DE102018120408A1

DE102018120408A1 - Verfahren und system zum erfassen eines strassenaufprallereignisses und zum diagnostizieren von anomalien in fahrgestellkomponenten

Info

Publication number: DE102018120408A1
Application number: DE102018120408.6A
Authority: DE
Inventors: Ligang Zhang; Xiaofeng MAO
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2019-02-28
Also published as: US20190066405A1; CN109425494A

Abstract

Ein System und ein Verfahren zum Erfassen eines Straßenaufprallereignisses und zum Diagnostizieren von Anomalien in Fahrgestellkomponenten. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer Vielzahl von Paaren von Impulszählungen und Zeitstempeln durch eine elektronische Steuerung eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst ebenfalls das Bestimmen eines ersten Wertes, der einem ersten Delta im Zeitstempel pro Impulszählungsänderung entspricht. Das Verfahren umfasst ebenfalls das Bestimmen, ob ein Straßenaufprall stattgefunden hat, basierend auf einem Vergleich zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert. Das Verfahren umfasst ebenfalls das Übertragen einer Anzeige, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat, wenn bestimmt wurde, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat. Das Verfahren umfasst ebenfalls das Diagnostizieren, ob eine Anomalie in einer Fahrgestellkomponente vorhanden ist.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegenden Ausführungsformen beziehen sich auf das Feststellen eines Straßenaufprallereignisses und das Diagnostizieren von Anomalien in Fahrgestellkomponenten. Insbesondere können eine oder mehrere Ausführungsformen darauf ausgerichtet sein festzustellen, dass ein Straßenaufprallereignis stattgefunden hat. Eine oder mehrere Ausführungsformen können Anomalien in Fahrgestellkomponenten diagnostizieren. Das Erfassen des Straßenaufprallereignisses und das Diagnostizieren von Anomalien können in Verbindung miteinander oder können unabhängig voneinander durchgeführt werden.
Fahrzeuge können Signale mit einem oder mehreren Sensorsystemen erzeugen. Ein beispielhaftes Sensorsystem ist ein Raddrehzahlsensorsystem. Ein Raddrehzahlsensor kann eine Winkelgeschwindigkeit der umlaufenden Räder eines Fahrzeugs erfassen. Zum Beispiel kann der Sensor die Bewegung eines gezahnten Rotors erfassen, der sich in Verbindung mit den Rädern bewegt. Andere Beispiele von Sensorsystemen umfassen Lenkwinkelsensorsysteme, elektronische Servolenkungsmotorpositionssensorsysteme und/oder Beschleunigungssensorsysteme. Die Signale dieser anderen beispielhaften Sensoren können ebenfalls durch eine oder mehrere Ausführungsformen verwendet werden.
KURZDARSTELLUNG
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Empfangen einer Vielzahl von Paaren von Impulszählungen und Zeitstempeln durch eine elektronische Steuerung eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst ebenfalls das Bestimmen eines ersten Wertes, der einem ersten Delta im Zeitstempel pro Impulszählungsänderung entspricht. Das Verfahren umfasst ebenfalls das Bestimmen eines zweiten Wertes, der einem zweiten Delta im Zeitstempel pro Impulszählungsänderung entspricht. Das Verfahren umfasst ebenfalls das Bestimmen, ob ein Straßenaufprall stattgefunden hat, basierend auf einem Vergleich zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert. Das Verfahren umfasst ebenfalls das Übertragen einer Anzeige, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat, wenn bestimmt wurde, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das Bestimmen, ob ein Straßenaufprall stattgefunden hat, das Bestimmen eines Verhältnisses zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert und das Vergleichen des Verhältnisses mit einem Schwellenwertverhältnisbereich.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform basiert das Bestimmen des ersten Werts und des zweiten Werts auf aufeinanderfolgenden Paaren von Impulszählungen und Zeitstempeln.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ebenfalls das Auslösen einer Diagnose von Fahrzeugkomponenten, wenn ein Straßenaufprall festgestellt wurde.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Bestimmen, ob eine Vibrationskomponente innerhalb eines Radgeschwindigkeitsprofils des Fahrzeugs signifikant vorhanden ist.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform hat die Vibrationskomponente eine Frequenz, die einer Raddrehzahlfrequenz des Fahrzeugs oder einer Harmonischen der Raddrehzahlfrequenz des Fahrzeugs entspricht.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Erzeugen eines diskreten Kosinussignals, basierend auf einer Frequenz einer Raddrehzahl oder einer harmonischen Frequenz der Raddrehzahl, einer Raddrehzahlabtastfrequenz und eines Abtastschritts.