用于确定车辆的当前水平位置的方法技术

一种用于确定车辆的当前水平位置的方法，其中，所述水平位置通过所述车辆的至少一个车轮与所述车辆的车身之间的距离确定，并且其中，所述距离借助于由至少一个底盘传感器检测的信号求得，其中，所述由所述至少一个底盘传感器检测的信号至少包括与所述车辆的固有运动相应的信号分量和与通过由所述车辆当前行驶的路面进行的激励相应的信号分量，并且其中，所述车辆的固有运动的信号分量借助于至少一个滤波函数从由所述至少一个底盘传感器检测的信号滤出，并且其中，借助于无与所述车辆的固有运动相应的信号分量的相应地经滤波的信号与通过所述至少一个底盘传感器检测的信号的差计算所述车辆的当前水平位置。本发明专利技术还涉及一种车辆和一种控制装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于确定车辆的当前水平位置的方法以及一种车辆和一种控制装置。
技术介绍
对于用于调节机动车底盘的机械电子系统的控制——利用所述机械电子系统例如可转化空气弹簧支承、主动侧倾稳定和/或减振器调节，通常要考虑机动车的车身相对于其轮胎的实际位置，通过该实际位置描述机动车的位置或者说水平、亦即水平位置。为了确定车辆的水平位置，视用于调节车辆底盘的机械电子系统的构型而定使用至少一个传感器，所述传感器通常称作高度状态传感器、水平传感器、位置传感器和/或弹簧行程传感器。在德国公开文献DE19626398A1中提出一种用于路面表面状态的探测器，其中，借助于通过车轮转速计算的车轮加速度来求得当前的车辆水平。德国文献DE102008058152A1公开一种用于根据当前车轮转速求得车辆的弹簧行程的方法。在欧洲文献EP2279088B1中公开一种用于根据通过车辆的电磁电机产生的力计算车辆的弹簧行程的方法。美国文献US2009/0319123A1公开一种方法，其中，借助于滤波函数求得车辆车轮的振动。
技术实现思路
在该背景下提出一种用于确定车辆的当前水平位置的方法，其中，水平位置通过车辆的至少一个车轮支架与车辆的车身之间的距离确定，并且其中，距离借助于由至少一个底盘传感器检测的信号求得，其中，由所述至少一个底盘传感器检测的信号至少包括与车辆的固有运动相应的信号分量和与通过由车辆当前行驶的路面进行的激励相应的信号分量，并且其中，车辆的固有运动的信号分量借助于至少一个滤波函数从由所述至少一个底盘传感器检测的信号滤出，并且其中，借助于无与车辆的固有运动相应的信号分量的相应地经滤波的信号与通过所述至少一个底盘传感器检测的信号的差计算车辆的当前水平位置。由说明书和从属权利要求得到各个构型。所提出的方法特别是用于求得在特别是不平坦路段上行驶时车辆的当前水平位置、亦即高度状态。在此提出，由底盘传感器、例如弹簧行程传感器求得的信号——所述信号不仅描述或包括不平坦路段对车辆的影响而且还描述或包括车辆的固有运动——被这样滤波，使得仅仅由不平坦道路的影响引起的分量保留在信号中。此外提出，经滤波的信号用于计算相对于由底盘传感器提供的相应原始信号的差并且由计算的差推断出车辆的当前水平位置。在本专利技术的上下文中，可将车辆的水平位置理解为车辆车身相对于相应车辆的车轮支架的高度。在本专利技术的上下文中，可将车辆的固有运动理解为相应车辆的车身相对于车辆底盘的运动，其中，运动响应于底盘的由当前行驶路面引起的激励来进行。在本专利技术的上下文中，可将滤波函数理解为用于处理信号的数学函数，所述数学函数适合按照特定的预给定来变换相应信号并且例如提取相应信号的确定的信号分量。所提出的方法特别是提出，由所述至少一个底盘传感器的原始数据例如对于用于调节或者说调整相应车辆的底盘的相应机械电子系统获得为此需要的有用信息。关于用于调节底盘、通常用于调整车辆车身位置的机械电子系统，为了调节减振器，使用车轮弹性跳动的速度的原始数据。