优选地由操作者借助于输入设备可输入的输入值来计算并显示转弯额定速度作为推荐。
发明内容
在该背景下，本发明提出了根据独立权利要求所述的一种方法，此外还有一种使用该方法的装置，以及最后一种相应的计算机程序产品。各个从属权利要求和随后的说明书给出了有利的设计方案。
本发明创建了一种用于分析车辆的底盘的状态的方法，其中所述车辆具有制动调节系统和用于获取行驶数据的装置，其中所述方法具有以下步骤：
将所述制动调节系统的至少一个控制信号与所述用于获取行驶数据的装置的至少一个输出信号组合，以便得到组合信号；以及
基于所述组合信号分析所述底盘的所述状态。
在此能够将车辆理解为机动车尤其是道路车辆，例如客车或者卡车。车辆的底盘包括车辆的可移动部分，其用于与车道连接。例如车轮、车轮悬挂、弹簧、减震装置、转向装置以及常用制动器属于该可移动部分。底盘的状态涉及底盘的规定的功能性。底盘的一个或多个部分的差的状态能够损害底盘的功能性。制动调节系统能够是电子系统，如防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(ASR)和/或电子稳定程序(ESP)。该制动调节系统在加速或制动过程以及转弯行驶中借助于控制信号，通过影响其他的车辆系统来确保车辆的安全的轮胎与路面附着稳定性。用于获取行驶数据的装置能够是用于获取车辆位置的装置，例如导航系统。导航系统借助于位置确定和所存储的地理信息、并考虑期望的标准来实现到一个所选择的地点或者路线的目的地导航。在此导航系统还能够从位置信息获得例如速度信息和/或加速度信息的行驶数据。用于获取行驶数据的装置的输出信号在此能够表示位置信息、速度信息和/或加速度信息。在组合步骤中，能够涉及例如使用基本运算方式的信号的数学或者逻辑合成。从该合成或者组合中产生了组合信号。在分析步骤中，借助于合适的算法或者装置并且根据预定的规则由组合信号推导出底盘的状态。
本发明还创建了一种用于分析车辆的底盘的状态的装置，其中所述装置具有制动调节系统的数据和用于获取行驶数据的装置，其中所述装置包括以下特征：
用于将所述制动调节系统的至少一个控制信号与所述用于获取行驶数据的装置的至少一个输出信号组合以便得到组合信号的装置；以及
用于基于所述组合信号分析所述底盘的所述状态的装置。
然而本装置不需要自身包括制动系统和/或用于获得行驶数据的装置，事实上，能够将已经安装在车辆上的单元的数据进一步用于本发明。
因此本发明创建了一种装置或者一种底盘状态识别装置，其被构造以便实施或者实现依据本发明的方法的步骤。尤其是该装置或者该底盘状态识别装置具有被构造以便执行所述方法的每一步骤的装置。而且通过以装置或者底盘状态识别装置为形式的本发明的实施变型能够快速和有效地解决作为本发明基础的任务。
在这里，装置或者底盘状态识别装置能够被理解为处理传感器信号并据此输出控制信号或底盘状态识别信号的电气装置。装置或者底盘状态识别装置能够具有接口，该接口能够以硬件和/或软件方式被构造。在以硬件方式的构造中，所述接口能够是例如所谓的ASIC系统的一部分，所述ASIC系统包含装置或控制装置的各种功能。然而也可能的是，所述接口是特有的、集成的电路或者至少部分地由分立构件组成。在以软件形式的构造中，所述接口能够是软件模块，所述软件模块例如存在于另外还有其他软件模块的微控制器上。
具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，其被存储在诸如半导体存储器、硬盘存储器或光存储器的机器可读载体上，并且被用于当程序在装置或底盘状态识别装置上被实施时，执行依据本发明的方法。
本发明基于以下认识，即轮胎和底盘状态的分析使得在轮胎状态或底盘特性缓慢变差时能够警告驾驶员。电子制动调节系统的信号的分析通过该系统的作用被与假定的道路状态建立关联，并且由此与假定的抓地力、所行驶的速度以及道路走向建立关联，以便分析轮胎状态。
一方面，该分析能够在转弯行驶时实现。在此该导航系统或者用于获取行驶数据的装置在考虑所有可供使用的信息诸如例如曲率半径、潮湿或者湿度的情况下计算一个推荐的最大速度，在保持该速度时在无缺陷的功能性底盘还有例如新的轮胎的情况下应该不会引起电子制动调节系统的干预。当电子制动调节系统尽管如此仍响应时，能够表明差的轮胎状态。根据本发明的一个实施形式来分析这种情况，以便能够做出关于底盘的状态的结论。
另一方面，能够在车辆的加速/减速过程中实现该分析。为了判断还能够使用所达到的加速度或者减速度值。因此例如在假定道路干燥情况下、在较小的加速度/减速度时电子制动调节系统的经常的响应能够同样表明轮胎磨损。
本发明的优点在于，通过电子制动调节系统和导航系统的连接能够以一种对于单一系统来说不可能的方式分析信息。在渐渐变差的轮胎状况的情况下警告驾驶员并且驾驶员能够例如通过专业人员对轮胎进行检查。此外有利的是，首先在统计模块中收集单一的结果并且在事件积累时才发出警告。底盘问题的及时排除，例如更新轮胎，如同根据本发明的实施形式更可靠地和更安全地实现的，提高了交通安全。
根据一个实施形式，在组合步骤中，将表示来自导航系统位置信息、速度信息和/或加速度信息的至少一个的数据用作用于获取的装置的输出信号，其中此外够将来自防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(ASR)和/或电子稳定程序(ESP)的数据用作制动调节系统的控制信号。这提供的优点为，可使用以下数据，该数据在具有制动调节系统和导航系统的车辆中总是存在并且能够被毫无问题地得到或者使用。
根据一个实施形式，在所述组合和/或分析步骤中，此外还能够使用车辆特定和/或底盘特定的信息和/或由至少一个另外的车辆传递的环境信息。能够将车辆特定和/或底盘特定的信息理解为车辆特定和/或底盘特定的特性，例如轮胎特定的特性。具体地，在此其能够是厂商数据。环境信息能够包括关于例如与天气相关的道路状态的报告。这提供的优点为，考虑车辆特定和/或轮胎特定的特性(厂商数据)能够改善分析的结果。通过车辆对车辆的通信，所谓的车对车通信车辆能够交换关于道路状态的经验值。当多数车辆或所有车辆在较近的环境中通告没有平坦的道路时，在自己的车辆中电子制动调节系统对于所行驶的速度或者制动减速度太频繁地响应时，这能够表明差的轮胎状态。因此能够更可靠地判断底盘的状态。
根据一个实施形式，为所述车辆的至少两个车轮分离地实施所述组合和分析步骤。车辆的至少两个车轮能够得到不同的制动控制信号，从而也能够为底盘状态的分离的判断使用不同的控制信号。能够相互分离地考虑例如至少一个左车轮和至少一个右车轮、至少一个前车轮和至少一个后车轮或者所有的车轮，以便总地确定底盘状态。这提供的优点为，因此也能够关于其状态分析底盘部分，这在没有判断的分离的方法的情况下是不可得到的。差的抓地力还能够例如表明底盘的有缺陷的减震装置或者车轮的错位的轮距。
根据一个实施形式，所述方法能够具有另外的、在统计模块中对所述底盘的所分析的状态的收集步骤以及另外的、所述所收集的所分析的状态的统计评估步骤。能够将统计模块理解为存储元件，在该存储元件中能够将所分析的状态作为数据存储。在此有意义的是，仅仅收集表明底盘的非最优或者变差的状态的、底盘的负面的所分析的状态。用于统计评估的适合的程序能够访问存储在统计模块中的数据。在统计评估中能够例如检查是否超过或者低于阈值，该阈值涉及在限定的时间范围内负面的所分析的状态的出现概率。这提供的优点是，完成了数据收集，这相比于基于单一的所分析的状态使得关于底盘的实际状态以及关于更长的时间段的更安全的报告成为可能。
根据一个实施形式，该方法能够具有另外的、当所述底盘的所述所分析的状态或者由此推导出的信息满足报警标准时输出报警信号的步骤。报警信号的输出能够例如光学地和/或声学地为车辆乘客实现。由底盘的所分析的状态推导出的信息能够说明，该底盘是否全部地或其中一部分处于好或者差的状态。能够在超过阈值时满足该报警规则，该阈值涉及在限定的时间范围内负面的所分析的状态的出现概率。这提供的优点是，车辆乘客能够被通知底盘的状态并且因此驾驶员能够适合地调节其驾驶方式。
根据一个实施形式，本发明能够具有另外的、将所述底盘的所述所分析的状态和/或由此推导出的信息存储在用于车辆检查的存储器中的步骤。能够将用于车辆检查的该存储器理解为故障存储器(Fehlerspeicher)，该故障存储器能够在车辆检查时以厂商特定的配置被读出。这提供的优点是，通过到车辆的故障存储器的供应、在相应的车辆联网的情况下，能够在检查时通过车间来评估底盘状态。评估也能够每个车轮/减震装置地实现并且被记入故障存储器中。当在故障存储器中因此存储了关于底盘状态的、表明差的状态的信息时，则能够检查、调整、维修或者更新底盘或者其中的部分。存在明显变小的、忽略底盘的安全相关的、有缺陷的状态的危险。
