DE102006050100B4

DE102006050100B4 - Straßenunebenheits-Detektionssystem

Info

Publication number: DE102006050100B4
Application number: DE102006050100A
Authority: DE
Inventors: Tameem K. Milford Assaf; David S. Howell Mathews; Sanjeev M. Troy Naik
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2026-10-25
Also published as: DE102006050100A1; CN100567915C; CN1959353A; US20070095130A1; US7240540B2

Abstract

Straßenunebenheits-Detektionssystem, das umfasst:
ein Erfassungsmodul, das Abtastwerte von einem vibrationsempfindlichen Signal erfasst;
ein statistisches Modul, das eine periodische Abweichung von den Abtastwerten entfernt, das eine zufällige Abweichung von den Abtastwerten entfernt, und das ein statistisches Signal auf der Grundlage der Abtastwerte nach Entfernung der Abweichungen berechnet; und
ein Vergleichsmodul, das mit dem statistischen Modul kommuniziert und auf der Grundlage des statistischen Signals ermittelt, ob ein Zustand einer unebenen Straße besteht;
dadurch gekennzeichnet, dass
das statistische Modul die zufällige Abweichung von den Abtastwerten mit einem Filter mit einem Filterkoeffizienten entfernt, der auf einem Motordrehzahlsignal beruht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Detektion von Straßenunebenheiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 10. Solch ein System bzw. Verfahren ist beispielsweise aus der DE 38 12 600 A1 bekannt. Ferner betrifft die Erfindung ein anderes System und ein anderes Verfahren zur Detektion von Straßenunebenheiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 bzw. des Anspruchs 16. Solch ein System bzw. Verfahren ist beispielsweise aus der US 5,507,180 A bekannt.
Fahrzeuge umfassen einen Verbrennungsmotor, der ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Genauer gesagt saugt der Motor Luft an und mischt die Luft mit Kraftstoff, um ein Verbrennungsgemisch zu bilden. Das Verbrennungsgemisch wird in Zylindern komprimiert und wird verbrannt, um Kolben anzutreiben, die verschiebbar in den Zylindern angeordnet sind. Die Kolben treiben rotierend eine Kurbelwelle an, die das Antriebsdrehmoment zu einem Getriebe und Rädern überträgt. Wenn der Motor eine Fehlzündung ausführt, verbrennt das Verbrennungsgemisch eines Zylinders nur teilweise oder überhaupt nicht, und kann ein Motorvibrieren und eine Triebstrangschwingung verursachen.
Motorsteuersysteme umfassen manchmal Fehlzündungs-Detektionssysteme, die ermitteln, wann der Motor eine Fehlzündung ausführt. Das Motorsteuersystem kann einen Motorbetrieb einstellen, um eine Motorfehlzündung zu reduzieren, wodurch die Motorleistung und das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert werden. Einige Straßenzustände können verursachen, dass das Motorsteuersystem inkorrekt ein Fehlzündungsereignis registriert, wenn tatsächlich gar keines aufgetreten ist. Zum Beispiel können unebene Straßen ein rückwirkendes Drehmoment an den Rädern hervorrufen, das die Drehung der Kurbelwelle beeinflussen kann. Eine unnormale Kurbelwellendrehung ist eine Eigenschaft eines Motorfehlzündungsereignisses.
Einige Fehlzündungs-Detektionssysteme identifizieren Fehlzündungsereignisse auf der Grundlage von Änderungen der Motordrehzahl in Bezug auf eine Referenz. Die Referenz stellt erwartete Änderungen der Drehzahl eines normalen Motors dar, der unter ähnlichen Bedingungen arbeitet, und kann experimentell durch Fahren eines Fahrzeugs bei verschiedenen Betriebsbedingungen ohne Fehlzündung erhalten werden. Wenn eine Fehlzündung auftritt, erzeugt der Abfall des Motordrehmoments einen entsprechenden Abfall der Motordrehzahl. Diese Drehzahländerung ist manchmal größer als Änderungen bei einer Referenz.