为了转化侧倾稳定、空气弹簧支承或主动弹簧固定点调节、亦即所谓的“主动车身控制”，还应求得机动车的绝对位置。为了从相应的通过所述至少一个底盘传感器求得的原始数据抽象和提取分别需要的有用信息，在数字信号处理的范围中使用至少一种滤波，例如高通滤波、低通滤波、带通滤波和/或自适应滤波、例如维纳滤波或卡尔曼滤波。通过所提出的方法在利用至少一个弹簧行程传感器的情况下确定机动车的、通常机动车的车身的绝对位置或者说绝对水平，这在通过相应待行驶路面对车辆的车身和/或底盘激励非常强烈的情况下也是可能的。在得知绝对位置或者说绝对水平的情况下提出，用于调节底盘的系统匹配于底盘的位置或者说水平。在此，所提出的方法例如为了调节构造成空气弹簧底盘的底盘可以用于在主动控制车身的范围内调节底盘的侧倾稳定装置和/或用于调整或者说调节弹簧固定点。所提出的方法特别是基于：车辆水平、亦即车辆的当前水平独立于底盘的具体的例如与机动车类型相关的运行参数来确定，从而例如不需要关于至少一个弹簧的刚度和/或作为底盘的至少一个部件的至少一个减振器的减振器常数的信息。此外也不需要关于机动车的与其负载相关的当前质量的信息。相应地，所提出的方法独立于相应机动车的类型或者说衍生一般构造得有利并且可以在参数化投入低的情况下快速且简单地在不同车辆中使用。因此，基于信号且与车辆无关地确定车辆的车辆水平可独立于通过当前行驶道路对相应底盘部件的激励来实现。在所提出的方法的构型中，车辆的车辆水平、亦即通常车辆的轮胎或者说车轮支架与车辆车身之间的平均距离在考虑至少一个弹簧行程传感器或者说水平传感器的原始信号的情况下求得。在此在通过相应道路强烈激励的情况下也通过滤波求得车辆水平，尽管一方面相应的在此通常要利用的原始信号——由所述原始信号可导出车辆水平——的信号谱并且另一方面干扰的信号谱至少部分地处于叠加的频谱或者说频率范围中。在使用所提出的方法的情况下可能的是，对机动车在其在相应道路上行驶时进行激励的频率的信号谱例如在考虑机动车的速度的情况下进行评估，其中，需要考虑的是，垂直振动——通过所述垂直振动在行驶相应道路时激励车辆——随着驶过相应障碍的速度的提高在频率范围中增大。因此，与为了调节而执行例如卡尔曼滤波或状态空间滤波的车辆的车身的运动的基于模型的描述相比，对于所提出的方法需要大幅降低的参数化投入或者说不需要参数化投入。此外可以省去可能情况下作为替换方案或补充而要考虑的弹簧-减振器-质量等效模型的数据输入，因为在这样的等效模型中在机动车的质量可变的情况下必须估计质量。在所提出的方法的可能的构型中提出，所述至少一个滤波函数根据车辆的至少一个底盘部件的运动的频率范围来选择。所提出的方法基于如下假设：相应底盘系统的上升和下降速度是已知的，从而相应车辆的车辆车身和车轮的相对运动的系统频率范围可以假设为常数，该相对运动通过主动底盘系统的干预引起。恒定的频率范围允许借助于系数确定方法估计任意阶的相应滤波函数的滤波系数。借助于系数确定方法确定滤波系数可以例如在滤波器设计的意义上根据巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔或任意其它在技术上适合的滤波函数来进行。在此，滤波器设计作为显著的参量需要所谓的拐点频率或者说截止频率。所述截止频率在频率范围中将经减振的信号分量与未经减振的信号分量分开。系数的类型确定相应滤波器的分辨能力和阶以及在拐点频率上减振的程度。在进行数字计算的控制装置上计算离散信号时，必须将滤波系数由模拟滤波设计转变为数字滤波设计。因此适用的是，在确定相应的要使用的截止频率时考虑相应软件部分的扫描速率或者说计算步距，所述软件部分实施相应的滤波功能。按照所提出的方法求得的滤波函数对相应信号进行计算或者说滤波，而不形成均值。