JP7649129B2 - 車両における損傷を認識するための方法および制御機器 - Google Patents

Description

本発明は、車両における被害を認識するための方法および制御機器に関し、コンピュータプログラムも本発明の対象である。

安全性に関わる事故を認識するために、相応のセンサシステムを備えたエアバッグ制御機器が使用される。さらに、損傷を取り除くためにおよび／または車両を安全策が講じられたモードで動作させ得るために、車両における損傷をできるだけ早期に認識できることも好適であろう。

これを踏まえて、ここで紹介されるアプローチにより、主請求項による、車両における損傷（ダメージ）を認識するための改善された方法、さらにこの方法を使用する改善された制御機器、および最後に相応のコンピュータプログラムを紹介する。従属請求項に記載した措置により、独立請求項で提示した装置の有利な変形および改善が可能である。

ここで紹介されるアプローチにより、例えば車両における比較的小さな損傷を、技術的に簡単で、かつ、たいていは既に車両内で標準として利用可能な手段によって認識するための可能性が提供される。これにより、車両の少なくとも１人の乗員の安全が向上または保証され得ることが有利である。

車両における損傷を認識するための方法を紹介するが、この方法は、読込のステップおよび評価のステップを含んでいる。読込のステップでは、車体センサ信号が、車両の車体センサに対するインターフェイスを介して読み込まれる。これに関し車体センサ信号は、車体領域内で記録された少なくとも１つの車体振動を表している。さらにシャシーセンサ信号が、車両のシャシーセンサに対するインターフェイスを介して読み込まれ、シャシーセンサ信号は、シャシー領域内で記録された少なくとも１つのシャシー振動を表している。評価のステップでは、損傷を表す評価結果を得るために、車体センサ信号およびシャシーセンサ信号が評価される。

この方法は例えば、例示的に乗用自動車として実現された車両において実施され得る。損傷は、例えば、車両のコンポーネント（例えば車両のドア、リアもしくはルーフラゲッジキャリア、またはフェンダー）における小さな損傷であってよく、この小さな損傷は、例えば検出しにくく、ただし車両の走行によって引き起こされる振動の中では、特徴的な（例えば固体伝播音）振動または波形によって際立ち得る。車体センサは、例えば車両の車体内に配置でき、かつ第一に、風圧、飛び石などのような走行影響により車体を介して車両内に作用する振動を記録し得る。シャシーセンサは、例えば車両のシャシーに配置でき、かつ第一に、地面の特性によりシャシーを介して車両内に作用する振動を記録し得る。これにより、車両における検出しにくい損傷も認識できることが有利であり、それにより車両の少なくとも１人の乗員の安全が確保され得ることが有利である。特に、車体センサ信号およびシャシーセンサ信号の評価により、車体センサ信号とシャシーセンサ信号の差異が認識でき、この差異は、例えば車両におけるそれぞれの損傷に特徴的であり、かつこの差異が、それゆえ、車両内で捕捉された振動の評価により識別され得ることが特に有利である。このようにして、例えば、エアバッグシステムのようなその他の車両安全システムのために取り付けられた固体伝播音センサまたは加速度センサからの信号を多重に利用することができ、それによりこれらの信号の追加利用が、追加費用のない場合、有利に実現され得る。

一実施形態によれば、評価のステップにおいて、シャシーセンサ信号が車体センサ信号から減算され得る。これは、車体センサ信号が、シャシーセンサ信号によって表現されるシャシー振動を例えば含み得ることを意味し、この場合、シャシー振動は、（例えば車体領域内の）具体的な損傷を識別するために、車体センサ信号を生じさせている信号から引かれ、したがってさらには考察されない。損傷を確定するために、シャシーセンサ信号の減算により、シャシー振動が抜き取られ得ることが有利である。

この方法は、一実施形態によれば、シャシー振動が、とりわけシャシー振動の振幅およびそれに加えてまたはその代わりに周波数に関し、予め決定された閾値を上回る場合に、車体センサ信号およびそれに加えてまたはその代わりにシャシーセンサ信号を使用してシャシー振動を少なくとも部分的に抑制するステップを含み得る。これは例えば、振幅およびそれに加えてまたはその代わりに周波数により、相応の振動が、例えば閾値によって表され得る走行状況または車道状態のせいと考え得ることが明らかになる場合に、車両振動が抑制されることを意味する。このようにして、特に高い走行速度の際に、走行作用によって車道を通じて発生するが、しかし損傷の認識に有意な寄与は果たさず、したがって無駄にデータ処理費用を上昇させるだけの効果が考慮されずに済む。

