DE102017200059A1

DE102017200059A1 - Method for determining filtered driving state variables in a vehicle

Info

Publication number: DE102017200059A1
Application number: DE102017200059.7A
Authority: DE
Inventors: Matteo Tacchini; Alessandro Moia
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2018-07-05

Abstract

Bei einem Verfahren zur Ermittlung gefilterter Fahrzustandsgrößen in einem Fahrzeug werden die Radgeschwindigkeiten an den beiden Rädern einer Fahrzeugachse gemessen und hieraus eine Durchschnittsgeschwindigkeit gebildet, aus deren Verlauf die Frequenz ermittelt wird. Die Frequenz wird einem Filter als Eingangsparameter zugeführt, wobei die Durchschnittsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Frequenz gefiltert wird.In a method for determining filtered driving state variables in a vehicle, the wheel speeds at the two wheels of a vehicle axle are measured and from this an average speed is formed, from the course of which the frequency is determined. The frequency is fed to a filter as an input parameter, the average speed being filtered taking into account the frequency.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung gefilterter Fahrzustandsgrößen in einem Fahrzeug, insbesondere zur Weiterverarbeitung in einem Fahrerassistenzsystem.The invention relates to a method for determining filtered driving state variables in a vehicle, in particular for further processing in a driver assistance system.

Stand der TechnikState of the art

Bekannt sind Fahrerassistenzsysteme wie beispielsweise elektronische Stabilitätsprogramme (ESP), mit denen selbsttätig ein Eingriff in den Fahrzustand eines Fahrzeugs durchgeführt werden kann. Im Fall eines ESP-Systems wird selbsttätig in das Bremssystem des Fahrzeugs eingegriffen, um das Fahrzeug zu stabilisieren und ein Schleudern des Fahrzeugs zu verhindern. Im Fall eines Antiblockiersystems (ABS) wird gezielt in den Bremsdruck an den Radbremseinheiten der Räder eingegriffen, um ein Blockieren eines Rades zu vermeiden.Known are driver assistance systems such as electronic stability programs (ESP), with which an automatic intervention in the driving condition of a vehicle can be performed. In the case of an ESP system, the vehicle's braking system is automatically intervened to stabilize the vehicle and prevent the vehicle from skidding. In the case of an anti-lock braking system (ABS), the braking pressure on the wheel brake units of the wheels is deliberately intervened in order to prevent wheel locking.

Als Folge eines Fahrmanövers wie beispielsweise einem starken Bremsvorgang können Achsschwingungen im Fahrzeug auftreten, die Eingangsgrößen von Fahrerassistenzsystemen beeinflussen können.As a result of a driving maneuver such as a strong braking axle vibrations can occur in the vehicle, which can affect the input variables of driver assistance systems.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Ermittlung gefilterter Fahrzustandsgrößen in einem Fahrzeug eingesetzt werden, insbesondere im Hinblick auf die Weiterverarbeitung der gefilterten Fahrzustandsgrößen in einem Fahrerassistenzsystem. Bei dem Fahrerassistenzsystem handelt es sich vorzugsweise um ein elektronisches Stabilitätsprogramm ESP oder um eine Antriebs-Schlupf-Regelung ASR.The inventive method can be used to determine filtered driving state variables in a vehicle, in particular with regard to the further processing of the filtered driving state variables in a driver assistance system. The driver assistance system is preferably an electronic stability program ESP or a drive slip control ASR.

Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Einfluss von Schwingungen im Fahrzeug auf eine oder mehrere Fahrzustandsgrößen berücksichtigt werden, die der betreffenden Fahrzustandsgröße überlagert ist. Die überlagerte Schwingung wird identifiziert und kann bei der Verwertung der Fahrzustandsgrößen berücksichtigt werden.By means of the method according to the invention, the influence of vibrations in the vehicle on one or more driving state variables can be taken into account, which is superimposed on the respective driving state variable. The superimposed vibration is identified and can be taken into account in the utilization of the driving state variables.

