CN105764719A - 用于调控执行器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调控机动车的底盘的至少一个执行器(16，18)的方法，其中，由所述机动车的至少一个传感器(10，12，14)获得对所述机动车的环境进行检测的至少一个测量参量的值，其中，对获得的值进行预处理，其中，仅调控至少一个执行器(16，18)所需的值由配置给传感器的调控装置(4)传送给配置给执行器的调控装置(6)并且由所述配置给执行器的调控装置(6)进行时间滤波，其中，由所述配置给执行器的调控装置(6)从所述时间滤波的值中提供用于至少一个执行器(16，18)的调节信号。

Description

用于调控执行器的方法
技术领域
本发明涉及一种对机动车的底盘的至少一个执行器进行调控的方法和系统。
背景技术
机动车可具有多个传感器和执行器。在此，每一个传感器被构造用于检测对于机动车的运行而言重要的测量参量的值。传感检测的值通常由机动车的控制装置处理。基于所述值由控制装置提供用于执行器的调节信号，利用该执行器对机动车的部件施加作用。
发明内容
在此背景下提供一种具有独立权利要求特征的方法和系统。本发明的其它构型由从属权利要求和说明书得到。
根据本发明的方法被设置用于调控机动车的底盘的至少一个执行器。在此，由机动车的至少一个传感器获得对机动车的环境进行检测的至少一个测量参量的值。并对获得的值进行预处理。另外，在对这些值进行预处理时，基本上仅获得调控所述至少一个执行器所需的值。仅调控所述至少一个执行器所需或者说必要的值由配置给传感器的调控装置传送给配置给执行器的调控装置。此外，仅被设置用于调控所述至少一个执行器的值由配置给执行器的调控装置进行时间滤波。由配置给执行器的调控装置从首先预处理并且然后时间滤波的值中提供用于所述至少一个执行器的调节信号。
通常，机动车的环境或者说周围环境由所述至少一个传感器在使用电磁波的情况下例如基于激光、基于视频和/或基于雷达来获得。在此检测底层、通常为由机动车行驶的道路的高度型廓/高度分布。所检测的高度型廓可在所述方法的范围内设置的预处理中进行分析处理。这也可包括对为了通过传感器检测高度型廓获得的值进行局部滤波的措施，例如通过前向-后向滤波或通过加权滑动平均值滤波。附加地通常识别地面的不平度，其中，这种不平度借助于不同的方法来确定。为了调控所述至少一个执行器仅仅需要并且使用关于影响机动车继续行驶的不平度的值。通过这样选择和/或提取的值，可预测性地控制和/或激活所述至少一个执行器。在构型中，在沿着地面的高度型廓的不平度相对高时可判断：机动车的结构沿着前方待行驶的路段——沿着所述路段具有高的不平度——被抬高，由此为至少一个执行器提供较长的用于拉动车轮的距离。在构型中，仅选择这样的值来调控所述至少一个执行器：所述值包括关于沿着地面的相对高的不平度的信息。
另外，由所述至少一个传感器获得的值由配置给传感器的调控装置预处理并且在此例如进行局部滤波。另外，仅从高度型廓被局部滤波的值中选择和传输确定的值。作为替换方案或者补充，由所述至少一个传感器获得的值由所述至少一个传感器预处理并且在此例如进行局部滤波或预滤波。在通过配置给传感器的调控装置和/或所述至少一个传感器对获得的值进行预处理时，基本上也可从全部获得值中仅仅选择或者说提取描述由车轮可能要驶过的道路的值。据此，待使用的传感器信息的预处理、例如局部滤波和/或选择可在第一步骤中由所述至少一个传感器并且在第二步骤中由配置给传感器的调控装置来执行。在此，对值由所述至少一个传感器执行的、可能情况下粗略的预处理接着由传感器相关的调控装置通过更精确的预处理来细化。在构型中，预处理包括局部滤波和/或不平度的识别，所述不平度可被考虑用于调控所述至少一个执行器。局部滤波包括具有前向-后向滤波或带有滑动平均值(movingaveragefilter)的滤波的无相位偏移的高通滤波或低通滤波
