DE102009059801A1

DE102009059801A1 - Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102009059801A1
Application number: DE200910059801
Authority: DE
Inventors: Gerald Dr. Christmann; Michael Dipl.-Ing. Decker; Ludger Prof. Dr. Dragon; Theodor Dipl.-Ing. Grossmann; Andreas Dipl.-Ing. Kummer; Frank Dipl.-Ing. Lieschke; Andre Dr.-Ing. Lippeck
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2010-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs, wobei eine genaue Position des Fahrzeugs mittels eines Positionsbestimmungssystems ermittelt wird. Erfindungsgemäß werden bei einem erstmaligen Befahren eines Streckenabschnitts die zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks notwendigen Signale in Verbindung mit den zugehörigen Positionskoordinaten in einem Datenspeicher abgelegt, wobei der Streckenabschnitt hinsichtlich seiner Oberflächenbeschaffenheit analysiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die DE 10 2006 033 653 A1 beschreibt ein Fahrzeug-Hochfahr-Steuersystem, welches einen Niveauänderungserkennungsverarbeitungsabschnitt aufweist, der eine Niveauänderung in einer Straße erkennt, einen Vorhersagefahrwegberechnungsverarbeitungsabschnitt, der einen vorhergesagten Fahrweg eines Fahrzeugs berechnet, der basierend auf dem vorhergesagten Fahrweg eines Fahrzeugs berechnet, der basierend auf dem vorhergesagten Fahrweg beurteilt, ob ein Hochfahren über die Niveauänderung für ein Rad vorhergesagt wird oder nicht, und ein Fahrzeugfahrwerksmechanismussteuerverarbeitungsabschnitt, der den Betrieb eines Fahrzeugfahrwerksmechanismus steuert, wenn ein Hochfahren über die Niveauänderung für ein Rad vorhergesagt wird. Da das System, basierend auf dem vorhergesagten Fahrweg, beurteilt, ob ein Hochfahren über die Niveauänderung für ein Rad vorhergesagt wird oder nicht, und den Betrieb des Fahrzeugfahrwerksmechanismus steuert, wenn ein Hochfahren über die Niveauänderung für ein Rad vorhergesagt wird, kann das System zuverlässig die Stoßüberraschung, wenn ein Fahrzeug über die Niveauänderung hochfährt, reduzieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs, wobei eine genaue Position des Fahrzeugs mittels eines Positionsbestimmungssystems ermittelt wird, werden bei einem erstmaligen Befahren eines Streckenabschnitts die zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks notwendigen Signale in Verbindung mit den zugehörigen Positionskoordinaten in einem Datenspeicher abgelegt, wobei der Streckenabschnitt hinsichtlich seiner Oberflächenbeschaffenheit analysiert wird. Dadurch wird der Fahrkomfort des Fahrzeugs infolge wiederholten Befahrens des Streckenabschnitts optimiert.
Vorteilhafterweise werden vom erfindungsgemäßen Verfahren herkömmliche, bereits im Fahrzeug vorhandene Sensoren verwendet. Für die Analyse der Oberflächenbeschaffenheit eignen sich dabei beispielsweise optische Sensoren, wie z. B. Kameras, Lidar- und Radarsensoren. Derartige Sensoren kommen in modernen Fahrzeugen im Zusammenhang mit Fahrerassistenz- und Sicherheitssystemen häufig zum Einsatz.
Somit ist eine Anwendung des Verfahrens ohne die Verwendung zusätzlicher Sensoren im Fahrzeug ermöglicht.
Besonders vorteilhafterweise ist beim wiederholten Befahrens des Streckenabschnitts die Oberflächenbeschaffenheit des Streckenabschnitts bekannt, wodurch das aktive Fahrwerk prädiktiv auf die erwartende Oberflächenbeschaffenheit eingestellt werden kann. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird unter dem Begriff Oberflächenbeschaffenheit neben der Beschaffenheit der Beschichtung der Fahrbahnoberfläche auch deren Topologie verstanden.
