DE102020007770B4 - Method for determining uneven ground on a road by means of a motor vehicle system, and system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Bestimmen einer Bodenunebenheit (14, 16) auf einer Straße (24) mittels eines Systems (12) eines Kraftfahrzeugs (10), bei welchem mittels einer jeweiligen Federwegerfassungseinrichtung (20) des Systems (12), wobei eine jeweilige Federwegerfassungseinrichtung (20) einem jeweiligen Rad (18) des Kraftfahrzeugs (10) zugeordnet ist, ein Federweg (40) des jeweiligen Rads (18) erfasst wird und bei welchem in Abhängigkeit von dem jeweiligen erfassten Federweg (40) die Bodenunebenheit (14, 16) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (22) des Systems (12) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine jeweilige Federweggeschwindigkeit (26) an dem jeweiligen Rad (18) erfasst wird und die Bodenunebenheit (14, 16) zusätzlich in Abhängigkeit der Federweggeschwindigkeit (26) bestimmt wird.Method for determining an unevenness of the ground (14, 16) on a road (24) by means of a system (12) of a motor vehicle (10), in which by means of a respective spring deflection detection device (20) of the system (12), a respective spring deflection detection device (20) is assigned to a respective wheel (18) of the motor vehicle (10), a spring deflection (40) of the respective wheel (18) is detected and in which, depending on the respective spring deflection (40) detected, the unevenness of the ground (14, 16) is measured by means of an electronic computing device (22) of the system (12), characterized in that a respective spring deflection speed (26) on the respective wheel (18) is also recorded and the unevenness of the ground (14, 16) is also determined as a function of the spring deflection speed (26). .
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Bodenunebenheit auf einer Straße mittels eines Systems eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein System.The invention relates to a method for determining an unevenness of the ground on a road using a system of a motor vehicle according to the preamble of
Eine wesentliche Grundlage für die Fortbewegung von Kraftfahrzeugen ist die Fahrbahn. Diese altern über die Zeit und werden belastet und abgenutzt. Schlechte Fahrbahnen erhöhen den Bauteilverschleiß an Kraftfahrzeugen, bis hin zu Bauteilversagen, wie zum Beispiel Reifenbeschädigungen beispielsweise bei Schlaglöchern. Hierbei können ein Mobilitätsverlust und ein Sicherheitsrisiko entstehen.The roadway is an essential basis for the movement of motor vehicles. These age over time and are stressed and worn out. Poor road surfaces increase component wear on motor vehicles, up to and including component failure, such as tire damage, for example when there are potholes. This can result in a loss of mobility and a safety risk.
Die
Aus der
Die
In der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein System zu schaffen, mittels welchem verbessert eine Bodenunebenheit auf einer Straße, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, erfasst werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein System mit den Merkmalen von Anspruch 6 gelöst.The object of the present invention is to create a method and a system by means of which unevenness in the ground on a road on which the motor vehicle is located can be detected in an improved manner. This object is solved by a method having the features of
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Bodenunebenheit auf einer Straße mittels eines Systems eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels einer jeweiligen Federwegerfassungseinrichtung des Systems, wobei eine jeweilige Federwegerfassungseinrichtung einem jeweiligen Rad des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, ein Federweg des jeweiligen Rads erfasst wird und bei welchem in Abhängigkeit von dem jeweiligen erfassten Federweg eine Bodenunebenheit mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Systems bestimmt wird.One aspect of the invention relates to a method for determining uneven ground on a road by means of a system of a motor vehicle, in which a spring deflection of the respective wheel is detected by means of a respective spring deflection detection device of the system, with a respective spring deflection detection device being assigned to a respective wheel of the motor vehicle and at which, depending on the spring deflection detected in each case, is used to determine an unevenness in the floor by means of an electronic computing device of the system.
Es ist vorgesehen, dass zusätzlich eine jeweilige Federweggeschwindigkeit an dem jeweiligen Rad erfasst wird und die Bodenunebenheit zusätzlich in Abhängigkeit der Federweggeschwindigkeit bestimmt wird.It is provided that a respective spring deflection speed is additionally recorded on the respective wheel and the unevenness of the ground is also determined as a function of the spring deflection speed.
Somit ist ein Verfahren beschrieben, mit welchem es möglich ist, Bodenunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher, nach deren Durchfahrt zu detektieren. Diese Information kann in Verbindung mit Positionsdaten gespeichert werden oder zum Warnen weiterer Fahrzeuge verwendet werden. Des Weiteren können die Informationen für den Erhalt des Straßennetzes brauchbar sein.A method is thus described with which it is possible to detect bumps in the ground, for example potholes, after they have been driven through. This information can be stored in conjunction with position data or used to warn other vehicles. Furthermore, the information can be useful for maintaining the road network.
Verfügt somit das Kraftfahrzeug über einen oder mehrere Federwegsensoren, so kann kontinuierlich der Federweg des jeweiligen Rades gemessen werden. Durch Fahrbahnanregungen variieren die Federwege kontinuierlich. Betrachtet man die Federwege und deren Ableitung, was der Federweggeschwindigkeit entspricht, an einem Rad bei einer Schlaglochdurchfahrt, so ist ein markantes und unverwechselbares Muster zu erkennen.If the motor vehicle has one or more spring deflection sensors, the spring deflection of the respective wheel can be measured continuously. The spring deflections vary continuously due to road surface excitations. If you look at the spring deflections and their derivation, which corresponds to the spring deflection speed, on a wheel driving through a pothole, you can see a striking and unmistakable pattern.
Sofern die Fahrgeschwindigkeit und die Schlaglochgeometrie ein Ausfedern des Rades erlaubt, ist mit Schwellwerten für Federweggeschwindigkeit und Federweg ein Schlagloch zu detektieren. Hierbei liegt die Abfolge darin, dass erst die Ausfedergeschwindigkeit, dann der Ausfederweg, dann die Einfedergeschwindigkeit und dann der Einfederweg erfasst werden. Die Zeitdifferenzen von Aus-/Einfederweg nach Aus-/Einfedergeschwindigkeit ist abhängig von der Schlaglochgeometrie sowie der Auslegung der Fahrzeugfederung und Dämpfung. Die Zeitdifferenz zwischen dem Einfedern nach dem Ausfedern ist im Wesentlichen abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Schlaglochlänge.If the driving speed and the pothole geometry allow the wheel to deflect, a pothole can be detected with threshold values for spring travel speed and spring travel. The sequence here is that first the rebound speed, then the rebound travel, then the compression speed and then the compression travel are recorded. The time difference between spring deflection/compression travel and deflection/compression speed depends on the pothole geometry and the design of the vehicle suspension and damping. The time difference between compression and rebound is essentially dependent on the vehicle speed and the length of the pothole.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird in Abhängigkeit von dem erfassten Federweg und von der erfassten Federweggeschwindigkeit eine Größe der Bodenunebenheit bestimmt.According to an advantageous embodiment, a size of the unevenness of the floor is determined as a function of the detected spring deflection and the detected spring deflection speed.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn als Bodenunebenheit ein negatives Straßenprofil oder in positives Straßenprofil bestimmt wird.It is also advantageous if a negative road profile or a positive road profile is determined as the unevenness of the ground.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform werden eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder eine aktuelle Fahrwerkseinstellung eines jeweiligen Rades des Kraftfahrzeugs bei der Bestimmung der Bodenunebenheit berücksichtigt.In a further advantageous embodiment, a current speed of the motor vehicle and/or a current chassis setting of a respective wheel of the motor vehicle are taken into account when determining the unevenness of the ground.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die bestimmte Bodenunebenheit mit einer Position der Bodenunebenheit in einer Speichereinrichtung des Systems abgespeichert wird und/oder die bestimmte Bodenunebenheit mit einer Position der Bodenunebenheit an eine kraftfahrzeugexterne, zentrale elektronische Recheneinrichtung übertragen wird.It is also advantageous if the determined unevenness of the floor is stored with a position of the unevenness of the floor in a memory device of the system and/or the determined unevenness of the floor with a position of the unevenness of the floor is transmitted to a central electronic computing device external to the motor vehicle.
Bei dem Verfahren handelt es sich insbesondere um ein computerimplementiertes Verfahren. Hierzu betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche eine elektronische Recheneinrichtung dazu veranlassen, ein Verfahren durchzuführen. Ferner betrifft die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium mit dem Computerprogrammprodukt. Die elektronische Recheneinrichtung weist insbesondere Schaltkreise, insbesondere integrierte Schaltkreise, sowie Prozessoren und weitere elektronische Bauteile auf, welche eine Durchführung des Verfahrens ermöglichen.The method is in particular a computer-implemented method. To this end, a further aspect of the invention relates to a computer program product with program code means which cause an electronic computing device to carry out a method. Furthermore, the invention also relates to a computer-readable storage medium with the computer program product. The electronic computing device has in particular circuits, in particular integrated circuits, as well as processors and other electronic components, which enable the method to be carried out.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System für ein Kraftfahrzeug zum Bestimmen einer Bodenunebenheit auf einer Straße, mit zumindest einer Federwegerfassungseinrichtung und mit einer elektronischen Recheneinrichtung, wobei das System zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels des Systems durchgeführt.Yet another aspect of the invention relates to a system for a motor vehicle for determining a bump in the road on a road, with at least one spring deflection detection device and with an electronic computing device, the system being designed to carry out a method according to the preceding aspect. In particular, the method is carried out using the system.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem System nach dem vorhergehenden Aspekt.Yet another aspect of the invention relates to a motor vehicle with a system according to the preceding aspect.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Systems sowie des Kraftfahrzeugs anzusehen. Das Kraftfahrzeug sowie das System weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens ermöglichen.Advantageous configurations of the method are to be regarded as advantageous configurations of the system and of the motor vehicle. For this purpose, the motor vehicle and the system have specific features which enable the method to be carried out.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the leave invention.
Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform eines Systems; und -
2 ein schematisches Ablaufdiagramme zur Erfassung von Bodenunebenheiten.
-
1 a schematic side view of an embodiment of a motor vehicle with an embodiment of a system; and -
2 a schematic flowchart for detecting uneven floors.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.