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Bestimmen eines Summierungsprofils, basierend auf einer Radgeschwindigkeit, einer Periode des diskreten Kosinussignals und dem diskreten Kosinussignal.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Vergleichen des bestimmten Summierungsprofils mit einer Schwellensummierung und einer Schwellenzeitdauer.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Übertragen einer Anzeige, dass das Fahrzeug gewartet wird, wenn das bestimmte Summierungsprofil die Schwellensummierung über die Schwellenzeitspanne überschreitet.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst ein System innerhalb eines Fahrzeugs eine elektronische Steuerung, die konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Paaren von Impulszählungen und Zeitstempeln zu empfangen. Die elektronische Steuerung ist ebenfalls konfiguriert, um einen ersten Wert zu bestimmen, der einem ersten Delta im Zeitstempel pro Impulszahländerung entspricht. Die elektronische Steuerung ist ebenfalls konfiguriert, um einen zweiten Wert zu bestimmen, der einem zweiten Delta im Zeitstempel pro Impulszahländerung entspricht. Die elektronische Steuerung ist ebenfalls konfiguriert, um zu bestimmen, ob ein Straßenaufprall stattgefunden hat, basierend auf einem Vergleich zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert. Die elektronische Steuerung ist ebenfalls konfiguriert, um eine Anzeige zu übertragen, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat, wenn bestimmt wurde, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das Bestimmen, ob ein Straßenaufprall stattgefunden hat, das Bestimmen eines Verhältnisses zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert und das Vergleichen des Verhältnisses mit einem Schwellenwertverhältnisbereich.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform basiert das Bestimmen des ersten Werts und des zweiten Werts auf aufeinanderfolgenden Paaren von Impulszählungen und Zeitstempeln.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die elektronische Steuerung ferner konfiguriert, um eine Diagnose von Fahrzeugkomponenten auszulösen, wenn bestimmt wurde, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Bestimmen, ob eine Vibrationskomponente innerhalb eines Radgeschwindigkeitsprofils des Fahrzeugs signifikant vorhanden ist.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform hat die Vibrationskomponente eine Frequenz, die einer Raddrehzahlfrequenz des Fahrzeugs oder einer Harmonischen der Raddrehzahlfrequenz des Fahrzeugs entspricht.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Erzeugen eines diskreten Kosinussignals, basierend auf einer Frequenz einer Raddrehzahl oder einer harmonischen Frequenz der Raddrehzahl, einer Raddrehzahlabtastfrequenz und eines Abtastschritts.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Bestimmen eines Summierungsprofils, basierend auf einer Radgeschwindigkeit, einer Periode des diskreten Kosinussignals und dem diskreten Kosinussignal.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Vergleichen des bestimmten Summierungsprofils mit einer Schwellensummierung und einer Schwellenzeitdauer.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Übertragen einer Anzeige, dass das Fahrzeug gewartet wird, wenn das bestimmte Summierungsprofil die Schwellensummierung über die Schwellenzeitspanne überschreitet.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne Weiteres hervor.
Figurenliste
Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:

1 veranschaulicht ein beispielhaftes Sensorsystem einer oder mehrerer Ausführungsformen;
2 veranschaulicht eine beispielhafte elektrische Wellenform, die durch das Sensorsystem einer oder mehrerer Ausführungsformen erzeugt wird;
3 zeigt eine Reihe von Impulszählungs- und Zeitstempelpaaren, die durch ein elektronisches Steuermodul einer oder mehrerer Ausführungsformen bestimmt und übertragen werden;
4 veranschaulicht ein Beispiel dafür, wie Impulszählungs- und Zeitstempelpaare periodisch gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen bestimmt werden;
5 veranschaulicht eine Darstellung der Raddrehzahl und einer Vibrationskomponente innerhalb der Raddrehzahl gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
6 veranschaulicht ein Verfahren zum Bestimmen einer Signifikanz einer erfassten Vibrationskomponente innerhalb der Darstellung der Radgeschwindigkeit gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
7 veranschaulicht eine erfasste Vibrationskomponente, die ein signifikantes Vorhandensein in einem Radgeschwindigkeitsprofil gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen aufweist;
8 verdeutlicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen; und
9 verdeutlicht ein Blockdiagramm auf hoher Ebene eines Computersystems, das verwendet werden kann, um eine oder mehrere Ausführungsformen zu implementieren.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.
Eine oder mehrere Ausführungsformen sind auf ein Verfahren und ein System zum Bestimmen, ob ein Fahrzeug ein Straßenaufprallereignis erfahren hat, ausgerichtet. Beispiele für Straßenaufprallereignisse können umfassen, dass ein Kontakt mit einem Schlagloch stattgefunden hatte, dass ein Kontakt mit einem Bordstein stattgefunden hatte und/oder dass bei einer Fahrt auf einer Straße irgendeine andere Art eines plötzlichen Aufpralls stattgefunden hatte. Eine oder mehrere Ausführungsformen können, basierend zumindest auf empfangenen Eingängen, die einer Radgeschwindigkeitsimpulszählung und einem Zeitstempel entsprechen, bestimmen, ob ein Straßenaufprallereignis stattgefunden hat, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Eine oder mehrere Ausführungsformen können mittels vorhandener Sensoren implementiert werden, ohne dass die Installation zusätzlicher Sensoren erforderlich ist.
Eine oder mehrere Ausführungsformen können einen Diagnosealgorithmus verwenden, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug ordnungsgemäß arbeitet. Wenn beispielsweise ein autonomes Fahrzeug betrieben wird, müssen möglicherweise die Fahrgestellkomponenten des Fahrzeugs inspiziert/diagnostiziert werden. Somit können eine oder mehrere Ausführungsformen einen Diagnosealgorithmus verwenden, um zu bestimmen, ob Fahrwerkskomponenten eines autonomen Fahrzeugs ordnungsgemäß arbeiten. Der Diagnosealgorithmus einer oder mehrerer Ausführungsformen kann auf Signale angewendet werden, die beispielsweise von Raddrehzahlsensoren, Lenkwinkelsensoren, elektronischen Servolenkungsmotorpositionssensoren und/oder Beschleunigungsmessersensoren empfangen werden.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Sensorsystem einer oder mehrerer Ausführungsformen; ein Sensor 130 kann in Verbindung mit einem elektronischen Steuermodul (ECM - Electronic Control Module) 120 arbeiten, um eine Winkelverschiebung und/oder Winkelgeschwindigkeit eines Rotors 140 zu messen. Der Rotor 140 dreht sich beispielsweise entsprechend den sich drehenden Rädern des sich bewegenden Fahrzeugs. Der Sensor 130 liefert Signale an ECM 120 und ECM 120 erzeugt Signale, die den Radgeschwindigkeitsimpulszählungen entsprechen und Signale, die den Zeitstempeln entsprechen.
ECM 120 kann die Winkelverschiebung des Rotors 140 verfolgen, indem dieses die Bewegung der Rotorzähne und Rotorkerben verfolgt. Wie in 1 gezeigt, kann der Rotor 140 eine Vielzahl von Zähnen und Kerben umfassen. In einem Beispiel kann, wenn sich der Rotor 140 dreht, ECM 120 Signale von dem Sensor 130 verarbeiten, um das Vorhandensein entweder eines Zahns oder einer Kerbe des Rotors 140 zu erfassen. Basierend auf einer Erfassung eines Zahns oder einer Kerbe des Rotors 140 kann ECM 120 die Winkelverschiebung des Rotors 140 verfolgen und Controller-Area-Network(CAN)-Meldungen erzeugen, die Zeitstempel- und Impulszählungsinformationen umfassen, indem vom Sensorsystem erzeugte Wellenformen analysiert werden, wie hierin detaillierter beschrieben. In einem Beispiel kann ECM 120 eine Zeitperiode von 10 ms verwenden, wenn CAN-Meldungen gesendet werden. Andere Ausführungsformen können jedoch andere Zeitperioden verwenden und sind somit nicht auf die Verwendung der beispielhaften 10-ms-Zeitperiode beschränkt.
2 veranschaulicht eine beispielhafte elektrische Wellenform, die durch das Sensorsystem einer oder mehrerer Ausführungsformen erzeugt wird; Bezugnehmend auf die elektrische Wellenform 200 von 2, kann ECM 120 bei Erfassung eines Zahns die ansteigende Flanke und/oder die abfallende Flanke eines Impulses 210 erfassen und kann eine entsprechende Erfassungszeit des Zahns bestimmen. Bei Erfassung eines nachfolgenden Zahns kann ECM 120 einen nachfolgenden Impuls 220 analysieren und eine entsprechende Erfassungszeit des nachfolgenden Zahns bestimmen.
3 zeigt eine Reihe von Impulszählungs- und Zeitstempelpaaren, die durch ein elektronisches Steuermodul einer oder mehrerer Ausführungsformen bestimmt und übertragen werden. Jeder Wert der Reihe 310 der Impulszählwerte (_P1, P₂, ... P_n) gibt eine laufende Gesamtzahl von erfassten Impulsen wieder. Jeder Wert der Reihe 320 von Zeitstempelwerten (T₁, T₂, ..., T_n) gibt eine Zeit wieder, zu der der letzte Impuls (der zuletzt gezählt/erfasst wurde, wie durch die entsprechende Impulszahl reflektiert) erfasst wurde. Jedes Wertepaar kann periodisch bestimmt werden.