Das Verfahren eignet sich zweckmäßigerweise für Stadtstraßen mit Einzelhindernissen oder Strecken auf denen sich beispielsweise Bahnübergänge befinden. Weiterhin eignet sich das Verfahren auch besonders für Streckenabschnitte mit variierender spektraler Leistungsdichte, d. h. bei denen die Fahrbahnoberflächen derart beschaffen sind, sodass das Leistungsdichtespektrum des empfangenen Sensorsignals variiert.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform könnte dieses Verfahren auch für Krankenwagen verwendet werden, da deren Beladungszustand sowie deren zu fahrende Strecken relativ großer Konstanz unterworfen sind und durch das Verfahren der Fahrkomfort optimiert ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist durch dieses Verfahren eine signifikante Verbesserung der Radlastschwankung erreichbar, wodurch beispielsweise eine Bremswegverkürzung auf Schlechtwegstrecken ermöglicht und somit die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einem Fahrzeug mit einem so genannten aktiven Fahrwerk angewendet.
Ein aktives Fahrwerk ist beispielsweise eines, welches die Dämpfkräfte an einem jeden Rad des Fahrzeugs entsprechend einer Fahrsituation oder entsprechend den Straßenverhältnissen anpasst. Ein aktives Fahrwerk kann aber auch eines sein, welches die Aufbaufederkräfte entsprechend einer Fahrsituation oder entsprechend den Straßenverhältnissen variiert. Ein aktives Fahrwerk kann selbstverständlich auch beide Merkmale gemeinsam enthalten.
Ein aktives Fahrwerkssystem benötigt zur Adaption an verschiedene Fahrsituationen und/oder Straßenverhältnisse eine Vielzahl von Sensoren, Aktoren, ein Steuergerät und einen in diesem implementierten Algorithmus, der die Sensorsignale interpretiert und anschließend die zugehörige Aktorik ansteuert, um eine oder mehrere Zielgrößen zu optimieren. Herkömmliche Algorithmen setzen ein kausales Verhalten voraus. Das heißt, dass die Antwort eines herkömmlichen Steuergeräts auf ein Sensorsignal zeitlich niemals vor dem das Sensorsignal auslösenden Ereignis liegen kann. Das herkömmliche Steuergerät kann beispielsweise erst nach der Überfahrt eines Hindernisses und somit zu spät reagieren.
Streckenabschnitts die zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks notwendigen Signale in Verbindung mit den zugehörigen Positionskoordinaten in einem Datenspeicher abgelegt, wobei der Streckenabschnitt hinsichtlich seiner Oberflächenbeschaffenheit analysiert und daraus resultierend die notwendigen Signale zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks ermittelt werden.
Ein erneutes Befahren des bereits analysierten Streckenabschnitts wird mittels eines Vergleichs der im Datenspeicher abgelegten mit den aktuellen Positionskoordinaten ermittelt.
Bei einem erneuten Befahren des bereits analysierten Streckenabschnitts werden die zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks notwendigen aktuellen Signale prädiktiv mittels der im Datenspeicher gespeicherten Signale in Verbindung mit einem fahrzeugspezifisch hinterlegten Fahrzeugsimulationsmodell und in Abhängigkeit der Oberflächenbeschaffenheit des betreffenden Streckenabschnitts ermittelt.
In 1 ist schematisch ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
In einem ersten Verfahrensschritt S1 des Verfahrens wird ein Signal eines Positionsbestimmungssystems empfangen. Ein solches Positionsbestimmungssystem ist beispielsweise das so genannte GPS-System. Zur Positionsbestimmung wird vorzugsweise ein bereits im Fahrzeug vorhandenes herkömmliches Positionsbestimmungssystem verwendet.
In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird überprüft und ausgewertet, ob das die Position des Fahrzeugs repräsentierende Signal hinreichend genau ist.
Entspricht das Signal den Erfordernissen, um die aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs zu bestimmen, werden in einem dritten Verfahrensschritt S3 die aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs ermittelt.