据此，在对传感获得的值进行预处理之后，仅仅选择对地面的高度型廓、通常描述沿着地面的不平度的值并且对于调控执行器而言所需的值。在此可辨别处于待由机动车的车轮行驶的地面的路段上并且可通过转向动作驶过的不平度。这种选择可通过构造成所述至少一个传感器的部件的调控装置或通过配置给所述传感器的调控装置来执行。另外，关于机动车的环境由不同传感器检测的值可在配置给传感器的调控装置上融合并且地面的高度型廓可通过这些值的累加、例如形成平均值来提供。通过获得的值提供的高度型廓在配置给传感器的调控装置上预处理并且在此例如进行局部滤波。作为替换方案或者补充，在预处理中可识别沿着地面的不平度。仅仅对于所述至少一个执行器为了调控该执行器所需的值以后面描述的快速节拍传送给配给制执行器的调控装置。
在构型中在至少一个预处理中由获得的至少一个测量参量的值中选择涉及由机动车行驶的地面的高度型廓并且调控执行器所需的值。
在所述方法的扩展构型中，将由所述至少一个传感器获得的值以第一时间节拍进行处理或者说预处理，其中，这些值的这种处理包括通过配置给传感器的调控装置和/或通过所述至少一个传感器对这些值进行预处理，以及对所述值进行局部滤波。预处理并且由此例如局部滤波的值由配置给传感器的调控装置以第二时间节拍传送给配置给执行器的调控装置，其中，所述第二时间节拍比所述第一时间节拍快。
根据本发明的系统被构造用于调控机动车的底盘的至少一个执行器并且包括配置给传感器的调控装置和配置给执行器的调控装置。在此，可由机动车的至少一个传感器获得至少一个测量参量的值用于检测机动车的环境，其中，可对获得的值进行预处理。
另外，仅传感获得的调控所述至少一个执行器所需的值可由配置给传感器的调控装置传送给配置给执行器的调控装置并且可由配置给执行器的调控装置进行时间滤波。可由配置给执行器的调控装置从时间滤波的值中提供用于所述至少一个执行器的调节信号。
在预处理时，对传感获得的值进行高通滤波和/或低通滤波，由此，所述值无相位偏移。这可以是用也可被称为具有有限冲激响应的横向滤波器的FIR滤波器(finitimpulseresponseFilter)和/或用被称之为具有无限冲激响应的横向滤波器的IIR滤波器(infinitimpulseresponseFilter)执行局部前向-后向滤波。作为替换方案或者补充，在预处理时可使用具有加权函数的局部加权滑动平均值(movingaverage)用于处理获得的值，这通常相应于与作为加权函数的限定函数的卷积。
配置给传感器的调控装置被构造用于对由所述至少一个传感器获得的值在处理这些值的范围内进行局部滤波。
所述系统还可具有所述至少一个作为另外的部件的传感器，所述至少一个传感器被构造用于检测关于机动车的环境的至少一个测量参量的值。所述至少一个传感器被构造用于检测作为由机动车行驶的通常构造成道路的地面的所述至少一个测量参量的高度型廓的值。
此外，系统具有通信连接装置，配置给传感器的调控装置和配置给执行器的调控装置通过该通信连接装置彼此连接以便传送预处理的值。在预处理、例如所执行的局部滤波的范围内，预处理多个获得的值，这些值描述沿着多个等距的或非等距的采样位置的区段的高度型廓。在预处理之后，选择若干少量的值。这些少量的值发送给配置给执行的调控装置，该配置给执行器的调控装置从这些值中计算出用于所述至少一个执行器的调节参量。