4 veranschaulicht ein Beispiel dafür, wie Impulszählungs- und Zeitstempelpaare periodisch gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen bestimmt werden. Bei dem Beispiel von 4 wird jedes Wertepaar (von Impulszählung und Zeitstempel) periodisch alle 10 ms durch das ECM bestimmt. Bei diesem Beispiel wurden zu Beginn, bei 0 ms, noch keine Impulse erfasst. Somit ist die Impulszahl P1 ein Anfangswert. In diesem speziellen Beispiel ist der Anfangswert Null, aber der Anfangswert kann ebenfalls andere Werte besitzen. Nach 10 ms wurden drei Impulse erfasst, wobei der dritte Impuls 401 bei der 8-ms-Marke erfasst wird. Daher ist die Impulszahl P2 3 (entsprechend den drei erfassten Impulsen) und der Zeitstempel T2 ist 8 ms (entsprechend der Zeit, als die Anstiegsflanke des dritten Impulses erfasst wurde). Wie in Bezug auf 2 beschrieben, kann ein ECM die steigende Flanke bzw. fallende Flanke eines Impulses erfassen. Bei anderen Ausführungsformen können die Zeitstempel anders als die beispielhaften Zeitstempel von 4 implementiert werden. Im Allgemeinen kann ein Zeitstempel eine direkte Anzeige einer Zeit und/oder einer Zählung sein. Im Wesentlichen gibt der Zeitstempel Zeitinformationen an. Nach 20 ms wurde ein vierter Impuls 402 bei der 15 ms-Marke erfasst. Daher ist der Impulszählwert P3 4 (entsprechend den vier insgesamt erfassten Impulsen) und der Zeitstempel T3 ist 15 ms (entsprechend der Zeit, zu der der vierte Impuls erfasst wurde). Nach 30 ms wurde ein fünfter Impuls 403 bei der 22-ms-Marke erfasst. Daher ist der Impulszählwert P4 5 (entsprechend den fünf insgesamt erfassten Impulsen) und der Zeitstempel T4 ist 22 ms (entsprechend der Zeit, zu der die Anstiegsflanke des fünften Impulses erfasst wurde). Nach 40 ms bleibt der fünfte Impuls 403 der letzte erkannte Impuls. Daher ist der Impulszählwert P5 5 (entsprechend den fünf insgesamt erfassten Impulsen) und der Zeitstempel T5 ist 22 ms (entsprechend der Zeit, zu der der fünfte Impuls erfasst wurde). Nach 50 ms wurde ein sechster Impuls 404 bei der 43-ms-Marke erfasst. Daher ist der Impulszählwert P6 6 (entsprechend den sechs insgesamt erfassten Impulsen) und der Zeitstempel T6 ist 43 ms (entsprechend der Zeit, zu der der sechste Impuls erfasst wurde).
Sobald Werte von Impulszählungs- und Zeitstempelpaaren bestimmt sind, können eine oder mehrere Ausführungsformen die Werte verwenden, um einen Delta-Zeitstempel pro Impulszahländerung (DTPPC - Delta Timestamp Per Pulse Count Change) zu bestimmen. Der ermittelte DTPPC gibt eine Drehwinkelgeschwindigkeit des Rades wie folgt wieder: $D T P P C_{n} = \frac{T_{n} - T_{n - 1}}{P_{n} - P_{n - 1}}$
Eine oder mehrere Ausführungsformen können basierend zumindest auf bestimmten DTPPC-Werten bestimmen, ob ein Straßenaufprallereignis stattgefunden hat. Wenn sich ein in Betrieb befindliches Fahrzeug bewegt, ohne auf ein Straßenaufprallereignis zu treffen, sollte der bestimmte DTPPC von aufeinanderfolgenden Impulszählungs- und Zeitstempelpaaren ähnlich sein. Mit anderen Worten, in Abwesenheit des Auftretens eines Straßenaufprallereignisses sollte der bestimmte DTPPC aufeinanderfolgender Impulszählungs- und Zeitstempelpaare ähnlich sein, da sich die Drehwinkelgeschwindigkeit nicht wesentlich ändert. Wenn andererseits ein Straßenaufprallereignis stattfindet, wird das Straßenaufprallereignis die Drehwinkelgeschwindigkeit der Räder signifikant ändern und somit den bestimmten DTPPC von aufeinander folgenden Impulszählungs- und Zeitstempelpaaren signifikant ändern.
