DE102014204519A1

DE102014204519A1 - Vorrichtung und Verfahren zur proaktiven Steuerung eines Schwingungsdämpfungssystems eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014204519A1
Application number: DE102014204519.3A
Authority: DE
Inventors: Uwe Hoffmann; Martin Saeger; Michael Seemann; Toni Kymäläinen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2014-10-09
Also published as: US10363790B2; CN104097480A; US20140303844A1; CN104097480B

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Schwingungsdämpfungssystems eines Fahrzeugs, welches mindestens ein Feder- und/oder Dämpferelement umfasst, beschrieben. Dabei ist die Kennlinie des Feder- und/oder Dämpferelements variabel einstellbar. Im Rahmen des Verfahrens werden Informationen über das Profil der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Fahrbahnoberfläche erfasst und die Kennlinie des mindestens einen Feder- und/oder Dämpferelements in Abhängigkeit von den erfassten Informationen eingestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schwingungsdämpfungssystems eines Fahrzeugs, welches mindestens ein Feder- und/oder Dämpferelement umfasst, wobei die Kennlinie des Feder- und/oder Dämpferelements variabel einstellbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens und ein Fahrzeug, welches mit einer solchen Vorrichtung ausgestattet ist. Bei dem Schwingungsdämpfungssystem kann es sich um ein aktives oder semiaktives Feder/Dämpfersystem handeln.
Der Aufbau eines Fahrzeugs und dessen ungefederte Masse bilden ein Schwingungssystem. Um den Fahrkomfort zu verbessern und die stabile Straßenlage des Fahrzeugs zu erhalten, werden die vertikalen Schwingungen dieses Schwingungssystems an jeder Ecke des Fahrzeugs, also an den Rädern mit Hilfe von Dämpfungssystemen gedämpft. In diesem Zusammenhang werden beispielsweise passive oder semiaktive Dämpfungssysteme verwendet. Im Rahmen der bekannten aktiv und semiaktiv gesteuerten Dämpfungssysteme wird mit Hilfe von Beschleunigungssensoren und/oder Abstandssensoren, welche am Fahrzeugaufbau und/oder an den Rädern angeordnet sein können, die Bewegung des Fahrzeugaufbaus und/oder der Räder, die durch das Straßenprofil, über welches das Fahrzeug fährt, hervorgerufen werden, bestimmt. Dabei reagiert die Steuerung des aktiven Dämpfungssystems auf die Bewegung des Fahrzeugaufbaus bzw. der Räder mit einer gewissen Verzögerung auf die über die Bewegung der Räder aufgenommenen Informationen über das Straßenprofil.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein vorteilhaftes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Steuerung eines Dämpfungssystems zur Verfügung zu stellen, welches die beschriebene Reaktionsverzögerung verringert bzw. minimiert. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein entsprechendes Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Schwingungsdämpfungssystems eines Fahrzeugs gemäß Patentanspruch 1, einer Vorrichtung zur Steuerung eines Schwingungsdämpfungssystems eines Fahrzeugs nach Patentanspruch 13 und ein Fahrzeug nach Anspruch 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Schwingungsdämpfungssystems eines Fahrzeugs betrifft ein Schwingungsdämpfungssystem, welches mindestens ein Feder- und/oder Dämpferelement umfasst. Dabei ist die Kennlinie des Feder- und/oder Dämpferelements variabel einstellbar. Bei dem Schwingungsdämpfungssystem kann es sich beispielsweise um ein aktives oder semiaktives Schwingungsdämpfungssystem handeln.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst Informationen über das Profil der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Fahrbahnoberfläche, beispielsweise der Straße, erfasst. Anschließend wird die Kennlinie des mindestens einen Feder- und/oder Dämpferelements in Abhängigkeit von den erfassten Informationen eingestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass durch die Aufnahme von Daten oder Informationen über das jeweilige Straßenprofil auf der Grundlage dieser Daten eine proaktive Steuerung des Schwingungsdämpfungssystems möglich wird. Auf diese Weise wird die oben beschriebene Reaktionsverzögerung bei der Steuerung von Schwingungsdämpfungssystemen von Fahrzeugen minimiert. Gleichzeitig wird der Fahrkomfort und die Fahrsicherheit verbessert bzw. erhöht. Die erfindungsgemäße Erfassung und Nutzung von zusätzlichen Informationen bzw. Daten über das Fahrbahn- oder Straßenprofil vor dem jeweiligen Fahrzeug stellt damit eine grundsätzliche Verbesserung der bestehenden Schwingungsdämpfungssysteme, insbesondere der semiaktiven Schwingungsdämpfungssysteme, dar.