Bei dem Verfahren werden die Radgeschwindigkeiten an den beiden Rädern einer Fahrzeugachse gemessen und aus den Radgeschwindigkeiten eine Durchschnittsgeschwindigkeit gebildet. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass beispielsweise im Fall stark unterschiedlicher Radgeschwindigkeiten am linken und rechten Rad einer Achse ein Durchschnittswert gebildet wird und die Abweichungen einzelner Radgeschwindigkeiten von der Durchschnittsgeschwindigkeit unberücksichtigt bleiben.In the method, the wheel speeds are measured at the two wheels of a vehicle axle and an average speed is formed from the wheel speeds. This approach has the advantage that, for example, in the case of very different wheel speeds on the left and right wheels of an axle, an average value is formed and the deviations of individual wheel speeds from the average speed are disregarded.

Aus dem Verlauf der Durchschnittsgeschwindigkeit können Frequenz und/oder Amplitude der überlagerten Schwingung ermittelt werden. Die Frequenz und/oder die Amplitude werden einem mathematischen Filter als Eingangsparameter zugeführt, wobei die ermittelte Durchschnittsgeschwindigkeit in dem ermittelten Filter unter Berücksichtigung der Frequenz und/oder der Amplitude der Schwingung gefiltert wird. Als Ergebnis steht die gefilterte Durchschnittsgeschwindigkeit ohne die überlagerte Schwingung zur Verfügung, mit der ein Fahrerassistenzsystem oder eine sonstige Komponente im Fahrzeug angesteuert werden kann.From the course of the average speed, the frequency and / or amplitude of the superimposed oscillation can be determined. The frequency and / or the amplitude are fed to a mathematical filter as an input parameter, wherein the determined average speed is filtered in the determined filter taking into account the frequency and / or the amplitude of the oscillation. As a result, the filtered average speed is available without the superimposed vibration, with which a driver assistance system or another component in the vehicle can be controlled.

Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass die überlagerte Schwingung im Fahrzeug im Verlauf der ermittelten Geschwindigkeit für die Weiterverarbeitung des Geschwindigkeitssignals ohne Einfluss bleibt. Derartige Schwingungen treten beispielsweise bei äußeren Kräften auf das Fahrzeug auf, z.B. infolge eines starken Bremsvorganges. Es kann z.B. eine Fahrzeugachse auf Grund eines Bremsvorganges in Schwingungen geraten, z.B. in Drehschwingungen, wodurch dem tatsächlichen Wert einer Radgeschwindigkeit ein entsprechender Schwingungsverlauf überlagert wird. Diese überlagerte Schwingung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Hinblick auf die Frequenz und/oder die Amplitude identifiziert, wobei die entsprechenden Schwingungsparameter einem nachgeschalteten mathematischen Filter als Eingangsparameter zugeführt werden, in welchem die überlagerte Schwingung aus der Durchschnittsradgeschwindigkeit herausgerechnet werden kann.This approach has the advantage that the superimposed vibration in the vehicle in the course of the determined speed for the further processing of the speed signal has no effect. Such vibrations occur, for example, with external forces on the vehicle, e.g. due to a strong braking process. It can e.g. a vehicle axle is vibrated due to a braking operation, e.g. in torsional vibrations, whereby the actual value of a wheel speed, a corresponding waveform is superimposed. This superimposed oscillation is identified in the method according to the invention with regard to the frequency and / or the amplitude, wherein the corresponding oscillation parameters are fed to a downstream mathematical filter as an input parameter in which the superimposed oscillation can be calculated out of the average wheel speed.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung wird die Durchschnittsgeschwindigkeit der Fahrzeugachse berechnet, die Träger derjenigen Räder ist, deren Radgeschwindigkeiten gemessen werden. Die Durchschnittsgeschwindigkeit liegt somit für die die Räder tragende Fahrzeugachse vor, die insbesondere auf Grund ihrer Achskinematik bei äußeren Kräften wie z.B. einem Bremsvorgang in Schwingungen gerät. Die Achsgeschwindigkeit wird insbesondere mit der Durchschnittsgeschwindigkeit der einzelnen, gemessenen Radgeschwindigkeiten gleichgesetzt. Es ist aber auch möglich, beispielsweise über einen kinematischen Zusammenhang aus der Durchschnittsgeschwindigkeit der einzelnen Fahrzeugräder auf die Geschwindigkeit eines weiteren Fahrzeugbauteils zu schließen. In jedem Fall geht in die Ermittlung der Achsgeschwindigkeit ein Durchschnittswert der einzelnen Radgeschwindigkeiten ein, so dass unterschiedlich hohe Radgeschwindigkeiten am linken und rechten Fahrzeugrad, beispielsweise als Folge unterschiedlich hoher Reibwerte, die bei einem Bremsvorgang auftreten, herausgemittelt werden.According to an advantageous embodiment, the average speed of the vehicle axle is calculated, which is the carrier of those wheels whose wheel speeds are measured. The average speed thus exists for the vehicle axle carrying the wheels, which, in particular due to its axle kinematics, is subject to external forces such as e.g. a braking process in vibration. The axle speed is in particular equated with the average speed of the individual, measured wheel speeds. But it is also possible to close, for example, a kinematic relationship from the average speed of the individual vehicle wheels on the speed of another vehicle component. In any case, an average value of the individual wheel speeds is included in the determination of the axle speed, so that different high wheel speeds on the left and right vehicle wheels, for example as a result of different levels of friction occurring during a braking operation, are averaged out.

Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wird noch vor der Filterung aus der Durchschnittsgeschwindigkeit die Beschleunigung ermittelt. Insbesondere können hierbei der minimale Beschleunigungswert sowie der maximale Beschleunigungswert bestimmt und bei der nachfolgenden Filterung als Eingangsparameter berücksichtigt werden.According to yet another expedient embodiment, the acceleration is determined before the filtering from the average speed. In particular, in this case, the minimum acceleration value and the maximum acceleration value are determined and taken into account as input parameters during the subsequent filtering.

Des Weiteren ist es möglich, noch vor der Durchführung der Filterung aus der Durchschnittsgeschwindigkeit bzw. der ermittelten Beschleunigung einen Ruck im Beschleunigungsverlauf zu ermitteln, bei dem es sich um die zeitliche Ableitung der Beschleunigung handelt. Auch der Ruck kann als Eingangsparameter bei der nachfolgenden Filterung berücksichtigt werden. Furthermore, it is possible to determine a jerk in the acceleration course, which is the time derivative of the acceleration, from the average speed or the determined acceleration before the filtering is carried out. The jerk can also be taken into account as an input parameter in the subsequent filtering.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wird die Filterung nur für den Fall durchgeführt, dass die ermittelte Frequenz und/oder die Amplitude der Schwingung der Durchschnittsgeschwindigkeit einen zugeordneten Grenzwert übersteigen. Nur in diesem Fall liegt eine überlagerte Schwingung mit signifikanter Frequenz bzw. Amplitude vor, die den Filterungsprozess erforderlich macht.According to a further expedient embodiment, the filtering is performed only in the event that the determined frequency and / or the amplitude of the oscillation of the average speed exceed an associated limit value. Only in this case is there a superimposed oscillation with significant frequency or amplitude, which makes the filtering process necessary.

Es kann grundsätzlich genügen, lediglich die Frequenz der überlagerten Schwingung zu bestimmen und dem Verfahren zugrunde zu legen. Alternativ wird nur die Amplitude der überlagerten Schwingung bestimmt oder sowohl die Frequenz als auch die Amplitude, wobei vorteilhafterweise sowohl für die Frequenz als auch die Amplitude jeweils zugeordnete Grenzwerte überschritten sein müssen, damit das Verfahren durchgeführt wird.In principle, it may suffice merely to determine the frequency of the superimposed oscillation and to base it on the method. Alternatively, only the amplitude of the superimposed oscillation is determined, or both the frequency and the amplitude, and advantageously both the frequency and the amplitude must be exceeded in each case for the method to be performed.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung kann auch der aktuelle Antriebszustand des Fahrzeugs als Eingangsparameter berücksichtigt werden. Hierzu gehört zum einen, ob das Fahrzeug gebremst oder angetrieben wird, zum andern auch der aktuelle Kupplungszustand.According to a further expedient embodiment, the current drive state of the vehicle can also be taken into account as input parameter. This includes on the one hand, whether the vehicle is braked or driven, on the other hand, the current clutch state.

Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wird dem Beginn des Verfahrens der Filterung eine Initialfrequenz zugrunde gelegt. Diese Initialfrequenz entspricht bevorzugt der Eigenfrequenz des schwingenden Systems im Fahrzeug, dessen Schwingungen ermittelt werden sollen. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass in erster Näherung die Eigenfrequenz als Frequenzwert der Filterung zugrunde gelegt werden kann. Das gesamte Verfahren wird in zyklischen Abständen durchlaufen, wobei die Initialfrequenz durch einen berechneten Frequenz- bzw. Amplitudenwert ersetzt wird, sobald sich eine Schwingung ausbildet.According to yet another expedient embodiment, the beginning of the method of filtering is based on an initial frequency. This initial frequency preferably corresponds to the natural frequency of the oscillating system in the vehicle whose oscillations are to be determined. This procedure has the advantage that, as a first approximation, the natural frequency can be used as the frequency value of the filtering. The entire process is cycled, replacing the initial frequency with a calculated frequency or amplitude value as soon as a vibration forms.

Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auch auf ein Regel- bzw. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorbeschriebenen Verfahrensschritte. In dem Regel- bzw. Steuergerät werden die verschiedenen Verfahrensschritte durchgeführt, wobei die gefilterten Fahrzustandsgrößen, insbesondere die gefilterte Durchschnittsgeschwindigkeit, als Ausgangssignal für die Weiterverarbeitung in einem Fahrerassistenzsystem zur Verfügung stehen. The invention further relates to a regulating or control device for carrying out the method according to one of the above-described method steps. In the control unit, the various method steps are performed, wherein the filtered driving state variables, in particular the filtered average speed, are available as an output signal for further processing in a driver assistance system.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen, in der ein Ablaufschema zur Ermittlung gefilterter Fahrzustandsgrößen dargestellt ist.Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings, in which a flow chart for determining filtered driving state variables is shown.

Gemäß der Figur werden in einem ersten Verfahrensschritt 1 zunächst Eingangsgrößen auf der Grundlage von Sensorinformationen ermittelt. Es handelt sich hierbei um die Radgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder links und rechts an einer gemeinsamen Fahrzeugachse, die mithilfe von Radsensoren ermittelt werden. Gegebenenfalls können auch Beschleunigungswerte an den Fahrzeugrädern ermittelt werden. Des Weiteren wird in Verfahrensschritt 1 der aktuelle Antriebszustand des Fahrzeugs bestimmt, insbesondere, ob das Fahrzeug angetrieben oder gebremst wird oder sich im nicht-angetriebenen, ungebremsten Leerlauf befindet. Darüber hinaus können ggf. weitere Eingangssignale berücksichtigt werden, zum Beispiel der Kupplungszustand.According to the figure, in a first method step 1 first determines input variables on the basis of sensor information. These are the wheel speeds of the vehicle wheels left and right on a common vehicle axle, which are determined by means of wheel sensors. Optionally, acceleration values can also be determined on the vehicle wheels. Furthermore, in process step 1 the current drive state of the vehicle determines, in particular, whether the vehicle is driven or braked or is in non-driven, unrestrained idle. In addition, if necessary, further input signals can be taken into account, for example the coupling state.

Im nächsten Verfahrensschritt 2 erfolgt die Berechnung von kinematischen Zustandsgrößen für die Fahrzeugachse, an deren Rädern links und rechts im vorhergehenden Verfahrensschritt die Radgeschwindigkeiten gemessen wurden. Für die Berechnung der Geschwindigkeit auf Achsenebene wird die Durchschnittsgeschwindigkeit der gemessenen Radgeschwindigkeiten berechnet. Hierdurch ist gewährleistet, dass unterschiedlich hohe Radgeschwindigkeiten am linken und rechten Fahrzeugrad, beispielsweise auf Grund unterschiedlicher Reibwerte zur Fahrbahn, nur über die Durchschnittswertbildung Einfluss auf die nachfolgende Filterung haben.In the next process step 2 the calculation of kinematic state variables for the vehicle axle takes place, at the wheels of which the wheel speeds were measured left and right in the preceding method step. For the calculation of the axis-level velocity, the average velocity of the measured wheel speeds is calculated. This ensures that different high wheel speeds on the left and right vehicle wheel, for example due to different coefficients of friction to the road, only on the average value have influence on the subsequent filtering.