この方法は、一実施形態によれば、評価のステップの前に、車体センサ信号およびそれに加えてまたはその代わりにシャシーセンサ信号を前処理するステップをさらに含み得る。これに関し前処理は、とりわけ、信号の少なくとも１つをフィルタリングすることを含み得る。このような一実施形態は、振動の評価の合焦を、認識すべき損傷に対して非常に重要な当該振動領域内に限定させ得ることが有利であり、したがって同様にデータ処理費用を無駄に上昇させない。

一実施形態によれば、車体センサは、音響センサとしておよびそれに加えてまたはその代わりに加速度センサとして構成され得る。さらに、それに加えてまたはその代わりにシャシーセンサは、ロードノイズ（Ｒｏａｄ Ｎｏｉｓｅ）センサとして構成され得る。これにより、シャシー励振が局所損傷から分離され得ることが有利である。さらに、しばしば既に車両内でその他の安全システムのために取り付けられており、したがって損傷認識の提供に際して有意な追加費用を必要としないセンサも使用され得る。

一実施形態によれば、評価のステップにおいて、損傷は、予め決定された、個別の損傷に割り当てられた少なくとも１つの信号パターンを使用して認識され得る。これにより、損傷にあった場所が認識され得ることが有利である。そのうえ、たいていは前もって規定または登録される信号パターンにより、様々な損傷シナリオから非常に個別的かつ一義的に信号コンテクストが識別でき、これにより、上記の信号の非常に簡単かつ迅速な評価により、具体的に発生した損傷の精密な識別または認識が可能にされる。

この方法は、例えばソフトウェアもしくはハードウェアにおいて、またはソフトウェアおよびハードウェアから成る混合形態において、例えば制御機器において実装され得る。

ここで紹介しているアプローチはさらに、ここで紹介している方法の一形態のステップを相応の機構において実施、制御、または実行するために形成された制御機器を提供する。制御機器の形態での本発明のこの実施バリエーションによっても、本発明の基礎となる課題が迅速かつ効率的に解決され得る。

このために制御機器は、信号もしくはデータを処理するための少なくとも１つの計算ユニット、信号もしくはデータを保存するための少なくとも１つのメモリユニット、センサからセンサ信号を読み込むためのもしくはアクチュエータに制御信号を出力するための、センサもしくはアクチュエータに対する少なくとも１つのインターフェイス、および／またはデータの読込もしくは出力のための、通信プロトコルに組み込まれた少なくとも１つの通信インターフェイスを有し得る。計算ユニットは、例えば信号プロセッサ、マイクロコントローラ、またはその類似物であることができ、その際、メモリユニットは、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、または磁気メモリユニットであり得る。通信インターフェイスは、データのワイヤレスおよび／または有線での読込または出力のために形成することができ、これに関し、有線のデータを読み込み得るまたは出力し得る通信インターフェイスは、これらのデータを例えば電気的または光学的に、相応のデータ伝送線から読み込むことができまたは相応のデータ伝送線に出力することができる。

本願において制御機器とは、センサ信号を処理し、かつそれに応じて制御信号および／またはデータ信号を出力する電気機器のことであり得る。制御機器は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアによって形成され得るインターフェイスを有し得る。ハードウェアによる形成の場合、インターフェイスは、例えば制御機器の非常に様々な機能を内包しているいわゆるシステムＡＳＩＣの一部であり得る。ただし、インターフェイスが専用の集積回路であるかまたは少なくとも部分的には個別の部品から成ることも可能である。ソフトウェアによる形成の場合、インターフェイスは、例えば１つのマイクロコントローラ上でほかのソフトウェアモジュールと共に存在しているソフトウェアモジュールであり得る。

有利な一形態では、制御機器により、車両における損傷を認識するための方法の制御が行われる。このために制御機器は、例えば、車体領域内で記録された少なくとも１つの車体振動を表す車体センサ信号およびシャシー領域内で記録された少なくとも１つのシャシー振動を表すシャシーセンサ信号のようなセンサ信号にアクセスできる。制御は、車体センサ信号およびシャシーセンサ信号を読み込むために形成された読込ユニットならびに車体センサ信号およびシャシーセンサ信号を評価するために形成された評価ユニットのようなアクチュエータを介して行われる。