根据一个实施形式，在用于车辆的转弯预警的方法中能够使用根据依据本发明的方法分析的车辆的底盘的状态，以便确定最大的或者推荐的转弯速度。现代的导航系统提供给驾驶员转弯预警功能，一种所谓的转弯警告器。在用于车辆的转弯预警的方法中，基于位于车辆前面的数字化道路的走向，尤其是基于所给出的转弯的曲率半径，并且基于假定的抓地力尤其是摩擦系数计算对于所给出的转弯的最大可行驶速度，并且在超过该速度时进行警告。此外，通过使用另外的传感器诸如雨水传感器、户外温度计以及通过评估电子制动调节系统(ABS，ASR，ESP)的信号来更好或者更准确地确定假定的抓地力。另一方面，能够使用所获得的轮胎状态，以再次用于确定抓地力，并且由此进入转弯警告器。这提供的优点是，为底盘的所分析的状态使用重要的、附加的参数，以便使得获得更安全的最大转弯速度成为可能。
附图说明
根据所附附图示例性地进一步详细解释本发明。附图中：
图1示出了根据本发明实施例的装置的方框图；以及
图2示出了根据本发明实施例的方法的流程图。
具体实施方式
附图中的图、图的说明以及权利要求包含组合的很多特征。在此本领域技术人员清楚的是，能够单独地考虑这些特征或者将其组合成另外的、在此未详细描述的组合。此外，能够反复地且以与所描述的顺序不同的顺序实施根据本发明的方法步骤。如果实施例包括在第一特征和第二特征之间的“和/或”连接，则这能够被解释为，根据一个实施方式，该实施例既具有第一特征/第一步骤，又具有第二特征/第二步骤，并且根据另一个实施方式，该实施例不是仅具有第一特征/第一步骤，就是仅具有第二特征/第二步骤。
图1示出了根据本发明实施例的装置的方框图。所示出的有车辆100、4个车轮110、导航系统120、制动调节系统130、用于分析车辆的底盘的状态的装置140、组合装置150、分析装置155、统计模块160、收集装置170、评估装置175、警告输出装置180以及故障存储器190。
在具有四个车轮110的车辆100中安置有导航系统120和制动调节系统130，用于分析车辆的底盘(在图1中出于清楚目的关于底盘仅示出四个车轮110)的状态的装置140与导航系统120和制动调节系统130相连接。该装置140具有组合装置150和分析装置155。此外具有收集装置170和评估装置175的统计模块160被安置在车辆100中并且与装置140相连接。车辆100的警告输出装置180以及故障存储器190与装置140和统计模块160耦合。
一方面，制动调节系统130与车辆100的四个车轮110相连接。在此，四个车轮110中的每个以及尤其是车轮110中的每个的制动装置与制动调节系统130相连接。制动调节系统130包括例如防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(ASR)和/或电子稳定程序(ESP)。制动调节系统130以在本领域中已知的方式和方法与四个车轮110相互作用。另一方面，制动调节系统130与装置140相连接。
一方面，导航系统120与天线(在图1中示出在导航系统120的左边)相连接。导航系统120被设计为例如是卫星支持或无线电支持的，如同在本领域中已知的那样。一种市场上流行的导航系统120基于GPS(全球定位系统)。导航系统120的天线因此是例如GPS或无线电接收装置或者发送装置。另一方面，导航系统120与装置140相连接。
用于分析车辆的底盘的状态的装置140与导航系统120和制动调节系统130以及统计模块160、警告输出装置180和故障存储器190相连接。组合装置150和分析装置155是装置140的部分。装置140的装置150、155彼此之间、以及装置140和与之耦合的系统、模块和装置如此连接，使得能够实施依据本发明的、用于分析车辆的底盘的状态的方法。
统计模块160具有收集装置170和评估装置175。收集装置170例如以存储器的形式存在。评估装置175与收集装置170相连接并且访问收集装置170所存储的内容，以便统计地评估相同的对象。统计模块160与装置140、警告输出装置180以及故障存储器190相连接。