通过所述系统提供用于所述至少一个执行器并且进而用于机动车的模块式调控结构，即模块式调节和/或控制结构。所述系统包括配置给传感器的第一调控装置，该第一调控装置配置给传感器并且与所述传感器连接，并且也可被称为与传感器密切的第一调控装置。由传感器获得的值以及进而测量参量的原始数据发送给配置给传感器的调控装置。配置给执行器的调控装置也可被称为与底盘和/或执行器密切的第二调控装置，该调控装置配置给底盘以及进而底盘的执行器，其中，第二调控装置被构造用于将构造成调节信号的信号发送给用于对机动车的底盘和进而对车轮施加作用的执行器。还可设置有另外的、配置给执行器的控制装置，该控制装置通过调节信号将预给定的调节参量设置到执行器中。
通过将调节作用分配给两个调控装置上，可进行底盘的预测性调节。调节的一部分在对值进行处理时由配置给传感器的调控装置来计算，以便将数据的少量的值通过通信连接装置、例如总线来发送，其中，对于待传输的相对少的值仅存在较小的等待时间或者说延迟。据此，配置给传感器的也配置给执行器的调控装置可对传感器的信息更快速地作出反应并且由此具有相对大的可用预测程度。
通过这种预测程度，考虑待由机动车行驶的地面的可用于控制执行器的每个区段。在此，传感器的预测程度通常保持不变。在实施所提出的方法时，将被设置用于真正调控所述至少一个执行器的预处理的值在微小延迟的情况下提供给配置给执行器的调控装置，由此，配置给执行器的调控装置可尽快地调控、按惯例调节所述至少一个执行器。以米为单位的可预测路段保持相同，这是因为视角和传感器位置恒定。但可用的预测程度与机动车的速度相关。因为仅少量的值予以考虑并且在快速节拍下传送给配置给执行器的调控装置，所以关于地面的预测仅经受小的时间延迟，由此，机动车也可以以较高速度行驶，但对于待行驶的地面的足够长的路段或者说对于其高度型廓也提供足够的值。在此也考虑，地面的高度型廓的从较小间距传感获得的值更精确。另外，在预处理之后的这些较精确的值也可由配置给执行器的调控装置用于对所述至少一个执行器施加作用，其中，仅获得对于执行器重要的值。
对于底盘的预测性调节，用于执行调节的各个模块分配给两个调控装置。在配置给传感器的第一调控装置中输入传感器的原始数据作为值。原始数据可以涉及大量的数据，这些数据基本上涉及在机动车的环境中的相对地面或者说相对道路的距离测量或一般而言涉及在机动车的环境中相对处于传感器之一的视场中的物体的距离测量。
在传感器、例如构造成摄像机的传感器中，在例如40ms的规律的时间间隔内在基于视频的系统中对于到由车辆驶过的地面的距离获得数千个值。在传感器构造成激光器时，对于每个在某个时刻执行的测量提供关于由传感器发出的射束的脉冲渡越时间测量的数据以及关于距离的不同信息。
另外，已经可直接由所述至少一个传感器在第一预处理步骤判断：测量的何距离属于由机动车行驶的道路以及何距离属于物体、例如其它机动车或树木。基于传感器所做出的判断，仅用于传感器与道路之间的距离的值发送给配置给传感器的第一调控装置。作为替换方案，由传感器将全部值在无处理的情况下发送给第一调控装置，该第一调控装置在预处理的第一步骤中判断：测量的何值涉及相对道路及进而涉及相对行驶的地面的距离以及何值涉及相对其它物体的距离。
通过传感器的值确定机动车精确的自身运动。融合，即合并多个不同的传感器的数据或者说值，并且从中得到的信息在时间上求平均，以便得到地面和/或道路的较精确的高度型廓。
所述系统在此使用高度型廓，所述高度型廓例如在两个位置x1至x2之间的道路区段上延伸，其中，例如x1＝-20m，x2＝20m。在此，例如作为参考而设置的位置x0配置给机动车的前桥，进而配置给前轮。在构型中，传感器预测性地检测道路直到第二位置x2。包括直到第一位置x1的道路的高度型廓的信息以及机动车在行驶期间已经驶过的道路的信息由先前检测的并且已经存储的值中获得。