Unebene Straßen erzeugen ebenfalls Änderungen der Motordrehzahl, deren Umfang dem Umfang jener ähnlich ist, die durch Motorfehlzündungsereignisse erzeugt werden. Dies stellt ein Problem für Motorfehlzündungs-Detektionssysteme dar, die auf Änderungen der Motordrehzahl beruhen, um Motorfehlzündungsereignisse zu detektieren. Um zu verhindern, dass die Systeme aufgrund von unebenen Straßen falsche Fehlzündungsereignisse erzeugen, kann das Fehlzündungs-Detektionssystem deaktiviert werden, wenn unebene Straßen detektiert werden.
Zur Lösung des genannten Problems werden Systeme und Verfahren zur Detektion von Straßenunebenheiten gemäß den Ansprüchen 1, 7, 10 und 16 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Ein Straßenunebenheits-Detektionssystem gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Erfassungsmodul, ein statistisches Modul und ein Vergleichsmodul. Das Erfassungsmodul erfasst Abtastwerte von einem vibrationsempfindlichen Signal. Das statistische Modul entfernt eine periodische Abweichung von den Abtastwerten und entfernt eine zufällige Abweichung von den Abtastwerten mit einem Filter mit einem Filterkoeffizienten, der auf einem Motordrehzahlsignal beruht. Außerdem berechnet das statistische Modul auf der Grundlage der Abtastwerte nach Entfernung der Abweichungen ein statistisches Signal. Das Vergleichsmodul ermittelt auf der Grundlage des statistischen Signals, ob ein Zustand einer unebenen Straße besteht.
Bevorzugt ermittelt das Vergleichsmodul, dass ein Zustand einer unebenen Straße besteht, wenn das statistische Signal einen statistischen Schwellenwert überschreitet. Wenn der Zustand einer unebenen Straße besteht, wird ein Motorfehlzündungssystem deaktiviert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst das Straßenunebenheits-Detektionssystem ein Ableitungsmodul. Das Ableitungsmodul berechnet eine Ableitung der Abtastwerte in Bezug auf eine Rate, mit der das Erfassungsmodul die Abtastwerte erfasst, oder in Bezug auf die Zeit. Das Ableitungsmodul entfernt negative Ableitungen, wenn die Ableitung in Bezug auf die Rate berechnet wird, und positive Ableitungen, wenn die Ableitung in Bezug auf die Zeit berechnet wird.
Wenn die Ableitung einen Ableitungsschwellenwert überschreitet, bestimmt das Vergleichsmodul vorteilhafterweise, dass ein Zustand einer unebenen Straße besteht.
Die Erfindung wird im Folgenden rein beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:
1 ein funktionales Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs mit einem Straßenunebenheits-Detektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein funktionales Blockdiagramm des Straßenunebenheits-Detektionssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine beispielhafte Darstellung eines Filterkoeffizienten als eine Funktion der Motorkurbelwellendrehzahl;
4 ein Flussdiagramm, das beispielhafte Schritte zeigt, die durch das Straßenunebenheits-Detektionssystem der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden; und
5 eine beispielhafte Darstellung von Kurbelwellenzeitstempeln.