Aus der berechneten Durchschnittsgeschwindigkeit können im Schritt 2 außerdem die Beschleunigung sowie der Ruck als zeitliche Ableitung der Beschleunigung ermittelt werden.From the calculated average speed can in step 2 In addition, the acceleration and the jerk are determined as the time derivative of the acceleration.

Im nächsten Schritt 3 werden Filterparameter für die nachfolgende Filterung ermittelt. Hierzu wird aus der den Zustandsgrößen überlagerten Schwingung die Frequenz berechnet, wobei ggf. ein Vergleich mit einem zugeordneten Grenzwert durchgeführt werden kann und eine Weiterverarbeitung nur stattfindet, wenn der zugeordnete Grenzwert überschritten wird.In the next step 3 filter parameters are determined for the subsequent filtering. For this purpose, the frequency is calculated from the oscillation superimposed on the state variables, it being possible, if necessary, to carry out a comparison with an assigned limit value, and further processing only takes place if the assigned limit value is exceeded.

Im folgenden Schritt 4 erfolgt die Durchführung der Filterung, insbesondere der Radgeschwindigkeiten der Räder, wobei über die Filterung die überlagerte Schwingung im Verlauf der Radgeschwindigkeit eliminiert werden kann. Gegebenenfalls können auch weitere Zustandsgrößen gefiltert werden, beispielsweise die Beschleunigung der Räder.In the following step 4 the filtering is carried out, in particular the wheel speeds of the wheels, whereby the superimposed vibration in the course of the wheel speed can be eliminated via the filtering. Optionally, other state variables can be filtered, for example, the acceleration of the wheels.

Es kann zweckmäßig sein, bei erstmaliger Durchführung des Verfahrens eine Initialfrequenz für die Filterung zu Grunde zu legen, so lange die Schwingungsfrequenz noch nicht bekannt ist. Bei der Initialfrequenz handelt es sich insbesondere um die Eigenfrequenz der schwingenden Fahrzeugachse.It may be expedient to use an initial frequency for the filtering when the method is carried out for the first time, as long as the oscillation frequency is not yet known. The initial frequency is in particular the natural frequency of the oscillating vehicle axle.

Die gefilterten Fahrzustandsgrößen können anschließend einem Fahrerassistenzsystem zugeführt werden, beispielsweise einem elektronischen Stabilitätsprogramm ESP oder einer Antriebs-Schlupf-Regelung ASR.The filtered driving state variables can then be supplied to a driver assistance system, for example an electronic stability program ESP or a drive slip control ASR.

Claims

Method for determining filtered driving state variables in a vehicle, in particular for further processing in a driver assistance system, in which the wheel speeds at the two wheels of a vehicle axle are measured and an average speed is formed from the wheel speeds, the frequency and / or the amplitude being derived from the course of the average speed a vibration superimposed on the average speed, wherein the frequency and / or the amplitude are fed to a filter as an input parameter, wherein the determined average speed in the filter is filtered taking into account the frequency and / or the amplitude of the oscillation.

Method according to Claim 1 , characterized in that the determined frequency and / or the amplitude of the vibration are filtered out of the course of the average speed.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that average speed of the vehicle axle is calculated, which is carrier of those wheels whose wheel speeds are measured.

Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that before the filtering from the average speed, the acceleration is determined, taking into account the minimum and the maximum value of the acceleration in the filtering.

Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that before the filter from the average speed or the acceleration of the jerk is determined.

Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the filtering is carried out only in the event that the determined frequency and / or the amplitude of the oscillation exceed an associated limit value.

Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that at the beginning of the method of filtering an initial frequency is used, which corresponds to the natural frequency of the oscillating system in the vehicle.

Method according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the current drive state of the vehicle is taken into account as input parameters in the filtering.

Control device for carrying out the method according to one of Claims 1 to 8th ,

Driver assistance system in a vehicle, in particular Electronic Stability Program (ESP) or traction control (ASR), with a control device according to Claim 9 ,