Ist das Signal nicht genau genug, sind also mit dem vorliegenden Signal die Positionskoordinaten des Fahrzeugs nicht hinreichend genau bestimmbar, wird das Signal in einem Verfahrensschritt S2.1 mittels einer so genannten Korrelationsanalyse verfeinert. Danach werden im dritten Verfahrensschritt S3 die aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs ermittelt.
In einem vierten Verfahrensschritt S4 wird mittels der aktuellen Positionskoordinaten ermittelt, ob im Datenspeicher des Steuergeräts von einem erstmaligen Befahren des aktuellen Streckenabschnitts die zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks notwendigen angepassten Signale in Verbindung mit den zugehörigen Positionskoordinaten abgelegt sind.
Sind noch keine Signale für den aktuellen Streckenabschnitt hinterlegt und wird somit der Streckenabschnitt erstmalig befahren, werden in einem Verfahrensschritt S4.1 die aktuellen Positionskoordinaten erfasst und hinterlegt. In einem daran anschließenden Verfahrensschritt S4.2 wird der Streckenabschnitt hinsichtlich seiner Oberflächenbeschaffenheit analysiert und daraus resultierend werden die zugehörigen zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks notwendigen Signale ermittelt und ebenfalls im Datenspeicher abgelegt. Bei diesen ermittelten Signalen handelt es sich insbesondere um Steuersignale einer Fahrzeugvertikalbeschleunigung oder eines Fahrzeugniveaus.
Wurde der Streckenabschnitt bereits einmal befahren, werden in einem fünften Verfahrensschritt S5 die bei der früheren Befahrung des Streckenabschnitts ermittelten und im Datenspeicher abgelegten und zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks notwendigen Signale und die Oberflächenbeschaffenheit des Streckenabschnitts eingelesen.
In einem sechsten Verfahrensschritt S6 werden die zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks notwendigen aktuellen Signale prädiktiv mittels der im Datenspeicher abgelegten Signale in Verbindung mit einem fahrzeugspezifisch hinterlegten Fahrzeugsimulationsmodell und in Abhängigkeit der Oberflächenbeschaffenheit des Streckenabschnitts ermittelt. Die aktuellen Signale werden vorzugsweise mittels so genannter Online-Optimierungen ermittelt. Das Fahrzeugsimulationsmodell umfasst beispielsweise die folgenden Parameter: die aktuelle Fahrzeugposition, die momentane Fahrgeschwindigkeit, die aktuelle Längsbeschleunigung, der momentane Lenkradwinkel sowie weitere stationäre Fahrzeugparameter wie Masse und Trägheitsmomente um die Hauptachsen.
In einem siebten Verfahrensschritt S7 steuert und/oder regelt das Steuergerät entsprechend der prädiktiv ermittelten Signale die Aktoren des aktiven Fahrwerks.
In einem achten Verfahrensschritt S8 erfolgt eine Befahrung des Streckenabschnitts mit optimiertem Fahrkomfort.

S1 bis S8: Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006033653 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs, wobei eine genaue Position des Fahrzeugs mittels eines Positionsbestimmungssystems ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erstmaligen Befahren eines Streckenabschnitts die zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks notwendigen Signale in Verbindung mit den zugehörigen Positionskoordinaten in einem Datenspeicher abgelegt werden, wobei der Streckenabschnitt hinsichtlich seiner Oberflächenbeschaffenheit analysiert wird und Signale zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks angepasst und gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erneutes Befahren des bereits analysierten Streckenabschnitts mittels eines Vergleichs der im Datenspeicher abgelegten mit den aktuellen Positionskoordinaten ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erneuten Befahren des bereits analysierten Streckenabschnitts die zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven Fahrwerks notwendigen aktuellen Signale prädiktiv mittels der im Datenspeicher abgelegten Signale in Verbindung mit einem fahrzeugspezifisch hinterlegten Fahrzeugsimulationsmodell und in Abhängigkeit der Oberflächenbeschaffenheit des Streckenabschnitts ermittelt werden.