Zu Klarheitszwecken werden gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC von application specific integrated circuit), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, zugeordnet oder gruppiert) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis mit kombinatorischer Logik und/oder andere geeignete Bauteile, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Bezug nehmend auf 1 ist ein beispielhaftes Fahrzeug 10 gezeigt, das einen Motor 12 mit einem Zylinder 16 mit einer zugehörigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 18 und einer zugehörigen Zündkerze 20 umfasst. Obwohl ein einzelner Zylinder 16 gezeigt ist, sei angemerkt, dass der Motor 12 mehrere Zylinder 16 mit zugehörigen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 18 und Zündkerzen 20 umfassen kann. Zum Beispiel kann der Motor 12 4, 5, 6, 8, 10 oder 12 Zylinder 16 umfassen. Luft wird über einen Einlass 23 in einen Einlasskrümmer 22 des Motors 12 angesaugt. Eine Drosselklappe 24 regelt den Luftstrom in den Einlasskrümmer 22. Kraftstoff und Luft werden in dem Zylinder 16 kombiniert und durch die Zündkerze 20 gezündet. Obwohl die Zündkerze 20 eine Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs hervorruft, kann der Motor 12 vom Typ eines Dieselmotors sein, bei dem die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs ohne eine Zündkerze hervorgerufen wird.
Ein Controller 26, der einen Speicher 28 umfasst, regelt den Betrieb des Fahrzeugs 10, das ein Straßenunebenheits-Detektionssystem der vorliegenden Erfindung umfasst. Der Controller 26 kommuniziert mit einem Kurbelwellenpositionssensor 30, der ein Kurbelwellenpositionssignal erzeugt. Der Controller 26 kommuniziert auch mit einem Luftmassenströmungssensor (MAF-Sensor von mass air flow sensor) 32, einem Drosselklappenpositionssensor (TPS von throttle Position sensor) 33 bzw. einem Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor von manifold absolute Pressure sensor) 34, die MAF-, TPS- bzw. MAP-Signale erzeugen.
Der Kurbelwellenpositionssensor 30 kann auf ein Zahnrad (nicht gezeigt) ansprechen, das sich mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) dreht. Das Zahnrad umfasst eine Vielzahl von gleichmäßig beabstandeten Zähnen, die sich radial von diesem erstrecken. Mindestens ein Zahn kann fehlen, um einen Zwischenraum zu definieren. Zum Beispiel kann das Zahnrad Zähne mit einer ausreichenden Größe und Beabstandung umfassen, um 60 Zähne unterzubringen. Für eine tatsächliche Gesamtanzahl von 58 Zähnen, die um das Zahnrad angeordnet sind, fehlen jedoch zwei Zähne. Die fehlenden Zähne definieren den Zwischenraum. Bei diesem Beispiel entspricht jeder Zahn 6° der Drehung der Kurbelwelle (d. h. 360°/60 Zäh ne). Der Zwischenraum entspricht einer Rotationsposition der Kurbelwelle in Bezug auf eine Kolbenposition in einem Zylinder. Zum Beispiel kann das Ende des Zwischenraums angeben, dass sich ein bestimmter Kolben an dem oberen Totpunkt (OT) in seinem Zylinder befindet.
Eine Impulsfolge wird erzeugt, wenn sich die einzelnen Zähne an dem Kurbelwellenpositionssensor 30 vorbeidrehen. Jeder Impuls in der Impulsfolge entspricht einem Zahn des Zahnrads. Für das beispielhafte oben beschriebene Zahnrad entspricht jeder Impuls 6° der Kurbelwellendrehung. Die Motordrehzahl in Umdrehungen pro Minute wird auf der Grundlage der Impulsfolge ermittelt. Während ein bestimmtes Verfahren beschrieben ist, werden Fachleute erkennen, dass andere Systeme und Verfahren zum Erfassen der Motordrehzahl verwendet werden können.