从存储的值中以及由具有关于道路的高度型廓的信息的局部和时间滤波的值中获得调节信号，该调节信号至少传送给用于对两个构造成前轮的车轮施加作用的执行器并且可能情况下传送给对构造成后轮的车轮施加作用的执行器。在此，数据也可在规律地前后相继的通过恒定的时间间隔彼此间隔开的时刻来传送。传感器以通过时间间隔确定的节拍提供新的值，所述节拍以例如40ms的相对缓慢并且匹配于如下的时间间隔的长度：即在该时间间隔期间由传感器提供新的值。构造成调节信号的数据在可以比上述时间间隔短的时间间隔内传送给执行器：在可以比上述时间间隔短的时间间隔期间由传感器获取值。这意味着，由所述至少一个传感器通过以缓慢的第二时间节拍检测关于机动车的环境的值。而用于对所述至少一个执行器施加作用的数据由配置给执行器的调控装置以较快速的第二节拍处理并且输送给所述至少一个执行器。这涉及用于描述地面的由机动车的车轮将马上驶过的高度型廓的值。通过多个传感器的值的融合也可实现用于生成高度值的较快速的节拍，这是因为传感器通常在不同时刻通过获得的值提供并且转送新的信息。在构型中，较快速的、用于控制执行器的第二节拍始终相同，其中，仅对匹配的和/或所需的值进行提取和/或插值。
在本发明的构型中，通过系统直接在此之后通过对值的处理而获得道路的高度型廓的变化曲线。在此，通过局部的滤波和/或识别来获得：是否沿着高度型廓存在确定的不平度，即是否在传感器的误差范围内存在不平的、不平坦的道路。为了描述高度型廓，将恒定数量的值发送给配置给执行器的第二调控装置。在此始终发送可能情况下可能为零的值。如果沿着地面没有识别到不平度，则将值置于零。
与所述方法的具体实施形式无关，以快速节拍发送少量的值，例如对于每个车轮发送用于高度的值和用于该高度的一阶导数的值，或对于每个前轮发送用于高度及该高度的一阶导数的值，其中，对于后轮由第二调控装置时间推移地提供相同的用于高度及该高度一阶导数的少量的值。另外可考虑其它导数、例如二阶导数的值。此外，这些值由第二调控装置进行时间滤波，这是因为由第二调控装置以例如在2.5ms的时间间隔上确定的较快速节拍进行计算，数据以通过例如5ms的时间间隔确定的节拍来传输，由此，在此情况下值或者说数据以2.5ms的节拍进行时间滤波。
在时间滤波之前，值可以以较粗的信号通过通信连接装置来传输，该通信连接装置由此承受较小负载，由此实现小的等待时间或者说延迟。
在验证传感检测的高度型廓时，校验该高度型廓的方式是检验：是否在机动车中产生的加速度和/或车轮减振器压缩匹配于所述高度型廓。在此，由加速度和/或车轮减振器压缩估计车轮下的驶过的高度型廓并且与高度型廓的由用于检测环境的传感器测量的值进行比较。这种验证通过配置给执行器的第二调控装置来执行，在配置给执行器的第二调控装置中直接存在用于车轮减振器压缩、用于车身加速度、用于车身结构转动率以及用于车辆的速度的值。
通常，待行驶的地面的高度型廓基于机动车的测量参量来验证。在此考虑，用于预测性调节所述至少一个执行器的高度型廓可能是错误的，这可通过传感器的误差、但也通过外部条件例如气象条件和/或气候条件以及与亮度(白天或夜晚)影响。
在高度型廓的待执行的验证的范围内，通常考虑机动车的同样传感检测的运动学参量，例如机动车的速度或加速度、机动车的车轮的减振压缩、机动车的结构的加速度或机动车的结构的转动率用于验证高度型廓。基于运动学参量的高度型廓与由用于检测环境的传感器提供的高度型廓比较。如果在验证的范围内得出：通过不同传感器检测的型廓不彼此匹配，则收回或关断至少一个执行器的预给定的调节。
对于在过去的一时刻与当前的、现在的时刻之间持续的确定的时间段来执行高度型廓的比较。在此也可考虑关于相当于高度型廓的质量标准、合作功能或两个高度型廓的差。基于机动车的运动学参量的高度型廓估计可基于模型来执行，其中，考虑机动车的竖直动力学的四分之一车模型、半车模型或整车模型。在此，模型的状态可在下一时刻来预告并且通过所测量的运动学参量来校正。在此，高度型廓作为状态由动力学方程来表达。在另一个构型中，不使用机动车的模型。为了估计高度型廓，对传感获得的值例如进行高通滤波和一次积分，由此可由车轮上的机动车的结构的竖直加速度计算机动车结构所走过的竖直行程。所述竖直取向的行程减去车轮减振压缩的行程得到机动车的对应车轮下方的高度型廓。