機械可読の媒体またはメモリ媒体、例えば半導体メモリ、ハードディスクメモリ、もしくは光学メモリ上で保存でき、かつ上述の実施形態の１つに従う方法のステップを実施、実行、および／または制御するために使用されるプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品またはコンピュータプログラムも、とりわけこのプログラム製品またはプログラムがコンピュータまたは装置上で実行される場合、有利である。

ここで紹介しているアプローチの例示的実施形態を図面に示しており、かつ以下の説明においてより詳しく解説する。

１つの例示的実施形態による制御機器を備えた車両の概略図である。 車両における損傷を認識する際の手順を解説するための、シャシーセンサ信号が重なった車体センサ信号の振動グラフの１つの例示的実施形態を示す図である。 車両における損傷を認識する際の手順を解説するための、シャシーセンサ信号の振動グラフの１つの例示的実施形態を示す図である。 車両における損傷を認識する際の手順を解説するための、シャシー信号に基づく重なった振動成分のない、損傷特有の信号推移の振動グラフの１つの例示的実施形態を示す図である。 １つの例示的実施形態による、車両における損傷を認識するための方法のフロー図である。

本発明の好適な実施形態の以下の説明では、図面において同じ構成に対して同様の符号を付し、その際、同じ構成の説明は省略する。

図１は、１つの例示的実施形態による制御機器１０５を備えた車両１００の概略図を示している。車両１００は、例えば乗用自動車として実現されている。車両１００は、制御機器１０５のほかに車体センサ１１０およびシャシーセンサ１１５を備えている。この装置１０５は、これに関し、損傷を認識するための方法を、例えば車体センサ１１０によって提供される車体センサ信号１２０およびシャシーセンサ１１５によって提供されるシャシーセンサ信号１２５を読み込むことで実施するために形成されている。これに関し車体センサ信号１２０は、車体領域内で記録された少なくとも１つの車体振動を表している。シャシーセンサ信号１２５は、シャシー領域内で記録された少なくとも１つのシャシー振動を表している。装置１０５は、この例示的実施形態によれば、読込ユニット１３０および評価ユニット１３５を備えている。読込ユニット１３０は、車体センサ信号１２０およびシャシーセンサ信号１２５を読み込むために形成されている。評価ユニット１３５は、車体センサ信号１２０およびシャシーセンサ信号１２５を評価し、それにより損傷を表す評価結果１４０を得るために形成されている。この例示的実施形態によれば、評価結果１４０は、車体センサ信号１２０からシャシーセンサ信号１２５を減算した結果を表している。さらに任意選択で、この例示的な実施形態によれば、評価ユニット１３５は、予め決定された、個別の損傷に割り当てられた少なくとも１つの信号パターンを使用して損傷を認識するために形成されている。この例示的な実施形態によれば、車体センサ１１０は、音響センサおよび／または加速度センサとして構成されている。シャシーセンサ１１５は、例えばロードノイズセンサとして構成されている。

言い換えればシャシーセンサ１１５は、損傷を認識するための信号補正に使用される。この例示的な実施形態によれば、これは、比較的小さな損傷は、多くの場合、電気部品が損傷した場合にしか認識されないことを踏まえて行われる。比較的小さな損傷の認識はしかし様々な理由から、例えば、他車、オブジェクト、もしくは人に生じた損傷を認識するために、例えばひき逃げを回避するために、または自車１００に発生した損傷を認識するために有意義である。このような認識は、自律運転の開発およびカーシェアリングの提供増加と共にますます重要になっている。したがって局所損傷の認識を、ここで紹介しているアプローチにより、励振とも呼ばれるシャシー振動を考慮して可能にすることは有意義である。

つまり、この例示的な実施形態によれば、走行状況の影響を低下させることができる。認識はこれまで、ここでは車体振動と呼んでいる局所的な加速または励振だけに基づいて行われており、シャシー振動は外乱量として受け入れざるを得なかった。車体振動はシャシー振動と同等の大きさなので、これは認識システムの性能を明らかに制限する。これが意味するのは、ノイズセンサまたは加速度センサとも呼ばれる車体センサ１１０は、車両内で、局所励振も、シャシーを介した励振も知覚するということであり、ただし局所励振もシャシーを介した励振も自動的には互いから分離し得ない。これに対し、ロードノイズセンサとも呼ばれるシャシーセンサ１１５は、シャシーを介した励振、つまり車両振動だけを知覚する。これにより、この例示的実施形態によれば、シャシー励振と局所損傷が分離可能である。この例示的な実施形態によれば、車体振動とシャシー振動のマッチングにより、状況が、以前は区別できなかった通常の走行状況と重要な損傷とで区別される。