Der Controller 26 ermittelt auf der Grundlage des Kurbelpositionssignals, ob das Fahrzeug 10 einen Zustand einer unebenen Straße erfährt (d. h. auf einer unebenen Straße fährt). Obwohl in diesem Beispiel das Kurbelpositionssignal verwendet wird, sei angemerkt, dass gemäß der vorliegenden Erfindung ein beliebiges vibrationsempfindliches Signal verwendet werden kann. Der Controller 26 kann Zeitstempel erfassen, die als die Zeitdauer definiert sind, die erforderlich ist, damit sich die Kurbelwelle um einen bestimmten Winkel (z. B. 30°, 60°, 90°, 120°) dreht. Wenn z. B. ein Winkel von 30° verwendet wird, ermittelt der Controller 26 die Zeitdauer, die für 5 Impulse erforderlich ist (d. h. 5 Impulse × 6°/Impuls = 30°). Der Controller 26 berechnet erste und zweite Ableitungen der Zeitstempel in Bezug auf die Zeit oder die Kurbeldrehzahl und ermittelt auf der Grundlage der ersten und zweiten Ableitungen, ob ein Zustand einer unebenen Straße besteht. Wenn das Fahrzeug 10 einen Zustand einer unebenen Straße erfährt, deaktiviert der Controller 26 das Motorfehlzündungs-Detektions system. Auf diese Weise werden falsche Motorfehlzündungsereignisse aufgrund von Zuständen einer unebenen Straße reduziert.
Alternativ berechnet der Controller 26 ein statistisches Signal auf der Grundlage des vibrationsempfindlichen Signals und ermittelt auf der Grundlage des statistischen Signals, ob ein Zustand einer unebenen Straße besteht. Das statistische Signal kann eine Varianz, eine Standardabweichung, einen Quartilabstand oder eine beliebige andere statistische Berechnung umfassen, die eine Abweichung von abgetasteten Daten darstellen kann.
Bezug nehmend auf 2 umfasst ein Straßenunebenheits-Detektionssystem 100 ein Erfassungsmodul 102, ein Ableitungsmodul 104, ein statistisches Modul 106 und ein Vergleichsmodul 108.
Das Erfassungsmodul 102 erfasst Abtastwerte mit einer spezifizierten Rate von dem Kurbelwellensensor 30 und übermittelt die Abtastwerte an das Ableitungsmodul 104 und das statistische Modul 106. Alternativ kann das Erfassungsmodul 102 Abtastwerte von einem beliebigen Signal erfassen, das auf eine Fahrzeugvibration empfindlich ist.
Das Ableitungsmodul 104 berechnet eine erste und eine zweite Ableitung von jedem Abtastwert in Bezug auf die spezifizierte Rate, die der Kurbeldrehzahl entspricht, und entfernt jegliche negativen Ableitungen. In diesem Fall stellen negative Ableitungen Motorfehlzündungen dar und werden beseitigt, um eine falsche Diagnose einer unebenen Straße zu verhindern. Alternativ kann das Ableitungsmodul 104 die erste und zweite Ableitung von jedem Abtastwert in Bezug auf die Zeit berechnen und jegliche positiven Ableitungen entfernen. Das Ableitungsmodul 104 kommuniziert mit dem Vergleichsmodul 108 und sendet die sich ergebenden Ableitun gen an das Vergleichsmodul 108. Alternativ kann das Ableitungsmodul 104 mit dem statistischen Modul 106 kommunizieren, wie es durch die punktierte Linie angezeigt ist.
Das statistische Modul 106 berechnet auf der Grundlage von vibrationsempfindlichen Abtastwerten von dem Erfassungsmodul 102 ein statistisches Signal und sendet das statistische Signal an das Vergleichsmodul 108. Alternativ kann das statistische Modul 106 das statistische Signal aus den ersten und zweiten Ableitungen berechnen. Zusätzlich kann ein beliebiges durch die Fahrzeugvibration beeinflusstes Signal beim Berechnen des statistischen Signals verwendet werden. Das statistische Signal stellt eine statistische Berechnung, wie beispielsweise eine Varianz, eine Standardabweichung oder Quartilabstände von vibrationsempfindlichen Daten dar, aber ist nicht darauf beschränkt.
Das statistische Modul 106 entfernt auch periodische und zufällige Abweichungen von dem statistischen Signal. Das statistische Signal kann an einem einzelnen Zylinder berechnet werden, um periodische Abweichungen aufgrund von Fehlern zwischen Zähnen bei dem Zahnrad, Torsionsauswirkungen an der Kurbelwelle, Verbrennungsschwankungen von Zylinder zu Zylinder oder einer kontinuierlichen Motorfehlzündung zu entfernen. Ein Umfassen der gleichen Zylinderdaten über eine Anzahl von Motorzyklen neigt dazu, ein Erscheinen von periodischen Abweichungen in dem statistischen Signal zu minimieren. In diesem Fall kann eine absolute Standardabweichung für jeden Zylinder über den gesamten Motorzyklus berechnet und dann mit anderen Zylindern in dem Motor gemittelt werden, was zu einem Koeffizienten einer schwankungsähnlichen Abschätzung des Motorverhaltens führt. Ein Mitteln der absoluten Standardabweichung über einen Motorzyklus neigt dazu, zu weniger Schwankungen zwischen den Zylindern zu führen. Alternativ kann eine Fourier reihe oder eine andere in der Technik bekannte periodische Annäherung verwendet werden, um periodische Abweichungen aus dem vibrationsempfindlichen Signal herauszufiltern. Eine solche periodische Annäherung ist ausführlicher in der US 5,668,725 A beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hierin ausdrücklich durch Bezugnahme vollständig mit eingeschlossen ist.
Zufällige Abweichungen können mit einem Verzögerungsfilter so entfernt werden, dass sporadische Änderungen in dem statistischen Signal ignoriert werden. Ein Entfernen zufälliger Abweichungen verhindert, dass das statistische Signal Daten enthält, die für eine unebene Straße nicht repräsentativ sind. Das Verzögerungsfilter kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: L[n] = k·(u[n] – L[n – 1]) + L[n – 1]wobei u[n] die gegebene Eingabe des Abtastwerts n ist und k ein Verzögerungskoeffizient ist.
Der Verzögerungskoeffizient k basiert auf der Motordrehzahl und kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: k = 1 – e–ω·t wobei ω die Filterbandbreite ist und t die Abtastzeit ist. Die Filterbandbreite ω entspricht der Motorzyklusfrequenz. Wenn z. B. die Motordrehzahl 1200 Umdrehungen pro Minute beträgt, kann der Filterkoeffizient 0,1175 betragen. Beispielhafte Filterkoeffizienten k sind für verschiedene Motordrehzahlen in 3 gezeigt.
Zufällige Abweichungen können auch durch Beschränken abgetasteter Daten auf einen Bereich entfernt werden, in dem keine Motorfehlzündung auftritt. Wenn das Fahrzeug 10 einem aggressiven Fahrverhalten ausgesetzt ist, können Einschwingvorgänge von dem statistischen Signal durch Entfernen eines zentrierten Mittelwerts der abgetasteten Daten über einer vorbestimmten Anzahl von Motorzyklen entfernt werden.
Wieder Bezug nehmend auf 2 vergleicht das Vergleichsmodul 108 die ersten bzw. zweiten durch das Ableitungsmodul 104 berechneten Ableitungen mit einem ersten bzw. einem zweiten Ableitungsschwellenwert. Jegliche Ableitungen, die größer als der jeweilige Ableitungsschwellenwert sind, werden als außerhalb von normalen Motorbetriebsbedingungen liegend betrachtet. Das Vergleichsmodul 108 vergleicht auch das durch das statistische Modul 106 berechnete statistische Signal mit einem statistischen Schwellenwert. Der experimentell ermittelte statistische Schwellenwert ist dem Ableitungsschwellenwert ähnlich und stellt eine statistische Berechnung außerhalb normaler Motorbetriebsbedingungen dar. Wenn die durch das Ableitungsmodul 104 berechneten Ableitungen den jeweiligen Ableitungsschwellenwert überschreiten oder das statistische Signal den statistischen Schwellenwert überschreitet, setzt das Vergleichsmodul 108 in dem Speicher 28 ein Straßenunebenheits-Flag 110. Wenn die Schwellenwerte nicht überschritten wurden, löscht das Vergleichsmodul 108 das Straßenunebenheits-Flag 110. Das Straßenunebenheits-Flag 110 kommuniziert mit einem Motorfehlzündungssystem 112. Wenn das Straßenunebenheits-Flag 110 gesetzt ist, wird das Motorfehlzündungssystem 112 deaktiviert.