Bei der beschriebenen Fahrbahnoberfläche kann es sich beispielsweise um eine Straße handeln.
Das mindestens eine Feder- und/oder Dämpferelement kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass seine Kennlinie zwischen mindestens zwei verschiedenen Kennlinien variabel eingestellt werden kann. Dabei kann es sich beispielsweise um eine erste Kennlinie, die eine zum Beispiel harte Federung bewirkt, und eine zweite Kennlinie, die zum Beispiel eine weiche Federung oder im Vergleich zur ersten Kennlinie weichere Federung bewirkt, handeln.
Die Kennlinie des mindestens einen Feder- und/oder Dämpferelements kann insbesondere in Abhängigkeit von den erfassten Informationen eingestellt werden bevor oder genau wenn das Fahrzeug die den erfassten Informationen entsprechende Position der Fahrbahnoberfläche, beispielsweise der Straße, erreicht. Bei dem genannten Profil der Bodenoberfläche handelt es sich vorzugsweise um das vertikale Profil, beispielsweise ein Profil in der x-z-Ebene, wobei die z-Achse die vertikale Achse kennzeichnet und die x-Achse die in Fahrtrichtung zeigende horizontale Achse kennzeichnet. Grundsätzlich kann das Profil der Bodenoberfläche in einem bestimmten Abstand vor dem Fahrzeug erfasst oder gescannt werden.
Die Informationen können beispielsweise optisch oder akustisch erfasst werden. Vorzugsweise können die Informationen mithilfe eines optischen Sensors oder einer Kamera erfasst werden.
Mithilfe der erfassten Informationen kann insbesondere die Höhe z eines Punktes der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Fahrbahnoberfläche und der Abstand x des Punktes von dem Fahrzeug ermittelt werden. Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug eine Anzahl Räder.
Es kann zudem eine Vorderachse und eine Hinterachse umfassen. Grundsätzlich kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug handeln. Die Informationen über das Profil der Bodenoberfläche können dabei in Bezug auf die Vorderachse des Fahrzeugs und/oder die Hinterachse des Fahrzeugs und/oder in Bezug auf die einzelnen Räder des Fahrzeugs erfasst und ausgewertet werden. So kann beispielsweise die Federung bzw. Dämpfung jedes Rades des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche vor dem jeweiligen Rad individuell gesteuert werden.
Grundsätzlich können die erfassten Informationen über die Fahrbahnoberfläche vor dem Fahrzeug in ein x-z-Profil umgewandelt werden. Dieses x-z-Profil kann anschließend von einer Steuerungseinheit ausgewertet werden. Dies kann beispielsweise so erfolgen, dass die Höhe einer Fahrbahnunebenheit und der Abstand der Fahrbahnunebenheit von dem Fahrzeug erfasst werden und aus diesen Daten ein Signal zum Steuern der Kennlinie oder der Dämpfungskraft des mindestens einen Feder- und/oder Dämpferelements erzeugt wird.
Das mindestens eine Feder- und/oder Dämpferelement oder das gesamte Schwingungsdämpfungssystem kann eine variable Kennlinie aufweisen, die als eine erste Kennlinie oder als eine zweite Kennlinie einstellbar ist. Bei der ersten Kennlinie kann es sich beispielsweise um eine eine harte Federung bewirkende Kennlinie handeln. Bei der zweiten Kennlinie kann es sich beispielsweise um eine eine weiche Federung bewirkende Kennlinie handeln.
Vorzugsweise können Bereiche des Profils der vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahnoberfläche in Abhängigkeit von ihren Eigenschaften bzw. in Bezug auf ihre Eigenschaften klassifiziert werden. Als Eigenschaften kommen insbesondere die maximale Höhe und die Länge des betreffenden Bereichs in Fahrtrichtung in Betracht. Beispielsweise kann eine Klassifikation als Schlagloch, als Bodenwelle oder als Gefälle erfolgen. Im Falle einer Bodenwelle kann zusätzlich zwischen einer Erhebung oder auch positiven Bodenwelle oder auch Buckel und einer Vertiefung oder auch negativen Bodenwelle oder Delle unterschieden werden. In gleicher Weise kann im Falle eines Gefälles danach differenziert werden, ob dieses abwärts oder aufwärts in Bezug auf die Fahrtrichtung verläuft.
Die Anpassung der Kennlinie kann grundsätzlich kontinuierlich oder diskret erfolgen. Im zweiten Fall kann beispielsweise die Kennlinie jeweils einzeln bzw. diskret angepasst werden, wenn das Profil der vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahnoberfläche bestimmte Eigenschaften aufweist. Vorzugsweise kann die Anpassung der Kennlinie dabei in Abhängigkeit von einer zuvor vorgenommenen Klassifikation, insbesondere wie oben bereits beschrieben, erfolgen.
Alternativ dazu kann das Dämpfungssystem kontinuierlich gesteuert werden. In diesem Fall kann die Kennlinie kontinuierlich angepasst werden. Zum Beispiel kann basierend auf einem vereinfachten Modell des Fahrzeugaufbaus die Bewegung des Fahrzeugaufbaus unter Berücksichtigung der erfassten Informationen über das Profil der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Fahrbahnoberfläche vorausbestimmt bzw. antizipiert werden. Basierend darauf kann die erforderliche Dämpfungskraft, beispielsweise mithilfe einer Kontrolleinheit, im Voraus bestimmt werden.
Weiterhin kann das Dämpfungssystem eine reaktiv wirkende Steuerungseinheit umfassen. Ein Ausgangssignal der reaktiv wirkenden Steuerungseinheit kann mit einem Ausgangssignal, welches aus den erfassten Informationen über das Profil der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Fahrbahnoberfläche erzeugt wird, verglichen werden. Basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs oder Abgleichs kann anschließend die erforderliche Dämpfungskraft und/oder die erforderliche Kennlinie eingestellt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine Einheit zum Erfassen von Informationen über das Profil der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Fahrbahnoberfläche und eine Einrichtung zum Einstellen der Kennlinie des mindestens einen Feder- und/oder Dämpferelements in Abhängigkeit von den erfassten Informationen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zudem einen Detektor zur Verarbeitung und Auswertung der erfassten Informationen umfassen. Bei der Einheit zum Erfassen der Informationen kann es sich beispielsweise um eine Einheit zum akustischen oder optischen Erfassen der Informationen, beispielsweise um eine Kamera, handeln. Der Detektor zur Verarbeitung und Auswertung der erfassten Informationen kann beispielsweise eine Einheit zum Klassifizieren der erfassten Informationen, beispielsweise zum Klassifizieren wie im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, umfassen. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Aktivator zur Bestimmung des erforderlichen Dämpfungsstromes I_req(t) und damit der einzustellenden Dämpferkraft basierend auf von dem Detektor empfangenen Signalen umfassen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat grundsätzlich dieselben Vorteile wie das bereits beschriebene erfindungsgemäße Verfahren.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug, bei dem es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug handeln kann, umfasst eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Fahrzeug hat dieselben Vorteile wie die zuvor beschriebene Vorrichtung und das zuvor beschriebene Verfahren.
Die vorliegende Erfindung hat insgesamt den Vorteil, dass durch die Erfassung und Auswertung von Informationen über das Fahrbahnprofil im Voraus eine proaktive Steuerung des Dämpfungssystems ermöglicht wird. Auf diese Weise werden gleichzeitig der Fahrkomfort und die Fahrdynamik verbessert. Die bisher bekannten, insbesondere semiaktiven Dämpfungssysteme reagieren reaktiv auf Bewegungen und/oder Auslenkungen des Fahrzeugaufbaus und der Räder, die durch das Fahrbahnprofil hervorgerufen werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht demgegenüber eine zeitgenaue Steuerung der Dämpfungseigenschaften in Bezug auf das herannahende Fahrbahnprofil ohne die bei den bekannten Steuerungssystemen zwangsläufig eintretende zeitliche Verzögerung.
Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebene Dämpfungssystem stellt daher eine Verbesserung der bereits bekannten, Dämpfungssysteme dar, da eine Steuerung der Dämpfungskraft basierend auf den erfassten Informationen über das vor dem Fahrzeug befindliche Fahrzeugprofil ermöglicht wird. Die jeweiligen Dämpfungskräfte können also in Bezug auf durch das jeweilige Fahrbahnprofil ausgelöste Bewegungen der Räder und des Fahrzeugaufbaus proaktiv wirken, also im Vorhinein entsprechend eingestellt werden. Auf diese Weise wird eine Verzögerung bei der Einstellung der erforderlichen Kennlinie bzw. der erforderlichen Dämpfungskraft kompensiert oder zumindest vermindert.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Alle bisher und im Folgenden beschriebenen Merkmale sind dabei sowohl einzeln als auch in einer beliebigen Kombination miteinander vorteilhaft. Das im Folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel stellt lediglich ein Beispiel dar, welches den Gegenstand der Erfindung jedoch nicht beschränkt.
Die Figuren zeigen:
1 zeigt schematisch ein Schlagloch und ein Rad eines Fahrzeugs.
2 zeigt schematisch ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung und den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 zeigt schematisch verschiedene Fahrbahnunebenheiten und ein Beispiel für deren Klassifikation.
4 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Anpassung der Kennlinie bzw. der Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfungssystems während des Passierens einer Fahrbahnunebenheit.
5 zeigt ein Beispiel für ein mit Hilfe des Aktivators erzeugtes Reaktionsschema beim Passieren verschiedener Fahrbahnunebenheiten.
Die 1 zeigt schematisch eine Fahrbahnoberfläche 1 mit einer Vertiefung 2, beispielsweise einem Schlagloch. Die horizontale Richtung ist durch eine x-Achse gekennzeichnet. Die vertikale Richtung ist durch eine z-Achse gekennzeichnet. Weiterhin zeigt die Figur ein Rad 3 eines Fahrzeugs, welches sich in x-Richtung auf der Fahrbahn mit einer Geschwindigkeit v_x fortbewegt. Beim Passieren des Schlaglochs erfährt das Rad 3 bzw. das Fahrzeug zusätzlich eine vertikale Geschwindigkeitskomponente v_z. Die vertikale Geschwindigkeitskomponente v_z ist abhängig von dem verwendeten Schwingungsdämpfungssystem.
Im Falle eines aktiven Dämpfungssystems ist die vertikale Geschwindigkeitskomponente v_z,1 gleich Null (v_z,1 = 0). In diesem Fall durchfährt das Rad das Schlagloch 2 faktisch nicht. Im Falle eines semiaktiven Schwingungsdämpfungssystems hat die vertikale Geschwindigkeitskomponente v_z,2 einen Betrag größer als Null. Im Falle eines passiven Schwingungsdämpfungssystems tritt ebenfalls eine vertikale Geschwindigkeitskomponente v_z,3 größer als Null auf. Dabei ist der Betrag der vertikalen Geschwindigkeitskomponente im Falle eines semiaktiven Schwingungsdämpfungssystems kleiner als im Falle eines passiven Schwingungsdämpfungssystems (v_z,2 < v_z,3). Im Fall einer semiaktiven Schwingungsdämpfung wird die vertikale Geschwindigkeit des Rades 3 bestimmt und basierend darauf die jeweilige Kennlinie bzw. die Kämpfungskraft des semiaktiven Schwingungsdämpfungssystems verändert.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein solches Verfahren verbessert, indem im Vorhinein Informationen bzw. Daten über das Fahrbahnprofil aufgenommen werden und diese im Rahmen der sogenannten Road Load Mitigation Funktion (RLM-Funktion) berücksichtigt werden. Dabei können nicht nur Schlaglöcher sondern auch andere relevante Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche berücksichtigt werden.
Die 2 zeigt schematisch ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung und den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Detektor 4 und einen Aktivator 5. Mit Hilfe des Detektors 4 werden Daten oder Informationen über das Profil der vor dem jeweiligen Fahrzeug befindlichen Fahrbahnoberfläche aufgenommen. Dies kann beispielsweise optisch oder akustisch erfolgen. Vorzugsweise umfasst der Detektor eine Kamera, die beispielsweise das vertikale Profil der Fahrbahnoberfläche aufnimmt.
Mit Hilfe des Detektors werden die aufgenommenen Daten beispielsweise in ein x-z-Profil umgewandelt, wobei auf der z-Achse die Höhe der jeweiligen Fahrbahnunebenheit und auf der x-Achse der Abstand der jeweiligen Fahrbahnunebenheit von beispielsweise der Vorderachse des Fahrzeugs dargestellt wird. Mit Hilfe des Detektors können die gesammelten Informationen, beispielsweise basierend auf dem erstellten x-z-Profil, in Bezug auf einzelne Fahrbahnunebenheiten klassifiziert werden. Ein Beispiel für eine solche mögliche Klassifikation wird im Zusammenhang mit der Figur 3 näher erläutert. Nach Auswertung der aufgenommenen Daten, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der vorgenommenen Klassifikation des Ereignisses bzw. der Fahrbahnunebenheit, wird mit Hilfe des Detektors ein Ausgangssignal erzeugt, welches beispielsweise als Eingangssignal für den Aktivator 5 verwendet werden kann. Der Aktivator 5 empfängt das von dem Detektor 4 erzeugte Ausgangssignal als Eingangssignal und bestimmt basierend darauf und gegebenenfalls unter zusätzlicher Berücksichtigung von vordefinierten Standardabläufen in Abhängigkeit von dem Eingangssignal, den erforderlichen Dämpfungsstrom I_req. Mit Hilfe des ermittelten Dämpfungsstroms wird anschließend die Kennlinie bzw. die Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfungssystems so eingestellt, dass eine optimale Reaktion auf die jeweilige Fahrbahnoberfläche beim Passieren derselben erfolgt. Die jeweiligen Parameter des Detektors 4 und/oder des Aktivators 5 können zudem individuell eingestellt werden.
Die 3 zeigt schematisch verschiedene Fahrbahnunebenheiten und ein Beispiel für deren Klassifikation. Die Geschwindigkeit des die gezeigte Fahrbahnoberfläche 1 entlangfahrenden Fahrzeugs, von dem lediglich ein Vorderrad 3 schematisch gezeigt ist, ist durch einen Pfeil v_x gekennzeichnet. In der 3(a) weist die Fahrbahnoberfläche 1 eine Vertiefung 2 auf, die als Schlagloch klassifiziert wurde. Die Vertiefung 2 hat dabei eine Länge l in Richtung der Geschwindigkeit v_x, die größer ist als der Durchmesser d des Rades 3. Weiterhin ist die Länge l des Schlaglochs bzw. der Vertiefung 2 kleiner als beispielsweise der doppelte Durchmesser des Rades 3 (l < 2d). Grundsätzlich kann das Kriterium für eine Klassifikation einer Fahrbahnunebenheit als Schlagloch auch eine andere sein, beispielsweise l < 3d.
In der 3(b) ist eine Bodenunebenheit 2 gezeigt, die nicht mehr als Schlagloch klassifiziert wurde, da ihre Länge l für eine Klassifikation als Schlagloch zu lang ist. Eine solche, in der 3(b) gezeigte, Fahrbahnunebenheit kann beispielsweise als Bodenwelle oder Delle klassifiziert werden. In der 3(c) ist eine Fahrbahnunebenheit 2 gezeigt, deren Länge l für eine Klassifikation als Schlagloch zu kurz ist. In dem in der 3(c) gezeigten Beispiel ist die Länge l der Fahrbahnunebenheit kleiner als der Durchmesser d des betroffenen Rades 3. In dem in der 3(c) gezeigten Beispiel könnte beispielsweise auf eine Anpassung der Kennlinie des Schwingungsdämpfungssystems verzichtet werden.
Die 4 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Anpassung der Kennlinie bzw. der Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfungssystems während des Passierens einer Fahrbahnunebenheit. Bei der in der 4 gezeigten Fahrbahnunebenheit handelt es sich um eine Kante in Form einer Erhebung 6. Die Erhebung 6 hat beispielsweise eine Höhe h und einen bestimmten Anstieg. Die Höhe h und der Anstieg der Erhebung wurden beispielsweise mit Hilfe einer Kamera erfasst, bevor das Fahrzeug bzw. das Rad 3 die Erhebung 6 erreicht.
Das Fahrzeug des vorliegenden Beispiels umfasst ein semiaktives Schwingungsdämpfungssystem, dessen Kennlinie zwischen einem harten Dämpfungsmodus 9 und einem weichen Dämpfungsmodus 8 variabel eingestellt werden kann. Der harte Schwingungsdämpfungsmodus 9 kann beispielsweise durch die maximal mögliche Dämpferkraft gekennzeichnet sein. Der weiche Dämpfungsmodus 8 kann beispielsweise durch die minimal mögliche Dämpferkraft gekennzeichnet sein. Das Schwingungsdämpfungssystem kann also entweder in einem ersten Dämpfungsmodus, vorliegend beispielsweise dem harten Dämpfungsmodus 9, oder einem zweiten Dämpfungsmodus, beispielsweise dem weichen Dämpfungsmodus 8, betrieben werden.
Mit Hilfe des Aktivators 5 können beispielsweise bestimmte vordefinierte Schwingungsdämpfungsschemata in Abhängigkeit von dem zuvor erfassten und klassifizierten Fahrbahnprofil angewendet werden. In dem in der 4 gezeigten Beispiel wurde kurz vor Erreichen der Erhebung 6 die zweite Dämpfungskennlinie, also der weiche Dämpfungsmodus 8 eingestellt. Dies ist in der 4 durch den Bereich 8 gekennzeichnet. Es wird also zunächst die zweite, weiche Kennlinie mit einem Dämpfungsstrom von beispielsweise 0,4A eingestellt. Kurz nach dem Passieren der Erhebung 6 wird von dem zweiten in den ersten, vorliegend dem harten Dämpfungsmodus 9 gewechselt. Es wird also die erste, harte Kennlinie mit einem Dämpfungsstrom von beispielsweise 1,6A eingestellt.
Der Punkt 7 in der 4 kennzeichnet den Punkt der Erhebung, an welchem das Rad den ansteigenden Teil der Fahrbahn erreicht hat. Dieser Punkt wurde verwendet, um den Beginn 18 und das Ende 19 der Verwendung der zweiten Kennlinie festzulegen. Die durch den Punkt 7 festgelegte vertikale Achse 10 kennzeichnet dabei die räumliche Mittellinie für den Bereich, in welchem die zweite Kennlinie eingestellt ist.
Die gestrichelte Linie 11 kennzeichnet den Bewegungsablauf des Rades in Bezug auf seine x-y-Koordinaten beim Passieren der Fahrbahnunebenheit 6. Die Kurve 12 zeigt dabei den Bewegungsablauf bei Einstellung der zweiten, also weichen, Kennlinie. Die Kurve 13 zeigt den Bewegungsablauf bei Einstellung der ersten, also der harten Kennlinie. Die 4 zeigt, dass eine Einstellung der zweiten, also weichen Kennlinie beim unmittelbaren Passieren der Erhebung 6 bewirkt, dass ein zu starkes Ausschwingen im Vergleich zur Verwendung der ersten, also der harten Kennlinie vermieden wird.
Die 5 zeigt ein Beispiel für ein mit Hilfe des Aktivators 6 erzeugtes Reaktionsschema beim Passieren verschiedener Fahrbahnunebenheiten. Die 5 zeigt schematisch ein x-y-Profil einer Fahrbahnoberfläche 1. Das beispielsweise mit Hilfe einer Kamera aufgenommene Profil wurde dabei in Bezug auf einzelne Fahrbahnabschnitte bezüglich der dort vorliegenden Fahrbahnunebenheiten klassifiziert. Der als Schlagloch klassifizierte Bereich ist mit der Bezugsziffer 14 gekennzeichnet. Der als positives Gefälle oder ansteigende Kante klassifizierte Bereich ist mit der Bezugsziffer 15 gekennzeichnet. Der als negatives Gefälle oder abfallende Kante klassifizierte Bereich ist mit der Bezugsziffer 17 gekennzeichnet. Der als Bodenwelle oder Buckel gekennzeichnete Bereich ist mit der Bezugsziffer 16 gekennzeichnet. Die Bereiche 9 kennzeichnen die Bereiche, in denen die erste, die als die harte Kennlinie des Schwingungsdämpfungssystems eingestellt wurde. Die Bereiche 8 kennzeichnen die Bereiche, in denen die weiche bzw. zweite Kennlinie des Schwingungsdämpfungssystems eingestellt wurde.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Schwingungsdämpfungssystems eines Fahrzeugs, welches mindestens ein Feder- und/oder Dämpferelement umfasst, wobei die Kennlinie des Feder- und/oder Dämpferelements variabel einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – Informationen über das Profil der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Fahrbahnoberfläche erfasst werden und – die Kennlinie des mindestens einen Feder- und/oder Dämpferelements in Abhängigkeit von den erfassten Informationen eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie des mindestens einen Feder- und/oder Dämpferelements in Abhängigkeit von den erfassten Informationen eingestellt wird bevor oder genau wenn das Fahrzeug die den erfassten Informationen entsprechende Position der Fahrbahnoberfläche erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen optisch oder akustisch erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen mithilfe eines optischen Sensors oder einer Kamera erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe der erfassten Informationen die Höhe z eines Punktes der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Fahrbahnoberfläche und der Abstand x des Punktes von dem Fahrzeug ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Informationen in ein x-z-Profil umgewandelt werden, welches von einer Steuerungseinheit ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Feder- und/oder Dämpferelement oder das gesamte Schwingungsdämpfungssystem eine variable Kennlinie aufweist, die als eine erste Kennlinie und eine zweite Kennlinie einstellbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche des Profils der vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahnoberfläche in Abhängigkeit von ihren Eigenschaften klassifiziert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie jeweils einzeln angepasst wird, wenn das Profil der vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahnoberfläche bestimmten Eigenschaften aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungssystem kontinuierlich gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf einem vereinfachten Modell des Fahrzeugaufbaus die Bewegung des Fahrzeugaufbaus unter Berücksichtigung der erfassten Informationen über das Profil der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Fahrbahnoberfläche vorausbestimmt wird und basierend darauf die erforderliche Dämpfungskraft im Voraus bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungssystem eine reaktiv wirkende Steuerungseinheit umfasst und ein Ausgangssignal der reaktiv wirkenden Steuerungseinheit mit einem Ausgangssignal, welches aus den erfassten Informationen über das Profil der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Bodenoberfläche erzeugt wird, verglichen wird und basieren auf dem Ergebnis des Vergleichs die erforderliche Dämpfungskraft und/oder Kennlinie eingestellt.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einheit zum Erfassen von Informationen über das Profil der vor dem Fahrzeug in der jeweiligen Fahrtrichtung befindlichen Fahrbahnoberfläche umfasst und eine Einrichtung zum Einstellen der Kraftausgabe des mindestens einen Feder- und/oder Dämpferelements in Abhängigkeit von den erfassten Informationen umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Detektor (4) zur Verarbeitung und Auswertung der erfassten Informationen und/oder einen Aktivator (5) zur Bestimmung des erforderlichen Dämpfungsstromes I_req(t) bzw. des Dämpfer/Kraftniveaus basierend auf von dem Detektor (4) empfangenen Signalen umfasst.
Fahrzeug, welches eine Vorrichtung nach Anspruch 13 oder Anspruch 14 umfasst.