シャシーセンサ１１５を考慮して、例えばシャシー振動とは独立した特徴（ｆｅａｔｕｒｅ）が生成され、つまり、シャシー振動が車体振動から差し引かれ、または部分的に差し引かれ、または最小化される。技術的実装は、この例示的な実施形態によれば、例えばシャシーセンサ信号１２５が車体センサ信号１２０から減算されることによって、またはロー（ｒａｗ）信号から導き出された特徴が減算されることによって、または例えば高いシャシー振動をもつ時間範囲が抑制されるか、決定もしくはさらなる処理に含まないことによって行われ得る。

特徴算定およびそれぞれのセンサ分解能に応じて、任意選択で、一方または両方の信号１２０、１２５の相応の前処理が必要であり得る。確定された特徴により、この例示的実施形態によれば、重要な車両損傷の認識が改善され得る。

図２は、車両における損傷を認識する際の手順を解説するための、シャシーセンサ信号が重なった車体センサ信号の振動グラフ２００の１つの例示的な実施形態を示している。ここで示したグラフ２００は、この例示的な実施形態によれば、重なり合った２つの曲線の形態での車体振動２０５である。車体振動２０５は、図１で挙げた車体振動１２０に相応することができ、それに応じて例えば図１で説明した装置によって評価可能である。グラフ２００のｘ軸２１０は、この例示的な実施形態によれば、時間ｔを表している。グラフ２００のｙ軸２１５は、例えば振幅Ａを表している。車体振動２０５は、この例示的実施形態によれば、高周波曲線２２０も、シャシー振動に相応する曲線２２５も内包している。高周波曲線２２０は、この例示的な実施形態によれば、車両における損傷を表しており、ただしこの損傷にはシャシーセンサ信号が重なっており、したがって一義的には認識され得ない。

図３は、車両における損傷を認識する際の手順を解説するための、シャシーセンサ信号の振動グラフ２００の１つの例示的な実施形態を示している。ここで示したグラフ２００は、図２で説明したグラフ２００と同様である。図２と違うのは、この例示的な実施形態によれば、曲線の形態でのシャシー振動３００が示されているということだけである。この例示的な実施形態によれば、車体振動は示されていない。

言い換えれば、停車中の車両での小さな損傷の認識は、走行中の車両の場合よりかなり容易である。走行中の車両では、走行状況、速度、および路面に応じた加速および騒音がシャシーを介して絶えず結合される。したがって、局所損傷をシャシー励振と区別できるように、シャシー振動３００は追加的な入力量として使用される。

図４は、車両における損傷を認識する際の手順を解説するための、シャシー信号に基づく重なった振動成分のない、損傷特有の信号推移の振動グラフ２００の１つの例示的な実施形態を示している。ここで示したグラフ２００は、図２または図３で説明したグラフ２００と同様である。これらと違うのは、この例示的な実施形態によれば、評価結果、つまり曲線４００の形態での損傷を表す信号が示されているということだけである。

曲線４００によって表された損傷は、その後、例えば、図では示されていない、それぞれ個別の損傷シナリオに割り当てられた１つまたは複数の信号推移または信号パターンと比較され得る。これにより、曲線４００との最大類似度をもつ信号推移または信号パターンが割り当てられている損傷シナリオが確定され得る。このような最大類似度は、例えば平均二乗誤差の最小化の手法を適用することで確定され得る。この場合、損傷の識別または認識のために、前もって例えば実験室環境で、それぞれ認識すべき損傷に対して確定されて、制御機器１０５に保存された信号パターンが使用され得る。このようにして、これらの信号パターンの使用により、非常に簡単な手段で、車両損傷の認識の明らかな改善、したがって交通安全の向上が達成され得る。

図５は、１つの例示的実施形態による、車両における損傷を認識するための方法５００のフロー図を示している。方法５００は、図１で説明した装置によって実施可能である。この方法５００は、これに関し読込のステップ５０５および評価のステップ５１０を含んでいる。読込のステップ５０５では、車体センサ信号が、車両の車体センサに対するインターフェイスを介して読み込まれる。これに関し車体センサ信号は、車体領域内で記録された少なくとも１つの車体振動を表している。読込のステップ５０５ではさらに、シャシーセンサ信号が、車両のシャシーセンサに対するインターフェイスを介して読み込まれ、これに関しシャシーセンサ信号は、シャシー領域内で記録された少なくとも１つのシャシー振動を表している。評価のステップ５１０では、損傷を表す評価結果を得るために、車体センサ信号およびシャシーセンサ信号が評価される。