Bezug nehmend auf 4 führt das Straßenunebenheits-Detektionssystem 100 ein bei 200 allgemein gezeigtes Verfahren aus, um eine un ebene Straße zu detektieren. Das Verfahren startet bei Schritt 202, wenn das Fahrzeug 10 gestartet wird. In Schritt 204 erfasst das Erfassungsmodul 102 vibrationsempfindliche Abtastwerte. In Schritt 206 berechnet das Ableitungsmodul 104 die erste Ableitung der Abtastwerte. Das Ableitungsmodul 104 berechnet in Schritt 208 die zweite Ableitung der Abtastwerte. In Schritt 210 entfernt das Ableitungsmodul 104 jegliche Ableitungen, die eine Motorfehlzündung darstellen und in den Schritten 206 und 208 berechnet wurden. Genauer gesagt entfernt das Ableitungsmodul 104, wenn die ersten und zweiten Ableitungen in Bezug auf die Zeit berechnet werden, positive Ableitungen. Wenn die ersten und zweiten Ableitungen in Bezug auf die Kurbeldrehzahl berechnet werden, entfernt das Ableitungsmodul 104 negative Ableitungen.
Das Vergleichsmodul 108 ermittelt in Schritt 212, ob die berechneten ersten bzw. zweiten Ableitungen den ersten bzw. zweiten Ableitungsschwellenwert überschreiten. Wie zuvor erläutert, werden die Ableitungsschwellenwerte überschritten, wenn der Motor 12 außerhalb normaler Betriebsbedingungen arbeitet. Wenn die ersten und zweiten Ableitungen die jeweiligen Schwellenwerte überschreiten, setzt das Vergleichsmodul 108 in Schritt 214 das Straßenunebenheits-Flag 110, und das Verfahren endet in Schritt 216. Wenn die ersten und zweiten Ableitungen die jeweiligen Schwellenwerte nicht überschreiten, entfernt das statistische Modul 106 in Schritt 218 jegliche Abweichungen. In Schritt 219 berechnet das statistische Modul 106 das statistische Signal. Das Vergleichsmodul 108 ermittelt in Schritt 220, ob das statistische Signal den statistischen Schwellenwert überschreitet. Wie zuvor erläutert, wird der statistische Schwellenwert überschritten, wenn der Motor 12 außerhalb normaler Betriebsbedingungen arbeitet. Wenn der statistische Schwellenwert überschritten wird, setzt das Vergleichsmodul 108 in Schritt 214 das Straßenunebenheits-Flag 110, und das Verfahren endet in Schritt 216. Wenn das statistische Signal den statistischen Schwellenwert nicht überschreitet, löscht das Vergleichsmodul 108 das Straßenunebenheits-Flag 110 in Schritt 222, und das Verfahren endet in Schritt 216.
Bezug nehmend auf 5 ist ein beispielhafter Zustandsraum des Kurbelwellenverhaltens während einer spezifischen Zeitdauer gezeigt. Jeder Datenpunkt stellt eine Motordrehzahl dar, die einer Zeitdauer entspricht, welche für eine Kurbelwelle erforderlich ist, um sich um einen bestimmten Winkel zu drehen. Beispielhafte Winkel können 30°, 60°, 90° und 120° umfassen. Die erste und zweite Ableitung von jedem Abtastwert wird gegeneinander aufgezeichnet, um den Zustandsraum zu erzeugen. Spezifische Muster der Datenpunkte geben den Motorbetrieb an. Stark verstreute Datenpunkte geben tendenziell eine unebene Straße an. Eine Motorfehlzündung und eine Motorgeschwindigkeitsabnahme werden angezeigt, wenn die ersten und zweiten Ableitungen negativ sind. Um eine falsche Diagnose zu verhindern, verwendet das Straßenunebenheits-Detektionssystem 100 nur positive erste und zweite Ableitungen (unter der Annahme, dass sich die Ableitungen auf die Kurbeldrehzahl beziehen), um zu ermitteln, ob das Fahrzeug 10 über eine unebene Straße fährt.