警告输出装置180与装置140和统计模块160相连接。警告输出装置180例如是显示装置和/或扬声器、车辆100的仪表板的部分。显示装置在此包括例如在仪表板上的报警信号灯或显示区域、导航装置或者中央控制台，其被构造用于输出文字数字信息。
车辆100的故障存储器190与装置140和统计模块160相连接。车辆100的不同系统和组件的故障信息能够被存入在故障存储器190中。在车辆100的维修或者例行检查时能够读取故障存储器190，以便简化故障查找或者故障诊断以及随后的故障处理。
下文中根据图1中示出的本发明的实施例进一步阐明用于分析车辆100中的底盘的状态的装置140的功能性。
导航系统120根据天线的输入信号和以其他车辆传感器(未示出)的数据的形式的另外的输入信号计算数字地图上的车辆100的位置信息。这些另外的车辆传感器能够是例如诸如导航装置中的陀螺仪或者加速度传感器的传感器元件。根据时间上连续确定的位置信息能够导出关于车辆100的速度以及加速度的信息。此外，导航系统在图1所示出的本发明的实施例中也计算对于所给出的转弯的推荐的最大转弯速度。导航系统120将输出信号例如上述的位置信息、速度信息、加速度信息和/或转弯速度信息输出至装置140。
制动调节系统130与车辆100的每个车轮110的制动装置通信地耦合。制动调节系统130与车轮110的制动装置的共同作用的方式和方法对于领域技术人员是熟知的因此在此不再讨论。当制动调节系统130影响行驶过程时，制动调节系统130将输出信号输出至装置140。
因此，装置140接收导航系统120和制动调节系统130的输入信号。此外装置140还能够使用其他数据作为计算基础，诸如例如以厂商数据形式的车辆特定和/或底盘特定的特性以及由另外的车辆传递的、关于道路状况的经验值。例如为此车辆传感器的信号被用作获取行驶数据的装置，其中该装置具有适合的传感器元件，诸如例如用于获取湿度或潮湿的雨水传感器。获取关于外部温度的数据的户外温度计也能够被设置为车辆传感器。车辆传感器的这些信号同样能够提供行驶数据，这些行驶数据在装置中被与制动调节系统的信号组合。首先在组合装置150中处理装置140的输入信号。在此根据逻辑组合或者使用基本运算方式，实现输入信号的组合。组合装置150基于输入信号产生组合信号。随后组合装置150将该组合信号输出至分析装置155。分析装置155从组合信号的状态推断出车辆100的底盘的状态。
组合信号的状态能够涉及车辆100的当前行驶的速度是否高于推荐的最大转弯速度。如果当前行驶的速度不高于推荐的最大转弯速度，在假定底盘的好的状态的条件下不会发生电子制动调节系统130的响应或干预。然而如果制动调节系统130响应，则这能够推断出底盘的差的状态。组合信号的状态还能够涉及，在当前达到的正的或者负的加速度的情况下是否发生制动调节系统130的响应。然而如果假定在干燥的行车道状态和较小的加速度量的情况下制动调节系统130响应，例如甚至频繁地响应，这表明了底盘的差的状态。
在分析装置155分析或者处理完组合信号之后，对于进一步的方法有不同的可能。所分析的组合信号在底盘的所获得的差的状态的情况下能够由装置140直接输出至警告输出装置180，通过警告输出装置180实现了警告车辆乘客注意底盘的差的状态。所分析的组合信号在底盘的所获得的差的状态的情况下也能够被从装置140输送给故障存储器190，随后在车辆100的检查时能够从故障存储器190读出底盘的差的状态。
有意义的是，将以说明底盘的差的状态的每个所分析的组合信号为形式的单一的结果首先收集在统计模块160中，然后仅在事件积累时通过警告输出装置180输出警告和/或引起记入到故障存储器190中。此外装置140将所分析的组合信号输出至统计模块160。在统计模块160中将所分析的组合信号存储在收集装置170中。评估装置175对所存储的所分析的组合信号进行统计评估。当统计评估说明超过预定阈值的事件积累时，统计模块160将基于所存储的所分析的组合信号的统计评估信号输出至警告输出装置180和/或故障存储器190。
也能够考虑的是，将车辆100的底盘的所分析的状态或者从装置140或者从统计模块160输送给导航系统120。在此能够使用底盘的所分析的状态来更准确地获得推荐的最大转弯速度。