Bei einem Verfahren zum Bestimmen der Bodenunebenheit 14, 16 auf einer Straße 24, auf welcher sich das Kraftfahrzeug 10 befindet, wird mittels der jeweiligen Federwegerfassungseinrichtung 20 des Systems 12, wobei einem jeweiligen Rad 18 jeweils eine Federwegerfassungseinrichtung 20 zugeordnet ist, ein Federweg 40 (
Es ist vorgesehen, dass zusätzlich eine jeweilige Federweggeschwindigkeit 26 (
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von dem erfassten Federweg 40 und von der erfassten Federweggeschwindigkeit 26 eine Größe beziehungsweise Ausdehnung der Bodenunebenheit 14, 16 bestimmt wird. Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass beispielsweise ein positives Straßenprofil, welches vorliegend durch eine erste Bodenunebenheit 14 gezeigt ist, sowie ein negatives Straßenprofil, welches vorliegend durch eine zweite Bodenunebenheit 16 dargestellt ist, erfasst werden kann. Bei dem negativen Straßenprofil kann es sich insbesondere beispielsweise um ein Schlagloch handeln. Bei dem positiven Straßenprofil kann es sich beispielsweise um einen Bumper beziehungsweise Bremshügel handeln.In particular, it can be provided that a size or extent of the unevenness of the
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 und/oder eine aktuelle Fahrwerkseinstellung eines jeweiligen Rads 18 des Kraftfahrzeugs 10 bei der Bestimmung der Bodenunebenheit 14, 16 berücksichtigt werden. Die bestimmte Bodenunebenheit 14, 16 kann ferner mit einer Position der Bodenunebenheit 14, 16 in einer Speichereinrichtung des Systems 12 abgespeichert werden und/oder die bestimmte Bodenunebenheit 14, 16 kann mit einer Position der Bodenunebenheit 14, 16 an eine kraftfahrzeugexterne, zentrale elektronische Recheneinrichtung 28 übertragen werden.It is also advantageous if a current speed of
Insbesondere zeigt die
Somit zeigt die
Sofern die Fahrgeschwindigkeit und die Schlaglochgeometrie ein Ausfedern des Rades 18 erlaubt, ist mit Schwellwerten für die Federgeschwindigkeit 26 und den Federweg 40 ein Schlagloch zu detektieren. Hierbei liegt insbesondere immer die Abfolge von der Ausfedergeschwindigkeit, welche mit A bezeichnet ist, zum Ausfederweg, welcher mit B gekennzeichnet ist, zur Einfedergeschwindigkeit, welche mit dem Buchstaben C gekennzeichnet ist und wiederum zum Einfederweg, welcher mit dem Buchstaben D gekennzeichnet ist, zugrunde. Die Zeitdifferenzen aus Aus-/Einfederweg nach Aus-/Einfedergeschwindigkeit ist abhängig von der Schlaglochgeometrie sowie der Auslegung der Fahrzeugfederung und -dämpfung. Die Zeitdifferenz vom Einfedern nach Ausfedern ist im Wesentlichen abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Schlaglochlänge.If the driving speed and the pothole geometry allow the
Insbesondere kann mittels der Mustererkennung es möglich sein, dass sowohl positive Straßenprofile, beispielsweise Bodenerhebungen, als auch die negativen Straßenprofile, insbesondere die Straßenlöcher, detektiert werden können. Insbesondere bei positiven Straßenprofilen kommt es im Gegensatz zum Schlagloch hierbei zu keinem Ausfedern des Rades 18 vor dem Einfedern. Das Einfedern ist für die Belastung des Kraftfahrzeugs 10 maßgeblich.In particular, it can be possible by means of the pattern recognition that both positive road profiles, for example ground elevations, and negative road profiles, in particular the road holes, can be detected. In particular with positive road profiles, in contrast to potholes, the
Insbesondere zeigen die Fig. ein Verfahren zur ex-post-Detektion von Schlaglöchern mithilfe von Federwegsensoren am Kraftfahrzeug 10.In particular, the figures show a method for ex-post detection of potholes using spring travel sensors on
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 1212
- Systemsystem
- 1414
- erste Bodenunebenheitfirst bump in the ground
- 1616
- zweite Bodenunebenheitsecond bump in the ground
- 1818
- Radwheel
- 2020
- Federwegerfassungseinrichtungspring deflection detection device
- 2222
- elektronische Recheneinrichtungelectronic computing device
- 2424
- Straßeroad
- 2626
- Federweggeschwindigkeittravel speed
- 2828
- kraftfahrzeugexterne, zentrale elektronische Recheneinrichtungvehicle-external, central electronic computing device
- 3030
- Schlaglochinformationpothole information
- 3232
- Schlaglocherkennungpothole detection
- 3434
- Kameracamera
- 3636
- Lidarsensoreinrichtunglidar sensor device
- 3838
- prädiktive Schlaglocherkennungpredictive pothole detection
- 4040
- Federwegtravel
- AA
- erster Punktfirst point
- BB
- zweiter Punktsecond point
- CC
- dritter Punktthird point
- DD
- vierter Punktfourth point
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R020 | Patent grant now final |