Zusammengefasst betrifft die Erfindung ein Straßenunebenheits-Detektionssystem, das ein Erfassungsmodul, ein statistisches Modul und ein Vergleichsmodul umfasst. Das Erfassungsmodul erfasst Abtastwerte von einem vibrationsempfindlichen Signal. Das statistische Modul entfernt eine periodische Abweichung von den Abtastwerten und entfernt eine zufällige Abweichung von den Abtastwerten mit einem Filter mit einem Filterkoeffizienten, der auf einem Motordrehzahlsignal beruht. Zusätzlich berechnet das statistische Modul auf der Grundlage der Abtastwerte ein statistisches Signal. Das Straßenunebenheits-Detektionssystem umfasst auch ein Ableitungsmodul, das auf der Grundlage einer Rate oder der Zeit eine erste und eine zweite Ableitung berechnet. Das Ableitungsmodul entfernt negative Ableitungen, wenn die Ableitungen in Bezug auf die Rate berechnet werden, und positive Ableitungen, wenn die Ableitungen in Bezug auf die Zeit berechnet werden. Das Vergleichsmodul ermittelt auf der Grundlage des statistischen Signals oder der ersten und zweiten Ableitungen, ob ein Zustand einer unebenen Straße besteht.

Claims

Straßenunebenheits-Detektionssystem, das umfasst: ein Erfassungsmodul, das Abtastwerte von einem vibrationsempfindlichen Signal erfasst; ein statistisches Modul, das eine periodische Abweichung von den Abtastwerten entfernt, das eine zufällige Abweichung von den Abtastwerten entfernt, und das ein statistisches Signal auf der Grundlage der Abtastwerte nach Entfernung der Abweichungen berechnet; und ein Vergleichsmodul, das mit dem statistischen Modul kommuniziert und auf der Grundlage des statistischen Signals ermittelt, ob ein Zustand einer unebenen Straße besteht; dadurch gekennzeichnet, dass das statistische Modul die zufällige Abweichung von den Abtastwerten mit einem Filter mit einem Filterkoeffizienten entfernt, der auf einem Motordrehzahlsignal beruht.
Straßenunebenheits-Detektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand einer unebenen Straße besteht, wenn das Vergleichsmodul ermittelt, dass das statistische Signal einen statistischen Schwellenwert überschreitet.
Straßenunebenheits-Detektionssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorfehlzündungssystem deaktiviert wird, wenn der Zustand einer unebenen Straße besteht.
Straßenunebenheits-Detektionssystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Ableitungsmodul, das eine Ableitung der Abtastwerte in Bezug auf eine Rate, mit der das Erfassungsmodul die Abtastwerte erfasst, und/oder die Zeit berechnet, wobei das Ableitungsmodul negative Ableitungen entfernt, wenn die Ableitung in Bezug auf die Rate berechnet wird, und wobei das Ableitungsmodul positive Ableitungen entfernt, wenn die Ableitung in Bezug auf die Zeit berechnet wird.
Straßenunebenheits-Detektionssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand einer unebenen Straße besteht, wenn das Vergleichsmodul ermittelt, dass die Ableitung einen Ableitungsschwellenwert überschreitet.
Straßenunebenheits-Detektionssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das statistische Signal auf der Ableitung basiert.