图2示出了根据本发明实施例的、用于分析车辆的底盘的状态的方法200的流程图。在步骤210中，将制动调节系统的至少一个控制信号与导航系统的至少一个输出信号组合，以便得到组合信号。在此，在组合210步骤中，例如表示位置信息、速度信息和/或加速度信息的至少一个的数据被用作导航系统的输出信号。此外，在组合210步骤中，将例如来自防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(ASR)和/或电子稳定程序(ESP)的数据用作制动调节系统的控制信号。
在步骤220中，基于组合信号来分析底盘的状态。附加地，在组合步骤210和/或分析步骤220中能够例如使用车辆特定和/或底盘特定的信息和/或由至少一个另外的车辆传递的环境信息。在步骤230中，将底盘的所分析的状态收集在统计模块中。在步骤240中，将所收集的所分析的状态进行统计评估。在步骤250中，当底盘的所分析的状态或者由此推导出的信息满足报警标准时，输出报警信号。在步骤260中，将底盘的所分析的状态和/或由此推导出的信息存储在用于车辆检查的存储器中。
Claims (9)
1.一种用于分析车辆(100)的底盘(110)的状态的方法(200)，其中所述车辆(100)具有制动调节系统(130)和用于获取行驶数据的装置(120)，其中所述方法具有以下步骤：
将所述制动调节系统(130)的至少一个控制信号与所述用于获取行驶数据的装置(120)的至少一个输出信号组合(210)，以便得到组合信号，在组合步骤(210)中，将表示来自导航系统的位置信息、速度信息和/或加速度信息的至少一个的数据用作用于获取的装置(120)的输出信号，其中，所述制动调节系统的信号的分析通过该系统的作用被与假定的道路状态建立关联，并且由此与假定的抓地力、所行驶的速度以及道路走向建立关联；以及
基于所述组合信号分析(220)所述底盘(110)的所述状态。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，其特征在于将来自防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(ASR)和/或电子稳定程序(ESP)的数据用作制动调节系统(130)的控制信号。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)，其特征在于，在所述组合(210)和/或分析(220)步骤中，此外还使用车辆特定和/或底盘特定的信息和/或由至少一个另外的车辆传递的环境信息。
4.根据权利要求1所述的方法(200)，其特征在于，为所述车辆(100)的至少两个车轮(110)分离地实施所述组合(210)和所述分析(220)步骤。
5.根据权利要求1所述的方法(200)，其特征在于，另外的、在统计模块(160)中对所述底盘(110)的所分析的状态的收集步骤(230)以及另外的、对所述所收集的所分析的状态的统计评估步骤(240)。
6.根据权利要求1所述的方法(200)，其特征在于，另外的、当所述底盘(110)的所述所分析的状态或者由此推导出的信息满足报警标准时输出报警信号的步骤(250)。
7.根据权利要求1所述的方法(200)，其特征在于，另外的、将所述底盘(110)的所述所分析的状态和/或由此推导出的信息存储在用于车辆检查的存储器(190)中的步骤(260)。
8.一种用于车辆的转弯预警的方法，其中使用根据按照权利要求1至7中任一项所述的方法(200)分析的所述车辆的底盘的状态，以便确定最大的或者推荐的转弯速度。
9.一种用于分析车辆(100)的底盘(110)的状态的装置(140)，其中所述装置被构造，以便接收制动调节系统(130)和用于获取所述车辆(100)的行驶数据的装置(120)的数据，其中所述装置包括以下特征：
用于将所述制动调节系统(130)的至少一个控制信号与所述用于获取行驶数据的装置(120)的至少一个输出信号组合以便得到组合信号的装置(150)，其中，将表示来自导航系统的位置信息、速度信息和/或加速度信息的至少一个的数据用作用于获取的装置(120)的输出信号，其中，所述制动调节系统的信号的分析通过该系统的作用被与假定的道路状态建立关联，并且由此与假定的抓地力、所行驶的速度以及道路走向建立关联；以及
用于基于所述组合信号分析所述底盘(110)的所述状态的装置(155)。
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