Eine oder mehrere Ausführungsformen können, basierend auf einem bestimmten Verhältnis zwischen aufeinanderfolgenden DTPPCs, wie folgt bestimmen, ob aufeinanderfolgende Impulszählungs- und Zeitstempelpaare ähnlich sind: $R_{n} = \frac{D T P P C_{n}}{D T P P C_{n - 1}}$
Eine oder mehrere Ausführungsformen können bestimmen, ob das berechnete Verhältnis R_n außerhalb eines bestimmten Schwellenwerts liegt. Wenn zum Beispiel das berechnete Verhältnis R_n einen oberen Schwellenwert überschreitet oder kleiner als ein unterer Schwellenwert ist, können eine oder mehrere Ausführungsformen bestimmen, dass ein Straßenaufprallereignis stattgefunden hat.
Im Hinblick auf das Vorstehende, wenn eine oder mehrere Ausführungsformen erfassen, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat, können eine oder mehrere Ausführungsformen dann ein Verfahren auslösen, das eine Diagnose von Fahrzeugkomponenten durchführt. Zum Beispiel können eine oder mehrere Ausführungsformen eine Diagnose von Fahrgestellkomponenten durchführen. Das Erfassen des Straßenaufprallereignisses und das Diagnostizieren von Anomalien können in Verbindung miteinander oder können unabhängig voneinander durchgeführt werden. Das Verfahren einer oder mehrerer Ausführungsformen kann auf autonome Fahrzeuge angewendet werden, um die Leistung solcher Fahrzeuge zu verbessern.
Wenn ein Problem/eine Anomalie in einer Fahrgestellkomponente eines Fahrzeugs vorhanden ist (wie zum Beispiel eine Radunwucht und/oder ein verbogenes Rad), dann wird das Problem wahrscheinlich eine zyklische Verzerrung in der Form einer Vibrationskomponente verursachen, wo die Vibrationskomponentenfrequenz einer Drehfrequenz des sich drehenden Rades des Fahrzeugs entspricht. Die Vibrationskomponente spiegelt sich beispielsweise allgemein in der Darstellung des Radgeschwindigkeitssignals wider. Alternativ können eine oder mehrere Ausführungsformen Signale von Lenkwinkelsensorsystemen, elektronischen Servolenkungsmotorpositionssensorsystemen und/oder Beschleunigungsmessersensorsignalen analysieren.
5 veranschaulicht eine Darstellung der Raddrehzahl und einer Vibrationskomponente innerhalb der Raddrehzahl gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die Radgeschwindigkeitsdarstellung 510 repräsentiert ein Radgeschwindigkeitsprofil mit einer Vibrationskomponente, die durch die Vibrationskomponentendarstellung 520 dargestellt wird. Obwohl im Beispiel von 5 ein Radgeschwindigkeitssignal verwendet wird, können andere Ausführungsformen andere Signale verwenden, wie beispielsweise eine Lenkradwinkeleingabe, ein Lenkmotorpositionssignal und/oder ein oder mehrere Beschleunigungsmessersignale. Die beispielhafte Vibrationskomponentendarstellung 520 von 5 ist eine Vibration, die typischerweise durch eine Radunwucht verursacht wird. Wie vorstehend beschrieben, weist die Schwingungskomponentendarstellung 520 eine Frequenz auf, die der Drehfrequenz des sich drehenden Rads entspricht. Wie vorstehend beschrieben, führen bestimmte Arten von Problemen, die sich auf Fahrwerkskomponenten beziehen, wie zum Beispiel Probleme in Bezug auf eine Radunwucht und/oder Probleme in Bezug auf ein verbogenes Rad, im Allgemeinen zu einer zyklischen Verzerrung/Vibration in dem Radgeschwindigkeitssignalprofil, wo die zyklische Verzerrung/Schwingung eine Frequenz hat, die der Drehfrequenz des sich drehenden Rades oder einer Harmonischen der Raddrehzahlfrequenz des sich drehenden Rades entspricht.
Im Hinblick auf das Obige sind bestimmte Ausführungsformen auf ein Verfahren ausgerichtet, das bestimmt, ob eine Schwingung mit einer bestimmten Frequenzkomponente in einem Raddrehzahlsignal signifikant vorhanden ist. Insbesondere können eine oder mehrere Ausführungsformen bestimmen, ob eine Schwingung mit einer Frequenz, die mit der Raddrehfrequenz übereinstimmt, signifikant innerhalb des Radgeschwindigkeitssignals vorhanden ist. Wenn die Vibration (mit einer Frequenz, die mit der Raddrehfrequenz übereinstimmt) in dem Radgeschwindigkeitssignal signifikant vorhanden ist, dann können eine oder mehrere Ausführungsformen bestimmen, dass ein Problem wahrscheinlicher in einer Fahrzeugkomponente vorhanden ist. Eine oder mehrere Ausführungsformen verbessern die Sicherheit eines Fahrzeugs durch Diagnostizieren möglicher Probleme, die die Leistung von Fahrzeugkomponenten beeinflussen können. Wenn mögliche Probleme diagnostiziert werden, können eine oder mehrere Ausführungsformen eine Empfehlung bereitstellen, dass das Fahrzeug überprüft/gewartet werden sollte.
6 veranschaulicht ein Verfahren zum Bestimmen einer Signifikanz einer erfassten Vibrationskomponente innerhalb der Darstellung der Radgeschwindigkeit gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Zum Beispiel können eine oder mehrere Ausführungsformen mittels einer vereinfachten kurzzeitigen diskreten FourierTransformation (DFT - Discrete Fourier Transform) bestimmen, ob eine signifikante Vibrationskomponente innerhalb eines Radgeschwindigkeitsprofils vorhanden ist. Um zu bestimmen, ob eine signifikante zyklische Verzerrungs-/Vibrationskomponente vorhanden ist (die anzeigt, ob ein wahrscheinliches Problem mit einer Fahrzeugkomponente existiert), bestimmen eine oder mehrere Ausführungsformen ein Radgeschwindigkeitssignalprofil WS 600, das die Radgeschwindigkeit des Fahrzeugs darstellt. Eine oder mehrere Ausführungsformen erfassen dann einen lokalen maximalen Punkt 610 in dem Radgeschwindigkeitssignalprofil WS 600.
Eine oder mehrere Ausführungsformen können dann ein diskretes Kosinussignal 620 entsprechend dem Folgenden erzeugen: $c o s (2 π \times \frac{F}{F_{s}} \times n)$
wobei F die Rotationsfrequenz des Rades, Fs eine Raddrehzahl-Abtastfrequenz und n ein Abtastschritt ist. F kann auf Grundlage der Raddrehzahlen berechnet werden, die sich im WS-Profil widerspiegeln. Fs kann basierend auf der Häufigkeit berechnet werden, mit der die Radgeschwindigkeit beispielsweise durch ECM 120 (von 1) erfasst/abgetastet wird. Der Parameter „n“ entspricht einem Abtastschritt, der auf F und Fs basiert, wobei n von 1 bis Fs / F ist.
Eine oder mehrere Ausführungsformen können dann eine Summierung (von 1 bis n) berechnen, die Folgendem entspricht: $\frac{1}{T} \sum_{k = 1}^{T} (W S (k) \times c o s (2 π \times \frac{F}{F_{s}} \times k))$
wobei T = Fs/F ist, welches die Raddrehperiode nach der Abtastung ist.
7 veranschaulicht eine erfasste Vibrationskomponente, die ein signifikantes Vorhandensein in einem Radgeschwindigkeitsprofil gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen aufweist. Das Radgeschwindigkeitsprofil 710 weist ein berechnetes Summenprofil 720 auf, wobei die Summierungen wie vorstehend beschrieben berechnet werden. Jede berechnete Summe/Summierung reflektiert, ob die Frequenz des Kosinussignals in dem Radgeschwindigkeitssignal 710 signifikant ist. Ein größerer Wert innerhalb des berechneten Summenprofils 720 entspricht einer größeren Signifikanz des Vorhandenseins innerhalb des Radgeschwindigkeitsprofils. Die vorstehend beschriebene Summierung wird als eine Funktion der Zeit neu berechnet, um das Summierungsprofil 720 zu erzeugen. Eine oder mehrere Ausführungsformen können die berechneten Summierungen des Summierungsprofils 720 mit einem Schwellenwert und einer Schwellenzeitdauer vergleichen. Überschreiten die berechneten Summierungen den Schwellenwert für eine Schwellenperiode, dann bestimmen eine oder mehrere Ausführungsformen, dass eine Verzerrungsvibrationsfrequenz signifikant innerhalb des Radgeschwindigkeitssignals vorhanden ist, und dann können eine oder mehrere Ausführungsformen bestimmen, dass ein Problem wahrscheinlicher innerhalb einer Fahrzeugkomponente vorhanden ist. Wird festgestellt, dass ein Problem wahrscheinlich vorhanden ist, können eine oder mehrere Ausführungsformen eine Empfehlung bereitstellen, dass das Fahrzeug überprüft/gewartet werden sollte.