本发明的其它优点和构型由说明书和附图得到。
不言而喻，前面列举的以及后面仍待描述的特征不仅能够以分别给出的组合而且能够以其它组合或单独地使用，而不偏离本发明的范围。
附图说明
本发明借助于附图中的实施形式示意性地予以表示并且在参照附图的情况下示意性地且详细地予以描述。
图1示出了根据本发明的系统的一实施形式的示意性视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的系统2的实施形式的示意性视图，该系统作为部件具有至少一个配置给传感器的第一调控装置4以及配置给执行器的第二调控装置6，该第一调控装置和第二调控装置在此通过通信连接装置8彼此连接。这两个调控装置4、6被构造用于调控并且由此控制和/或调节由所述系统2执行的根据本发明的方法的至少一个步骤，因此，这两个调控装置4、6至少之一也可被称为控制装置。
此外，图1示出了多个传感器、即第一传感器10、第二传感器12和第n传感器14以及第一执行器16和另外的第n执行器18。在此，所述的传感器10、12、14和/或执行器16、18也可构造成系统2的部件。在此所示的执行器16、18在此配置给机动车的底盘以及进而配置给车轮。
也配置给机动车的传感器10、12、14被构造用于在使用电磁波的情况下例如基于视频、基于激光和/或基于雷达来检测机动车的环境或者说周围环境。在此，在所述的实施形式中，传感器10、12、14的涉及关于机动车的环境的至少一个测量参量的值直接传送给第一调控装置4。这些值由配置给传感器的调控装置4在处理模块20中融合，其中，多个传感器10、12、14的值相互联接以及累加以及进而例如求平均。这样处理的值进一步以缓慢的例如40ms的第一节拍传送给第一调控装置4的处理单元22，其中第一处理单元22被构造用于在预处理时对由传感器10、12、14获得值进行预处理，即进行局部滤波，可能情况下识别不平度并且据此选择调控至少一个执行器16、18所需的值。
预处理并且选择的在时间间隔内获得的值由第一调控装置4通过通信连接装置8以快速的例如每5ms间隔的第二节拍传送给第二调控装置。由此仅传送关于机动车之前的地面的确定位置的高度型廓的预处理的值。
第二调控装置6包括第二调节装置24以及验证装置26。在此，第二调节装置24被构造用于对已经局部滤波的值进行时间滤波并且在此基于所述局部和时间滤波的值计算用于执行器16、18至少之一的调节信号。验证装置26被构造用于验证局部滤波的传送的值。
在执行根据本发明的方法时，通过通信连接装置8在两个调控装置4、6之间以快速的节拍仅传送用于高度型廓和/或用于直接控制执行器16、18的相对小量的值，而在第一调控装置4中在利用缓慢节拍的情况下处理传感器10、12、14的明显大量的值。
由此，通信连接装置8的资源可得到保护并且在一时刻全部已经局部滤波的值以一个包的形式传送，这在待传送的值的数量过大时是不可能的，其中，较大量的值在可能情况下必须分成多个包并且在多个时刻彼此相继传输。在执行所述方法时，具有少量的所选择的局部滤波的值的包可以以第二节拍快速地且完全地传送。由此可给第二调控装置6中的调节装置24一次性传送后面待进行时间滤波的全部所需的值。
由此不需要必须通过通信连接装置8传输由传感器10、12、14检测的全部值，这是因为通过设置预处理仅须传输相对小量的值。如果取而代之必须传输全部值，则这仅可逐段地进行。另外，通过所述方法，待传输的值的等待时间减少，由此，全部选择的局部滤波的值较早地到达。接收的值可由第二调控装置6以较小的延迟来处理。由此，地面的高度型廓在机动车行驶时在机动车已经驶过了地面的待分析区域之前也可实时地且完全地检测。通过在所述方法的范围内提出的措施，地面的高度型廓的预测的可用值可增多。