Straßenunebenheits-Detektionssystem, das umfasst: ein Erfassungsmodul, das Abtastwerte von einem vibrationsempfindlichen Signal erfasst; ein Ableitungsmodul, das eine erste und eine zweite Ableitung der Abtastwerte berechnet; und ein Vergleichsmodul, das mit dem Ableitungsmodul kommuniziert und ermittelt, ob ein Zustand einer unebenen Straße besteht; dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmodul die Abtastwerte mit einer spezifizierten Rate erfasst; das Ableitungsmodul die erste und zweite Ableitung in Bezug auf die spezifizierte Rate und/oder die Zeit berechnet; das Ableitungsmodul negative Ableitungen entfernt, wenn die erste und zweite Ableitung in Bezug auf die spezifizierte Rate berechnet werden; und das Ableitungsmodul positive Ableitungen entfernt, wenn die erste und zweite Ableitung in Bezug auf die Zeit berechnet werden.
Straßenunebenheits-Detektionssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand einer unebenen Straße besteht, wenn das Vergleichsmodul ermittelt, dass die erste Ableitung einen ersten Ableitungsschwellenwert überschreitet und die zweite Ableitung einen zweiten Ableitungsschwellenwert überschreitet.
Straßenunebenheits-Detektionssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorfehlzündungssystem deaktiviert wird, wenn der Zustand einer unebenen Straße besteht.
Verfahren zum Detektieren einer unebenen Straße, das umfasst, dass Abtastwerte eines vibrationsempfindlichen Signals erfasst werden; eine periodische Abweichung von den Abtastwerten entfernt wird; eine zufällige Abweichung von den Abtastwerten entfernt wird; ein statistisches Signal auf der Grundlage der Abtastwerte berechnet wird, von denen die Abweichungen entfernt wurden; und auf der Grundlage des statistischen Signals ermittelt wird, ob ein Zustand einer unebenen Straße besteht; dadurch gekennzeichnet, dass die zufällige Abweichung von den Abtastwerten mit einem Filter mit einem Filterkoeffizienten entfernt wird, der auf einem Motordrehzahlsignal beruht.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand einer unebenen Straße besteht, wenn das statistische Signal einen statistischen Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorfehlzündungssystem deaktiviert wird, wenn der Zustand einer unebenen Straße besteht.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastwerte mit einer spezifizierten Rate erfasst werden; eine Ableitung der Abtastwerte in Bezug auf die spezifizierte Rate und/oder die Zeit berechnet wird; negative Ableitungen entfernt werden, wenn die Ableitung in Bezug auf die spezifizierte Rate berechnet wird; und positive Ableitungen entfernt werden, wenn die Ableitung in Bezug auf die Zeit berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand einer unebenen Straße besteht, wenn die Ableitung einen Ableitungsschwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das statistische Signal auf der Ableitung basiert.
Verfahren zum Detektieren einer unebenen Straße, das umfasst, dass Abtastwerte von einem vibrationsempfindlichen Signal erfasst werden; eine erste und eine zweite Ableitung der Abtastwerte berechnet werden; und auf der Grundlage der ersten und zweiten Ableitung ermittelt wird, ob ein Zustand einer unebenen Straße besteht; dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastwerte mit einer spezifizierten Rate erfasst werden; die erste und zweite Ableitung in Bezug auf die spezifizierte Rate und/oder die Zeit berechnet werden; negative Ableitungen entfernt werden, wenn die erste und zweite Ableitung in Bezug auf die spezifizierte Rate berechnet werden; und positive Ableitungen entfernt werden, wenn die erste und zweite Ableitung in Abzug auf die Zeit berechnet werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand einer unebenen Straße besteht, wenn die erste Ablei tung einen ersten Ableitungsschwellenwert überschreitet und die zweite Ableitung einen zweiten Ableitungsschwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorfehlzündungssystem deaktiviert wird, wenn der Zustand einer unebenen Straße besteht.