8 verdeutlicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Verfahren von 8 kann ausgeführt werden, um die Funktionalität zum Erfassen eines Straßenaufprallereignisses und/oder zum Diagnostizieren von Anomalien in Fahrgestellkomponenten zu implementieren. Das Verfahren kann beispielsweise von einem ECM-System und/oder einer elektronischen Steuereinheit (ECU) durchgeführt werden. Das Verfahren kann in Block 810 umfassen, dass durch eine elektronische Steuerung eines Fahrzeugs mehrere Paare von Impulszählungen und Zeitstempeln empfangen werden. Das Verfahren enthält ebenfalls bei Block 820 das Bestimmen eines ersten Werts, der einem ersten Delta im Zeitstempel pro Impulszählungsänderung entspricht. Das Verfahren enthält ebenfalls bei Block 830 das Bestimmen eines zweiten Werts, der einem zweiten Delta im Zeitstempel pro Impulszählungsänderung entspricht. Das Verfahren umfasst ebenfalls, bei Block 840, das Bestimmen, ob ein Straßenaufprall stattgefunden hat, basierend auf einem Vergleich zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert. Das Verfahren umfasst bei Block 850 ebenfalls das Übertragen einer Anzeige, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat, nachdem bestimmt wurde, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat.
9 verdeutlicht ein Blockdiagramm auf hoher Ebene eines Computersystems 900, das verwendet werden kann, um eine oder mehrere Ausführungsformen zu implementieren. Das Computersystem 900 kann beispielsweise mindestens einer elektronischen Steuerung eines Fahrzeuggeschwindigkeitssystems eines Fahrzeugs entsprechen, wie vorstehend beschrieben. Die elektronische Verarbeitungsvorrichtung kann ein Teil eines eingebetteten elektronischen Systems innerhalb eines Fahrzeugs sein. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Computersystem 900 einem elektronischen Steuerungsmodul oder einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU - Electronic Control Unit) eines Fahrzeugs entsprechen. Das Computersystem 900 kann verwendet werden, um Hardwarekomponenten des Systems zu implementieren, die imstande sind, die hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Obwohl ein exemplarisches Computersystem 900 gezeigt wird, beinhaltet das Computersystem 900 einen Kommunikationspfad 926, der das Computersystem 900 mit zusätzlichen Systemen (nicht abgebildet verbindet. Das Computersystem 900 und ein zusätzliches System sind über den Kommunikationspfad 926 miteinander verbunden, z. B. um Daten zueinander zu übertragen.
Computersystem 900 umfasst einen oder mehrere Prozessoren, wie etwa Prozessor 902. Prozessor 902 ist mit einer Kommunikationsinfrastruktur 904 verbunden (z. B. ein Kommunikationsbus, eine Cross-Over-Schiene oder ein Netzwerk). Computersystem 900 kann eine Anzeigeschnittstelle 906 umfassen, die Grafiken, textliche Inhalte oder sonstige Daten der Kommunikationsinfrastruktur 904 (oder einem nicht dargestellten Rahmenpuffer) zum Anzeigen auf der Anzeigeeinheit 908 weiterleitet. Anzeigeeinheit 908 kann zum Beispiel mindestens einem Abschnitt eines Armaturenbretts eines Fahrzeugs entsprechen. Das Computersystem 900 umfasst auch einen Hauptspeicher 910, vorzugsweise ein Speicher mit wahlfreiem (RAM - Random Access Memory) und kann auch einen sekundären Speicher 912 umfassen. Innerhalb des sekundären Speichers 914 können auch ein oder mehrere Laufwerke 912 enthalten sein. Das entfernbare Speicherlaufwerk 916 liest von und/oder schreibt auf die entfernbare Speichereinheit 918. Wie zu erkennen ist, umfasst die entfernbare Speichereinheit 918 ein computerlesbares Speichermedium, auf dem Computersoftware und/oder Daten gespeichert sind.
In alternativen Ausführungsformen kann der sekundäre Speicher 912 andere ähnliche Mittel enthalten, die das Laden von Computerprogrammen oder anderen Anweisungen in das Computersystem ermöglichen. Solche Mittel können zum Beispiel eine entfernbare Speichereinheit 920 und eine Schnittstelle 922 umfassen.
In der vorliegenden Beschreibung werden die Begriffe „Computerprogramm Medium“ und „computernutzbares Medium“ und „computerlesbares Medium“ verwendet, um generell Medien, wie etwa Hauptspeicher 910 und sekundäre Speicher 912, entfernbare Speicherlaufwerke 916 und eine Festplatte, die im Festplattenlaufwerk 914 installiert ist, zu bezeichnen. Computerprogramme (auch Computersteuerlogik genannt) werden im Hauptspeicher 910 und/oder im sekundären Speicher 912 gespeichert. Computerprogramme können außerdem über Kommunikationsschnittstelle 924 empfangen werden. Wenn derartige Computerprogramme ausgeführt werden, versetzen sie das Computersystem in die Lage, die hierin besprochenen Merkmale auszuführen. Insbesondere wird der Prozessor 902 von den Computerprogrammen, wenn diese ausgeführt werden, in die Lage versetzt, die Merkmale des Computersystems auszuführen. Demgemäß stellen solche Computerprogramme Steuerungen des Computersystems dar. Somit ist aus der vorangegangenen detaillierten Beschreibung erkennbar, dass eine oder mehrere Ausführungsformen technischen Nutzen und Vorteile bereitstellen.