另外，对于由第一调控装置4待传送到第二调控装置6的值可执行决定性的传输，其中，应精确已知的是，传输值需要多少时间，其中，确定通过传输造成的等待时间是恒定的或决定性的。如果等待时间恒定且已知，则与此相联系的时间损失可通过预测来补偿。

Claims (11)

1.一种用于对机动车的底盘的至少一个执行器(16，18)进行调控的方法，其中，由所述机动车的至少一个传感器(10，12，14)获得用于对所述机动车的环境进行检测的至少一个测量参量的值，其中，对所获得的值进行预处理，其中，仅把为调控所述至少一个执行器(16，18)所需的值由配置给传感器的调控装置(4)传送给配置给执行器的调控装置(6)并且由所述配置给执行器的调控装置(6)进行时间滤波，其中，由所述配置给执行器的调控装置(6)从所述被时间滤波的值中提供用于所述至少一个执行器(16，18)的调节信号。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，对由至少一个传感器(10，12，14)获得的值进行局部滤波。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，由至少一个传感器(10，12，14)获得的值由配置给传感器的调控装置(4)预处理。
4.根据前述权利要求任意之一的方法，其特征在于，由至少一个传感器(10，12，14)获得的值由所述至少一个传感器(10，12，14)预处理。
5.根据前述权利要求任意之一的方法，其特征在于，在局部滤波之后从至少一个测量参量的被滤波的值中选择用于计算调节参量所需的值。
6.根据前述权利要求任意之一的方法，其特征在于，将由至少一个传感器(10，12，14)获得的值以第一时间节拍进行处理并且由配置给传感器的调控装置(4)以第二时间节拍传送给配置给执行器的调控装置(6)，其中，所述第二时间节拍比所述第一时间节拍快。
7.一种用于对机动车的底盘的至少一个执行器(16，18)进行调控的系统，其中，该系统(2)具有配置给传感器的调控装置(4)和配置给执行器的调控装置(6)，在所述系统中，能够由所述机动车的至少一个传感器(10，12，14)获得用于对所述机动车的环境进行检测的至少一个测量参量的值，其中，能够对所获得的值进行预处理，其中，能够仅将为调控至少一个执行器(16，18)所需的值由配置给传感器的调控装置(4)传送给所述配置给执行器的调控装置(6)并且由配置给执行器的调控装置(6)进行时间滤波，其中，能够由配置给执行器的调控装置(6)从被时间滤波的值中提供用于所述至少一个执行器(16，18)的调节信号。
8.根据权利要求7的系统，其特征在于，配置给传感器的调控装置(6)被构造用于对由至少一个传感器(10，12，16)获得的值进行预处理。
9.根据权利要求7或8的系统，其特征在于，所述系统具有至少一个传感器(10，12，14)，所述至少一个传感器被构造用于检测关于所述机动车的环境的至少一个测量参量的值。
10.根据权利要求7至9任意之一的系统，其特征在于，所述至少一个传感器(10，12，14)被构造用于检测由所述机动车行驶的道路的高度分布作为所述至少一个测量参量。
11.根据权利要求7至10任意之一的系统，其特征在于，所述系统具有通信连接装置(8)，配置给传感器的调控装置(4)和配置给执行器的调控装置(6)通过所述通信连接装置彼此连接。
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