この例示的な実施形態によれば、方法５００は、シャシー振動が、とりわけ振幅および／または周波数に関し、予め決定された閾値を上回る場合に、単に任意選択で、車体センサ信号および／またはシャシーセンサ信号を使用してシャシー振動を少なくとも部分的に抑制するステップ５１５を含んでいる。方法５００は、この例示的な実施形態によれば、評価のステップの前に、車体センサ信号および／またはシャシーセンサ信号を前処理するステップ５２０をさらに含んでいる。これに関し前処理は、とりわけ、信号の少なくとも１つをフィルタリングすることを含んでいる。

１つの例示的実施形態が、第１の特徴と第２の特徴の間に「および／または」結合を含む場合、これは、この例示的な実施形態が、一実施形態によれば第１の特徴も第２の特徴も有し、さらなる一実施形態によれば第１の特徴だけかまたは第２の特徴だけを有すると読むべきである。

１００ 車両
１０５ 制御機器
１１０ 車体センサ
１１５ シャシーセンサ
１２０ 車体センサ信号
１２５ シャシーセンサ信号
１３０ 読込ユニット
１３５ 評価ユニット
１４０ 評価結果
２００ 振動グラフ
２０５ 車体振動
２１０ ｘ軸
２１５ ｙ軸
２２０ 高周波曲線
２２５、３００ シャシー振動に相応する曲線
４００ 損傷を表す信号を示す曲線
５００ 方法
５０５ 読込のステップ
５１０ 評価のステップ
５１５ 抑制のステップ
５２０ 前処理のステップ

Claims (9)

1. 車両（１００）における損傷を認識するための方法（５００）であって、前記方法（５００）が、以下のステップ、すなわち
   － 前記車両の車体センサ（１１０）に対するインターフェイスを介して車体センサ信号（１２０）を読み込み、前記車体センサ信号（１２０）が、車体領域内で記録された少なくとも１つの車体振動（２０５）を表しており、かつ前記車両（１００）のシャシーセンサ（１１５）に対するインターフェイスを介してシャシーセンサ信号（１２５）を読み込み、前記シャシーセンサ信号（１２５）が、シャシー領域内で記録された少なくとも１つのシャシー振動（３００）を表しているステップ（５０５）と、
   － 前記損傷を表す評価結果（１４０）を得るために、前記車体センサ信号（１２０）および前記シャシーセンサ信号（１２５）を評価するステップ（５１０）とを含む方法（５００）。
2. 前記評価するステップ（５１０）において、前記シャシーセンサ信号（１２５）が前記車体センサ信号（１２０）から減算される、請求項１に記載の方法（５００）。
3. 前記シャシー振動（３００）が、前記シャシー振動（３００）の振幅および／または周波数に関し、予め決定された閾値を上回る場合に、前記シャシーセンサ信号（１２５）を使用して前記車体センサ信号（１２０）に含まれる、前記シャシーセンサ信号（１２５）と発生源を同じくするノイズを少なくとも部分的に抑制するステップ（５１５）を有する、請求項１または２に記載の方法（５００）。
4. 前記評価のステップ（５１０）の前に、前記車体センサ信号（１２０）および／または前記シャシーセンサ信号（１２５）を前処理するステップ（５２０）を有し、前記前処理が、少なくとも前記車体センサ信号（１２０）および／または前記シャシーセンサ信号（１２５）をフィルタリングすることを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法（５００）。
5. 前記車体センサ（１１０）が、音響センサおよび／もしくは加速度センサとして構成され、かつ／または前記シャシーセンサ（１１５）が、ロードノイズセンサとして構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法（５００）。
6. 前記評価のステップ（５１０）において、前記損傷が、予め決定された、個別の損傷に割り当てられた少なくとも１つの信号パターンを使用して認識される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法（５００）。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の方法（５００）の前記ステップ（５０５、５１０）を相応のユニット（１３０、１３５）において実行および／または制御するために適応された制御機器（１０５）。
8. 請求項１から６のいずれか一項に記載の方法（５００）の前記ステップ（５０５、５１０）を実行および／または制御するために適応されたコンピュータプログラム。
9. 請求項８に記載のコンピュータプログラムが保存されている機械可読のメモリ媒体。

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