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Ausführungsformen nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen beschränkt sein sollen, sondern dass sie auch alle Ausführungsformen beinhalten, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.

Claims

Verfahren zum Erfassen eines Straßenaufprallereignisses, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen einer Vielzahl von Paaren von Impulszählungen und Zeitstempeln durch eine elektronische Steuerung eines Fahrzeugs; Bestimmen eines ersten Werts, der einem ersten Delta in der Zeitmarkierung pro Impulszählungsänderung entspricht; Bestimmen eines zweiten Wertes, der einem zweiten Delta im Zeitstempel pro Impulszählungsänderung entspricht; Bestimmen, ob ein Straßenaufprall stattgefunden hat, basierend auf einem Vergleich zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert; und Übertragen einer Anzeige, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat, wenn bestimmt wurde, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, ob ein Straßenaufprall stattgefunden hat, das Bestimmen eines Verhältnisses zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert und das Vergleichen des Verhältnisses mit einem Schwellenwertverhältnisbereich umfasst und das Bestimmen des ersten Werts und des zweiten Werts auf aufeinanderfolgenden Paaren von Impulszählungen und Zeitstempeln basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Auslösen einer Diagnose von Fahrzeugkomponenten, wenn bestimmt wurde, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat, wobei die Diagnose von Fahrzeugkomponenten die Bestimmung umfasst, ob eine Vibrationskomponente signifikant innerhalb eines Radgeschwindigkeitsprofils des Fahrzeugs vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Vibrationskomponente eine Frequenz aufweist, die einer Raddrehzahlfrequenz des Fahrzeugs oder einer Harmonischen der Raddrehzahlfrequenz des Fahrzeugs entspricht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Erzeugen eines diskreten Kosinussignals, basierend auf einer Frequenz einer Raddrehzahl oder einer harmonischen Frequenz der Raddrehzahl, einer Raddrehzahl-Abtastfrequenz und eines Abtastschritts, umfasst.
Steuerungssystem innerhalb eines Fahrzeugs, Folgendes umfassend: Elektronische Steuerung, konfiguriert zum: Empfangen einer Vielzahl von Paaren von Impulszählungen und Zeitstempeln; Bestimmen eines ersten Werts, der einem ersten Delta im Zeitstempel pro Impulszählungsänderung entspricht; Bestimmen eines zweiten Wertes, der einem zweiten Delta im Zeitstempel pro Impulszählungsänderung entspricht; basierend auf einem Vergleich zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert bestimmen, ob ein Straßenaufprall stattgefunden hat; und Übertragen einer Anzeige, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat, nachdem bestimmt wurde, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat.
System nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen, ob ein Straßenaufprall stattgefunden hat, ein Bestimmen eines Verhältnisses zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert und ein Vergleichen des Verhältnisses mit einem Schwellenwertverhältnisbereich umfasst und das Bestimmen des ersten Werts und des zweiten Werts, basierend auf aufeinanderfolgenden Paaren von Impulszählungen und Zeitstempeln.
System nach Anspruch 6, wobei die elektronische Steuerung ferner konfiguriert ist, um eine Diagnose von Fahrzeugkomponenten auszulösen, nachdem bestimmt wurde, dass ein Straßenaufprall stattgefunden hat, wobei die Diagnose von Fahrzeugkomponenten die Bestimmung umfasst, ob eine Vibrationskomponente signifikant innerhalb einer Radgeschwindigkeit in einem Profil des Fahrzeugs vorhanden ist.
System nach Anspruch 8, wobei die Vibrationskomponente eine Frequenz aufweist, die einer Raddrehzahlfrequenz des Fahrzeugs oder einer Harmonischen der Raddrehzahlfrequenz des Fahrzeugs entspricht.
System nach Anspruch 9, wobei die Diagnose von Fahrzeugkomponenten das Erzeugen eines diskreten Kosinussignals, basierend auf einer Frequenz einer Raddrehzahl oder einer harmonischen Frequenz der Raddrehzahl, einer Raddrehzahl-Abtastfrequenz und eines Abtastschritts, umfasst.