这意味着，按照所提出的方法设置的滤波函数对相应的信号零均值地进行计算或者说滤波，从而将底盘系统固有的运动从相应信号去除。通过形成这样经滤波的信号、亦即从中计算出或者说滤出通过相应车辆的底盘系统的起振所引起的车辆固有运动的信号与相应的原始信号的差，按照所提出的方法可以直接推断出相应的绝对的车辆高度、亦即当前的车辆水平。在所提出的方法的另一可能的构型中提出，这样选择滤波函数，使得附加地将与当前行驶路面上的长的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定车辆的当前水平位置的方法，其中，所述水平位置通过所述车辆的至少一个车轮与所述车辆的车身之间的距离确定，并且其中，所述距离借助于由至少一个底盘传感器检测的信号求得，其中，所述由所述至少一个底盘传感器检测的信号至少包括与所述车辆的固有运动相应的信号分量和与通过由所述车辆当前行驶的路面进行的激励相应的信号分量，并且其中，所述车辆的固有运动的信号分量借助于至少一个滤波函数从由所述至少一个底盘传感器检测的信号滤出，并且其中，借助于无与所述车辆的固有运动相应的信号分量的相应地经滤波的信号与通过所述至少一个底盘传感器检测的信号的差计算所述车辆的当前水平位置。

【技术特征摘要】
2015.09.03 DE 102015011517.01.一种用于确定车辆的当前水平位置的方法，其中，所述水平位置通过所述车辆的至少一个车轮与所述车辆的车身之间的距离确定，并且其中，所述距离借助于由至少一个底盘传感器检测的信号求得，其中，所述由所述至少一个底盘传感器检测的信号至少包括与所述车辆的固有运动相应的信号分量和与通过由所述车辆当前行驶的路面进行的激励相应的信号分量，并且其中，所述车辆的固有运动的信号分量借助于至少一个滤波函数从由所述至少一个底盘传感器检测的信号滤出，并且其中，借助于无与所述车辆的固有运动相应的信号分量的相应地经滤波的信号与通过所述至少一个底盘传感器检测的信号的差计算所述车辆的当前水平位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个滤波函数根据所述车辆的至少一个底盘部件的运动的频率范围来选择。3.根据权利要求1和2任意之一所述的方法，其中，这样选择所述滤波函数，使得附加地将与当前行驶路面上的长的不平度相应的信号分量从由所述至少一个底盘传感器检测的信号滤出。4.根据上述权利要求任意之一所述的方法，其中，作为由所述至少一个底盘传感器检测的信号滤出的信号分量选择频率分量，由此，在没有使用求平均函数的情况下计算相应的经滤波的信号。5.根据上述权利要求任意之一所述的方法，其中，由经滤波的信号和通过所述至少一个底盘传感器检测的信号形成的差借助于平滑函数来平滑，以便考虑底盘的底盘系统的系统惯性。6.根据上述权利要求任意之一所述的方法，其中，所述至少一个滤波函数借助于至少一个与所述至少一个滤波函数的相应滤波系数相应的匹配因子这样来匹配，使得相应形成的差最可能地接近理想信号。7.根据上述权利要求任意之一所述的方法，其中，作为至少一个滤波函数选择滤波函数的下述列表中的至少一个滤波函数：巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、自适应滤波器、维纳滤波器、卡尔曼滤波器、带通滤波器、低通滤波器、具有低截止频率的高通滤波器以及高通滤波器。8.一种车辆，具有控...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·奥尔盖尔，P·施潘瑙斯，J·佛朗茨，P·克努特，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE