DE102009052717A1

DE102009052717A1 - Aufhängungs-Höhensensor

Info

Publication number: DE102009052717A1
Application number: DE102009052717A
Authority: DE
Inventors: Chandra S. Troy Namuduri; Yunjun West Bloomfield Li; Timothy J. Beverly Hills Talty; Robert B. Waterford Elliott; Nancy Rochester Hills McMahon
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2010-09-02
Also published as: US20100123568A1; US8174377B2; CN101734121A

Abstract

Es wird ein System geschaffen, um eine Distanz zwischen einem ersten Abschnitt einer Fahrzeug-Aufhängungsbaugruppe und einem zweiten Abschnitt der Auf eine Sende- und Empfangseinrichtung, die mit dem ersten Abschnitt gekoppelt ist, um ein erstes Signal in Richtung des zweiten Abschnitts zu emittieren und um eine Reflexion des ersten Signals von dem zweiten Abschnitt zu empfangen, und einen Prozessor, der mit der Sende- und Empfangseinrichtung gekoppelt ist, um die Distanz zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zu ermitteln.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugaufhängungssysteme, und sie betrifft insbesondere einen Aufhängungs-Höhensensor, der in ein Fahrzeugaufhängungssystem integriert ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Steuersysteme, die eine Fahrhöhe automatisch regeln, wurden in die Aufhängungen vieler Fahrzeuge integriert. Diese Systeme beruhen auf Höhensensoren, um eine Echtzeit-Rückkopplung für die Distanz oder die relative Höhe zwischen ausgewählten Aufhängungskomponenten einer gefederten und einer ungefederten Fahrzeugmasse zu liefern. Diese Daten können an Controller übertragen werden, die auf Höhenschwankungen ansprechen, indem kompensierende Elemente in der Aufhängung eingestellt werden, um für eine größere Chassisstabilität zu sorgen. Genauigkeit bei der Messung der relativen Höhe ermöglicht ein präziseres Systemansprechen und verbessert dadurch die Fahrzeug-Leistungseigenschaften, einschließlich des Fahrkomforts und der Bedienung, insbesondere während des Kurvenfahrens, der Beschleunigung und des Bremsens.
Typische Aufhängungs-Höhensensoren verwenden mechanische Verbindungen, die zwischen Überwachungspunkten in der Aufhängung verbunden sind, die eine lineare Verschiebung in eine Drehbewegung umwandeln. Ein kontaktierender oder nicht kontaktierender elektromechanischer Sensor wandelt diese Winkelverschiebung in ein elektrisches Signal um, das die relative Höhe angibt. Derartige Systeme weisen jedoch oft Befestigungsarme, Sensorverbindungen und -klammern sowie eine Unzahl von zugeordneten Befestigungselementen zur Verbindung auf, und dadurch wird die Anzahl der Teile erhöht sowie die Montage und Wartung erschwert. Dass diese Systeme dem Fahrgestell eines Fahrzeugs ausgesetzt sind, erhöht ferner ihre Verletzbarkeit durch Verunreinigung und Straßenschmutz, die eine Beschädigung verursachen oder eine langfristige Leistung und Zuverlässigkeit herabsetzen können.
Dementsprechend besteht eine Notwendigkeit, einen Aufhängungs-Höhensensor für ein Fahrzeug zu schaffen, der einfacher zu montieren ist, bequemer bei der Wartung ist und die Anzahl der Teile verringert. Ferner werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Ansprüche offenbar werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und den vorstehenden Abschnitten Technisches Gebiet und Hintergrund gesetzt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform und lediglich beispielhaft wird ein System geschaffen, um eine Distanz zwischen einem ersten Abschnitt einer Fahrzeug-Aufhängungsbaugruppe und einem zweiten Abschnitt der Aufhängungsbaugruppe zu ermitteln. Das System umfasst eine Sende- und Empfangseinrichtung, die mit dem ersten Abschnitt gekoppelt ist, um ein erstes Signal in Richtung des zweiten Abschnitts zu emittieren und um eine Reflexion des ersten Signals von dem zweiten Abschnitt zu empfangen, und einen Prozessor, der mit der Sende- und Empfangseinrichtung gekoppelt ist, um die Distanz zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zu ermitteln.
Gemäß einer anderen Ausführungsform und lediglich beispielhaft wird ein System geschaffen, um eine Distanz zwischen einem ersten Abschnitt einer Fahrzeug-Aufhängungsbaugruppe und einem zweiten Abschnitt der Aufhängungsbaugruppe zu ermitteln. Das System umfasst einen Sender, der mit einem ersten Abschnitt gekoppelt ist, um ein erstes Signal zu emittieren, einen Empfänger, der mit einem zweiten Abschnitt gekoppelt ist, um das erste Signal zu detektieren, und einen Prozessor, der mit dem Sender und dem Empfänger gekoppelt ist, wobei der Prozessor ausgebildet ist, um die Distanz zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zu ermitteln.
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform und lediglich beispielhaft wird ein System geschaffen, um eine Hubdistanz einer Aktuatorbaugruppe für eine Fahrzeug-Aufhängungsbaugruppe zu ermitteln. Die Aufhängungsbaugruppe weist ein erstes Element und ein zweites Element auf, und die Aktuatorbaugruppe weist ein erstes Ende, das mit dem ersten Element gekoppelt ist, und ein zweites Ende auf, das mit dem zweiten Element gekoppelt ist. Das System umfasst eine Sende- und Empfangseinrichtung, die mit dem ersten Ende gekoppelt ist, um ein erstes Signal zu emittieren und um eine Reflexion des ersten Signals von dem zweiten Ende zu empfangen, einen Reflektor, der mit dem zweiten Ende gekoppelt ist, um das erste Signal zu reflektieren, und einen Prozessor, der mit der Sende- und Empfangseinrichtung gekoppelt ist, um die Hubdistanz zu ermitteln.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann durch eine Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung und die Ansprüche abgeleitet werden, wenn diese in Verbindung mit den folgenden Figuren betrachtet werden, wobei sich gleiche Bezugszeichen überall in den Figuren auf ähnliche Elemente beziehen und
1 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Fahrzeugs ist, welche die Weise darstellt, auf die eine Ausführungsform in verschiedenen Unterkomponenten des Fahrzeugs integriert ist;
2 eine isometrische Ansicht einer Fahrzeug-Aufhängungsbaugruppe zur Verwendung in dem in 1 dargestellten Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Höhendetektionssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, das mit der in 2 dargestellten Aufhängungsbaugruppe verwendet wird;
4 eine Querschnittsansicht einer Fahrzeugaufhängungs-Dämpferbaugruppe zur Verwendung in der in 2 dargestellten Aufhängungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist;
5 eine isometrische Ansicht einer Fahrzeug-Aufhängungsbaugruppe zur Verwendung in Verbindung mit dem in 1 dargestellten Fahrzeug gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist;
6 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Höhendetektionssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, das mit der in 2 dargestellten Aufhängungsbaugruppe verwendet wird;
7 eine Querschnittsansicht einer Fahrzeugaufhängungs-Dämpferbaugruppe zur Verwendung in der in 5 dargestellten Aufhängungsbaugruppe gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist;
8 eine isometrische Ansicht einer Fahrzeugaufhängungs-Aktuatorbaugruppe zur Verwendung in Verbindung mit dem in 1 dargestellten Fahrzeug gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist; und
9 eine isometrische Ansicht eines Fahrzeugaufhängungs-Aktuators zur Verwendung in Verbindung mit dem in 1 dargestellten Fahrzeug gemäß einer noch anderen beispielhaften Ausführungsform ist.
BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die hierin beschrieben werden, schaffen ein elektronisches Höhendetektionssystem oder einen Höhensensor für eine Fahrzeugaufhängung, das bzw. der die Distanz oder die relative Höhe zwischen ausgewählten Komponenten misst, wie beispielsweise zwischen der gefederten und der ungefeder ten Fahrzeugmasse. Bei einer Kopplung mit einem geeigneten begleitenden Prozessor kann eine quantitative Ermittlung der relativen Höhe erreicht werden, die für ein Chassissteuersystem nützlich ist. Eine derartige relative Höheninformation kann ferner verwendet werden, um die Hubdistanz verschiedener Typen von Aufhängungsaktuatoren zu ermitteln, einschließlich von linearen Aktuatoren, ohne auf diese beschränkt zu sein. Sender von elektromagnetischen oder Ultraschallwellen oder Sende- und Empfangseinrichtungen, die mit einer ersten Aufhängungskomponente gekoppelt sind, emittieren Signale entweder in Richtung eines Empfängers oder eines Reflektors, die mit einer zweiten Aufhängungskomponente gekoppelt sind und die das Quellensignal direkt empfangen oder das Quellensignal zurück zu der Sende- und Empfangseinrichtung reflektieren. Derartige Sende/Empfangseinrichtungen können elektronische Signale beispielsweise in der Form von Taktpulsen oder digitalisierten Daten, welche die relative Höhe angeben, an einen gekoppelten Prozessor senden, der ausgebildet ist, um diese Signale bei einem Ermitteln der tatsächlichen relativen Höhe zwischen den Komponenten zu verwenden. Daten, die sich auf die relative Höhe beziehen, können auch verwendet werden, um die relative Geschwindigkeit und Beschleunigung zwischen Aufhängungspunkten zu ermitteln, die überwacht werden, und sie können, kombiniert mit Daten der Hubdistanz, von einem Chassiscontroller verwendet werden, um darauf ansprechende Einstellungen besser zu optimieren, die an gesteuerten Aufhängungskomponenten ausgeführt werden. Ferner können die Systemelemente, die für die Signalemission und -detektion verwendet werden, eine breite Vielzahl von Ausbildungen und Anordnungen an einer Fahrzeugaufhängung annehmen, um einer Erfassung von Daten gerecht zu werden, die sich auf Chassisbewegungen beziehen, und um für eine Wartung bequem zugänglich zu sein, wenn dies erforderlich ist.
1 ist eine Draufsicht eines Fahrzeugs 10 (z. B. eines Automobils) zur Verwendung in Verbindung mit einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 10 weist ein Chassis 12, eine Karosserie 14, vier Räder 16, eine Aufhängungsbaugruppe 22 und ein Chassissteuermodul (oder CCM) 50 auf. Die Karosserie 14 ist auf dem Chassis 12 angeordnet und umschließt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 14 und das Chassis 12 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 16 sind jeweils in der Nähe einer entsprechenden Ecke der Karosserie 14 mit dem Chassis 12 rotierbar gekoppelt. Die Aufhängungsbaugruppe 22 ist ausgebildet, um für eine gedämpfte und stabilisierte Kopplung zwischen einer gefederten Fahrzeugmasse, einschließlich der Karosserie 14, und einer ungefederten Masse zu sorgen, einschließlich der Räder 16 und Abschnitten des Chassis 12. Die Aufhängungsbaugruppe 22 kann Federn, lineare Aktuatoren und andere verbindende und stützende Elemente aufweisen, und sie weist ferner mindestens eine Dämpferbaugruppe 24 auf, wie beispielsweise einen Stoßdämpfer oder ein Federbein oder dergleichen, um für eine gedämpfte Bewegung zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse zu sorgen. Die Dämpferbaugruppen 24 können ausgebildet sein, um passiv auf die Fahrzeugbewegung anzusprechen, oder sie können, wie in 1 gezeigt, mit dem CCM 50 gekoppelt und ausgebildet sein, um für aktiv gesteuerte Aufhängungseinstellungen zu sorgen, wie sie durch dieses angewiesen werden. Wie gezeigt, weist das Fahrzeug 10 vier derartige Dämpferbaugruppen 24 auf, die mit der Aufhängungsbaugruppe 22 in der Nähe der Räder 16 gekoppelt sind und die mit dem CCM 50 nachrichtentechnisch gekoppelt sind.
Das Fahrzeug 10 kann ein beliebiges von einer Vielzahl von Fahrzeugtypen sein, wie beispielsweise eine Limousine, ein Kombi, ein Lastkraftwagen oder ein Sportgeländewagen (SUV), und es kann einen Zweiradantrieb (2WD) (d. h. einen Hinterradantrieb oder einen Vorderradantrieb), einen Vierradantrieb (4WD) oder einen Allradantrieb (AWD) aufweisen. Das Fahrzeug 10 kann auch einen beliebigen von einer Anzahl von unterschiedlichen Typen von Motoren umfassen, wie beispielsweise einen mit Benzin- oder Dieselkraftstoff versorgten Verbrennungsmotor, einen Motor für ein ”Fahrzeug mit flexiblem Kraftstoff (FFV-Motor) (d. h. unter Verwendung eines Gemischs aus Benzin und Alkohol), einen mit einer Gasverbindung (z. B. Wasserstoff und/oder Erdgas) beschickten Motor oder eine Brennstoffzelle, einen Hybridmotor mit einem Verbrennungs-/Elektromotor und einen Elektromotor.
Das Chassissteuermodul 50 ist mit verschiedenen Automobil-Untersystemsensoren nachrichtentechnisch gekoppelt, einschließlich eines Lenksensors 30, um eine Lenkrichtung zu ermitteln, eines Sensors 34 für ein Anheben/Eintauchen, der verwendet wird, um das Ansprechen des Chassis auf ein Bremsen und ein Beschleunigen zu überwachen, und eines Geschwindigkeitssensors 38, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu messen. Das CCM 50 weist auch eine Benutzerschnittstelle 42 auf, über die ein Fahrer verschiedene Systembefehle eingeben und von der er andere relevante Systeminformation empfangen kann. Das CCM 50 ist auch mit verschiedenen Fahrzeug-Höhensensoren 56 nachrichtentechnisch gekoppelt, die mit der Karosserie 14, dem Chassis 12 und/oder der Aufhängungsbaugruppe 22 gekoppelt sind, um die Fahrzeughöhe zu überwachen. Das CCM 50 weist auch mindestens einen Prozessor 60, um die von den Höhensensoren 56 empfangene Fahrzeughöheninformation zu verarbeiten, und einen Controller 70 auf, der mit dem Prozessor 60 gekoppelt ist, um in Ansprechen auf Prozessoraufforderungen elektronische Befehle an gesteuerte Aufhängungskomponenten zu übertragen, einschließlich beispielsweise der Dämpferbaugruppen 24. Während des Betriebs überwachen die Höhensensoren 56 die Distanz zwischen ausgewählten Aufhän gungs-, Karosserie- und/oder Chassiskomponenten, und sie erzeugen Signale für den Prozessor 60, die diese Distanz angeben. Der Prozessor 60 wandelt diese Signale in Daten um, die für den Controller 70 nützlich sind, um geeignete kompensierende Chassiseinstellungen auszuführen.
2 stellt ausgewählte Komponenten des Höhensensors 56 dar, der gemäß einer beispielhaften Ausführungsform in die Aufhängungsbaugruppe 22 integriert ist. Die Aufhängungsbaugruppe 22 weist eine Dämpferbaugruppe 24 auf, die zwischen einer gefederten Fahrzeugmasse 90 und einer ungefederten Fahrzeugmasse 96 gekoppelt und ausgebildet ist, um eine vertikale Bewegung zwischen diesen auf eine wohlbekannte Weise zu dämpfen. Die Dämpferbaugruppe 24 weist ein erstes Ende, das mit einem unteren Querlenker 140 der ungefederten Masse 96 durch eine untere Befestigung 128 gekoppelt ist, und ein zweites Ende auf, das mit einem Rahmen-Strukturelement 108 der gefederten Masse 90 durch eine obere Befestigung 144 gekoppelt ist. Das Befestigen der Dämpferbaugruppe 24 an den Strukturelementen und Querlenkern kann auf eine beliebige herkömmliche Weise unter Verwendung von Befestigungsklammern und Befestigungselementen ausgeführt werden. Der Höhensensor 56 weist eine Sende- und Empfangseinrichtung 112 auf, die elektrisch und nachrichtentechnisch mit dem Prozessor 60 (1) gekoppelt ist und die mechanisch mit einer beliebigen geeigneten Komponente der gefederten Fahrzeugmasse gekoppelt ist, wie es beispielsweise mit dem Rahmen-Strukturelement 108 gezeigt ist. Der Höhensensor 56 weist auch einen Reflektor 116 auf, der mit einer beliebigen geeigneten Komponente der ungefederten Fahrzeugmasse gekoppelt sein kann, wie beispielsweise mit dem unteren Querlenker 140. Während die detektierenden Elemente derart dargestellt sind, dass sie gemäß einer speziellen Ausbildung an der Aufhängungsbaugruppe 22 positioniert sind, sollte man einsehen, dass für diese Ele mente viele andere mögliche Ausbildungen und geeignete Anordnungen zur Befestigung existieren.
Die Sende- und Empfangseinrichtung 112 ist ausgebildet, um Abfragesignale in Richtung des Reflektors 116 zu emittieren, wenn sie durch den Prozessor 60 (1) dazu aufgefordert wird, und um die Abfragesignale zu empfangen, die von dem Reflektor 116 zurück reflektiert werden. Die Abfragesignale können elektromagnetischer Natur sein, einschließlich eines Ultrabreitbandradars (UWB-Radars), Infrarot-(IR) oder Laserlichtstrahlung, ohne auf diese beschränkt zu sein, oder sie können eine Ultraschall-Druckwelle (Ultraschallwelle) umfassen. Der Reflektor 116 kann eine beliebige geeignete Oberfläche aufweisen, die den verwendeten Signaltyp reflektiert. In Abhängigkeit von dem verwendeten Typ von Signalen können die Sende- und Empfangseinrichtung 112 und der Reflektor 116 derart positioniert sein, dass sie miteinander eine im Wesentlichen freie Sichtlinie aufweisen, um eine derartige Signalübertragung zu ermöglichen.
Während des Betriebs bewegen sich die Sende- und Empfangseinrichtung 120 und der Reflektor 116 jeweils mit der gefederten bzw. der ungefederten Masse, und die Distanz zwischen diesen ändert sich dynamisch gemäß der Fahrzeugbewegung und den Straßenbedingungen. Die Sende- und Empfangseinrichtung 112 emittiert Abfragesignale, wenn sie durch den Prozessor 60 (1) dazu aufgefordert wird, die von der Oberfläche des Reflektors 116 zurück zu der Sende- und Empfangseinrichtung 112 reflektiert werden. Der Prozessor 60 zeichnet die Zeit der Aufforderung auf, und die Sende- und Empfangseinrichtung 112 detektiert die reflektierten Abfragesignale und überträgt ein elektronisches Signal an den Prozessor 60, das die Zeit der Detektion angibt. Der Prozessor 60 ist mit Algorithmen konfiguriert, um eine derartige Zeitpunktinformation in die tatsächliche Zeitdifferenz zwischen der Emission und der Detektion umzu wandeln und um die Distanz oder die relative Höhendifferenz H zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse unter Verwendung eines Algorithmus zu ermitteln, der nachstehende Gleichung (1) umfassen kann: H = 0,5c × [Δt] (1)wobei c die Ausbreitungsgeschwindigkeit des emittierten Signals ist und Δt die Zeitdifferenz zwischen der Emission und der Detektion ist. Zusätzlich können die emittierten Signale gepulst sein und eine Dauer und/oder einen Takt aufweisen, die zur Verwendung mit dem Bereich der relativen Höhenentfernung optimiert sind, der für ein Fahrzeugaufhängungssystem typisch ist, und/oder zur Verschlüsselung des Signals variiert werden, um die Erkennung der Quelle zu verbessern und die Effekte von Streulicht oder von anderen Typen von Fehlsignalen abzuschwächen.
Die Sende- und Empfangseinrichtung 112 ist ausgebildet, um sowohl Signale zu emittieren als auch zu detektieren, und sie kann eines von einer Vielzahl von Emissions/Detektionssystemen umfassen, die entweder auf elektromagnetischer Strahlung oder auf Schallwellen basieren. Bei einer Ausführungsform umfasst die Sende- und Empfangseinrichtung 112 eine Senderkomponente, die ausgebildet ist, um UWB- oder Radarpulse von kurzer Dauer zu emittieren, die Wellenlängen in dem Radio- und/oder Mikrowellenfrequenzbereich aufweisen können. Ein Beispiel einer solchen kommerziell verfügbaren UWB-Sende- und Empfangseinrichtung wird von Freescale Semiconductor hergestellt und trägt die Artikelnummer XS 100. Die Detektionskomponente der Sende- und Empfangseinrichtung 112 kann auf einer RFCMOS-Technologie (Radiofrequenz-Komplementärmetalloxid-Halbleitertechnologie) basieren und ist abgestimmt, um mit dem Sender kompatibel zu sein. Bei einer anderen Ausführungsform ist die sendende Komponente der Sende- und Empfangseinrichtung 112 eine halbleiterbasierte Laserdiode, die Licht über einen sehr kleinen Bereich von Wellenlängen emittiert/detektiert. Die detektierende Komponente kann auch eine Halbleiterdiode sein, die ausgebildet ist, um Licht bei der bzw. den gesendeten Wellenlänge(n) zu detektieren. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Sende- und Empfangseinrichtung 112 ausgebildet, um IR-Strahlung zu emittieren, und sie umfasst vorzugsweise eine lichtemittierende Halbleiterdiode (LED). Dieser Typ von Einrichtung kann auch einen Fotodiodendetektor umfassen, wie beispielsweise eine Fotodiode vom PIN-Typ, der abgestimmt ist, um Licht der emittierten Wellenlängen zu detektieren. Bei noch einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sende- und Empfangseinrichtung 112 einen Ultraschall-Signalwandler, der ausgebildet ist, um Ultraschall-Druckwellen zu emittieren, und der mit einem anderen Druck-Signalwandler gekoppelt ist, der abgestimmt ist, um diese Schallwellen zu detektieren. Um die Erkennung der Quelle zu unterstützen und die Effekte von Streustrahlung abzuschwächen, emittiert jede der Ausführungsformen der Sende- und Empfangseinrichtung 112, die oben beschrieben sind, vorzugsweise ein gepulstes Signal, das elektromagnetische oder Schallemissionen von kurzer Dauer umfasst.
Der Reflektor 116 ist ausgebildet, um in Verbindung mit der Sende- und Empfangseinrichtung 112 zu arbeiten, und er ist daher ausgebildet, um den Signaltyp zu reflektieren, der von dieser emittiert wird. In dem Fall, in dem die Sende- und Empfangseinrichtung 112 UWB-Strahlung emittiert, kann der Reflektor 116 eine beliebige Oberfläche sein, die ein Leitungsband von freien Elektronen aufweist, wie beispielsweise eine beliebige metallische Oberfläche. Reflektoren für IR- oder Laserquellen können Materialien umfassen, wie beispielsweise polierten Edelstahl, Aluminiumlegierungen oder Keramiken.
3 ist ein Blockdiagramm von ausgewählten Komponenten des CCM 50 des Fahrzeugs 10 (1), die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform die Sende- und Empfangseinrichtung 112, den Reflektor 116, den Prozessor 60 und den Controller 70 umfassen. Der Prozessor 60 ist mit dem Controller 70 funktional gekoppelt, und er ist nachrichtentechnisch in zwei Richtungen mit der Sende- und Empfangseinrichtung 112 gekoppelt. Die Sende- und Empfangseinrichtung 112 ist ausgebildet, um elektromagnetische oder Ultraschall-Abfragesignale in Richtung des Reflektors 116 zu emittieren, wenn sie durch ein Signal S_p1 von dem Prozessor 60 dazu aufgefordert wird, und um die Reflexion dieser Abfragesignale zu detektieren, die von dem Reflektor 116 reflektiert werden. Der Prozessor 60 zeichnet die Zeit der Aufforderung auf, und die Sende- und Empfangseinrichtung 112 überträgt elektronische Zeitpunktsignale an den Prozessor 60, die den Detektionszeitpunkt (t_d) angeben. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Sende- und Empfangseinrichtung 112 elektronische Signale an den Prozessor 60 senden, die den Zeitpunkt sowohl der Emission als auch der Detektion angeben. Der Prozessor 60 verwendet diese Zeitpunktinformation in Verbindung mit einem zuvor beschriebenen geeigneten Algorithmus, um die Distanz oder die relative Höhe zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung 112 und dem Reflektor 116 zu ermitteln. Der Controller 70 empfängt die Höhendaten als ein Eingangssignal von dem Prozessor 60 und sendet in Ansprechen auf gegenwärtige Chassiszustände, wie sie durch diese Daten widergespiegelt werden, Echtzeitbefehle an gesteuerte Aufhängungselemente.
4 ist eine Querschnittsansicht der Dämpferbaugruppe 24, die einen Höhensensor 120 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst. Die Dämpferbaugruppe 24 weist eine Dämpferrohrbaugruppe 160, ein zylindrisches Außengehäuse oder ein Staubrohr 188, eine Kolbenstange 148, einen Endabschnitt 196, eine obere Befestigungsbaugruppe 180 und eine untere Befestigungsklammer 168 auf. Die Dämpferbaugruppe 24 ist mittels der Befestigungsklammer 168 mit einer Öffnung 171, die ausgebildet ist, um in Verbindung mit einem geeigneten Befestigungselement verwendet zu werden, an einem ersten Ende 200 auf eine herkömmliche Weise mit dem unteren Querlenker 140 (2) verbunden. Die Dämpferbaugruppe 24 ist durch eine selbstverriegelnde Flanschmutter 150, die an einem Gewindeende 154 der Kolbenstange 148 befestigt ist, an einem zweiten Ende 204 auf herkömmliche Weise mit dem Rahmen-Strukturelement 108 verbunden. Die Dämpferrohrbaugruppe 160 ist an einem unteren Ende 202 mit der Befestigungsklammer 168 gekoppelt (und damit mit der ungefederten Fahrzeugmasse), und sie ist an einem oberen Ende 206 mit einem Endabschnitt 196 verbunden. Die Kolbenstange 148 ist mit der Dämpferrohrbaugruppe 160 und dem Endabschnitt 196 verschiebbar gekoppelt und im Wesentlichen konzentrisch zu diesen. Ein optionaler Einfederungsanschlag 172, der aus einem Hartgummi oder einem beliebigen geeigneten elastomeren Material besteht, ist um die Kolbenstange 148 herum im Wesentlichen konzentrisch angeordnet und sitzt in einer Klammer 178 für den Einfederungsanschlag, die mit der oberen Befestigungsbaugruppe 180 gekoppelt ist. In dem Fall, in dem ein Einfederungsanschlag vorhanden ist, ist der Endabschnitt 196 ein Stopper für den Einfederungsanschlag, und wenn er nicht vorhanden ist, ist der Endabschnitt 196 eine Endabdeckung. Das Staubrohr 188 ist mit der oberen Befestigungsbaugruppe 180 gekoppelt (und damit mit der gefederten Fahrzeugmasse), und es ist im Wesentlichen konzentrisch mit der Dämpferrohrbaugruppe 160 und mit dieser verschiebbar gekoppelt, und es bildet ein Außengehäuse für einen oberen Abschnitt der Dämpferbaugruppe 24.
Bei einer Ausführungsform weist der Höhensensor 120 eine Sende- und Empfangseinrichtung 164, die mit der Klammer 178 für den Einfederungsanschlag (mit der gefederten Fahrzeugmasse) gekoppelt ist, und ei nen Reflektor 170 auf, der mit dem Endabschnitt 196 (mit der ungefederten Fahrzeugmasse) gekoppelt ist. Der Reflektor 170 kann eine separate Komponente umfassen, die mit dem Endabschnitt 196 gekoppelt ist, oder kann den Endabschnitt 196 ersetzen. Die Sende- und Empfangseinrichtung 164 und der Reflektor 170 können eine beliebige kompatible Kombination von Signaltyp und Reflektor umfassen, die zuvor beschrieben wurden. Der Prozessor 60 ist mit dem Controller 70 gekoppelt, und er ist nachrichtentechnisch in zwei Richtungen mit der Sende- und Empfangseinrichtung 164 gekoppelt. Der Prozessor 60 und/oder der Controller 70 können an einem beliebigen geeigneten Ort in der Dämpferbaugruppe 24 integriert sein, oder sie können entfernt angeordnet sein, wie beispielsweise in dem CCM 50 (1). Der Ort der Sende- und Empfangseinrichtung 164 und des Reflektors 170 kann unter der Voraussetzung in der Dämpferbaugruppe 24 variiert werden, das eine Komponente mit der jeweiligen Fahrzeugmasse gekoppelt ist und eine ausreichende Sichtlinie zwischen den Komponenten existiert, falls dies erforderlich ist. Beispielsweise kann die Sende- und Empfangseinrichtung 164 mit dem Staubrohr 188 oder der oberen Befestigungsbaugruppe 180 gekoppelt sein, und der Reflektor 170 kann an dem Endabschnitt 196 (nicht gezeigt) befestigt sein. Bei einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) sind die Positionen der Sende- und Empfangseinrichtung 164 und des Reflektors 170 umgekehrt. Das heißt, dass die Sende- und Empfangseinrichtung 164 mit der ungefederten Masse gekoppelt ist und der Reflektor 170 mit der gefederten Masse gekoppelt ist, wobei diese jeweils an einem beliebigen der geeigneten Orte in der oben beschriebenen Dämpferbaugruppe 24 befestigt sind. Dementsprechend kann zumindest ein Abschnitt des Einfederungsanschlags 172 gegebenenfalls entfernt sein, um der endgültigen Position der Sende- und Empfangseinrichtung 164 und des Reflektors 170 sowie der Notwendigkeit für eine Sichtlinie zwischen diesen Komponenten gerecht zu werden.
Während des Betriebs ändert sich die vertikale Distanz zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse dynamisch in Abhängigkeit von den Straßenbedingungen und der Fahrzeuggeschwindigkeit, was bewirkt, dass sich die Dämpferrohrbaugruppe 160 entlang der Kolbenstange 148 in das Staubrohr 188 und aus diesem heraus bewegt und dementsprechend die Distanz zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung 164 und dem Reflektor 170 ändert. Der Prozessor 60 fordert die Sende- und Empfangseinrichtung 164 auf, gepulste Abfragesignale in Richtung des Reflektors 170 zu emittieren, die dann zurück zu der Sende- und Empfangseinrichtung 164 reflektiert werden. Der Prozessor 60 zeichnet die Zeit der Aufforderung auf, und die Sende- und Empfangseinrichtung 164 überträgt ein den Zeitpunkt der Detektion angebendes elektronisches Zeitpunktsignal an den Prozessor 60, der ausgebildet ist, um die Distanz basierend auf der Zeitdifferenz unter Verwendung eines Algorithmus zu ermitteln, der die vorstehende Gleichung (1) umfassen kann.
5 stellt einen anderen Höhensensor 250 gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform dar, der in die Aufhängungsbaugruppe 22 integriert ist. Die Aufhängungsbaugruppe 22 weist eine Dämpferbaugruppe 245 auf, die zwischen der gefederten Masse 90 und der ungefederten Masse 96 auf eine Weise gekoppelt ist, die zuvor für die Dämpferbaugruppe 24 (2) beschrieben wurde. Der Höhensensor 250 weist einen Sender 254 auf, der nachrichtentechnisch in zwei Richtungen mit dem Prozessor 60 des CCM 50 (1) gekoppelt ist. Der Sender 254 ist an einer geeigneten Komponente der gefederten Fahrzeugmasse 90 befestigt, wie beispielsweise dem Rahmen-Strukturelement 108. Ein Empfänger 258 kommuniziert auch mit dem Prozessor 60 und ist an einer Komponente der ungefederten Fahrzeugmasse 96 befestigt, wie beispielsweise dem unteren Querlenker 140. Der Sender 254 ist ausgebildet, um gepulste UWB-, IR-, Laser- oder Ultraschall-Abfragesignale zu emittieren, die in Richtung des Empfängers 258 ausgerichtet sind, wenn er durch ein Signal S_p1 von dem Prozessor 60 dazu aufgefordert wird, und er kann einen beliebigen der Sendertypen umfassen, die zuvor beschrieben wurden. Der Empfänger 258 ist ausgebildet, um Signale von dem Sender 254 zu detektieren, und er umfasst einen kompatiblen Detektor der oben beschriebenen Typen. Der Prozessor 60 zeichnet die Zeit der Aufforderung auf, und der Empfänger 258 überträgt ein elektronisches Signal t_d1 an den Prozessor 60, das den Detektionszeitpunkt angibt. Der Prozessor 60 ist mit Algorithmen konfiguriert, um eine derartige Zeitpunktinformation in eine tatsächliche Zeitdifferenz zwischen der Emission und der Detektion umzuwandeln und um daraus die Distanz oder die relative Höhe zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse gemäß der Gleichung (2) zu ermitteln: H = c × [Δt] (2)wobei c die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals ist und Δt die Zeitdifferenz ist. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Positionen des Senders 254 und des Empfängers 258 umgekehrt, und der Sender 254 ist mit einer geeigneten Komponente der ungefederten Masse 96 gekoppelt, und der Empfänger 258 ist mit einer geeigneten Komponente der gefederten Masse 90 gekoppelt. Auf eine ähnliche Weise emittiert der Sender 254 ein gepulstes Signal, das durch den Empfänger 258 detektiert wird. Die Zeitpunktsignale werden an den Prozessor 60 übertragen, wobei die Zeitdifferenz zwischen der Emission und der Detektion und die gleichzeitige Distanz oder die relative Höhe auf eine ähnliche Weise ermittelt werden.
6 ist ein Blockdiagramm ausgewählter Komponenten des CCM 50 des Fahrzeugs 10 (1) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, die den Sender 254, den Empfänger 258, den Prozessor 60 und den Controller 70 umfassen. Der Prozessor 60 ist mit dem Controller 70 funktional ge koppelt und kommuniziert auch mit dem Sender 254. Der Prozessor 60 sendet ein Aufforderungssignal S_p1 an den Sender 254, der ausgebildet ist, um elektromagnetische oder Ultraschall-Abfragesignale in Richtung des Empfängers 258 zu emittieren, wenn er dazu aufgefordert wird. Vorzugsweise zeichnet der Prozessor 60 die Zeit der Aufforderung auf, oder alternativ sendet der Sender 254 ein elektronisches Signal an den Prozessor 60, das die Zeit der Emission angibt. Der Empfänger 258 detektiert das Abfragesignal von dem Sender 254 und sendet ein Zeitpunktsignal t_d1 an den Prozessor 60, das den Zeitpunkt der Signaldetektion angibt. Der Prozessor 60 verwendet diese Zeitpunktinformation in Verbindung mit einem geeigneten Algorithmus, der die vorstehende Gleichung (2) umfassen kann, um die Distanz oder die relative Höhe zwischen dem Sender 254 und dem Empfänger 258 zu ermitteln. Der Controller 70 empfängt diese Daten der relativen Höhe als ein Eingangssignal von dem Prozessor 60 und sendet in Ansprechen auf gegenwärtige Chassiszustände Echtzeitbefehle an gesteuerte Aufhängungselemente.
7 stellt gemäß einer noch anderen Ausführungsform eine Dämpferbaugruppe 245 mit einem integrierten Höhensensor 265 dar. Die Dämpferbaugruppe 245 weist viele der gleichen Befestigungs- und internen Komponenten auf, die zuvor für die Dämpferbaugruppe 24 (2) beschrieben wurden, und daher werden diese Details der Kürze halber nicht wiederholt werden. Der Höhensensor 265 umfasst einen Sender 264, der mit einem geeigneten Ort in der Dämpferbaugruppe 245 gekoppelt ist, wie beispielsweise der oberen Befestigungsbaugruppe 290 (der gefederten Fahrzeugmasse), und der Empfänger 272 ist mit einem Endabschnitt 296 gekoppelt (der ungefederten Fahrzeugmasse). In dem Fall, in dem ein Einfederungsanschlag verwendet wird (nicht gezeigt), kann der Sender 264 ein geeignetes Gehäuse aufweisen, um ihn zu schützen. Der Prozessor 60 ist mit dem Controller 70 funktional gekoppelt und kann elektronische Signale an den Sender 264 senden und/oder von diesem empfangen, und er kann Signale von dem Empfänger 272 empfangen. Der Prozessor 60 sendet Aufforderungssignale S_p1 an den Sender 264, um Abfragesignale zu emittieren, die in Richtung des Empfängers 272 ausgerichtet sind, und er zeichnet vorzugsweise die Zeit der Aufforderung auf oder empfängt alternativ Zeitpunktsignale von dem Sender 264, die den Emissionszeitpunkt angeben. Der Empfänger 272 detektiert diese Abfragesignale und überträgt ein Zeitpunktsignal t_d1 an den Prozessor 60, das den Zeitpunkt der Signaldetektion angibt. Der Prozessor 60 verwendet eine derartige Zeitpunktinformation, um Daten zu erzeugen, die auf eine zuvor beschriebene Weise auf die relative Fahrzeughöhe bezogen sind. Diese Daten werden an den Controller 70 gesendet, der ausgebildet ist, um Signale an ausgewählte gesteuerte Aufhängungselemente zu senden, welche die Dämpferbaugruppe 245 umfassen können, um darauf ansprechende Chassiseinstellungen auszuführen.
Die Daten der relativen Höhe, die durch Höhensensoren erzeugt werden, die entweder eine Sende- und Empfangseinrichtungs-/Reflektor-Ausbildung oder eine Sender/Empfänger-Ausbildung aufweisen, können auch verwendet werden, um die Relativgeschwindigkeit und die Relativbeschleunigung zwischen Aufhängungskomponenten zu ermitteln. Eine mittlere Relativgeschwindigkeit V_a zwischen zwei Zeiten t₁ und t₂ kann unter Verwendung der momentanen relativen Höhen H_i1 und H_i2 bei t₁ bzw. t₂ und unter Verwendung eines geeigneten Algorithmus ermittelt werden, der Gleichung (3) umfassen kann:
Die momentane Relativgeschwindigkeit V_i kann ebenso unter Verwendung eines geeigneten Algorithmus ermittelt werden, der Gleichung (4) umfassen kann:
wobei t₂ gegen t₁ geht.
Daten, die sich auf die momentane Relativgeschwindigkeit beziehen, können auf ähnliche Weise verwendet werden, um eine mittlere Relativbeschleunigung A_a unter Verwendung eines geeigneten Algorithmus zu ermitteln, der Gleichung (5) umfassen kann:
wobei V_i2 die momentane Geschwindigkeit zu der Zeit t₂ ist und V_i1 die momentane Geschwindigkeit zu der Zeit t₁ ist. Die momentane Beschleunigung A_i kann dann unter Verwendung eines geeigneten Algorithmus ermittelt werden, der Gleichung (6) umfassen kann:
wobei t₂ gegen t₁ geht.
8 stellt gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform einen Aufhängungsaktuator 300 mit einem Höhensensor 304 dar, um die Hub distanz des Aktuators 300 zu messen. Der Aufhängungsaktuator 300 kann beispielsweise eine passive Dämpferbaugruppe einschließlich eines Stoßdämpfers oder eines Federbeins oder ein aktiv gesteuerter Aktuator sein, wie beispielsweise ein linearer Aktuator. Bei dem in 8 dargestellten Beispiel ist der Aufhängungsaktuator 300 ein linearer Aktuator mit einem ersten Abschnitt 328, der mit einem ersten Aufhängungselement 308 gekoppelt ist, und einem zweiten Abschnitt 332, der mit einem zweiten Aufhängungselement 312 gekoppelt ist. Der erste Abschnitt 328 ist relativ zu dem zweiten Abschnitt 332 befestigt, der sich in Ansprechen auf eine Fahrzeugbewegung und/oder Controllerbefehle auf eine wohlbekannte Weise in den ersten Abschnitt 328 und aus diesem heraus bewegt. Die Hubdistanz ist als der Betrag eines linearen Hubs des zweiten Abschnitts 332 bezüglich einer Referenz-/Nullposition definiert, bei der beispielsweise der zweite Abschnitt 332 vollständig in den ersten Abschnitt 328 zurückgezogen ist. Die Hubdistanz ist folglich die Differenz zwischen der relativen Höhe, die an der Position von Interesse ermittelt wird, und der relativen Höhe, die an der Referenzposition ermittelt wird.
Der Höhensensor 304 weist eine Sende- und Empfangseinrichtung 316, die mit dem zweiten Abschnitt 332 gekoppelt ist, und einen Reflektor 324 auf, der mit dem ersten Abschnitt 328 gekoppelt ist. Diese Komponenten können eine beliebige kompatible Kombination von Sende- und Empfangseinrichtung/Reflektor der zuvor beschriebenen Typen sein. Die Sende- und Empfangseinrichtung 316 ist nachrichtentechnisch in zwei Richtungen mit dem Prozessor 60 gekoppelt und ausgebildet, um Abfragesignale zu emittieren, die in Richtung des Reflektors 324 ausgerichtet sind, wenn sie durch ein Signal S_p1 von dem Prozessor 60 dazu aufgefordert wird, und um eine Reflexion der Abfragesignale von dem Reflektor 324 zu empfangen. Der Prozessor 60 zeichnet die Zeit der Aufforderung auf, und die Sende- und Empfangseinrichtung 316 sendet ein elektronisches Signal t_d1 an den Prozessor 60, das den Detektionszeitpunkt angibt. Der Prozessor 60 ist mit den oben beschriebenen Algorithmen konfiguriert, um die relative Höhe oder die Distanz zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung 316 und dem Reflektor 324 zu ermitteln. Die Hubdistanz D_T kann zu einer Zeit t₁ unter Verwendung von Algorithmen ermittelt werden, die nachstehende Gleichung (7) umfassen können: DT = Ht1 – HR (7)wobei H_R die relative Höhe ist, die an der Referenzposition ermittelt wird, und H_t1 die relative Höhe ist, die zu der Zeit t₁ ermittelt wird.
9 stellt gemäß einer noch anderen Ausführungsform den Aufhängungsaktuator 300 mit einem Höhensensor 340 dar, um die Hubdistanz des Aktuators 300 zu messen. Der Höhensensor 340 weist einen Sender 344, der mit dem zweiten Abschnitt 332 gekoppelt ist, und einen Empfänger 348 auf, der mit dem ersten Abschnitt 328 gekoppelt ist. Der Prozessor 60 sendet Aufforderungssignale S_p1 an den Sender 344, um Abfragesignale in Richtung des Empfängers 348 zu emittieren, und zeichnet die Zeit der Aufforderung auf. Der Empfänger 348 detektiert die Abfragesignale und sendet Zeitpunktsignale t_d1 an den Prozessor 60, die den Zeitpunkt der Detektion angeben. Der Prozessor 60 ermittelt die Hubdistanz des Aktuators 300 zu einer spezifizierten Zeit unter Verwendung von Algorithmen, welche die vorstehende Gleichung (7) umfassen können.
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen schaffen einen Höhensensor, um die Hubdistanz oder die relative Höhe zwischen Komponenten einer Fahrzeugaufhängung zu ermitteln. Prozessorgesteuerte Systeme verwenden gepulste Abfragesignale mit elektromagnetischen oder Ultraschall-Druckwellen, die unter Verwendung von entweder einer Sende- und Empfangseinrichtungs-/Reflektor-Ausbildung oder einer Sender/Empfänger-Ausbildung emittiert und detektiert werden. Elektronische Zeitpunktsignale, die einen Emissions- und einen Detektionszeitpunkt angeben, werden an einen Prozessor gesendet, der ausgebildet ist, um die Zeitdifferenzen und die entsprechende relative Höhe zu ermitteln. Daten der relativen Höhe, die über ein Zeitintervall erzeugt werden, können verwendet werden, um für dieses Intervall sowohl die Relativgeschwindigkeit als auch die Relativbeschleunigung zwischen Aufhängungselementen zu ermitteln. Ferner kann die relative Höhe verwendet werden, um die Hubdistanz eines passiven oder aktiv gesteuerten Aufhängungsaktuators zu einer spezifizierten Zeit zu ermitteln. Derartige Daten, die sich auf die relative Höhe, die Hubdistanz, die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung einer Komponente beziehen, können an einen Aufhängungsprozessor/Controller übertragen werden, um eine Echtzeit-Chassisaufhängungssteuerung zu schaffen, um die Fahrstabilität und das Bedienungsverhalten zu verbessern.
Die vorstehende ausführliche Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendungsmöglichkeit und Verwendungen der Erfindung einzuschränken. Darüber hinaus besteht keine Absicht, an irgendeine ausdrückliche oder implizite Theorie gebunden zu sein, die in den vorstehenden Abschnitten Technisches Gebiet, Hintergrund, Kurzzusammenfassung oder in der ausführlichen Beschreibung dargestellt ist. Die Erfindung kann hierin anhand von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben sein. Man sollte einsehen, dass derartige Blockkomponenten durch eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten realisiert werden können, die ausgebildet sind, um die beschriebenen Funktionen auszuführen.
Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Knotenpunkte oder Merkmale, die miteinander ”verbunden” oder ”gekoppelt” sind. Wie hierin verwendet, und wenn es nicht auf andere Weise ausdrücklich dargelegt ist, bedeutet ”verbunden”, dass ein Element/Knotenpunkt/Merkmal in einem mechanischen, logischen, elektrischen oder anderen geeigneten Sinn mit einem anderen Element, Knotenpunkt oder anderen Merkmal direkt verbunden ist (oder mit diesem direkt kommuniziert). Auf ähnliche Weise, und wenn es nicht ausdrücklich auf andere Weise dargelegt ist, bedeutet ”gekoppelt”, dass ein Element/Knotenpunkt/Merkmal in einem mechanischen, logischen, elektrischen oder anderen geeigneten Sinn mit einem anderen Element/Knotenpunkt/Merkmal direkt oder indirekt verbunden ist (oder direkt oder indirekt mit diesem kommuniziert). Der Ausdruck ”beispielhaft” wird in dem Sinn von ”Beispiel” anstatt ”Modell” verwendet. Obwohl die Figuren beispielhafte Anordnungen von Elementen darstellen können, können ferner zusätzliche dazwischentretende Elemente, Einrichtungen, Merkmale und Komponenten bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung vorhanden sein.
Während zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, sollte man einsehen, dass eine enorme Anzahl an Abwandlungen existiert. Man sollte auch einsehen, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Ausbildung der Erfindung auf irgendeine Weise einzuschränken. Die vorstehende ausführliche Beschreibung wird Fachleuten vielmehr einen bequemen Fahrplan liefern, um die beschriebene Ausführungsform oder die beschriebenen Ausführungsformen zu implementieren. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und der Anordnung von Elementen durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung oder deren rechtlichen Äquivalenten abzuweichen.

Claims

System zum Ermitteln einer Distanz zwischen einem ersten Abschnitt einer Fahrzeug-Aufhängungsbaugruppe und einem zweiten Abschnitt der Aufhängungsbaugruppe, wobei das System umfasst: eine Sende- und Empfangseinrichtung, die mit dem ersten Abschnitt gekoppelt ist, um ein erstes Signal in Richtung des zweiten Abschnitts zu emittieren und um eine Reflexion des ersten Signals von dem zweiten Abschnitt zu empfangen; und einen Prozessor, der mit der Sende- und Empfangseinrichtung gekoppelt ist, um die Distanz zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zu ermitteln.
System nach Anspruch 1, das ferner einen Reflektor umfasst, der mit dem zweiten Abschnitt gekoppelt und ausgebildet ist, um das erste Signal zu reflektieren, wobei vorzugsweise die Aufhängungsbaugruppe ferner eine gefederte Masse und eine ungefederte Masse umfasst und die Sende- und Empfangseinrichtung mit einer von der gefederten Masse oder der ungefederten Masse gekoppelt ist und der Reflektor mit der anderen von der gefederten Masse oder der ungefederten Masse gekoppelt ist, und/oder die Aufhängungsbaugruppe eine Aktuatorbaugruppe umfasst, die zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt gekoppelt ist, und die Sende- und Empfangseinrichtung mit der Aktuatorbaugruppe gekoppelt ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Sende- und Empfangseinrichtung ausgebildet ist, um UWB-Signale zu emittieren und das erste Signal ein UWB-Signal ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Aufhängungsbaugruppe eine Dämpferbaugruppe umfasst, die zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse gekoppelt ist, und wobei die Sende- und Empfangseinrichtung mit der Dämpferbaugruppe gekoppelt ist, wobei die Dämpferbaugruppe vorzugsweise umfasst: eine obere Befestigungsbaugruppe, die mit der gefederten Masse gekoppelt ist; ein Staubrohr, das mit der oberen Befestigungsbaugruppe gekoppelt ist; und eine Dämpferrohrbaugruppe, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei die Dämpferrohrbaugruppe an dem zweiten Ende mit der ungefederten Masse gekoppelt ist und in dem Staubrohr verschiebbar gekoppelt ist, wobei die Sende- und Empfangseinrichtung vorzugsweise mit der oberen Befestigungsbaugruppe und/oder mit der Dämpferrohrbaugruppe gekoppelt ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner ausgebildet ist, um eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zu ermitteln.
System zum Ermitteln einer Distanz zwischen einem ersten Abschnitt einer Fahrzeug-Aufhängungsbaugruppe und einem zweiten Abschnitt der Aufhängungsbaugruppe, wobei das System umfasst: einen Sender, der mit dem ersten Abschnitt gekoppelt ist, um ein erstes Signal zu emittieren; einen Empfänger, der mit dem zweiten Abschnitt gekoppelt ist, um das erste Signal zu detektieren; und einen Prozessor, der mit dem Sender und dem Empfänger gekoppelt ist, wobei der Prozessor ausgebildet ist, um die Distanz zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zu ermitteln.
System nach Anspruch 6, wobei die Aufhängungsbaugruppe eine Aktuatorbaugruppe umfasst, die zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt gekoppelt ist, und wobei der Sender mit der Aktuatorbaugruppe gekoppelt ist, und/oder wobei die Aufhängungsbaugruppe ferner eine gefederte Masse und eine ungefederte Masse umfasst und wobei der Sender mit einer von der gefederten Masse oder der ungefederten Masse gekoppelt ist und der Empfänger mit der anderen von der gefederten Masse oder der ungefederten Masse gekoppelt ist.
System nach Anspruch 7, wobei die Aufhängungsbaugruppe ferner eine Dämpferbaugruppe umfasst, die zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse gekoppelt ist, und wobei der Sender mit der Dämpferbaugruppe gekoppelt ist, wobei die Dämpferbaugruppe vorzugsweise umfasst: eine obere Befestigungsbaugruppe, die mit der gefederten Masse gekoppelt ist; ein Staubrohr, das mit der oberen Befestigungsbaugruppe gekoppelt ist; und eine Dämpferrohrbaugruppe, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei die Dämpferrohrbaugruppe an dem zweiten Ende mit der ungefederten Masse gekoppelt ist und in dem Staubrohr verschiebbar gekoppelt ist.
System nach Anspruch 8, wobei der Sender mit der oberen Befestigungsbaugruppe gekoppelt ist, und/oder wobei der Sender mit der Dämpferrohrbaugruppe gekoppelt ist, und/oder das ferner einen Dämpferrohr-Endabschnitt umfasst, der mit dem ersten Ende der Dämpferrohrbaugruppe gekoppelt ist, und wobei der Sender mit dem Dämpferrohr-Endabschnitt gekoppelt ist, und/oder wobei der Prozessor ferner ausgebildet ist, um eine Relativbeschleunigung zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse zu ermitteln.
System zum Ermitteln einer Hubdistanz einer Aktuatorbaugruppe für eine Fahrzeug-Aufhängungsbaugruppe, wobei die Aufhängungsbaugruppe ein erstes Element und ein zweites Element aufweist und die Aktuatorbaugruppe ein erstes Ende, das mit dem ersten Element gekoppelt ist, und ein zweites Ende aufweist, das mit dem zweiten Element gekoppelt ist, wobei das System umfasst: eine Sende- und Empfangseinrichtung, die mit dem ersten Ende gekoppelt ist, um ein erstes Signal zu emittieren und um eine Reflexion des ersten Signals von dem zweiten Ende zu empfangen; einen Reflektor, der mit dem zweiten Ende gekoppelt ist, um das erste Signal zu reflektieren; und einen Prozessor, der mit der Sende- und Empfangseinrichtung gekoppelt ist, um die Hubdistanz zu ermitteln.