DE102019004087A1

DE102019004087A1 - Method and device for detecting vibrations while driving

Info

Publication number: DE102019004087A1
Application number: DE102019004087.2A
Authority: DE
Inventors: Willi Dannenhauer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-06-08
Filing date: 2019-06-08
Publication date: 2020-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (1) zur Erfassung von Vibrationen während der Fahrt mit einem Straßenfahrzeug (2).Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mit zumindest einem Beschleunigungssensor (3) Vibrationen erfasst werden, die mit hinterlegten Mustern von Vibrationen für eine Fahrbahnbeschaffenheit verglichen werden und in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs eine Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch angepasst wird.Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens (1).The invention relates to a method (1) for detecting vibrations while driving with a road vehicle (2). The invention is characterized in that vibrations are detected with at least one acceleration sensor (3), which vibrations are compared with stored patterns of vibrations for a road surface and a vehicle speed is automatically adjusted as a function of a result of the comparison. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out a method (1) according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung nach der im Oberbegriff von Anspruch 4 näher definierten Art.The invention relates to a method according to the kind defined in the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device according to the kind defined in the preamble of claim 4.

Prinzipiell sind Verfahren und Vorrichtungen zur Analyse von Vibrationen eines Fahrzeugs aus dem Stand der Technik bekannt. Im Bereich der Automobilindustrie existieren beispielsweise Verfahren, mit welchen die Vibrationen an beliebigen Stellen an einem Straßenfahrzeug gemessen werden können.In principle, methods and devices for analyzing vibrations of a vehicle are known from the prior art. In the automotive industry, for example, there are methods with which the vibrations can be measured at any point on a road vehicle.

So zeigt die DE 11 2013 006 483 T5 ein Vibrationsanalyseverfahren und eine Vorrichtung zur Analyse der bei der Fahrt mit einem Straßenfahrzeug auftretenden Vibrationen. Ein Fahrzeug wird dabei über eine unebene Oberfläche gefahren, wobei die Oberfläche unterschiedlich ausgeprägte Unebenheiten aufweist. In dem Fahrzeug werden die Vibrationen über beispielsweise einen Beschleunigungssensor gemessen. Daraus kann eine Vibrationscharakteristik für unterschiedliche Geschwindigkeiten für einen bestimmten Straßenbelag oder eine Straßenbeschaffenheit berechnet werden.So it shows DE 11 2013 006 483 T5 a vibration analysis method and a device for analyzing the vibrations occurring when driving with a road vehicle. A vehicle is driven over an uneven surface, the surface having unevenness of different degrees. In the vehicle, the vibrations are measured using an acceleration sensor, for example. From this, a vibration characteristic for different speeds can be calculated for a specific road surface or road condition.

Derartige Analysen sollen dabei helfen, die Vibrationen in einem Fahrzeug während der Fahrt so gering wie möglich auszubilden. Beim Fahren werden die Vibrationen von den Insassen des Fahrzeugs wahrgenommen und insbesondere über die Sitze an die Insassen weitergeleitet. Werden diese als unangenehm empfunden, greift der Fahrer intuitiv in die Fahrsituation ein, in dem er beispielsweise das Fahrtempo reduziert oder auch vorausschauender fährt. Dadurch wird der Komfort für die Insassen während dem Fahren über Straßenbeläge mit unterschiedlichen Oberflächen auf einem erträglichen Niveau gehalten.Such analyzes are intended to help minimize vibrations in a vehicle while driving. When driving, the vibrations are perceived by the occupants of the vehicle and in particular passed on to the occupants via the seats. If these are perceived as unpleasant, the driver intervenes intuitively in the driving situation, for example by reducing the driving speed or driving more proactively. As a result, the comfort for the occupants is kept at a tolerable level while driving over road surfaces with different surfaces.

Im Bereich des autonomen Fahrens erfolgt kein intuitives Eingreifen eines Fahrers bei unterschiedlich vorherrschenden Oberflächenbeschaffenheiten des Straßenbelags. Ein Eingreifen auf die Fahrsituation bei als unangenehm empfundenen Vibrationen oder Erschütterungen ist daher nicht gegeben.In the area of autonomous driving, there is no intuitive intervention by a driver if the surface conditions of the road surface differ. There is therefore no intervention in the driving situation in the case of vibrations or shocks which are perceived as unpleasant.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein Fahrzeugs zu schaffen, welche die zuvor genannten Nachteile überwinden.The object of the present invention is to create a device and a method for a vehicle which overcome the disadvantages mentioned above.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1 und Anspruch 4 und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method and a device with the features in claim 1 and claim 4 and here in particular in the characterizing part of claim 1 and claim 4, respectively. Advantageous refinements and developments result from the dependent claims dependent thereon.

Im Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mit zumindest einem Beschleunigungssensor Vibrationen erfasst, die mit hinterlegten Mustern von Vibrationen für eine Fahrbahnbeschaffenheit verglichen werden und in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs eine Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch angepasst wird. So können maximal auftretende Vibrationen oder Erschütterungen in einem Fahrzeug während der Fahrt begrenzt werden. Dadurch kann eine erhöhte Sicherheit sowie ein erhöhter Komfort für die Insassen eines Fahrzeugs, insbesondere eines autonom fahrenden Fahrzeugs, erreicht werden.At the core of the method according to the invention, vibrations are detected with at least one acceleration sensor, which are compared with stored patterns of vibrations for a road surface condition and a vehicle speed is automatically adjusted as a function of a result of the comparison. In this way, maximum vibrations or shocks that occur in a vehicle while driving can be limited. As a result, increased safety and comfort for the occupants of a vehicle, in particular an autonomously driving vehicle, can be achieved.

Besonders vorteilhaft greift ein derartiges System im Bereich von unebenen oder unbefestigten Straßenoberflächen in die Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs ein. Das Verfahren kann dadurch das intuitive Handeln eines Fahrers übernehmen, der infolge seiner eigenen Wahrnehmungen, beispielsweise ausgelöst durch die Vibrationen am Fahrersitz, in sein eigenes Fahrverhalten eingreifen würde. Mit anderen Worten kann das Verfahren eine Art Popometer ersetzen, das den Fahrer intuitiv zu seinem Handeln bewegt. Die Vorrichtung kann in dem Fahrzeug als Sonderausstattung bereitgestellt werden.Such a system particularly advantageously intervenes in the driving speed of a vehicle in the area of uneven or unpaved road surfaces. The method can thereby take over the intuitive action of a driver who would intervene in his own driving behavior as a result of his own perceptions, for example triggered by the vibrations in the driver's seat. In other words, the method can replace a kind of popometer that intuitively moves the driver to act. The device can be provided in the vehicle as special equipment.

Bei Vorliegen einer Frequenz, die als ein Muster von Vibrationen für unterschiedliche Straßenbeläge, insbesondere in einer Datenbank, als Grenzfrequenz vorliegt, kann mit dem Verfahren die Fahrtgeschwindigkeit oder auch der Bremsweg angepasst werden. Dadurch können die wahrnehmbaren Vibrationen stets auf annähernd gleichem Niveau gehalten werden.If a frequency is present, which is present as a pattern of vibrations for different road surfaces, in particular in a database, as a limit frequency, the method can be used to adapt the travel speed or the braking distance. As a result, the perceptible vibrations can always be kept at approximately the same level.

Die hinterlegten Muster für unterschiedliche Fahrbahnbeschaffenheiten können Grenzwerte aufweisen, die für unterschiedliche Fahrbahnoberflächen wie Schotter, Asphalt, Sand, Feldwege, Baustellenstraßen etc. gelten. Die aktuell gemessenen Vibrationen können dann mit diesen Grenzwerten verglichen werden.The stored patterns for different road surface conditions can have limit values that apply to different road surfaces such as gravel, asphalt, sand, dirt roads, construction site roads, etc. The currently measured vibrations can then be compared with these limit values.

Dabei ist es insgesamt vorteilhaft, wenn das System nur bei solchen Vibrationen eingreift, die sehr große Erschütterungen darstellen und als unkomfortabel gelten.Overall, it is advantageous if the system only intervenes in the case of vibrations that represent very large vibrations and are considered uncomfortable.

Bevorzugt kann ein Grenzwert individuell von einem Fahrer festgelegt werden, ab welchem eine automatische Anpassung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt. Jede Person nimmt meist Erschütterungen mehr oder weniger wahr. Dabei kann eine als unangenehm empfundene Erschütterung individuell in einem sehr unterschiedlichen Bereich liegen. Da der Grenzwert individuell eingestellt werden kann, kann die Empfindlichkeit des Verfahrens an unterschiedliche Personen angepasst werden. Infolge dessen kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs automatisch in Abhängigkeit dieses individuellen Grenzwertes angepasst werden.A limit value can preferably be set individually by a driver, from which the vehicle speed is automatically adjusted. Every person usually feels vibrations more or less. A vibration that is perceived as uncomfortable can lie individually in a very different area. Since the limit can be set individually, the sensitivity of the procedure can be adapted to different people. As a result, the speed of the vehicle can be automatically adjusted depending on this individual limit value.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass eine optische Analyse einer Fahrbahnoberfläche mit zumindest einer Kamera erfolgt. Die Kamera kann eine objektorientierte Kamera sein. Mit der zumindest einen Kamera kann die Fahrbahnoberfläche analysiert werden und davon abhängig der entsprechende Grenzwert der Vibrationen dem System zugrunde gelegt werden. So können beispielsweise auch Schlaglöcher oder eine feuchte Fahrbahnoberfläche erkannt werden. Dabei kann eine bereits für das autonome Fahren vorhandene Kamera verwendet werden.According to a very advantageous development of the idea, it can be provided that an optical analysis of a road surface is carried out with at least one camera. The camera can be an object-oriented camera. The road surface can be analyzed with the at least one camera and the corresponding limit value for the vibrations can be used as a basis for the system. For example, potholes or a damp road surface can also be identified. An existing camera for autonomous driving can be used.

Es ist weiterhin denkbar, über weitere Sensoren die Temperatur der Fahrbahnoberfläche zu ermitteln und diese in das System einfließen zu lassen. So kann auch die Temperatur einen Einfluss auf den zugrundeliegenden Grenzwert der Frequenz haben.It is also conceivable to determine the temperature of the road surface via further sensors and to allow this to flow into the system. The temperature can also have an influence on the underlying frequency limit.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Kern der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Bereich eines Fahrersitzes zumindest ein Beschleunigungssensor angeordnet, mit welchem Vibrationen erfasst werden. Idealerweise ist der zumindest eine Beschleunigungssensor am Fahrersitz oder in der Nähe der Sitzfläche des Fahrersitzes angeordnet. Beispielsweise kann dieser am Untergestell des Fahrersitzes montiert sein. Über diesen zumindest einen Beschleunigungssensor können die Vibrationen und Erschütterungen gemessen werden, die der Fahrer im Innenraum des Fahrzeugs wahrnimmt. Daher sollte der Beschleunigungssensor vorteilhafterweise an der Position angebracht sein, über welche auch der Fahrer die Vibrationen des Fahrzeugs wahrnimmt.The invention further relates to a device for carrying out the method according to the invention. At the core of the device according to the invention, at least one acceleration sensor, with which vibrations are detected, is arranged in the area of a driver's seat. Ideally, the at least one acceleration sensor is arranged on the driver's seat or in the vicinity of the seat surface of the driver's seat. For example, this can be mounted on the underframe of the driver's seat. The vibrations and shocks that the driver perceives in the interior of the vehicle can be measured via this at least one acceleration sensor. Therefore, the acceleration sensor should advantageously be attached to the position at which the driver also perceives the vibrations of the vehicle.

Ebenso kann jedoch auch ein bereits vorhandener Beschleunigungssensor verwendet werden, der insbesondere auch an beliebiger Stelle am oder im Fahrzeug montiert sein kann.However, an already existing acceleration sensor can also be used, which in particular can also be mounted at any location on or in the vehicle.

Die gemessenen elektrischen Signale, beispielsweise Frequenzen, können beispielsweise in einer Zentraleinheit verarbeitet werden. Dadurch kann ein Vergleich mit den hinterlegten Grenzwerten stattfinden und ein Anpassen der Fahrgeschwindigkeit erfolgen.The measured electrical signals, for example frequencies, can be processed in a central unit, for example. This allows a comparison to be made with the stored limit values and an adaptation of the driving speed.

Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Beschleunigungssensor ein G-Sensor ist. Dadurch können die gemessenen Vibrationen besonders gut an die von einem Fahrer wahrnehmbaren Vibrationen angeglichen werden.It can be provided according to an advantageous embodiment that the acceleration sensor is a G sensor. As a result, the measured vibrations can be matched particularly well to the vibrations perceptible by a driver.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich ferner aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.Further advantages of the method according to the invention and the device according to the invention also result from the remaining dependent subclaims and become clear from the exemplary embodiments which are described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

1 eine mögliche Ausführungsform der Vorrichtung bzw. des Verfahrens;
2 eine weitere mögliche Ausführungsform der Vorrichtung bzw. des Verfahrens.

Show:

1 a possible embodiment of the device or the method;
2 a further possible embodiment of the device or the method.

In der Darstellung der 1 ist eine mögliche Ausführungsform des Verfahrens 1 bzw. der Vorrichtung dargestellt. An einem Straßenfahrzeug 2 ist an der Unterseite eines Fahrersitzes 6 ein Beschleunigungssensor 3 angeordnet. Mit diesem können Vibrationen erfasst werden, die während dem Fahren des Straßenfahrzeugs 2 auf der Fahrbahnoberfläche 4 im Straßenfahrzeug 2 entstehen. Der Beschleunigungssensor 3 kann beispielsweise mittig unter dem Fahrersitz 6 platziert werden, um die Vibrationen zu messen, die auch ein Fahrer beim Sitzen auf dem Fahrersitz 6 wahrnimmt. Der Beschleunigungssensor 3 kann beispielsweise ein G-Sensor sein. Die gemessenen Vibrationen können mit hinterlegten Mustern von Vibrationen für eine Fahrbahnbeschaffenheit verglichen werden. In Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs kann die Fahrzeuggeschwindigkeit des Straßenfahrzeugs 2 automatisch angepasst werden. Der Grenzwert, bei welchem eine Anpassung der Fahrgeschwindigkeit stattfinden, kann individuell von dem jeweiligen Fahrer festgelegt werden.In the representation of the 1 is a possible embodiment of the method 1 or the device shown. On a road vehicle 2 is at the bottom of a driver's seat 6 an acceleration sensor 3 arranged. With this, vibrations can be detected while driving the road vehicle 2 on the road surface 4 in the road vehicle 2 arise. The acceleration sensor 3 can, for example, in the middle under the driver's seat 6 be placed to measure the vibrations that a driver also has while sitting in the driver's seat 6 perceives. The acceleration sensor 3 can be, for example G Sensor. The measured vibrations can be compared with stored patterns of vibrations for a road surface. Depending on a result of the comparison, the vehicle speed of the road vehicle can 2 can be adjusted automatically. The limit value at which the driving speed is adjusted can be set individually by the respective driver.

Eine weitere Ausführungsvariante des Verfahrens 1 bzw. der Vorrichtung ist in 2 zu erkennen. Dieselben Bauteile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen, sodass hierauf im Detail nicht weiter eingegangen werden muss. Im Unterschied zu 1 ist hier zur optischen Analyse der Fahrbahnoberfläche 4 einer Kamera 5 am Straßenfahrzeug 2 angeordnet. Mit Hilfe der optischen Auswertung mit der Kamera 5 kann die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 4 erkannt werden. Diese kann beispielsweise als Schotterfläche, Feldweg oder Ähnliches identifiziert werden. In Abhängigkeit der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche 4 kann der Wert für die als grenzwertig einzustufenden Vibrationen entsprechend angepasst werden.Another embodiment variant of the method 1 or the device is in 2 to recognize. The same components are provided with the same reference numerals, so that there is no need to go into this in detail. In contrast to 1 is here for optical analysis of the road surface 4 a camera 5 on the road vehicle 2 arranged. With the help of the optical evaluation with the camera 5 can change the condition of the road surface 4 be recognized. This can be identified, for example, as gravel area, dirt road or the like. Depending on the condition of the road surface 4 the value for the vibrations to be classified as borderline can be adjusted accordingly.

Es ist weiterhin denkbar, dass mehr als ein Beschleunigungssensor 3 am Straßenfahrzeug 2 angeordnet ist. Des Weiteren kann die Position des Beschleunigungssensors 3 am Straßenfahrzeug 2 variieren.It is also conceivable that more than one acceleration sensor 3 on the road vehicle 2 is arranged. Furthermore, the position of the acceleration sensor 3 on the road vehicle 2 vary.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 112013006483 T5 [0003]

Claims

Method (1) for detecting vibrations while driving a road vehicle (2), characterized in that vibrations are detected with at least one acceleration sensor (3), which are compared with stored patterns of vibrations for a road surface and depending on a result of the comparison a vehicle speed is automatically adjusted.

Method (1) according to Claim 1 , characterized in that a limit value can be set individually by a driver, from which the vehicle speed is automatically adjusted.

Method (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that an optical analysis of a road surface (4) is carried out with at least one camera (5).

Device (1) for a method according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that in the area of a driver's seat (6) at least one acceleration sensor (3) is arranged, with which vibrations are detected.

Device (1) after Claim 4 , characterized in that the acceleration sensor (3) is a G sensor.